CICERO - Senter for klimaforskning
EN
Meny
Forskningsområder

Hva er hydrogen?

Klima - Et magasin om klimaforskning fra CICERO

Publisert 18.01.2021

Det er vårt letteste grunnstoff, brukes som rakettdrivstoff og vi snakker om det i både blå, grønn, brun og grå form.

 

Hydrogen seiler igjen opp som en viktig del av løsningen på vårt økende energibehov og overgangen til nullutslippssamfunnet. I dag dekker fossile brensler over 80 prosent av verdens energiforsyning og står for størsteparten av klimagassutslippene i verden.

Hydrogen slipper kun ut vann når det brennes og det inneholder mer energi per vekt enn fossile brensler. Fordi hydrogen er svært fleksibelt, ser man for seg at det som drivstoff kan muliggjøre utslippsfrie transportmidler og tungindustri, samt jevne ut energimiksen i strømnettet.

Men selv om potensialet for hydrogen er stort, er det også barrierer som hindrer en storskalaproduksjon. Å fremstille hydrogen krever energi, og i hvilken grad det er utslippsfritt, handler om metodene som brukes for å fremstille det. Og som mye annet er det også et spørsmål om kostnader.

 

 

Fremstilles med energikilder

Hvis du ser for deg det periodiske systemet med alle grunnstoffene, er hydrogen det første grunnstoffet med plass helt på toppen på venstre side, nr. 1. Det er det letteste grunnstoffet i universet og også det vi har aller mest av. Siden hydrogen er så lett og har så mye energi, har NASA lenge brukt flytende hydrogen som rakettdrivstoff.

Hydrogen er en energibærer på samme måte som strøm er det. Det vil si at den må fremstilles og kan så fraktes fra et sted til et annet. Olje og gass er energikilder, og kan dras opp av jorda og brukes direkte. For å framstille hydrogen trenger vi altså en energikilde. Her kan det meste brukes; fossilt brensel, vann, solceller eller biomasse. Vi skiller gjerne disse metodene på farger.

 

Vann kan spaltes til hydrogen og oksygen igjennom en prosess som kalles elektrolyse. Elektrolyse krever en strømkilde og hvis denne er fornybar, regnes det produserte hydrogenet som Grønt og utslippsfritt. Blått hydrogen fremstilles gjennom å reformere naturgass, CH4, kombinert med karbonfangst og lagring, der karbonet puttes ned i bakken igjen. I dag er det meste av hydrogenet vi bruker grått. Da benytter man naturgass - men uten karbonfangst og lagring - slik at klimagasser slippes ut i atmosfæren. Til brunt eller svart hydrogen, som også er mye brukt spesielt i Kina, bruker man kull. I dag slippes det ut 830 MtCO2 årlig fra hydrogenproduksjon, som kan sammenliknes i størrelse med utslippene i Tyskland.

Hvor viktig blir hydrogen?

Diskusjonen rundt hydrogenøkonomi er ikke ny. Det som kanskje gjør den enda mer relevant i dag er at kostnadene på fornybar energi har falt mye de siste årene, samtidig som at det haster å få ned CO2-utslippene i energisektoren. Siden 1975 har produksjonen av hydrogen mer enn tredoblet seg. Selv om elektrolyse står for mindre enn 0.1 prosent av global hydrogenproduksjon, er det en økende interesse spesielt rundt grønn hydrogen. Flere og flere land har utarbeidet strategier for framtidig hydrogenproduksjon og bruk, blant annet Norge (her spesielt blått hydrogen) og EU (grønn hydrogen). Det forskes også mye på bruk og produksjon av hydrogen, også i Norge. Hydrogen er en lett gass, og med økt produksjon må vi også forvente større lekkasjer.

 

Hvordan dette vil påvirke atmosfærens sammensetning, finnes det lite forskning på, men skal blant annet sees nærmere på i dette prosjektet.

Det er stor enighet blant eksperter om at hydrogen blir en viktig brikke i det grønne skiftet, men det er uenighet om hvor stor produksjonen kan bli. Det vil nemlig kreve en god del energi for å fremstille hydrogen, og det finner sted et energitap gjennom produksjon, transport og bruk. For eksempel, BloombergNEF har estimert et scenario som begrenser global oppvarming til 1.5 grader der hydrogen står for 25 prosent av verdens energibehov i 2050. Hvis dette skal produseres gjennom elektrolyse, vil det kreve mer elektrisitet (36,000 terawatt timer) enn hva samlet sett produseres i verden i dag. For at produksjonen skal lønne seg, er man avhengig av at kostnadene går betydelig ned. Fremtidig produksjon vil også avhenge av politiske virkemidler, for eksempel karbonprisen.

Ulike scenarioer for hydrogen er blitt utarbeidet av blant andre IEA, BP, Hydrogen Council og DNV. De ser for seg at hydrogen kan stå for alt mellom 0-30 prosent av vår totale energibruk i 2050. Og selv om det er uenighet på hvor stor produksjonen vil bli, er flere enige om at hydrogen vil være avgjørende i sektorer som er vanskelige å elektrifisere, slik som langdistansetransport og sektorer som krever mye energi, slik som stål/sement-produksjon.