Del 1
Innledning
1 Utvalgets sammensetning, mandat og arbeid
1.1 Mandat og sammensetning
Regjeringen nedsatte ved kongelig resolusjon av 20. juni 2003 et utvalg som skulle fremme forslag til videre norsk satsing på hydrogen som energibÆrer gjennom utforming av et nasjonalt hydrogenprogram. Utvalget ble gitt følgende mandat:
«Hydrogen kan komme til å få en viktig rolle i framtidens energisystem både som energibÆrer og som bidrag til bedre miljø ved at hydrogen ikke har noen miljøskadelige utslipp ved bruk.
Norge har solid erfaring i produksjon av hydrogen, både på basis av fornybar energi og fossile råstoffer, og har etablert industri innenfor ulike hydrogenområder. Det fins samtidig forskningskompetanse av høy kvalitet innenfor viktige nisjeområder. Norge har også store gassressurser som representerer en naturlig kilde for storskala hydrogenproduksjon. Forholdene ligger derfor godt til rette for økt bruk av hydrogen i Norge, og for framtidig norsk eksport av hydrogenrelatert teknologi og kompetanse.
Med dette som utgangspunkt, vil det vÆre et mål for myndighetene å legge forholdene best mulig til rette for økt satsing på utvikling av hydrogenrelatert teknologi og hydrogen som energibÆrer i Norge.
Utvalget skal formulere nasjonale mål og nødvendige tiltak for å utvikle hydrogen som energibÆrer og virkemiddel for innenlands verdiskaping og bedre miljø. Utvalget skal identifisere behov for offentlig medvirkning og rammebetingelser, og skal foreslå ansvarsforhold, organisering, ressursbehov og faglig innhold knyttet til et nasjonalt hydrogenprogram.
Utvalget skal utrede økonomiske og administrative konsekvenser av foreslåtte tiltak. Minst ett forslag skal baseres på uendret ressursbruk.
Utvalget skal ha nÆr dialog med Norges forskningsråd, og de tiltak som foreslås innenfor FoU, skal ses i sammenheng og samordnes med Forskningsrådets strategier og tiltak på området.
Det nasjonale hydrogenprogrammet skal omfatte hydrogen både til stasjonÆrt bruk og til transportformål. Internasjonalt er utviklingen kommet lengst innenfor transportsektoren. Programmet må vurderes i lys av internasjonale aktiviteter på hydrogenområdet og muligheter for norsk deltakelse i internasjonale forsknings-, utviklings- og demonstrasjonsaktiviteter. De tiltak som foreslås lagt til programmet må vÆre av en slik art at de faller innenfor rammene til statsstøttereglene i EØS-avtalen.
Som utgangspunkt for arbeidet med å utforme et nasjonalt hydrogenprogram, skal utvalget identifisere og kartlegge muligheter og barrierer knyttet til produksjon, lagring, distribusjon og sluttbruk av hydrogen i Norge. Det skal gjøres en drøfting av hydrogen som energibÆrer i forhold til alternative løsninger.
Utvalget skal i sitt arbeid gjenspeile det utredningsarbeidet som gjøres i ekspertgruppene som er etablert under utvalget og basere sine anbefalinger på dette. Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk skal bygge sitt arbeid på det faktagrunnlag og den omtalen av hydrogen som allerede foreligger i Gassteknologiutvalgets innstilling og i Gassmeldingen. Gruppen skal videre gjennomføre utredninger som er nødvendig for å bygge opp under utvalgets arbeid for å løse sitt mandat. Ekspertgruppen for transport skal ta utgangspunkt i mandatet til Samferdselsdepartementets ekspertgruppe. Arbeidet fra ekspertgruppene skal legges frem for de respektive ministrene innen 1. mai 2004.
Utvalget skal legge frem sin innstilling senest 1. juni 2004.»
Utvalget har bestått av:
Sverre Aam (leder), adm. direktør, Trondheim
Elisabet Fjermestad Hagen, seksjonssjef, Hole
Hanne Lekva, direktør, Stavanger
Ole Gjølberg, professor, Rygge
Trygve Riis, seksjonssleder, Oslo
Ane Hansdatter Kismul, leder, Vefsn
Olje- og energidepartementet har vÆrt ansvarlig for sekretariatet sammen med Samferdselsdepartementet. Sekretariatet har bestått av seniorrådgiver Trond Moengen, Energidata AS, som har ledet sekretariatets arbeid, avdelingsdirektør Ann Ingeborg Hjetland, Olje- og energidepartementet, rådgiver Tore Grunne, Olje- og energidepartementet, førstekonsulent Eirik Midtsundstad, Olje- og energidepartementet og rådgiver Trond Kråkenes, Samferdselsdepartementet.
1.2 Bakgrunn for oppnevnelsen av utvalget
I bakgrunnen for oppnevnelsen av utvalget, Kongelig resolusjon av 18. juni 2003, heter det:
«Regjeringen har i St.meld. nr. 9 (2002–2003) Om innenlands bruk av naturgass mv. (Gassmeldingen) gått inn for å øke satsingen på hydrogen og legge til rette for et større nasjonalt hydrogenprogram, som skal bidra til kompetansebygging for en videre utvikling av hydrogenteknologier i Norge.
En samlet energi- og miljøkomité ber i innstillingen til Gassmeldingen Regjeringen om å opprette et nasjonalt hydrogenutvalg, jf. vedtak VI i Innst. S. nr. 167 (2002–2003):
«Stortinget ber Regjeringen om å opprette et bredt sammensatt nasjonalt hydrogenutvalg som skal formulere nasjonale mål og nødvendige tiltak for å utvikle hydrogen som energibÆrer og virkemiddel for innenlands verdiskaping. Utvalget skal identifisere behov for offentlig medvirkning og rammebetingelser og foreslå ansvarsforhold, organisering og ressursbehov for et nasjonalt hydrogenprogram, og legge fram en innstilling så snart det lar seg gjøre, men senest våren 2004.»
Samferdselsdepartementet har nylig opprettet en ekspertgruppe som har fått som oppgave å vurdere hvordan Norge kan bidra til å fremskynde den internasjonale utviklingen av nullutslippsteknologi i transportsektoren, herunder hydrogen.
Det er viktig å få koordinert Stortingets vedtak og arbeidet som Samferdselsministeren har tatt initiativ til.
På bakgrunn av dette legger Olje- og energidepartementet frem forslag om at Kongen i statsråd nedsetter et offentlig utvalg som skal se på hydrogen både til stasjonÆrt bruk og til transportformål. Utvalget skal bygge på grunnlagsarbeid fra to ekspertgrupper, en for produksjon og stasjonÆrt bruk og en for transport. Forslaget fremmes i samarbeid med Samferdselsdepartementet.
Mandatet for utvalget er utformet i tråd med de føringer som er lagt av Stortinget.»
1.2.1 Oppnevnelse av to ekspertgrupper
Samferdselsdepartementet oppnevnte sin ekspertgruppe 6. mars 2003. Ekspertgruppen skulle legge frem en rapport for Samferdselsministeren i løpet av første kvartal 2004. Da Hydrogenutvalget skulle opprettes 20. juni 2003, var det viktig å se utvalget og ekspertgruppen i sammenheng og søke å samordne initiativene. Regjeringen valgte å løse dette gjennom å opprettholde ekspertgruppen under Samferdselsministeren for å synliggjøre satsingen på 0-utslippsteknologi i transportsektoren og samtidig opprette en ekspertgruppe under Olje- og energidepartementet som skulle ta for seg stasjonÆrt bruk av hydrogen. Begge lederne av ekspertgruppene ble en del av utvalget. Det ble besluttet at stasjonÆrgruppen også skulle dekke produksjon og lagring av hydrogen. Ekspertgruppene fikk betegnelsene «Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk» og «Ekspertgruppen for transport».
Ekspertgruppenes overordnede mandat var å gi et faglig grunnlag for Hydrogenutvalgets arbeid med å løse sitt mandat. Ekspertgruppenes rapporter er presentert som separate vedlegg til utredningen.
1.2.1.1 Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk
Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk har hatt følgende mandat:
«Ekspertgruppen skal utarbeide en rapport som skal danne et faglig grunnlag for Hydrogenutvalgets arbeid med å løse sitt mandat.
Gruppen skal redegjøre for status når det gjelder produksjon, lagring og distribusjon av hydrogen, samt stasjonÆrt bruk av hydrogen til energiformål, både nasjonalt og internasjonalt, herunder:
teknologisk status
funksjonalitet
kostnader
infrastruktur
tidsaspekter knyttet til FoU og markedsintroduksjon
virkemidler
Det legges til grunn at det er god kontakt mellom ekspertgruppene for henholdsvis stasjonÆrt bruk og transport slik at man kan oppnå en god arbeidsdeling og i størst mulig grad unngår dublering av arbeid.
Gruppen skal videre:
identifisere og kartlegge muligheter, barrierer og drivkrefter (både tekniske og ikke tekniske/økonomiske) knyttet til produksjon, lagring, distribusjon og sluttbruk av hydrogen i Norge
drøfte alternative virkemidler og rammebetingelser knyttet til en fremtidig satsing på hydrogen i Norge (for eksempel støtte til FoU, demo, infrastruktur, avgifter, fond, sÆrskilte lover og regler, etc.)
fokusere på områder hvor økt innsats fra Norges side kan bidra til å påvirke utviklingen på hydrogenområdet nasjonalt og internasjonalt
Drøfting av nasjonale mål og hvilken rolle hydrogen skal spille i en framtidig norsk energipolitikk, vil vÆre utenfor ekspertgruppen sitt mandat. Samtidig blir det viktig for gruppen å omtale energiforsyningsalternativer som utgangspunkt for å vurdere ulike praktiske muligheter for overgang til bruk av hydrogen i stasjonÆr energiforsyning.
Gruppen skal blant annet utnytte det faktagrunnlag og den omtalen av hydrogen som allerede foreligger i Gassteknologiutvalgets innstilling og i Gassmeldingen.
Gruppen kan gjennomføre sÆrskilte utredninger som er nødvendig for å bygge opp under utvalgets arbeid for å løse sitt mandat. Dette skal diskuteres med Hydrogenutvalget på forhånd. Hydrogenutvalget kan også be ekspertgruppen ta ansvaret for å gjennomføre aktuelle utredninger.
Det forutsettes at Enova trekkes inn i ekspertgruppens arbeid på en hensiktsmessig måte. Det forutsettes også tett kontakt med Ekspertgruppen for transport.
Hydrogenutvalgets sekretariat skal kunne ha mulighet til å delta som observatør på ekspertgruppemøtene.
Rapporten fra ekspertgruppene skal legges frem for de respektive ministrene innen 1. mai 2004.»
Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk har bestått av:
Hanne Lekva (leder), direktør, Statoil ASA
Ragne Hildrum, prosjektleder, Statkraft SF
Geir VollsÆter, Commercial Advisor, AS Norske Shell
Ronny Glöckner, forsker, Institutt for energiteknikk
Johan E. Hustad, professor, NTNU, Institutt for termisk energi og vannkraft
Norges forskningsråd fikk ansvaret for sekretÆrfunksjonen og har leid inn Fritjof Salvesen, KanEnergi, til oppdraget.
1.2.1.2 Ekspertgruppen for transport
Samferdselsdepartementet oppnevnte 6. mars 2003 en ekspertgruppe som skulle utrede spørsmål omkring nullutslippsteknologi og hydrogen i transportsektoren. Gruppens mandat var:
«Utvalget skal vurdere hvordan Norge best kan bidra til å fremskynde den internasjonale utviklingen av 0-utslippsteknologi i transportsektoren. Arbeidet bør i hovedtrekk konsentreres om følgende oppgaver:
Redegjøre for status når det gjelder bruk av hydrogen i vegtransport, herunder:
Funksjonalitet, miljøegenskaper og kostnader sammenlignet med bensin- og dieselteknologi og forventet utvikling av disse egenskapene
Kjøretøyprodusentenes satsing og planer for markedsintroduksjon
Utbygging av infrastruktur
Bruk av virkemidler i andre land
Lage et miljøregnskap for hydrogen inkludert produksjon, lagring og distribusjon sammenlignet med andre drivstoffer, i dag og i 2010
Gi en oversikt over norsk forskning og utvikling med relevans for bruk av hydrogen til transport
Drøfte teknologiske og økonomiske barrierer for introduksjon av hydrogen til transport i Norge
Drøfte mulige mål og foreslå konkrete virkemidler i en politikk for å fremme utvikling og bruk av hydrogen- og 0-utslippsteknologi i transportsektoren»
I forbindelse med at et nytt hydrogenutvalg og en ekspertgruppe for produksjon og stasjonÆrt bruk ble oppnevnt, ble det foretatt noen justeringer i gruppens mandat og sammensetning for å sikre nødvendig samordning og unngå overlapp. Ekspertgruppens fortolkning av mandatet i henhold til den nye situasjonen var som følger:
«Som grunnlag for arbeidet i Hydrogenutvalget gis ekspertgruppen for transport i oppdrag å redegjøre for status og forventet utvikling av nullutslippsteknologi og drøfte mulige mål og virkemidler for å bidra til økt bruk av hydrogen og nullutslippsteknologi i transportsektoren.
Med utgangspunkt i et ønske om å fremskynde utviklingen mot overgang til nullutslippsteknologi i transportsektoren, vil ekspertgruppa fokusere på områder hvor økt innsats fra Norges side kan påvirke utviklingen nasjonalt og internasjonalt.
Nullutslipp innebÆrer strengt definert at det ikke oppstår miljøskadelige utslipp i hele verdikjeden (produksjon, distribusjon, lagring og bruk, “well to wheel”). Gruppa vil betrakte nullutslipp som en visjon langt fram i tid. Det vil vÆre viktig å behandle teknologier og drivstoff som ikke representerer nullutslipp, men som kan framskynde en mulig overgang til nullutslipp på et senere tidspunkt. Konvensjonell teknologi og teknologier med svÆrt lave utslipp vil bli behandlet som referanseteknologier, som potensielle nullutslippsteknologier og overgangsteknologier kan vurderes i forhold til.
De to ekspertgruppene må basere seg på de samme verdikjedene og forutsetningene for produksjon, distribusjon og lagring av hydrogen. Videre er det viktig å avklare hvilke deler av de aktuelle verdikjedene som skal vurderes i de to ekspertgruppene. Transportgruppa skal i hovedsak konsentrere seg om løsningene knyttet til infrastruktur for tanking, lagring i kjøretøy og skip, drivverket og annen energibruk om bord.
Ekspertgruppa skal primÆrt gi faglig grunnlag for arbeid i Hydrogenutvalget, herunder drøfte alternative mål, veivalg og virkemidler i transportsektoren. Samtidig blir det viktig for gruppa å samarbeide med ekspertgruppa for produksjon om energiforsyningsalternativer som utgangspunkt for å vurdere ulike løsninger for overgang til bruk av nullutslippsteknologi i transportsektoren.
Gruppa vil fokusere på vegtrafikk og sjøtransport. Mulighetene for å ta i bruk hydrogen i transportsektoren synes å vÆre størst innenfor vegtransport. Samtidig utgjør sjøtransport en viktig del av Norges transportvirksomhet i tillegg til at Norge besitter mye spisskompetanse innen skipsfartsteknologi. Det er derfor naturlig at gruppa også fokuserer på sjøtransport.
Ekspertgruppa vil redegjøre for status for bruk av hydrogen når det gjelder funksjonalitet, miljøegenskaper, kostnader, produsentenes planer, infrastruktur og virkemiddelbruk. I tillegg vil ekspertgruppa identifisere drivkrefter, blant annet ut fra kartlegging av status og aktiviteter i andre land.
Ekspertgruppene skal samarbeide om energi- og miljøvurderinger for hydrogen inkludert produksjon, lagring og distribusjon sammenlignet med andre drivstoffer, i dag og i 2010. Videre vil det gis en oversikt over norsk og internasjonal forskning og utvikling med relevans for bruk av hydrogen til transport.
Ekspertgruppa vil drøfte sentrale barrierer og drivkrefter for introduksjon av hydrogen til transport i Norge.
Ekspertgruppa vil drøfte mulige og realistiske mål og hvilke type virkemidler og tiltak som kan bidra til å nå disse målene i en politikk for å fremme utvikling og bruk av hydrogen- og 0-utslippsteknologi i transportsektoren. Drøftingen skal gi et faglig grunnlag for Hydrogenutvalgets politiske anbefalinger.»
Eksertgruppen for transport har bestått av:
Elisabet Fjermestad Hagen (leder), seksjonssjef, Hydro Energi
Rolf Hagman, forsker, Transportøkonomisk institutt
Gerd Petra Haugom, prosjektleder hydrogen, Det norske Veritas
Steffen Møller-Holst, seniorforsker, SINTEF
Kjell Olav Skjølsvik, gruppeleder, MARINTEK
Gunnar Vesterby, markedsdirektør, Bertel O. Steen
Samferdselsdepartementet har vÆrt ansvarlig for ekspertgruppens sekretariat.
1.3 Avgrensning og presisering av utvalgets mandat
De tre innledende avsnittene i utvalgets mandat gir en introduksjon til hydrogen som energibÆrer og til norske erfaringer og muligheter innenfor området. Med dette som utgangspunkt, settes det som et mål for myndighetene å legge forholdene best mulig til rette for økt satsing på utvikling av hydrogenrelatert teknologi og hydrogen som energibÆrer i Norge. Utvalget har lagt denne ambisjonen til grunn for sin utredning.
Utvalget legger videre til grunn at det skal ta for seg hydrogen som energibÆrer innenfor områdene stasjonÆr energiforsyning og transportsektoren. Hydrogen som tilsetningsstoff i andre drivstoff som brukes til energi eller transportformål vil også ligge innenfor mandatet. Hydrogen til andre formål, som for eksempel som industrielt råstoff til kunstgjødselproduksjon eller andre produkter, ligger utenfor det utvalget skal se på. I den grad utvikingstrekk, nyvinninger eller andre forhold innenfor annet bruk av hydrogen kan påvirke utviklingen innenfor hydrogen på energiområdet, vil det bli behandlet.
Mandatet fremhever både produksjon, lagring, distribusjon og sluttbruk av hydrogen. Utvalget ser det som naturlig å utvide dette til å dekke teknologier knyttet til hele verdikjeden for hydrogen, fra kilde, via produksjon, distribusjon, lagring og omvandling, og frem til bruk av hydrogen. Hydrogen til energi- og transportformål kan således representere en rekke teknologiske løsninger og mange energikjeder. Disse ulike kjedene er i større og mindre grad overlappende og utvalget vil ikke ta for seg alle, men fokusere på de nøkkelteknologier og anvendelser man anser som mest realistiske.
De mest sentrale punktene i mandatet, slik utvalget ser det, er at:
«Utvalget skal formulere nasjonale mål og nødvendige tiltak for å utvikle hydrogen som energibÆrer og virkemiddel for innenlands verdiskaping og bedre miljø. Utvalget skal identifisere behov for offentlig medvirkning og rammebetingelser, og skal foreslå ansvarsforhold, organisering, ressursbehov og faglig innhold knyttet til et nasjonalt hydrogenprogram...
Som utgangspunkt for arbeidet med å utforme et nasjonalt hydrogenprogram, skal utvalget identifisere og kartlegge muligheter og barrierer knyttet til produksjon, lagring, distribusjon og sluttbruk av hydrogen i Norge. Det skal gjøres en drøfting av hydrogen som energibÆrer i forhold til alternative løsninger.»
Utredningen skal vÆre fremoverskuende. Utvalget vil vurdere hydrogen med hensyn på kostnader, barrierer, miljøeffekter, virkningsgrad og teknologisk utvikling. En uttømmende kostnadssammenligning vil imidlertid vanskelig kunne gjøres utover det som implisitt kommer frem gjennom virkningsgrad, kompleksitet med mer. Utvalget vil se på alle former for barrierer som ligger til hinder for at de uttykte målene skal kunne nås. Både tekniske og ikke-tekniske barrierer vil identifiseres og behandles.
Det registreres at det i mandatet står «hydrogenprogram», ikke hydrogenforskningsprogram. Dette innebÆrer at utvalget vil se på virkemidler og tiltak som går ut over forskning og utvikling, slik som demonstrasjonsprosjekter og pilotanlegg. Andre relevante rammebetingelser vil også kunne behandles, også rammebetingelser som måtte ligge utenfor Olje- og energidepartementets og Samferdselsdepartementets ansvarsområde.
Utvalget vil utrede økonomiske og administrative konsekvenser av foreslåtte tiltak. Utvalget vil se dette i forhold til virkemiddelbruken over de offentlige budsjetter. Utvalget vil i begrenset grad se på de samlede samfunnsøkonomiske konsekvensene av satsingen.
Utvalget vil ha et bevisst forhold til de aktiviteter og den ressursbruk som skjer internasjonalt. Dette er av stor betydning for den teknologiske utviklingen og mulighetene for utbredelse av hydrogen som energibÆrer, men også for de muligheter som kan åpne seg for oppbygging av norsk kompetanse og norsk nÆringsutvikling. For å få høyest mulig avkastning på de ressurser som settes inn nasjonalt, er en slik avvegning mot internasjonal aktivitet avgjørende.
Utvalget tar også inn over seg at tiltak som foreslås skal vÆre av en slik art at de faller innenfor rammene til statsstøttereglene i EØS-avtalen.
1.4 Utvalgets arbeid
Utvalget avholdt konstituerende møte i Olje- og energidepartementet 13. august 2003, og har i alt hatt 11 møter. Møtene har vÆrt avholdt i Oslo og på Gardermoen. Utvalget har også gjennomført en studietur til Washington der det ble avholdt møter med Department of Energy (DOE), National Hydrogen Association, Federation of American Scientists, ChevronTexaco, National Academies/National Research Council, Senator Dorgan’s Office og World Resource Institute. Det ble også gjennomført en rundbordskonferanse i den norske ambassaden i Washington, der representanter fra Los Alamos National Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Air Products, University of North Dakota og Millenium Cell deltok.
Utvalget har lagt stor vekt på å få innspill fra norske miljøer som har interesser innenfor hydrogenområdet. Det ble blant annet i brev til utvalgte miljøer bedt om innspill på sentrale problemstillinger i forhold til mandatet utvalget var satt til å løse. Forespørsler ble sendt til forskningsinstitusjoner, industriselskaper, energiselskaper, interesseorganisasjoner, direktorater og underliggende etater. Følgende miljøer ga innspill: Bellona, CMR-gruppen (Christian Michelsen Research, Gexco AS og Prototech AS), Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap, Gasnor ASA, Hexagon Composites ASA og Raufoss Alternative Fuel Systems AS, Høgskolen i Buskerud, Institutt for energiteknikk, NTNU – Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Norges Naturvernforbund, AS Norske Shell, Norsk Hydro ASA, Statens forurensningstilsyn, SINTEF, Stor-Oslo Lokaltrafikk AS, Statens vegvesen, Statoil ASA, Det Norske Veritas, Zero Emission Resource Organisation og Think.
Utvalget har sett det som en del av arbeidet å foreta vurderinger rundt og evaluering av status for ulike teknologier. Dette har gitt sentrale bidrag til arbeidet med utredningen og har vÆrt en viktig basis for de anbefalinger som utvalget har kommet med. I disse evalueringene har utvalget i stor grad benyttet seg av den ekspertise og det nettverk som de to ekspertgruppene representerer. Det er valgt å legge det meste av den teknologiske statusbeskrivelse i de to sÆrskilte vedleggene til utredningen.
Utvalget vil spesielt takke SINTEF Energiforskning, SINTEF Materialteknologi og Institutt for energiteknikk for verdifullt utredningsarbeid og konstruktive bidrag til utvalgets utredninger og ekspertgruppenes rapporter. Det meste av faktagrunnlaget som utredningen og rapportene bygger på er basert på dette arbeidet. Utvalget står imidlertid selv ansvarlig for alle tall og fakta som det vises til, herunder eventuelle feil og mangler i utredningen.
Utvalget vil også takke den norske ambassaden i Washington for uvurderlig bistand i forbindelse med opplegg og gjennomføring av studieturen til Washington.
1.5 Veiledning for leseren
Utredningen må ses i sammenheng med rapportene fra de to ekspertgruppene.
De to gruppenes rapporter er å finne som vedlegg til denne utredningen:
SÆrskilt vedlegg nr. 1 Rapport fra «Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk»
SÆrskilt vedlegg nr. 2 Rapport fra «Ekspertgruppen for transport»
Utvalget har i utredningen valgt å beskrive problemstillinger på et mer overordnet nivå, mens ekspertgruppene i sine rapporter opererer med høyere detaljeringsgrad og dybdebeskrivelser. I sÆr gjelder dette innenfor de ulike teknologibeskrivelsene.
I utredningen er de to ekspertgruppene «Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk» og «Ekspertgruppen for transport» gjerne omtalt som «StasjonÆrgruppen» og «Transportgruppen».
Generelt vil bruken av begrepet «hydrogen» i utredningen referere til «hydrogen som energibÆrer», dersom ikke annet er spesifisert.
Referanser til generelle kilder og litteratur er samlet i en egen oppstilling til slutt i utredningen. Ord og utrykk samt spesifikke kilder er forklart og oppgitt løpende i tekst eller fotnoter etter hvert som de benyttes.
En egen samling av viktige begreper og betegnelser er i tillegg satt opp i StasjonÆrgruppens rapport, jf. SÆrskilt vedlegg nr. 1.
Utredningen er delt inn i 4 hoveddeler:
Del I Innledning:
Kapittel 1 er en oppsummering av utvalgets mandat og bakgrunn for oppnevnelsen.
Kapittel 2 er sammendrag av rapporten samt oppsummering av utvalgets anbefalinger.
Del II Hydrogen som energibÆrer og situasjonen i Norge og internasjonalt:
Kapittel 3 presenterer norsk kompetanse og ressursgrunnlag på området.
Kapittel 4 skisserer hydrogenets karakteristika og egenskaper som energibÆrer.
Kapittel 5 summerer opp den internasjonale aktiviteten som nå foregår på hydrogenområdet.
Del III Videre norsk satsing på hydrogen som energibÆrer:
Kapitel 6 går igjennom hvilke begrunnelser som legges til grunn for en norsk satsing.
Kapittel 7 identifiserer hvilke områder en norsk satsing skal omfatte.
Del IV Utvalgets anbefalinger:
Kapittel 8 kommer med forslag til utforming av et nasjonalt hydrogenprogram.
Kapittel 9 oppsummerer de administrative og økonomiske konsekvensene av utvalgets anbefalinger.
2 Sammendrag og anbefalinger
2.1 Sammendrag
I kapittel 1 er det gitt en beskrivelse av bakgrunnen for opprettelsen av utvalget, samt utvalgets mandat og arbeid.
I Kapittel 3 er det gitt en oversikt over norske ressurser og kompetanse på petroleums- og energiområdet generelt, samt på hydrogenområdet spesielt.
Norge er en stor produsent av elektrisitet basert på vannkraft og en betydelig produsent og eksportør av olje og gass. Vår industri er i stor grad bygget på dette. Parallelt med fremveksten av Norge som energinasjon har norske industri- og forskningsmiljøer blitt konkurransedyktige leverandører av produkter, tjenester og teknologi, både til norsk sokkel og til internasjonale aktiviteter. Dette er et godt utgangspunkt for at Norge også kan ha en rolle innenfor en internasjonal hydrogensatsing.
Innenlands energiforsyning : Produksjonen i det norske vannkraftsystemet i et normalår er anslått til om lag 119 TWh. Dette gjør Norge til verdens sjette største vannkraftprodusent. Vannkraften står for nÆr all elektrisitetsproduksjon i Norge og gir verken klimautslipp eller lokale utslipp. Den norske vannkraftproduksjonen er beregnet å kunne variere fra 90 TWh til 150 TWh i året som en følge av variasjoner i nedbør. Elforbruket de senere årene har omtrent vÆrt i balanse med produksjonen. Norsk energiforsyning er sårbar for svikt i nedbøren. Dette kompenseres delvis ved at Sverige, Finland, Danmark og Norge er integrert i et felles nordisk kraftmarked.
Vannkraften er dominerende i den norske energiforsyningen, men det er et betydelig potensial også for andre fornybare energikilder i Norge. I Norge har installert effekt for vindkraft økt fra 13 MW i 1999 til mer enn 100 MW i 2002. I 2003 representerte dette en årlig produksjon på 220 GWh. Bioenergi står for en årlig energiproduksjon på om lag 15 TWh. Dette er primÆrt knyttet til ved og bruk av restprodukter fra treforedlingsindustrien. Norge har også store potensial og forskningsaktivitet knyttet til blant annet solvarme, bølgekraft, tidevannskraft og saltkraft.
Petroleumssektoren er Norges største nÆring. Den stod i 2002 for 19,2 prosent av brutto nasjonalproduktet. Dette tilsvarer omtrent tre ganger verdiskapingen i annen industri. I 2002 kom 24 prosent av statens inntekter fra petroleumsvirksomheten.
Norge er rangert som nummer syv blant verdens oljeprodusenter, og er verdens tredje største eksportør av råolje etter Saudi-Arabia og Russland. Norsk kontinentalsokkel står for om lag 4,3 prosent av den totale oljeproduksjonen i verden. Oljeproduksjonen forventes å holde seg på dagens nivå de nÆrmeste årene, for deretter å avta gradvis. Det er anslått at Norge vil fortsette å produsere olje i mer enn 50 år fremover.
Norge er den tredje største gasseksportøren til EU og dekker om lag 12 prosent av EUs gassforbruk. På verdensbasis er Norge den fjerde største eksportøren av naturgass. Om lag en tredel av gassen som produseres blir injisert tilbake til reservoarene som trykkstøtte til økt oljeproduksjonen. En del av gassen blir også brukt til kraftproduksjon på plattformene og terminalene og noe også innenlands, hovedsakelig til metanolproduksjonen på Tjeldbergodden.
Produksjonen av naturgass er økende, og det er i tiden fremover forventet at gassens andel av samlet petroleumsproduksjon vil stige betydelig, fra om lag 25 prosent i 2002 til om lag 42 prosent i 2010. Et fremtidig salgsnivå på 120 milliarder Sm anses å vÆre realistisk innen 7–12 år. Det er anslått at Norge har gassreserver til ytterligere 100 års produksjon.
Hydrogen i Norge : Norge har lange tradisjoner for produksjon av hydrogen. TilnÆrmet alt som produseres brukes imidlertid i industrien. Bruk av hydrogen til energiformål er foreløpig lite utbredt i Norge. Norge har høy kompetanse innenfor en rekke hydrogenteknologier innen produksjon, lagring og bruk av hydrogen. Det er videre gjennomført demonstrasjonsprosjekter for å prøve ut nye hydrogenteknologier. I tillegg blir norske hydrogenrelaterte produkter, som for eksempel ammoniakk brukt i kunstgjødsel, solgt på verdensbasis.
Norge har betydelig kompetanse på oppbygging og drift av anlegg for hydrogenproduksjon. Ved Norsk Hydro, nå Yara, ble ammoniakk for kunstgjødselproduksjon industrielt fremstilt av hydrogen fra vannelektrolyse, med vannkraft som energikilde, fra 1928 til omkring 1990. Senere har Yara drevet produksjon av hydrogen basert på dampreformering av naturgass. Yara er i dag en betydelig hydrogenprodusent, men produksjonen går direkte til fremstilling av ammoniakk og kunstgjødsel. Selskapet har ett ammoniakkanlegg i Norge (på Herøya ved Porsgrunn) og har flere lignende anlegg i andre land, samt et petrokjemianlegg (på Rafnes) der hydrogen er et overskuddsprodukt.
Siden 1997 har Statoil framstilt hydrogen i forbindelse med metanolproduksjonen på Tjeldbergodden i Møre og Romsdal. Statoil produserer også hydrogen ved raffineriet på Mongstad. Det fremstilles dessuten betydelige mengder hydrogen som biprodukt i annen norsk industri.
I 1996 ble Norsk Hydrogenforum (NHF) etablert med representanter fra norsk nÆringsliv, forskningsinstitusjoner og universiteter/høgskoler. NHF skal blant annet bidra til informasjonsformidling mellom norske og utenlandske miljøer og fremme utdanning, forskning og nyskapning innen hydrogenteknologi.
Kapittel 4 går gjennom de mest grunnleggende egenskapene ved hydrogen og peker på hva som gjør hydrogen til en attraktiv energibÆrer. Disse egenskapene er bakgrunnen for at mange land ser på hydrogen som en framtidsrettet løsning på utfordringene i energi- og transportsektoren. Innledningsvis gis det en kort historisk gjennomgang av hvordan hydrogen har vÆrt anvendt gjennom tidene.
Satsingen på hydrogen er sÆrlig knyttet til miljøutfordringene verden står overfor, både når det gjelder klimagasser og lokal forurensning. Ved konvertering av hydrogen til elektrisitet i en brenselcelle, er vanndamp det eneste sluttproduktet. Hydrogenets miljøegenskaper er imidlertid ikke bedre enn den energikilden som den er produsert fra. Hvis hydrogenet produseres fra fossile energikilder, vil de negative miljøeffektene fortsatt gjelde. Med prognoser om at 90 prosent av verdens energi vil komme fra fossile kilder i 2030, er CO2 -håndtering en grunnleggende forutsetning for at miljøvennlig produksjon og bruk av hydrogen skal kunne realiseres i overskuelig fremtid.
Mange av landene som er avhengige av å importere energi, sÆrlig olje, ser på hydrogen som et middel for å redusere denne avhengigheten. Hydrogen kan på samme måte som elektrisitet, produseres av ulike energikilder som kull, naturgass og bioenergi. Det kan også produseres ved elektrolyse av vann. Slik kan nasjonale energikilder utnyttes og importavhengigheten reduseres. Hydrogen kan brukes både i transportsektoren og i stasjonÆr forsyning.
En tredje begrunnelse som går igjen i landenes satsing på hydrogen og brenselceller, er muligheten for nÆringsutvikling og verdiskaping. Med forventninger om at hydrogen kan komme til å spille en viktig rolle internasjonalt, vil det konkurreres om å få innpass i dette markedet.
Hydrogen brukes i dag ikke som en kommersiell energibÆrer, men produseres industrielt ved petroleumsraffinering, ammoniakkproduksjon og metanolproduksjon. Energimengden i dette hydrogenet ville tilsvare 1,5 prosent av verdens totale energiforbruk i dag hvis det ble brukt til energiformål.
Forekomst av hydrogen . Hydrogen (H) er det letteste grunnstoffet og har atomnummer 1 i det periodiske systemet. Det er estimert at hydrogen utgjør mer enn 90 prosent av universets atomer og omlag tre fjerdedeler av universets masse. Hydrogen er imidlertid nesten ikke tilgjengelig i naturen i fri tilstand, men må produseres fra et hydrogenholdig råstoff. Hydrogen finnes i organisk materiale, i biomasse og i fossile energikilder, men den største forekomsten av hydrogen er i vann (H2 O). MolekylÆrt hydrogen (hydrogengass – H2 ) kan fremstilles fra de hydrogenholdige forbindelsene på ulike måter ved å tilføre energi i varierende grad. De mest utbredte metodene for produksjon av hydrogen er reformering av naturgass og elektrolyse av vann.
Hydrogen som energibÆrer . Hydrogen er en energibÆrer, ikke en energikilde. Hydrogen må på lik linje med andre energibÆrere, for eksempel bensin, elektrisitet og fjernvarme, produseres fra en energikilde. En energibÆrer overfører energi fra en energikilde til en sluttbruker som etterspør en energitjeneste, for eksempel oppvarming, transport eller belysning. For at hydrogen skal yte en energitjeneste, må det ved sluttbruk omdannes til varme, mekanisk arbeid eller elektrisitet.
Produksjon av hydrogen. Om lag 90 prosent av den årlige produksjonen av hydrogen i verden er basert på fossile råstoffer, for det meste naturgass. Konvensjonell reformering av naturgass er i dag den mest brukte teknologien for produksjon av hydrogen i mellomstor og stor skala. Produksjonsprosessen kalles dampreformering og er i grove trekk lik for både, naturgass, olje og kull. Kostnadseffektiv CO2 -håndtering er en av hovedutfordringene for denne teknologien i framtiden.
Ved å lede strøm (elektrisk energi) gjennom vann splittes vannet (H2 O) opp til bestanddelene hydrogen (H2 ) og oksygen (O2 ) i gassform. Gassene utvikles ved elektrodene som er i kontakt med vannet. Om hydrogen produsert i en slik prosess er en miljøvennlig energibÆrer eller ikke, avhenger av om den elektriske energien produseres på en miljøvennlig måte, for eksempel fra en fornybar kilde. Alkaliske elektrolysører er fortsatt den mest brukte teknologien kommersielt.
Hydrogen kan også framstilles fra biomasse. Den mest lovende metoden for produksjon fra biomasse er dampgassifisering. Denne metoden er imidlertid fremdeles på utviklingsstadiet.
Det finnes videre en rekke andre produksjonsmetoder for hydrogen på forsknings- og utviklingsstadiet eller på et stadium der de demonstreres i liten skala. Det er foreløpig fundamentale teknologiske barrierer som må overvinnes før de kan bli aktuelle for hydrogenproduksjon i betydelig skala.
Lagring og distribusjon . Lagring av hydrogen på en måte som tar hensyn til økonomi, sikkerhet og energieffektivitet, er ansett som en barriere mot introduksjon av hydrogen som energibÆrer. Hydrogen ved vanlige atmosfÆriske betingelser er en lett gass med lav energitetthet, bare 3 kWh/m3 . For at bruk av hydrogen som energibÆrer skal bli et reelt alternativ, må hydrogenet komprimeres eller man må på annen måte øke tettheten.
For de aller fleste stasjonÆre applikasjoner er volumet og vekten av lagringssystemet mindre viktig. Utfordringene er langt større når det gjelder lagring av hydrogen for transportsektoren. Hydrogenlagringssystemer for mobile applikasjoner og transportformål må operere innenfor strenge volum- og vektbegrensninger. De må supplere nok hydrogen for en kjørelengde på om lag 500 km, lade og utlade hydrogen ved temperaturer nÆr romtemperatur, og forsyne hydrogen hurtig nok for drift av biler, busser og lastebiler.
Mesteparten av det hydrogenet som produseres i dag håndteres og lagres som komprimert gass under trykk (CH2) i gassflasker eller større trykkbeholdere. Det er en økonomisk avveining mellom tankstørrelse, materialvalg og kompresjonskostnader. Den mest vanlige løsningen for lagring og transport av hydrogen i Norge er 50 liters stålflasker med et trykk på 200 bar.
Hydrogenet kan kjøles ned til –253 °C, hvor det går over i vÆskeform. Teknologi for flytendegjøring og lagring av flytende hydrogen er godt utviklet og brukes blant annet ved lagring av hydrogen for romfart. Energitapet for flytendegjøring varierer med størrelsen på anlegget, men generelt kan man si at om lag 30 prosent av energien i hydrogengassen går tapt i prosessen. Denne egenskapen ved flytendegjøring begrenser potensialet for bruk av flytende hydrogen.
En rekke materialer kan lagre hydrogen i faste forbindelser. Mange metaller danner sammen med hydrogen såkalte metallhydrider, som er velegnet for hydrogenlagring. De metaller/legeringer som er aktuelle som lagringsmedium for hydrogen avgir varme når hydrogen tas opp. Kjøling kan derfor vÆre nødvendig ved opplading. Tilsvarende må varme tilføres for å frigi hydrogengass. Generelt er fordelen ved lagring av hydrogen i metallhydrider at det oppnås en meget høy lagringstetthet ved alminnelig trykk og temperatur. Hydrogentettheten er større i mange metallhydrider enn i flytende hydrogen. I tillegg har lagring i metallhydrider den fordelen at de er faste stoffer som kan håndteres uten store problemer ved vanlige trykk og temperaturer.
Hydrogen kan også lagres i kjemiske forbindelser, for eksempel metanol, metan eller ammoniakk. Dette er forbindelser som gir en tilfredsstillende energitetthet for mange formål, men ved mange bruksområder er man avhengig av at den kjemiske forbindelsen prosesseres for å avgi ren hydrogen til sluttbruk, eller at brenselcellen kan håndtere slike forbindelser direkte.
Infrastruktur. Hva slags energitjenester sluttbruker etterspør, samt lokalisering av produksjonssted, er avgjørende for hvordan hydrogenet bør bringes fram. I områder med stor etterspørsel og rimelig nÆrhet til produksjonsstedet, kan distribusjon av hydrogengass i rørledninger vÆre en riktig løsning. Bruk av eksisterende rørinfrastruktur for naturgass kan vÆre aktuelt. For transport av store kvanta over lengre avstander kan flytende hydrogen i tanker på skip eller tankbil vÆre et alternativ. Disse to infrastrukturløsningene er mest aktuelle i forbindelse med storskala hydrogenproduksjon, for eksempel ved naturgassreformering.
En av fordelene med hydrogen som energibÆrer er at den kan produseres lokalt. Dette kan i fremtiden redusere behovet for å transportere hydrogen over lange avstander. Hydrogenproduksjon i mindre skala kan foregå for eksempel i tilknytning til en fyllestasjon for kjøretøy. Produksjonen kan ha en eller flere energikilder, som for eksempel gass fra et lokalt naturgassnett, eller hente energi fra elektrisitetsnettet til elektrolyse. Produksjon fra fossile kilder i distribuerte småskalanlegg har imidlertid flere utfordringer, blant annet knyttet til oppsamling og videre håndtering av CO2 .
Sikkerhet og standarder. Generelt er hydrogen ikke farligere enn andre brensel og drivstoff, men risikomomentene er til dels forskjellige og bruk av hydrogen krever tilpasset teknologi. Hydrogengass er fargeløs og luktfri. Den er ikke giftig. Blandinger av hydrogen og luft er imidlertid eksplosive, med vide grenser for antennelse og detonasjon. Hydrogen blander seg imidlertid hurtig med luft og fortynnes dermed raskt til ufarlige konsentrasjoner. En forutsetning for utbredelsen av hydrogen er at det defineres internasjonale standarder og sikkerhetskriterier for forskjellige egenskaper ved hydrogen til energiformål og teknologier knyttet til hydrogenbruk.
Sluttbruk av hydrogen . Den kjemiske energien som er bundet i hydrogen må omvandles til varme eller til elektrisk energi for å kunne nyttiggjøres direkte eller i form av mekanisk arbeid, for eksempel til fremdrift av en bil. Dette kan gjøres enten ved forbrenning eller ved direkte elektrokjemisk omvandling i en brenselcelle. I en brenselcelle hentes energien ut i form av elektrisitet. I en forbrenningsmotor eller turbin dannes det varme og trykk, som igjen skaper bevegelse.
Brenselceller . En brenselcelle fungerer i prinsippet på samme måte som et batteri bortsett fra at hydrogen ikke er lagret inne i cellen, men forsynes fra et lager i omgivelsene og oksygen tas fra luften.
En rekke brenselceller er utprøvd i laboratoriet og noen er også kommersialiserte. Brenselcellene gis gjerne navn etter hvilken type elektrolytt som benyttes. Felles for alle brenselceller er at de kan gå på hydrogen.
Før brenselceller slår gjennom kommersielt innen transport og stasjonÆr kraft-varmeproduksjon, er det en rekke teknologiske utfordringer som må løses. De viktigste er:
Redusere bruken av dyre materialer og edelmetaller
Øke ytelsen og levetiden på komponentene
Redusere vekt og størrelse. Dette gjelder i første rekke brenselceller for transportformål og bÆrbare applikasjoner
Kapittel 5 gir en oversikt over myndighetenes satsing og rolle i de mest toneangivende landene på hydrogenområdet. Det gis også en kort oversikt over Norges deltakelse i dette arbeidet.
Den internasjonale satsingen på hydrogen og brenselceller har fått et betydelig løft i de siste årene. Det er brukt økte ressurser på forskning og utvikling, samtidig som internasjonale initiativ om økt samarbeid over landegrensene er etablert. I en globalisert verden med økende energietterspørsel, usikkerhet rundt olje- og gassleveranser fra urolige områder og internasjonale klimaavtaler, blir hydrogen vurdert som en fremtidig løsning. Bilindustrien er en av de viktigste pådriverne.
Et fellestrekk ved landenes satsinger er det tette samarbeidet mellom myndigheter, industri og akademia. Det er også en felles oppfatning om at hydrogen på sikt skal vÆre et miljøvennlig bidrag innenfor energi og transport, selv om hydrogen i en overgangsfase kan produseres fra fossile kilder. SÆrlig i USA og Japan, men også i EU, er forsyningssikkerhet og en økende importavhengighet av energi en viktig begrunnelse for hydrogensatsingen. Med hydrogen som energibÆrer, vil nasjonale energikilder kunne utnyttes i større grad og redusere denne avhengigheten.
Japan har helt siden oljekrisen i 1973 hatt en betydelig satsing på energiforskning, herunder brenselceller og hydrogen. Innenfor brenselcelleforskningen er bilindustrien den viktigste pådriveren. En erklÆrt målsetting er at 50 000 brenselcellekjøretøy skal vÆre på det japanske markedet innen 2010, og 5 millioner innen 2020.
Bush-administrasjonen i USA har i de siste par årene gått inn i hydrogen- og brenselcellesatsingen med tyngde både nasjonalt og internasjonalt. Offentlige midler til hydrogenrelatert forskning og utvikling økte med 60 prosent fra 2003 til 2004. Hydrogenprogrammet styres etter en rekke kostnads- og ytelseskrav. Disse er primÆrt knyttet til hydrogen i transportsektoren og må imøtekommes før en forventer at markedet kan ta kommersielle beslutninger. I tillegg har mange amerikanske stater egne hydrogenprogram. California Fuel Cell Partnership er spesielt kjent. USA tok våren 2003 initiativ til International Partnership for the Hydrogen Economy (IPHE).
Canadas satsing var i utgangspunktet knyttet til utviklingen av brenselceller. Landet har i dag en av verdens mest betydelige brenselcelleprodusenter. I dag satser Canada bredt på hydrogenrelaterte teknologier som et svar på klimautfordringene og for å posisjonere seg for et potensielt internasjonalt marked.
EUs hydrogen- og brenselcellesatsing har til nå vÆrt knyttet opp til rammeprogrammene for forskning. Med EU-kommisjonens initiativ i januar 2004 om å opprette et eget nettverk for koordinering av forskning, utvikling og demonstrasjon innen hydrogen og brenselceller, har satsingen fått en mer synlig plass. Medlemslandene har i ulik grad hatt egne satsinger. Tyskland har hatt den mest betydelige. Island har satt seg som mål å bli verdens første hydrogenøkonomi.
Hydrogen- og brenselcellesatsingen er preget av utstrakt internasjonalt samarbeid. Slik kan en legge til rette for samordnede satsinger, begrense kostnadene og fremskynde overgangen til et hydrogensamfunn. Norge er aktivt med i flere internasjonale samarbeid, både gjennom deltakelse i EUs rammeprogram for forskning, EUs Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform, International Partnership for the Hydrogen Economy (IPHE), Carbon Sequestration Leadership Forum (CSLF) og Det internasjonale energibyrået (IEA). I tillegg har Norge inngått bilaterale samarbeidsavtaler med USA og Japan som omfatter hydrogen og brenselceller. Dette gir mulighet for norsk industri og forskningsmiljøer til å delta i viktige internasjonale prosjekter.
I Kapittel 6 går utvalget nÆrmere inn på hva som gjør Norge spesielt i hydrogensammenheng og hvilke begrunnelser utvalget mener bør ligge til grunn for den norske satsingen.
I Norge er energisituasjonen på mange måter forskjellig fra den i de oljeimporterende landene som nå stiller seg i spissen for en hydrogensatsing. Norge har en energiproduksjon som, innberegnet produksjonen av olje og gass, er ti ganger så stor som det innenlandske samlede forbruket, inkludert transportsektoren. Forsyningssikkerhet er dermed ikke et tema på samme måte som i andre land.
Det er etter utvalgets syn ikke rasjonalt å se for seg hydrogen som energibÆrer til stasjonÆre formål i Norge. Norge har et godt utbygd elektrisitetsnett frem til nÆr sagt alle stasjonÆre brukere og stort sett all elektrisitetsproduksjon er fornybar. En konvertering fra energibÆreren elektrisitet til energibÆreren hydrogen innebÆrer et energitap på 25 prosent. For videre å konvertere hydrogenet til elektrisitet, for eksempel i en brenselcelle, vil ytterligere 40 prosent av energien gå tapt. Hydrogen har imidlertid egenskaper som legger til rette for bruk i desentral energiforsyning.
Utvalget peker på at den sterke internasjonale satsingen er en forutsetning, men ikke i seg selv en begrunnelse for den norske satsingen. Økt bruk av hydrogen og etterspørsel av hydrogenteknologi i et internasjonalt marked vil imidlertid åpne for muligheter for norske nÆringsaktører.
Utvalget peker på tre hovedbegrunnelser for en norsk hydrogensatsing:
Bruk av norsk naturgass for miljøvennlig produksjon av hydrogen
Miljøfordeler ved bruk av hydrogen i Norge
NÆringsutvikling knyttet til hydrogen
Miljøvennlig produksjon av hydrogen fra norsk naturgass. Norsk naturgass innebÆrer muligheter for fremtidig miljøvennlig produksjon av hydrogen. I tillegg vil dette kunne vÆre en riktig vei å gå for å sikre den norske petroleumsformuen på lang sikt. Det vil vÆre viktig å finne løsninger der CO2 skilles fra i produksjonen og deponeres eller lagres på en tilfredsstillende måte. Norge har de siste årene vÆrt et av landene hvor det er forsket mest for å utvikle løsninger for gasskraft med CO2 -håndtering. Her er det flere problemstillinger, utfordringer og mulige løsningsalternativer som vil vÆre felles med hydrogenproduksjon fra naturgass med CO2 -håndtering. Som eksempel vil teknologien «pre-combution» (hydrogenfyrt turbin) kunne danne et grunnlag for storskala elektrisitetsproduksjon der hydrogen vil vÆre et naturlig mellomprodukt. Mulighetene og utfordringene med den videre håndtering av CO2 vil også vÆre felles.
Norske oljefelt kan om få år trenge betydelige mengder CO2 til økt oljeutvinning. I tillegg til de muligheter som ligger i å injisere CO2 i produserende felt, er det også mulig å lagre CO2 i vannfylte akviferer eller tomme reservoarer på norsk sokkel. Slik lagring innebÆrer at kostnadsbildet endres, da CO2 i dette tilfellet ikke har noen verdi, slik det har når det injiseres for å øke oljeutvinningen.
Miljøfordeler ved bruk av hydrogen i Norge. Miljøeffektene er en viktig begrunnelse for å satse ressurser på hydrogen. Utvalget slår fast at hydrogen ikke kan spille noen reell rolle i arbeidet med å nå Kyotoforpliktelsene for perioden 2008–2012, men kan representere en god klimavennlig løsning på lang sikt.
Dette gjelder spesielt bruken av hydrogen i transportsektoren. Transportsektoren står i dag for 25 prosent av Norges CO2 -utslipp. Hydrogen anvendt i brenselcellekjøretøy har vann som eneste utslipp. Dersom hydrogen produseres fra fornybar energi eller naturgass med CO2 -håndtering, er dette et nullutslippsdrivstoff. Lokal produksjon av hydrogen ved vannelektrolyse for bruk i transportsektoren vil trolig vÆre det mest realistiske alternativet for tidlig bruk i Norge. Også i forhold til de lokale forurensningsproblemene og utslipp av NOX fra transportsektoren, kan hydrogen vÆre en god løsning. Det forventes imidlertid at forbedring av konvensjonelle drivstoff og videreutvikling av kjøretøyteknologi vil resultere i minimale miljøskadelige avgassutslipp i framtiden. Hydrogen vil derfor først og fremst vÆre en del av den langsiktige løsningen på klimaproblemet.
Storskala naturgassreformering vil vÆre aktuelt der naturgass er tilgjengelig. En av fordelene med sentral storskala generering av hydrogen fra naturgass er at CO2 kan håndteres samlet. Ekspertgruppen for produksjon og stasjonÆrt bruk anser at energikjedene basert på naturgassreformering uten CO2 -håndtering ikke vil gi noen miljømessig gevinst i forhold til direkte konvertering av naturgass til sluttbruk. En storskala produksjon av hydrogen fra naturgass uten CO2 -håndtering for anvendelse til stasjonÆre formål anses derfor ikke å vÆre noe reelt alternativ.
NÆringsutvikling. En mulig fremvekst av et internasjonalt marked for hydrogen vil innebÆre muligheter for nÆringsutvikling og verdiskaping for de norske aktørene som klarer å posisjonere seg og kan vÆre konkurransedyktige. Utvalget mener mulighetene først og fremst ligger innenfor:
Produksjon og transport av hydrogen
Leveranse av teknologi
Leveranse av kompetanse, herunder forskning
Utvalget mener at Norge samlet sett har fortrinn som gjør hydrogen fra norsk sokkel til en interessant langsiktig løsning. Utvalget begrunner dette med mulighetene for storskala produksjon av hydrogen nÆr gassreservene, der CO2 injiseres for økt oljeutvinning i produserende olje- og gassfelt eller komprimeres og deponeres i akviferer på den norske kontinentalsokkel. Hydrogenet i sin tur kan transporteres i rør, eller eventuelt som komprimert eller nedkjølt gass for transport på for eksempel skip.
Uavhengig av når eller i hvilket omfang hydrogen tas i bruk i det norske energi- og transportsystemet, vil en internasjonal satsing på hydrogen kunne innebÆre muligheter for norske leverandører av teknologi og løsninger. Utvalget peker spesielt på de muligheter som ligger i underleveranser av blant annet delkomponenter. Allerede før teknologiene er konkurransedyktige i et ordinÆrt marked, vil en kunne se en situasjon der tidligmarkeder stimulert av støtteordninger er interessante. Dette vil vÆre markeder som retter seg mot demonstrasjonsprosjekter og forskningsmiljøer.
Norske forsknings- og kompetansemiljøer har muligheter til å levere spisskompetanse både i Norge og internasjonalt. Norge er allerede langt fremme på en rekke hydrogenrelaterte områder. Deltagelse i internasjonalt samarbeid gir også gode muligheter for å bringe kunnskap tilbake til Norge, samt muligheter for internasjonal finansiering av norsk kompetanseutvikling.
I kapittel 7 presenterer utvalget en overordnet visjon for en norsk hydrogensatsing. Videre går utvalget nÆrmere inn på de enkelte elementene i satsingen. Avslutningsvis defineres ulike typer demonstrasjonsprosjekter (prototyputvikling, pilotprosjekter og markedsintroduksjonsprosjekter).
Utvalgets visjon for en norsk hydrogensatsing er:
«Norge skal vÆre pådriver for bruk av energi og drivstoff basert på forurensningsfrie energiteknologier – der hydrogen spiller en viktig rolle som energibÆrer.»
Utvalget understreker at satsingen må bygge på de områdene hvor vi har fortrinn. På en rekke områder vil vi vÆre avhengig av hva som skjer internasjonalt. Vi må derfor ha god kunnskap om det som skjer internasjonalt, både innenfor teknologiutvikling og på politikkområdet.
Det er satt følgende mål for satsingen:
Mål for produksjon av hydrogen fra naturgass:
Produksjon av hydrogen fra naturgass med tilfredsstillende CO2 -håndtering skal skje til en pris som er konkurransedyktig med bensin eller diesel per energiekvivalent.
Mål for tidlige brukere av hydrogenkjøretøy:
Norske aktører skal vÆre tidlige brukere av hydrogenkjøretøy i transportsektoren.
Norske myndigheter skal vÆre like ambisiøse som EU når det gjelder å fremme bruken av hydrogenkjøretøy. Norge bør satse spesielt på flåtekjøretøy.
Mål for lagring:
Norske kompetansemiljøer skal vÆre i fremste linje internasjonalt innen lagring av hydrogen.
Norske industrielle aktører skal vÆre internasjonalt konkurransedyktige på leveranse av produkter og tjenester innenfor lagring av hydrogen.
Mål for utvikling av hydrogenteknologinÆringen:
Norske industrielle aktører skal ta del i et fremvoksende internasjonalt hydrogenmarked som leverandører av komponenter og undersystemer knyttet til produksjon og bruk av hydrogen.
Norske aktører skal vÆre internasjonalt konkurransedyktige leverandører av fyllestasjoner basert på elektrolyseteknologi.
Norske maritime miljøer skal vÆre ledende på kompetanse innen bruk av brenselceller i skip og vÆre tidlig ute med å demonstrere bruk.
Norske kunnskapsmiljøer skal ha spisskompetanse på flere områder – både for å betjene norsk nÆringsliv og for å konkurrere på det internasjonale kunnskapsmarkedet innenfor hydrogenfeltet.
Utvalget går også nÆrmere gjennom muligheter og barrierer, samt tiltak og virkemidler som er knyttet til de enkelte målene.
I kapittel 8 presenteres utvalgets forslag til et nasjonalt hydrogenprogram. Et sammendrag av dette finnes i kapittel 2.2.
Kapittel 9 drøfter samfunnsøkonomiske konsekvenser av utvalgets forslag til satsing på hydrogenområdet.
Utvalget har identifisert behov for offentlig medvirkning og rammebetingelser og foreslår ansvarsforhold, organisering og ressursbehov knyttet til et nasjonalt hydrogenprogram.
Utvalget anbefaler at det etableres et nasjonalt hydrogenprogram på tvers av myndighetenes virkemiddelapparat. Programmet får et eget programstyre som er ansvarlig for utformingen og driften av programmet. Utvalget forutsetter at man benytter seg av eksisterende institusjoner og organer og ikke etablerer nye. Utvalget mener programmet bør forankres i Forskningsrådet.
Utvalget anser at etablering av et hydrogenprogram med dagens finansierings- og aktivitetsnivå ikke er hensiktsmessig. I stedet anbefaler utvalget å etablere et hydrogenprogram med økte økonomiske rammer. Utvalget anbefaler en gradvis økning i den samlede offentlige finansieringen av hydrogensatsingen, fra om lag 50 millioner kroner i 2005 til 100–150 millioner kroner i 2014. Samlet ramme over perioden vil vÆre i området 825–975 millioner kroner. Fordelingen mellom årene vil avhenge av når demonstrasjonsprosjekter er modne nok til å iverksettes.
Utvalget har lagt sektorprinsippet til grunn når det gjelder finansiering av programmet og foreslår en samfinansiering mellom Olje- og energidepartementet, Samferdselsdepartementet og NÆrings- og handelsdepartementet. Utvalget vil sÆrlig understreke behovet for stabilitet og langsiktighet i finansieringen av hydrogensatsingen. Utvalget legger til grunn at støtteordningene må vÆre forenelig med statsstøttereglene i EØS-avtalen.
Utvalgets forslag vurderes å ha positive samfunnsøkonomiske virkninger. Forslaget vil bidra til å stimulere den langsiktige teknologi- og nÆringsutviklingen i Norge og vil åpne muligheter for norske nÆringsaktører også internasjonalt. Videre kan satsingen bidra til å øke verdien av våre gassressurser og legge til rette for miljøvennlig energibruk i Norge og internasjonalt
2.2 Utvalgets anbefalinger
Utvalget anbefaler at det etableres et nasjonalt hydrogenprogram. I kapittel 8 presenteres utvalgets forslag til et slikt program. Innledningsvis gis det en gjennomgang av hvorfor hydrogen kan vÆre et interessant satsingsområde for Norge. Utvalget lister deretter opp hovedsatsinger som bør ligge til grunn for et nasjonalt hydrogenprogram, herunder virkemidler og tiltak. Videre peker utvalget på hvordan et hydrogenprogram kan organiseres og finansieres.
Aktiviteter i et norsk hydrogenprogram . Utvalget mener at et hydrogenprogram først og fremst bør dekke forskning knyttet til utvikling av hydrogenteknologi og demonstrasjonsprosjekter.
En av hovedambisjonene i en norsk hydrogensatsing er å vÆre tidlig bruker av hydrogenkjøretøy. Videre må det satses på informasjon, utvikling av tekniske standarder og regelverk knyttet til sikkerhet. En systematisk gjennomgang av norsk regelverk for å identifisere behov for endringer bør iverksettes.
Utvalget understreker at den internasjonale dimensjonen må ligge høyt i bevisstheten hos de ansvarlige for et nasjonalt hydrogenprogram. De viktigste arenaene for norsk deltagelse vil vÆre innenfor EU og gjennom nordisk samarbeid, samt i internasjonale organisasjoner og annet multi- og bilateralt samarbeid.
Innenfor grunnleggende og strategisk forskning trekker utvalget blant annet frem membraner, lagringsteknologier, forbrenning og katalysatorer som teknologiområder av stor betydning og hvor Norge allerede har god kompetanse.
Anvendte forskningsoppgaver er i større grad styrt av industrienes forventninger og initiativer. Noen eksempler her er CO2 -håndtering, hydrogenlagringssystemer, systemutvikling, prosessteknologi og brenselcellesystemer for maritime applikasjoner.
Demonstrasjonsprosjekter kjennetegnes ofte ved at de er kapitalkrevende. Utvalget peker derfor på behovet for høy bevissthet omkring hva man ønsker å oppnå med å støtte demonstrasjonsprosjekter. Noen typer demonstrasjonsprosjekter vil kunne bidra til å øke den allmenne kunnskapen om hydrogen som energibÆrer og bør brukes bevisst med henblikk på informasjon til allmennheten. Mulige kandidater til demonstrasjonsprosjekter kan vÆre:
Nordisk «hydrogenkorridor»: Oslo – Stavanger – Malmö – København
Pilotprosjekt knyttet til produksjon av hydrogen og kraft fra naturgass med CO2 -håndtering
Pilotprosjekt for å introdusere hydrogen-naturgassblandinger
Etablering av et nasjonalt forskningsorientert testlaboratorium
Brenselcelleprosjekt i ferger
Organisering og finansiering av et hydrogenprogram . Utvalget mener det bør oppnevnes et programstyre som gjøres ansvarlig for den strategiske og operative delen av hydrogenprogrammet. Programstyret bør utpekes av de finansierende institusjoner, og involvere industri, forskningsmiljøer og eventuelt relevante interesseorganisasjoner. Utvalget anbefaler at programmet har sin forankring i Forskningsrådet. Det bør legges til rette for et tett samarbeid med institusjoner med mer markedsnÆre aktiviteter, som det nye statlige innovasjonsselskap i Grenland, Vegdirektoratet og Innovasjon Norge. Andre, eksempelvis Enova og Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), bør trekkes inn hvis det er relevant. Hydrogenprogrammet bør stimulere til samspill mellom forskningsmiljøer og industrielle aktører med sikte på å kommersialisere norsk hydrogenkompetanse.
Den offentlige delen av finansieringen bør følge sektorfinansieringsprinsippet. Det innebÆrer at finansieringen av forskningen innenfor hver enkelt sektor kommer fra de sektoransvarlige departementene. For et nasjonalt hydrogenprogram betyr dette at den offentlige finansieringen bør komme fra Olje- og energidepartementet, Samferdselsdepartementet og NÆrings- og handelsdepartementet.
Utvalget ser for seg en offentlig programfinansiering med en ramme på om lag 825–975 millioner kroner over en tiårsperiode frem til 2014. Hovedvekt bør vÆre på hydrogenrelatert forskning, utvikling og demonstrasjon.
Iverksettelse av andre tiltak. Regjeringens hydrogenstrategi bør også inkludere tiltak utover aktivitetene i et hydrogenprogram. Det bør parallelt arbeides med iverksettelse av andre virkemidler. Utvalget foreslår at det innføres skatte- og avgiftsinsentiver for brenselcellebiler på lik linje med elbiler, samt at det i en introduksjonsfase vurderes insentiver for hydrogenbiler med forbrenningsmotor. Implementering av dette bør vÆre en del av en hydrogenstrategi. I tillegg bør andre insentiver vurderes. Videre bør myndighetene initiere standardiseringsarbeid, opplÆringsarbeid og sikkerhetsstudier som en del av hydrogenstrategien.