LESERBREV

Svar til Trond Andresen: Fordi det ikke er noen ”hype”! (16.5.08, 00:02)

Trond Andresen stiller i sitt innlegg spørsmålet ”Hydrogen-"hypen": hvorfor debatteres den ikke ved NTNU?”

Siden vi er av dem som driver blant annet med forskning og undervisning knyttet til hydrogen, og noen av oss også har hatt et visst ansvar for å fronte og koordinere dette arbeidet ved NTNU og SINTEF, skal vi forsøke å imøtegå Andresens påstander. Dette byr på visse utfordringer da Andresen presenterer ei blanding av mer og mindre velfunderte faglige argumenter sammen med konspirasjonsteorier og påstander om uredelighet.

Svaret vårt er altså: ”Det er ingen hype”. Forskning, teknologiutvikling og demonstrasjonsprosjekter knyttet til hydrogen som energibærer drives i dag som ett av mange fagområder innen energiforskning. Alle som driver her vet at hydrogen er – i likhet med elektrisitet – en energibærer og ikke en kilde. Deler av forskningen retter seg mot systemnivået, dvs. hva er de mest effektive energisystemene for framtida og hva må til for å komme dit.

Ingen har klart å gi entydige svar, og slike analyser er svært avhengige av forutsetningene, slik som hvilke primære energikilder som inngår (sol, vind, vann, olje, gass, kull, biomasse, kjernekraft), og hvilke teknologiske framskritt en ser for seg. Det som er sikkert er at hydrogens fordeler og ulemper debatteres i slike sammenhenger.

Den andre konklusjonen som trenger seg fram er at det er svært vanskelig å se for seg en enkelt fornybar energikilde, teknologi eller energibærer som kan kompensere det som i dag baseres på olje og gass. De fleste er derfor enige om at det må ”satses på mange hester” om en skal ha sjanse til forsyne verden med energi, opprettholde levestandard, og kanskje aller viktigst: Sørge for at alle i verden får rent vann, nok mat, klær, og tak over hodet.

I den grad en kan snakke om en ”hydrogen-hype” i form av økte investeringer og økt oppmerksomhet i media, så må denne sies å ha vært på topp for 5-7 år siden da bilprodusentene stadig viste nye hydrogenbil-modeller og det ble igangsatt en del større demonstrasjonsprosjekter. Etter det må det kunne sies å ha vært en ”hype” rundt biodrivstoff, som nå kanskje også er på veg ned på grunn av økte matvarepriser etc.

Vi som driver med FoU, enten det er biodrivstoff, hydrogen eller noe annet, syns ikke nødvendigvis at ”hypene” er så gunstige. Vi ønsker oss langsiktige og forutsigbare strategier, basert på nettopp en totalvurdering av mulighetene for framtidas energisystemer.

Det er enkelt å innrømme at Andresen har delvis rett i noen av sine faglige argumenter. Vi skal derfor prøve å se på disse og argumentere for hvorfor hydrogen likevel har en plass i framtidas energisystem:

1. Det er selvsagt korrekt at man må se på den totale virkningsgraden fra kilde til sluttbruk. I tillegg er investerings- og driftskostnader, miljøeffekter og sikkerhet, fleksibilitet og pålitelighet svært viktige. Andresens argument baseres imidlertid på at hydrogen produseres ved elektrolyse av vann og at tilgangen på elektrisk energi er ubegrenset og uten utslipp – et særnorsk og lite globalt perspektiv. En fordel med hydrogen er at det kan produseres fra mange forskjellige kilder og på mange måter; fra olje, naturgass, kull og biomasse i tillegg til el+vann.

Hydrogen produsert fra naturgass er i dag den mest effektive, billigste og mest brukte metoden. Ved å betale noe i effektivitet (virkningsgrad) representerer dette en mulighet for å utnytte naturgass (og olje/kull) som drivstoff, samtidig som CO2 skilles fra og lagres. Hydrogen representerer derfor et mulig ”bindeledd” i et system der mange energikilder tas i bruk på en renest mulig måte. En kan selvsagt gå via elektrisitet for alle disse kildene, men det er ikke gitt hva som vil komme best ut i framtida mht virkningsgrad og andre faktorer.

2. Andresen påpeker selv batterienes begrensninger mht størrelse, tyngde og ladetid. Og det er riktig at det har skjedd en utvikling her. Muligens har den såkalte ”hydrogen-hypen” bidratt til dette: Lenge gikk batteriutviklingen veldig sakte, men bilprodusentenes satsing på brenselceller rundt år 2000 ser ut til å ha trigget de som jobber med batteriteknologi til fornyet innsats. Konkurranse mellom teknologier og konsepter kan således bidra til at utvikling skjer.

Imidlertid mener mange at hydrogen og el/batterier ikke nødvendigvis konkurrerer på bil, men heller er komplementære. Andresen trekker fram Think, og disse har jo selv argumentert sterkt for plug-in ”hydrogen-hybrider”, der muligheten for å tanke hydrogen representerer en såkalt ”range-extender” for el-bilen. Ingenting er uten ulemper, og vi bør også ha i bakhodet at de fleste batterier innholder stoffer som må håndteres spesielt ved slutten av batteriets levetid.

3. Andresen har selvfølgelig rett i at når du først har elektrisk energi, så er dette en fantastisk energibærer. Imidlertid er denne enda vanskeligere enn hydrogen å lagre, spesielt over lang tid. I framtidas energisystem der en baserer seg i mye større grad på fornybare kilder (sol og vind) kommer behovet for å jevne ut sesong- og døgnvariasjoner til å øke sterkt, her har batteriteknologi helt klart sine begrensninger. Hydrogen er heller ikke perfekt, men representerer en mulighet.

Vår konklusjon er altså at hydrogen har en plass innen FoU, på linje med andre energibærere, der ingen er perfekte. Det fins mange flere både fordeler og ulemper som vi har unnlatt å komme inn på. I dette bildet må vi alle finne oss i sammenlikninger med basis i virkningsgrad, miljøkonsekvenser, kostnad, sikkerhet og pålitelighet.

For svært mange av framtidas teknologier gjelder imidlertid at det eksisterer muligheter for teknologiske gjennombrudd som totalt kan endre bildet, og at det ikke er lett å forutsi hvor disse kan komme. Et eksempel nært knyttet til vår egen forskning: Edelmetaller som platina, palladium og rhodium har helt spesielle katalytiske egenskaper i kjemiske reaksjoner, blant annet i bilkatalysator, annen renseteknologi og hydrogenbrenselceller. Disse er tilgjengelige i begrensede mengder og derfor svært kostbare, og en av hovedårsakene til at brenselceller er så dyre.

Mye forskning har rettet seg mot å utnytte disse mest mulig effektivt for derigjennom å klare seg med så lite materiale som mulig, noe som bilkatalysatoren er et glimrende eksempel på. Det er imidlertid ingen naturlov som tilsier at en ikke skulle klare å frambringe de samme egenskapene i et materiale bygd opp som en kombinasjon av andre billigere og lett tilgjengelige grunnstoffer, men ingen har klart det ennå. Å forske fram dette på en systematisk måte er imidlertid komplisert og tidkrevende, og krever grunnleggende forståelse av fenomener på molekylær skala.

Til slutt er det vanskelig å la være å kommentere Andresens påstander om at vi (= forskningsmiljøene ved NTNU og SINTEF) ser bort fra naturlovene for å få tak i forskningspenger. Slik jeg tolker det er vi enten del av en større konspirasjon sammen med industrien og miljøorganisasjonene (samt EU, US Department of Energy m. fl.) som går ut på å lure allmennheten – og våre egne studenter – eller så er vi så dumme at vi ikke forstår grunnleggende termodynamikk og ikke vet hva virkningsgrad er.

Vi vil også knytte en kommentar til industriens engasjement spesielt. Når for eksempel Statoil og Hydro (nå StatoilHydro) har jobbet med hydrogen, så er det fordi de

a) trenger kunnskap om morgendagens løsninger for å finne ut hvor de selv skal være forretningsmessig i framtida

og

b) baserer sin satsing på ressurser, teknologi og kompetanse de selv rår over. SH er ingen el-produsent, det er andre bedrifters ansvar og forretning. SH rår over olje og gass, har kompetanse utviklet over lang tid på hydrogenproduksjon fra naturgass (knyttet til gjødsel- og metanolproduksjon) og CO2-håndtering, samt elektrolyse – derfor (blant annet) hydrogen.

Hilde J. Venvik, Førsteamanuensis Kjemisk Prosessteknologi NTNU
Edd Blekkan, Professor Kjemisk Prosessteknologi NTNU
Anders Holmen, Professor Kjemisk Prosessteknologi NTNU
Magnus Rønning, Professor Kjemisk Prosessteknologi NTNU
De Chen, Professor Kjemisk Prosessteknologi NTNU
Astrid L. Mejdell, PhD-kandidat, Kjemisk Prosessteknologi NTNU
Magnus Skinlo Thomassen, forsker SINTEF Materialer og Kjemi
Steffen Møller-Holst, forsker SINTEF Materialer og Kjemi
Ulrich Bünger, Professor II ”hydrogen transport, lagring og sluttbruk” i Energi- og Prosessteknologi NTNU