Del 3
Videre norsk satsing på hydrogen som energibÆrer

6 Hvorfor satse på hydrogen i Norge?

6.1 Introduksjon

Den satsingen på hydrogen vi nå ser vokse frem internasjonalt, skiller seg fra tidligere satsinger ved sin styrke, de ambisjoner som legges frem, og ikke minst bredden på det internasjonale engasjementet. For å kunne ta i bruk hydrogen i et større omfang, er det mange barrierer som må overvinnes. Det at det nå settes inn så store ressurser internasjonalt, gjør at mulighetene for å finne løsninger innenfor enkelte anvendelsesområder øker betraktelig. Samtidig gjøres det flere grep for å koordinere den internasjonale innsatsen. USA, Japan og EU er lokomotiver i hydrogensatsingen, og innsatsen i disse økonomiene vil vÆre avgjørende for om hydrogen vil kunne tas i bruk i stort omfang internasjonalt.

Begrunnelsene internasjonalt for å utvikle hydrogen som energibÆrer er primÆrt leveringssikkerhet for energi (energisikkerhet) og miljøhensyn, jf. kapittel 5. Hydrogen blir sett på som en mulig fremtidig løsning for å redusere importavhengigheten ved å gi økt fleksibilitet til å velge andre energikilder.

Bruk av hydrogen kan under gitte forutsetninger vÆre en del av en løsning på klimaproblemene. Bruk av hydrogen fører ikke til utslipp av CO₂ og kan også innebÆre reduksjoner av andre utslipp (NO_X , SO_X , støv, med videre). Fremstilling av hydrogen vil i noen tilfeller vÆre uten utslipp, i andre tilfeller vil det innebÆre utslipp og forurensningsproblemer. Miljøeffektene ved bruk av hydrogen avhenger derfor av hvordan hydrogenet er fremskaffet. En samlet oversikt over miljøeffektene for ulike fremstillingsmåter er oppsummert i figur 8.2 i SÆrskilt vedlegg nr. 1 til utredningen.

6.2 Begrunnelser for en norsk satsing på hydrogen

I Norge er energisituasjonen på mange måter forskjellig fra de landene som nå stiller seg i spissen for en hydrogensatsing. Norge har en energiproduksjon som, inkludert produksjonen av olje og gass fra norsk sokkel, er 10 ganger så stor som det samlede forbruket i Norge, inklusive transportsektoren, jf. figur 6.1.

Kilde: Energidata as

Som følge av den ressurssituasjonen som Norge befinner seg, vil ikke forsyningssikkerhet fremstå som en like åpenbar problemstilling. Imidlertid er også Norge en del av det internasjonale energimarkedet og markedet for raffinerte oljeprodukter. Forsyningssikkerhet vil derfor også vÆre en reell problemstilling i Norge, gitt en situasjon der det skulle bli en internasjonal forsyningskrise.

Det er videre en viss parallell til situasjonen i USA, ved at også Norge har store reserver av hydrokarboner som i et fremtidig regime med strengere krav til utslipp kan få en endret verdi. Hvordan verdien av den norske naturgassen vil kunne endres, er det imidlertid ikke mulig å forutsi. I forhold til klimagasser har den en fordel fremfor kull og olje. Men i et langsiktig perspektiv der miljøvennlige energibÆrere som hydrogen og fornybar basert elektrisitet favoriseres, vil man kunne se for seg at anvendelsen av norsk naturgass må gjøres mer miljøvennlig. Dette drøftes grundigere i kapittel 6.3.2 og 7.1.1.

Det norske stasjonÆre elforbruket er i praksis basert på fornybar vannkraft og en godt utbygget infrastruktur for elektrisitet. Hydrogen vil neppe spille noen stor rolle i den stasjonÆre norske energiforsyningen. Dette begrunnes senere i kapitlet.

Norge har betydelige utfordringer i arbeidet med å redusere utslippene av klimagasser. I følge Kyoto-protokollen skal de norske utslippene av klimagasser i 2008–2012 ikke vÆre mer enn 1 prosent høyere enn 1990-nivået etter at det er tatt hensyn til kvotehandel og de andre mekanismene for reduserte utslipp. Norges samlede utslipp av klimagasser har imidlertid økt med drøye 8 prosent i perioden 1990–2003. I 2003 alene var økningen på 2 prosent. Regjeringen ga i forbindelse med lanseringen av det nye statlige innovasjonsselskapet for naturgass i Grenland utrykk for at målene i første rekke skal nås ved tiltak i Norge.

Hydrogen kan vÆre en langsiktig løsning på klimaproblemet, men vil ikke kunne få betydning innen Kyotoavtalens tidsperspektiv (2012). På lengre sikt vil hydrogen kunne bidra til å oppnå Kyotoavtalens mulige «etterfølgere».

Utvalget mener at en norsk hydrogensatsing må ses på bakgrunn av tre hovedbegrunnelser, som utdypes videre utover i kapitlet:

• Norske gassressurser. Norske gassressurser kan vÆre en viktig kilde til miljøvennlig produksjon av hydrogen – i Norge og internasjonalt. Dette er også en langsiktig sikring av petroleumsformuen i et fremtidig regime hvor rene energiteknologier blir mer lønnsomme.

• Miljø som drivkraft – bruk av hydrogen i Norge. Gjennom Kyotoavtalen og mulige etterfølgere er det nødvendig å redusere utslippene av klimagasser. På lang sikt ses hydrogen på som en viktig del av løsningen for å oppnå dette.

• NÆringsutvikling. Økt bruk av hydrogen og etterspørsel etter hydrogenteknologi i et internasjonalt marked vil åpne muligheter for norske nÆringsaktører.

I tillegg vil utvalget peke på at den sterke internasjonale satsingen er en forutsetning, men ikke i seg selv en begrunnelse, for den norske satsingen.

6.3 Norske gassressurser

6.3.1 Bakgrunn

Naturgass blir stadig viktigere i norsk petroleumsvirksomhet og således også i norsk nasjonaløkonomi. I Stortingsmelding nr. 38 (2003–2004) Om petroleumsvirksomheten , slås det fast at det på norsk kontinentalsokkel er grunnlag for å se oljeproduksjon fra norsk sokkel i over 50 år fremover, og gassproduksjon i et enda lengre perspektiv. En forutsetning for dette perspektivet er at det blant annet utvikles ny teknologi. Ut fra ressursgrunnlaget på norsk kontinentalsokkel vil det vÆre grunnlag for salg av mer gass og utbygging av nye felt.

Oljedirektoratet anslår at de totale utvinnbare gassressursene på norsk kontinentalsokkel kan vÆre i underkant av 6000 milliarder Sm³ . Dette tilsvarer 235 ganger det samlede årlige energiforbruket i Norge til stasjonÆr bruk og til transportformål (om lag 250 TWh). Norge vil gradvis gå fra å vÆre en oljenasjon til å bli en gassnasjon.

Kilde: Energidata as/Oljedirektoratet

Frem til 2003 var om lag 13 prosent av de totale utvinnbare gassressursene produsert. De gjenvÆrende påviste ressursene i felt og funn, samt uoppdagede gassreserver som Oljedirektoratet forventer vil oppdages på kontinentalsokkelen, utgjør de resterende 87 prosent av de totale gassressursene på kontinentalsokkelen. Det er lagt til grunn at om lag 100 milliarder Sm³ gass kan utvinnes som følge av tiltak for økt utvinning, herunder ny teknologi, boring av flere brønner, effektivitetsforbedring, med mer.

Verdien av den fremtidige gassproduksjonen kommer til å variere med blant annet prisutvikling for konkurrerende energibÆrere og den teknologiske utviklingen for nye fornybare energikilder. I tillegg vil det internasjonale rammeverk for utslipp av klimagasser og annen forurensning bli av stor betydning. I et regime med høy skattlegging av CO₂ -utslipp fra fossile energibÆrere, vil verdien av den norske gassen i et langsiktig perspektiv kunne endres. En kan eksempelvis se for seg at naturgassen får en høyere verdi siden kull og olje som følge av høyere utslipp av CO₂ vil bli høyere beskattet. I et langsiktig perspektiv der fornybare kilder får en sterkere stilling, vil det kunne bli uaktuelt å utvinne og bruke naturgassen uten at CO₂ blir håndtert forsvarlig.

Norske gassreservers store betydning for norsk økonomi innebÆrer at det kan vÆre viktig å lete etter anvendelser av naturgassen som gjør gassen mer miljøvennlig, også innenfor et regime med strengere miljøkrav. Her kommer produksjon av hydrogen fra norsk naturgass inn som en attraktiv mulighet. Norsk naturgass kan bli en fremtidig kilde for hydrogenproduksjon, både for et norsk og for et internasjonalt marked.

6.3.2 Kompetanse på renseteknologi for gasskraft

En avgjørende problemstilling ved en mulig fremtidig produksjon av hydrogen fra norsk naturgass vil vÆre håndtering av CO₂ . Norge har de siste årene fremstått som et av de landene hvor det er forsket mest på å utvikle løsninger for gasskraft med CO₂ -håndtering. Denne innsatsen er også begrunnet i de store norske gassressursene og et fremtidig behov for økt tilgang på miljøvennlig elektrisk kraft. Det finnes allerede i dag teknologier for å produsere elektrisitet fra naturgass uten vesentlige utslipp av CO₂ , men ingen kan betraktes som kommersielle. Derfor satses det for å komme frem til bedre løsninger. Mange av de problemstillingene det jobbes med og de løsningene som er utviklet så langt, har stor nytteverdi og relevans også med tanke på å produsere hydrogen fra naturgass med CO₂ -håndtering.

CO₂ må skilles ut i produksjonen og lagres på en tilfredsstillende måte for at gassen skal kalles miljøvennlig. Norske forskningsmiljøer og industrielle aktører har opparbeidet solid kompetanse når det gjelder CO₂ -separasjon, også internasjonalt sett. Denne kompetansen har stor betydning i forhold til en ambisjon om å produsere hydrogen fra naturgass med CO₂ -separasjon.

De tre mest aktuelle konsept for gasskraft med CO₂ -håndtering regnes i dag å vÆre:

• Pre-combustion (hydrogenfyring)

• Oxy-fuel (oksygenfyring)

• Post-combustion (eksosgassrensing)

Konseptene har varierende teknologisk modenhet. Det er norske aktører involvert i utviklingen av alle tre. Konseptene er grundig beskrevet i boks 2.1 i SÆrskilt vedlegg nr. 1 til utredningen. Frem til i dag har gass- og elprisene ligget på et nivå som gjør at ingen kommersielle aktører har tatt beslutning om å bygge verken gasskraftverk med CO₂ -håndtering eller konvensjonelle gasskraftverk i Norge.

Gasskraft med CO₂ -håndtering og produksjon av hydrogen

Løsninger som baserer seg på «pre-combustion»- konseptet produserer elektrisk kraft ved å gå vegen om hydrogen. Arbeidet med å utvikle gasskraft med CO₂ -håndtering i Norge danner således et grunnlag for storskala elektrisitetsproduksjon der hydrogen kan vÆre et naturlig mellomprodukt. Eventuelle anlegg der en ser hydrogenproduksjon og kraftproduksjon med CO₂ -fangst i sammenheng, vil kunne gi den nødvendige fleksibilitet mens et hydrogenmarked får tid til å bygge seg opp.

6.3.3 Muligheter for transport og lagring av utskilt CO₂

Den norske kontinentalsokkelen har store muligheter for lagring av CO₂ . Dette er problemstillinger som det allerede er jobbet betydelig med i forbindelse med gasskraft med CO₂ -håndtering. Lykkes en her, vil det vÆre et godt utgangspunkt for å få frem løsninger for hydrogenproduksjon fra naturgass.

CO₂ til økt oljeutvinning

Ved å injisere CO₂ i produserende oljefelt, kan man øke utvinningsgraden betydelig. For oljefelt der produksjonen nÆrmer seg slutten, vil muligheten til å øke utvinningsgraden bety økte inntekter. Det er beregnet at samlet merproduksjon ved bruk av CO₂ til økt oljeutvinning kan utgjøre 1,2–1,6 milliarder fat olje totalt 1 . Eksempelvis vil en oljepris på USD 20 per fat representere verdier på 170–220 milliarder kroner over en 10–20 års periode. I tillegg innebÆrer økt oljeutvinning en økning av feltets levetid.

CO₂ til økt oljeutvinning kan, avhengig av antall og størrelsen på oljefeltene, kreve betydelige mengder CO₂ . De verdiene som ligger i CO₂ til økt oljeutvinning åpner opp for muligheter til å bygge ut en infrastruktur for oppsamling og retur av CO₂ fra både Norge, Storbritannia og kontinentet. CO₂ som biprodukt fra hydrogenproduksjon fra naturgass er én mulig kilde til CO₂ .

CO₂ –lagring i geologiske formasjoner

På norsk sokkel er det også muligheter for lagring av CO₂ i vannfylte akviferer eller tømte reservoarer. Slik lagring innebÆrer imidlertid at kostnadsbildet endres, da CO₂ i dette tilfellet ikke har noen verdi, slik det har når det injiseres for å øke oljeutvinningen. Også i denne situasjonen har Norge et mulig fortrinn.

Norge er verdensledende på storskala injeksjon og overvåking av CO₂ i geologiske formasjoner gjennom erfaringene som er gjort på Sleipner Vest-feltet. Et stort europeisk forskerteam følger opp Sleipner-prosjektet for å kartlegge stabilitet, sikkerhet mot lekkasjer og andre forhold, jf. boks 6.1. Dette, sammen med geografisk nÆrhet til egnede geologiske formasjoner og oljefelt, gir Norge kompetanse og naturgitte forutsetninger for å utvikle og demonstrere helhetlige CO₂ -håndteringsløsninger.

6.4 Miljø som drivkraft for satsing på hydrogen i Norge

Utvalget anser hydrogen som en mulig del av en langsiktig løsning på klimautfordringen. Som nevnt innledningsvis, har Norge gjennom Kyotoprotokollen en forpliktelse om at klimagassutslippene i perioden 2008–2012 ikke skal vÆre mer enn 1 prosent høyere enn i 1990. Hydrogen kan ikke bidra til å nå målet i denne perioden. Da er det andre tiltak som må gjøres. I et lengre perspektiv kan imidlertid en vridning mot bruk av hydrogen på riktig måte vÆre et viktig tiltak. FNs Klimpapanel (IPCC) peker på en 60 prosent reduksjon i klimagassutslipp som det nivået en må se for seg på sikt. Dette har for eksempel vÆrt retningsgivende for de langsiktige ambisjonene til Storbritannia når det gjelder satsing på miljøvennlige energiteknologier, inkludert hydrogen.

Norge har i tillegg gjennom Gøteborgprotokollen forpliktet seg til å redusere utslipp av NO_X til 156 000 tonn i 2010. Bruk av hydrogen kan innebÆre reduksjoner av NO_X , men det vil vÆre på lang sikt. På kortere sikt vil en reduksjon av NO_X -utslipp i første rekke vÆre et spørsmål om myndighetskrav til rensing og om kravene kan innfris gjennom forbedringer i teknologier knyttet til konvensjonelle drivstoff.

I det videre er hydrogen som virkemiddel i den langsiktige klimapolitikken diskutert. Utvalget har blant annet diskutert i hvilken grad hydrogen kan fases inn på ulike områder i Norge, og med det bidra til reduksjon i utslippene av klimagasser.

6.4.1 StasjonÆr energiforsyning

6.4.1.1 Dagens situasjon

Det norske utgangspunktet for reduksjon av klimagasser skiller seg fra svÆrt mange land. Elproduksjonen for stasjonÆr forsyning er nÆr 100 prosent fornybar. Årlig produksjon av elektrisitet er omtrent i balanse med årlig forbruk. Utviklingen de siste 10 årene har imidlertid vist at kraftbalansen er blitt strammere, jf. figur. 6.4.

Kilde: OED/Energidata as

Regjeringen har på bakgrunn av den stramme kraftbalansen fokusert sterkt på en politikk for energiomlegging, der et sentralt element er å øke fleksibiliteten i energisystemet, blant annet ved økt bruk av vannbåren varme fra fornybare energikilder. Det søkes å legge til rette for å ta i bruk distribuert energi i større grad og innfasing av ny fornybar energi, i form av for eksempel vindkraft.

Det finnes fortsatt et uutnyttet vannkraftpotensial i Norge. De siste utbyggingssakene har imidlertid vist at det er kontroversielt å bygge ut ny vannkraft i større skala. Det synes å vÆre en bred politisk enighet om at de store vannkraftutbyggingenes tid er over.

Den norske energibalansen kan bedres gjennom energieffektivisering og tilgang på ny energi fra andre kilder. Dette kan vÆre vindkraft, småskala vannkraft, opprusting av eksisterende vannkraft, bioenergi, solenergi, kraft fra havet, eller alternativt gasskraft med CO₂ -håndtering. Potensialene knyttet til disse kildene vil avhenge blant annet av kostnadsutviklingen og energiprisene, jf. tabell 3.1 i kapittel 3.1.2 .

6.4.1.2 Muligheter for innfasing av hydrogen i stasjonÆr forsyning

En satsing på hydrogen må ha et langt tidsperspektiv og vil ikke direkte representere noen løsning på de utfordringer man ser for seg i den norske og nordiske kraftbalansen de nÆrmeste årene. Hydrogen vil imidlertid på lang sikt kunne spille en rolle for å øke fleksibiliteten i det norske stasjonÆre energisystemet.

Hydrogen fra elektrisitet

Produksjon av hydrogen fra elektrisitet ved elektrolyse vil kunne skje uten utslipp når elektrisiteten produseres fra fornybare energikilder. Anvendt til stasjonÆre formål, vil det i de fleste sammenhenger, og sÆrlig i Norge, imidlertid vÆre uhensiktsmessig å konvertere fra den ene energibÆreren elektrisitet til den andre energibÆreren hydrogen. En slik konvertering vil skje med en virkningsgrad på om lag 75 prosent med dagens teknologi, og innebÆrer dermed at 25 prosent av energien tapes. Hydrogenet kan deretter enten brukes direkte til oppvarming, eller for produksjon av elektrisitet hos brukeren igjen. Ved å gjøre det siste, for eksempel i en brenselcelle, vil det innebÆre ytterligere energitap på i størrelsesorden 40 prosent. Siden de fleste stasjonÆre energibrukere i Norge er tilknyttet elnettet, vil det vÆre mer rasjonelt å bruke elektrisiteten direkte.

Med godt utbygget elektrisitetsnett frem til de aller fleste stasjonÆre brukere og en stor andel fornybar elproduksjon, er det derfor ikke rasjonelt å se for seg hydrogen produsert ved vannelektrolyse som energibÆrer til stasjonÆre formål i Norge. Hydrogen vil imidlertid kunne vÆre aktuelt til stasjonÆre formål på bruksområder der det alternativt må brukes fossil energi som topplastkilde.

Hydrogen fra elektrisitet i desentral forsyning

Det finnes tilfeller hvor det kan vÆre rasjonelt å gå via elektrisitet til hydrogen. Dette gjelder for eksempel hydrogen produsert fra elektrisitet som ikke kan mates inn på det elektriske nettet eller der belastningene i nettet er store. Slik vil hydrogen fungere som et energilager for å samle opp produksjon av elektrisk kraft som ellers ikke kan utnyttes.

En variant kan vÆre forsyning i områder med svakt nett eller uten elektrisk tilknytning, slik som for eksempel isolerte øyer eller spesielt avsidesliggende strøk. Her kan hydrogen brukes til energiutjevning. Dette er demonstrert i Hydros pilotprosjekt på Utsira, jf. boks 6.2. For Norges del representerer dette en svÆrt liten del av den samlede forsyning, men løsningen kan vÆre interessant for et internasjonalt marked.

Boks 6.4 Pilotprosjekt til Hydro på øya Utsira

På Utsira utenfor Haugesund arbeider Hydro med et demonstrasjonsprosjekt for å vise hvordan vindkraft og hydrogen sammen kan sikre energiforsyningen og gjøre et samfunn helt uavhengig av fossile brensler. Prosjektet går ut på å sikre stabil og tilstrekkelig med kraft basert på fornybare energikilder til ti husstander året rundt. Elektrisitetsproduksjon fra vindturbiner vil ikke kunne garantere behovet alene siden vinden er ustabil. Elektrisitet fra turbinene må lagres for å sikre forsyning i perioder med stille vÆr.

Hydrogen brukes derfor som et kjemisk energilager. I tider med overskuddskraft fra vindturbinene vil hydrogen bli fremstilt ved hjelp av en elektrolysør som er levert av Norsk Hydro Electrolysers. Hydrogenet lagres i trykktanker og kan benyttes til å produsere elektrisk kraft når vinden ikke strekker til. I første omgang vil det bli benyttet en hydrogendrevet motor til å drive en generator som produserer elektrisk kraft. I løpet av våren 2004 monteres en brenselscelle som kan benytte hydrogenet direkte for å gi elektrisk energi.

Hydrogen fra naturgass til stasjonÆre formål

Prosesser for produksjon av hydrogen fra naturgass er kort skissert i kapittel 6.3.2, og grundigere beskrevet i SÆrskilt vedlegg 1. Storskala naturgassreformering vil vÆre mest aktuelt. En av fordelene med sentral storskala generering av hydrogen fra naturgass er at CO₂ enklere kan samles og håndteres. I følge ekspertgruppen for Produksjon og stasjonÆrt bruk, anses energikjedene basert på naturgassreformering uten CO₂ -håndtering ikke å gi noen miljømessig gevinst i forhold til direkte bruk av naturgass. Det er i tillegg i dag langt enklere å transportere naturgass enn hydrogen. Høytemperatur brenselceller konverterer også like gjerne naturgass som hydrogen. En storskala produksjon av hydrogen fra naturgass uten CO₂ -håndtering for anvendelse til stasjonÆre formål anses derfor ikke å vÆre noe aktuelt alternativ.

Ser man på hydrogen fra naturgass med CO₂ -håndtering, blir bildet annerledes. Gitt at CO₂ blir tatt hånd om på en miljøvennlig måte, kan man bruke hydrogenet i en hydrogengassturbin eller brenselcelle for produksjon av elektrisk kraft. Hvorvidt man da har et gasskraftverk med CO₂ -håndtering basert på «pre-combustion»-prinsippet eller en storskala produksjon av hydrogen for stasjonÆre formål, blir et definisjonsspørsmål. Uavhengig av hva man velger å kalle det, er dette en løsning som kan vÆre aktuell på lang sikt, jf. kapittel 6.3.2.

6.4.2 Mulig bruk av hydrogen i transportsektoren

6.4.2.1 Dagens situasjon

Transportsektoren står i dag for om lag 25 prosent av de norske klimagassutslippene, jf kapittel 3.1 i SÆrskilt vedlegg nr.2. Bruk av hydrogen som drivstoff i transportsektoren vil kunne vÆre del av en langsiktig løsning på utslipp av klimagasser. CO₂ -utslippet fra transportsektoren kan også reduseres ved hjelp av økt effektivitet i forbrenningsmotorer basert på konvensjonelle drivstoff. Men veksten i transportbruk og endringer i kjøretøyparken med blant annet større kjøretøy, innebÆrer at CO₂ -utslipp fortsatt vil vÆre et problem i transportsektoren i fremtiden.

I tillegg til utslipp av CO₂ , står også utslipp av annen luftbåren forurensning høyt på agendaen. Av disse representerer NO_X -utslippene en stor utfordring. Transportsektoren bidrar med 45 prosent av de nasjonale NO_X -utslippene. Gjennom forbedring av konvensjonelle drivstoff og videreutvikling av kjøretøyteknologien forventer en minimale miljøskadelige avgassutslipp i framtiden. De norske målene om reduksjon av NO_X og partikkelutslipp kan dermed nås gjennom en kombinasjon av stadig strengere utslippskrav fra myndighetene og teknologiske forbedringer i kjøretøyindustrien. Hydrogen er derfor ikke en forutsetning for å redusere NO_X -utslippene på kort sikt. I et langsiktig perspektiv er imidlertid en eventuell innfasing av brenselcellekjøretøy en enda bedre løsning, da de lokale utslippene ved bruk vil forsvinne helt.

6.4.2.2 Effekter ved innfasing av hydrogen i transportsektoren

Det er kombinasjonen av drivstoff og forbrenningsmotor som gir lokalt forurensende avgassutslipp og utslipp av klimagasser. Hydrogen ved bruk i brenselcellekjøretøy har vann som eneste utslipp. Dersom hydrogen produseres fra fornybar energi eller naturgass med CO₂ -håndtering, er dette en nullutslippsløsning. Hydrogen brukt i forbrenningsmotor vil ved mager forbrenning kunne gi svÆrt lave utslipp av NO_X . Hydrogen-naturgassblandinger (HCNG) kan ved mager forbrenning også gi lave utslipp av NO_X og CO, samt reduserte utslipp av CO₂ .

6.4.2.3 Alternativer til hydrogen

Elbiler representerer nullutslippsteknologi dersom elektrisiteten til batteriet blir produsert fra fornybare kilder. Elbiler har imidlertid begrensninger i ytelse, og nye teknologiske gjennombrudd på batterisiden må til for at elbilene skal bli konkurransedyktige.

Bruk av naturgass og LPG 2 gir lavere utslipp av helseskadelige avgasser enn bensin og diesel. Naturgass og LPG bidrar med dagens kjøretøyteknologi ikke nevneverdig til reduksjon av CO₂ -utslipp, men eventuell videre teknologiutvikling av forbrenningsmotoren tilpasset bruk av disse drivstoffene kan redusere CO₂ -utslipp. Dette er imidlertid avhengig av bilindustriens vilje til å gjennomføre slik teknologiutvikling.

Bruk av biodrivstoff i dagens marked er CO₂ -nøytralt. Biodrivstoff har lave utslipp av helseskadelige avgasser, spesielt partikler, CO og HC, men kan generelt ha like høye eller høyere utslipp av NO_X.

6.5 NÆringsutvikling på hydrogenområdet

Økt bruk av hydrogen i et internasjonalt marked vil innebÆre muligheter for nÆringsutvikling og verdiskaping for de aktørene som klarer å posisjonere seg og kan vÆre konkurransedyktige. Utvalget vil klassifisere nÆringsmulighetene for norske aktører i tre hovedområder:

• Produksjon og transport av hydrogen

• Leveranse av teknologiprodukter og -løsninger

• Leveranse av kompetanse, herunder forskning

6.5.1 Norge som internasjonal leverandør av hydrogen

Norge i rollen som leverandør av hydrogen basert på produksjon fra norsk naturgass er beskrevet i kapittel 6.3. I et slikt scenario er det naturlig å se dagens norske gassleverandører også som mulige leverandører av hydrogen. Dette innebÆrer at de integrerer seg nedstrøms i verdikjeden i forhold til det situasjonen er i dag. Helt avgjørende for et slikt scenario vil vÆre at man finner løsninger for håndtering av CO₂ ved produksjonen av hydrogen.

I et scenario hvor det er utviklet teknologi som gjør hydrogenproduksjon fra naturgass med CO₂ -håndtering mulig, vil gode logistikkløsninger vÆre avgjørende. En sentral avvegning vil vÆre hvorvidt man ønsker å lande naturgassen nÆr markedene og produsere hydrogen der, eller alternativt å produsere hydrogen i stor skala nÆr gassreservene. Hvilken løsning som velges, vil avhenge av hvorledes den utskilte CO₂ -en skal håndteres. Hvis man skal komprimere og deponere CO₂ i akviferer på den norske kontinentalsokkelen eller bruke den til økt oljeutvinning i produserende olje- og gassfelt, vil det vÆre nÆrliggende med hydrogenproduksjon offshore eller langs kysten ved ilandføringssteder. Da vil hydrogenet måtte transporteres til markedene, enten i rør eller som nedkjølt eller komprimert gass. Kombinasjoner av disse lagringsformene ses også på som mulige langsiktige løsninger i noen miljøer. Med den kompetanse og lange erfaring som ligger i norsk skipsfart knyttet til transport av LNG på skip, kan dette vÆre et grunnlag for videre utvikling av skipsbasert transport av hydrogen på lang sikt. Hvordan en slik teknologisk løsning kan se ut, er det ennå for tidlig å forutsi.

Rørbasert hydrogentransport kan også representere en langsiktig løsning. Også her er Norge i en sÆrstilling med et godt utbygd gassrørnett mot Europa. Norske aktører utfører nå studier for å se på mulighetene for å transportere hydrogen i eksisterende naturgassnett.

Utvalget mener at Norge samlet sett har fortrinn som gjør hydrogen fra norsk naturgass til en interessant nÆringsmulighet på lang sikt. Dette bør ligge til grunn i en nasjonal hydrogenstrategi.

6.5.2 Norske leverandører av hydrogenteknologi

De utviklingstrekk man ser for seg på hydrogenområdet kan åpne muligheter for leverandører av teknologi og løsninger. Med basis i sin kompetanse, vil norske aktører kunne spille en vesentlig rolle innenfor det nÆringsliv som i fremtiden skal levere varer og tjenester i et hydrogenmarked. Dette er uavhengig av når eller i hvilket omfang hydrogen tas i bruk i det norske energi- og transportsystemet.

Satsing på del- og underleveranser

Til tross for høy kompetanse og høye ambisjoner, kan det vÆre fornuftig for aktører å satse på utvalgte ledd i de energikjedene 3 som hydrogenproduksjon og -bruk vil representere. En totalleverandørtilnÆrming vil ofte vÆre svÆrt utfordrende, og det stilles enda større krav for å lykkes. Dette gjelder langs hele verdikjeden, men kan også vÆre tilfelle innenfor de enkelte teknologier. Utvalget ønsker å fokusere eksplisitt på den potensielle verdiskaping og de muligheter som ligger i underleveranser og delkomponenter. Et eksempel på delleveranser til brenselcellekjøretøy gis i Boks 6.3

Et annet viktig moment er det markedsapparat som kreves. Om en aktør tar mål av seg til å vÆre i et internasjonalt sluttbrukermarked, vil dette ofte kreve et stort markedsføringsapparat og effektive distribusjonssystemer. Alternativt må det inngås allianser med selskaper som har dette. Ved å ha sin rolle tidligere i verdikjeden, vil man ofte forholde seg til fÆrre kunder med et større volum per kunde. Dette kan også bidra til at det vil vÆre attraktivt å fokuseres på underleveranser innenfor deler av verdikjeden hvor man lettere kan ha tilstrekkelige komparative fortrinn til å lykkes.

Kilde: Toyota/Energidata as

Lagring av hydrogen nevnes av mange aktører som den mest kritiske barrieren for å kunne ta i bruk hydrogen i transportsektoren. Blant annet peker US Department of Energy (DOE) på at dette er den største utfordringen. Dette er også et felt hvor norske aktører har vist at de besitter høy kompetanse. Blant annet er Institutt for energiteknikk (IFE) langt fremme på lagringssiden, noe som er bekreftet ved at IFE er en foretrukket partner i flere av de store internasjonale forskningsprosjektene på området. IFE fikk dessuten før jul 2003 i oppdrag fra European Space Agency (ESA) å utvikle et system for lagring av hydrogen i metallhydrider til bruk i det europeiske romfartsprogrammet.

Det er også norsk kompetanse knyttet til øvrige lagringsteknikker. Dette kan vÆre lagingsteknikker med større modenhet og som kan vÆre aktuelle i et tidlig marked. SINTEF og NTNU i Trondheim har sammen med norsk industri lang erfaring og høy kompetanse på flytendegjøring og komprimering av naturgass (LNG og CNG). Dette er parallelt til flytende og trykksatt hydrogen. Fremtidig hydrogenlagring basert på disse tre løsningene eller kombinasjoner av disse, kan gi muligheter for norske nÆringer. Lagringsteknologi for hydrogen peker seg derfor ut som sÆrlig interessant for norsk satsing.

Andre teknologiområder med gode muligheter

Norge er allerede langt fremme på en rekke teknologiområder som kan vÆre relevant i en hydrogensammenheng. Norske forskningsmiljøer og industri er for eksempel langt fremme innenfor vannelektrolyse, reformering av naturgass, motor- og turbinteknologi, skipsbasert transport av flytende gass, lagring av hydrogen og teknologier knyttet til CO₂ -håndtering. Dette er områder der en videre satsing kan gi muligheter for ytterligere teknologi- og kunnskapsbasert nÆringsutvikling.

Eksempler på markeder i rask vekst

Det er store forventninger til hydrogen som energibÆrer, og mange forventer at det kan bli stor etterspørsel etter hydrogenteknologier. Hvis det lykkes å løse flere utfordringer knyttet til hydrogen, vil hydrogen kunne tas i bruk i økende grad. De markeder som da vil kunne etableres, vil vÆre i vekst. En slik situasjon gjør at det også i større grad enn i modne markeder vil vÆre mulig for nye aktører med ny teknologi og nye løsninger å etablere seg. Dette er det mange eksempler på, blant annet innenfor fornybar energi. Dette markedet har vokst raskt de siste årene etter hvert som teknologiene er forbedret. Her har flere aktører kunnet etablere betydelig nÆringsvirksomhet innenfor ulike deler i verdikjedene. Et eksempel på nÆringsutvikling basert på underleveranser i raskt voksende markeder, er det som har skjedd med etableringen av norsk solcelleindustri, jf. boks 6.4.

En ser eksempler på at det etableres markeder for enkelte teknologier før de er konkurransedyktige i et ordinÆrt marked. Dette er markeder som stimuleres av finansierings- og tilskuddsordninger, ofte basert på de enkelte lands mål om å fase inn ny teknologi og nye løsninger. Et eksempel er vindkraft. Hvis målene er ambisiøse og viljen sterk, vil slike tidligmarkeder kunne representere store verdier og vare lenge, mens teknologiene modnes. Dagens marked for brenselceller er et slikt eksempel. Dette er et tidligmarked som i stor grad består av demonstrasjons- og forskningsprosjekter. De målene som nå settes for det amerikanske programmet og tilsvarende for Japan og EU, tilsier at det på hydrogenområdet vil vÆre stor vilje til å bruke ressurser for å ta i bruk hydrogen. Det betyr at det kan oppstå markeder for leveranse av teknologi til demonstrasjoner og forskningsanvendelser. Posisjonering for et slikt marked kan vÆre en god strategi for aktører som har komparative fortrinn, både fordi disse stimulerte tidligmarkedene kan representere betydelig verdiskaping i seg selv. I tillegg står man sterkere ved eventuelle gjennombrudd som fører til at hydrogen får et innpass i et mer ordinÆrt marked.

Utvalget mener at norske aktører har gode forutsetninger for å kunne bli toneangivende aktører innenfor segmenter av den industrien som kan vokse frem knyttet til bruken av hydrogen.

6.5.3 Norske leverandører av kompetanse

Norske forsknings- og kompetansemiljøer kan levere spisskompetanse – både mot et norsk og internasjonalt marked. Norske forsknings- og industrimiljøer har allerede dokumentert sin kompetanse ved å vÆre en fortrukket partner innenfor flere av EUs store hydrogenprosjekter. Denne muligheten kan forsterkes ved en satsing innenfor de områdene hvor vi har spesiell styrke. Slike samarbeidsrelasjoner gir også gode muligheter for å bringe kunnskap tilbake til Norge, markedsprofilering samt muligheter for internasjonal medfinansiering av norsk kompetanseutvikling.

6.6 Økt internasjonal aktivitet som begrunnelse for en norsk satsing

Utvalget vil til slutt peke på betydningen av den internasjonale innsatsen. Dette er en faktor som er overordnet i forhold til de øvrige begrunnelsene som er diskutert tidligere i kapitlet.

Fremveksten av en sterk internasjonal satsing er en av de viktigste forutsetningene for en norsk hydrogensatsing, men er ikke i seg selv en begrunnelse for norsk innsats. Det faktum at en slik internasjonal satsing finner sted, åpner imidlertid for muligheter som ellers ikke ville vÆre til stede. Den norske innsatsen kan dermed fokuseres der vi har spesielle fortrinn for å kunne lykkes, mens andre kritiske utfordringer kan løses av andre.

I dette perspektivet blir deltagelsen i det internasjonale samarbeidet avgjørende for å få mest mulig igjen for den innsatsen som legges ned fra norsk side. Samtidig er det også viktig å sikre at internasjonale fremskritt kan legges til grunn i strategier hos norske aktører og myndigheter, både når det gjelder nÆringsutvikling og mulige anvendelser i Norge. Deltagelse i internasjonalt samarbeid trer frem som et viktig virkemiddel i en nasjonal hydrogenstrategi. Norsk deltagelse i internasjonalt samarbeid på hydrogenområdet er nÆrmere omtalt i kapittel 5.5.

7 En norsk hydrogensatsing

Norge har store energiressurser og norske aktører har, blant annet gjennom forvaltningen av disse ressursene, opparbeidet høy kompetanse innenfor energifeltet. En norsk hydrogensatsing bør bygge, på dette. Utvalget har formulert en visjon for en norsk hydrogensatsing som presenteres i boks 7.1.

Med utgangspunkt i begrunnelsen for en norsk satsing, jf. kapittel 6.2, vil utvalget utdype visjonen slik:

Norsk naturgass : Utvalget mener at det må utvikles langsiktige strategier som bygger opp under miljøvennlig produksjon avhydrogen fra naturgass . Ved siden av miljøgevinstene vil dette kunne bidra til å øke verdien av Norges olje- og gassressurser. I et fremtidig marked med internasjonal etterspørsel etter hydrogen bør Norge vÆre tidlig ute som produsent og distributør.

Miljø som drivkraft: Utvalget anser hydrogenets fordeler som drivstoff i transportsektoren som den viktigste begrunnelsen for bruk i Norge. I et langsiktig perspektiv vil forsyning av hydrogen til transportsektoren baseres på fornybare energikilder. Norge har i tillegg til vannkraft store potensielle ressurser innen vindkraft, kraft fra havet (bølge-, tidevann- og saltkaft) og bioenergi. I tillegg kan hydrogen brukt som lagringsmedium for energi, muliggjøre bruk av fornybare ressurser som ellers ikke ville vÆre tilgjengelig.

NÆringsutvikling : Utvalget er av den oppfatning at det vil kunne utvikle seg et stort internasjonalt marked innenfor hydrogenområdet. Med utgangspunkt i norsk kompetanse og norske naturressurser er det et potensial for å realisere store verdier ved salg av teknologi, kunnskap og løsninger til et slikt marked.

7.1 Satsingsområder

Utvalget har foreslått fire konkrete satsingsområder som bør prioriteres i en norsk hydrogensatsing. Disse er:

• Miljøvennlig produksjon av hydrogen fra norsk naturgass

• Tidlige brukere av hydrogenkjøretøy

• Lagring av hydrogen

• Utvikling av en hydrogenteknologinÆring

De fire satsingsområdene er beskrevet videre i kapitlet.

Utvalget har innenfor hvert av disse områdene foreslått mål, identifisert muligheter og barrierer samt foreslått aktuelle tiltak og virkemidler. Satsingsområdene er ikke nødvendigvis likestilt. De representerer heller ingen komplett energi- eller verdikjede, men er identifisert med bakgrunn i de forhold som blant annet er beskrevet i kapittel 6. Norge bør velge ut en del områder innenfor hydrogenfeltet hvor vi, ut fra kompetanse og ressursgrunnlag, synes å ha spesielle fortrinn. På en rekke områder vil vi vÆre avhengige av hva som skjer internasjonalt. Vi må derfor ha god kunnskap om det som skjer internasjonalt, både innenfor forskning og utvikling og på politikkområdet.

7.1.1 Miljøvennlig produksjon av hydrogen fra naturgass

7.1.1.1 Muligheter og mål

Mål

• Produksjon av hydrogen fra naturgass med tilfredsstillende CO₂ -håndtering skal skje til en pris som gjør hydrogen konkurransedyktig med bensin eller diesel per energiekvivalent

Hydrogen fra naturgass

Hydrogen fra naturgass er et område hvor det vil vÆre riktig for norske myndigheter og aktører å satse betydelig, jf. kapittel 6.3. I en situasjon med en betydelig internasjonal etterspørsel etter hydrogen, kan norsk gass representere en viktig forsyningskilde. Dette bør skje med en teknologi der CO₂ kan håndteres på en tilfredsstillende måte, og til en pris som er konkurransedyktig. Det betyr at kostnader til produksjon av hydrogen, håndtering av CO₂ , og distribusjon av hydrogen frem til sluttbruker er inkludert. Med «konkurransedyktig» menes at miljøkostnader ved bruk av alternative drivstoff er inkludert i prisen.

En målsetting om hydrogenproduksjon fra norsk naturgass gir flere muligheter og utfordringer. Mange av de teknologiske utfordringene er knyttet til gasskraft med CO₂ -håndtering. Med norske gassreserver, den kompetanse- og teknologibasen som finnes og de spesielle utfordringene nasjonen står overfor når det gjelder reduksjon av klimagassutslipp, peker miljøvennlig produksjon av hydrogen fra naturgass seg ut som et viktig område for Norge. Norge har en spesiell mulighet til å utvikle og demonstrere gassbasert energiproduksjon og -bruk med CO₂ -håndtering, og derigjennom også etablere konkurransedyktig norsk industri på dette området.

Utvalget mener at en løsning for å produsere hydrogen fra naturgass med tilfredsstillende CO₂ -håndtering, kan vÆre en strategi som bidrar til å sikre en miljøvennlig tilgang på hydrogen i et fremtidig hydrogenmarked. I tillegg kan det bidra til å sikre verdiene av norske gassressurser på lang sikt. Utvalget vil anbefale at dette legges til grunn i en nasjonal hydrogenstrategi.

Tilfredsstillende håndtering av CO₂ innebÆrer at det stilles krav om et maksimalutslipp av CO₂ til atmosfÆren per produsert enhet hydrogen. For eksempel kan det vÆre et krav om maksimalt 10 prosent utslipp av det som er tilfellet ved konvensjonell reformering av naturgass til hydrogen. En grense for akseptabelt maksimalutslipp vil kunne vÆre hensiktsmessig i en tidlig fase, da marginalkostnadene for å rense de siste prosentene kan vÆre vesentlig høyere enn for de første.

I noen av de mest interessante metodene for gasskraft med CO₂ -håndtering som det jobbes med, produseres hydrogen som et mellomstadium. Dette kan derfor bety at nye løsninger for å produsere elektrisitet fra naturgass med håndtering av CO₂ , også innebÆrer en løsning for å produsere hydrogen på en miljøvennlig måte. Det forskes blant annet på nye former for membranteknologi. Generelt innebÆrer alle løsninger som baserer seg på reformering av naturgass også at man på et stadium i prosessen har hydrogen tilgjengelig.

En storskala hydrogenproduksjon fra naturgass vil imidlertid vÆre avhengig av utviklingen av hydrogenmarkedet. Et tidlig marked for hydrogen kan vÆre til innblanding i naturgass, HCNG. Ved innblanding av 10–20 prosent hydrogen kan eksisterende infrastruktur og sluttbrukerteknologi for naturgass benyttes. På denne måten kan det opparbeides verdifull erfaring med hydrogenverdikjeden rettet mot sluttbruker. HCNG kan benyttes både til stasjonÆre formål og i transportsektoren.

Lagring av CO₂ og CO₂ for økt oljeutvinning

Utvalget mener at en aktiv deltagelse fra industrien for fangst, transport og lagring av CO₂, vil vÆre en kritisk suksessfaktor for å realisere produksjon av hydrogen eller elektrisk kraft fra naturgass med små utslipp av CO₂ . En slik drivkraft finnes i norsk olje og gassektor i dag gjennom mulighetene som åpner seg for å bruke CO₂ til økt oljeutvinning. I en slik sammenheng kan det vÆre en betalingsevne for CO₂ som vil bidra til å redusere totalkostnaden for CO₂ håndtering. Denne form for utnyttelse av CO₂ vil kunne øke inntektene fra norsk olje både for industrien og for norske myndigheter ved at utvinningsgraden økes og dermed inntekter og levetid for oljefelt.

I tillegg til injeksjon for økt oljeutvinning, har den norske sokkelen også muligheter for lagring av CO₂ i vannfylte akviferer eller tømte reservoarer, jf. kapittel 6.3.3.

7.1.1.2 Barrierer

Separasjon av CO₂

Ved produksjon av hydrogen og kraft fra naturgass er det avgjørende med et gjennombrudd innen kostnadseffektiv teknologi for gasseparasjon (hydrogen fra naturgass og/eller oksygen fra luft). Dampreformering er den metoden som brukes mest til produksjon av hydrogen i dag. Nye teknologiske løsninger der reformering, vannskift og hydrogenrensing skjer samtidig i en integrert «membranreaktor» fremstår som interessant i et langsiktig perspektiv. Det er også aktuelt å satse på andre prosesser på kortere sikt.

Fangst, transport og lagring av CO₂

Utskilt CO₂ må håndteres på en tilfredsstillende måte. Alternativene er injeksjon av CO₂ i produserende felt for å øke utvinningsgraden og lagring i reservoarer og formasjoner i undergrunnen. Dette er beskrevet i kapittel 6.3.3.

Kostnadene representerer en barriere for deponering eller injeksjon av CO₂ . De viktigste kostnadskomponentene er knyttet til fangst av CO₂ og infrastruktur. Dette inkluderer CO₂ -separasjon og komprimering, samt transport til stedet den skal injiseres. Den økonomiske barrieren vil vÆre større i det rene lagringstilfellet enn ved injesering, da kostnaden ved bruk til økt oljeutvinning vil kunne relateres til den marginale økningen i utvinningsgrad. Imidlertid kan det vÆre aktuelt med kombinasjonsløsninger der en i en første fase bruker CO₂ til økt utvinning. Senere, når feltet ikke lenger skal produsere, kan en gå over til en ren lagringsløsning i det samme området. På den måten vil hele eller deler av kapitalkostnaden knyttet til infrastruktur kunne vurderes i sammenheng med den økte utvinningen av olje og inngå som en del av produksjonskostnadene for oljen. Slike løsninger krever imidlertid stor grad av langsiktig planlegging, og tilsier at bevisstheten om denne type løsning må vÆre høy allerede nå, da produksjonsplanlegging på sokkelen har lang tidshorisont.

En annen sentral utfordring vil vÆre mengdene av CO₂ som kreves ved økt oljeutvinning. Dette vil vÆre store volumer, og vil således innebÆre betydelig større anlegg for produksjon av elektrisitet eller hydrogen enn de som vurderes i dag for kraftproduksjon. CO₂ -leveranser fra et anlegg må derfor balanseres med CO₂ fra andre kilder for å tilpasses behovet. Med et mål om naturgassbasert produksjon av hydrogen eller elektrisitet med CO₂ -håndtering, bør dette legges til grunn som en overordnet føring eller rammebetingelse ved produksjonsplanlegging på sokkelen. Dette kan for eksempel vÆre et eget element som skal vurderes når selskapene leverer sin plan for utbygging og drift (PUD) til myndighetene.

Foreløpig er internasjonale avtaler og regelverk knyttet til CO₂ -lagring ikke entydig og omforent. Dette er en rammebetingelse som representerer en usikkerhet i forhold til industriens satsing på området. Slike uklarheter må det arbeides videre med for oppnå en avklaring, og norske myndigheter bør spille en aktiv rolle internasjonalt for å bidra til dette.

Effektiv og ren forbrenning av hydrogen

De gasskraftløsningene med CO₂ -håndtering som går veien om hydrogen, og som er aktuelle på kort sikt, baserer seg på at hydrogen forbrennes i en turbin. Forbrenning av hydrogen i en turbin innebÆrer svÆrt høye temperaturer med tilhørende høye utslipp av NO_X . I tillegg er det materialtekniske utfordringer. Det finnes per i dag ingen kommersielle turbiner som kan håndtere dette direkte. En måte som imidlertid er aktuell for å redusere temperaturen og NO_X -utslippene, er å føre en strøm av en inert gass 4 sammen med hydrogen for å styre prosessen bedre. Dette fører imidlertid til at virkningsgraden reduseres. Utfordringen knyttet til samtidig å oppnå høy virkningsgrad og lave utslipp av NO_X , er foreløbig ikke løst på en tilfredsstilende måte.

7.1.1.3 Tiltak og virkemidler rettet mot miljøvennlig produksjon av hydrogen fra naturgass

Innenfor dette feltet vil det vÆre aktuelt med virkemidler med ulike tidsperspektiver. Noen tiltak, for eksempel avansert materialforskning, vil ha lang tidshorisont mens andre tiltak, for eksempel støtte til testanlegg, vil kunne starte opp med en gang.

Separasjon av CO₂

Virkemidler for å løse disse utfordringene er hovedsakelig knyttet til forskning og teknologiutvikling. Sentrale forskningsutfordringer på dette området er:

• Materialteknologi med fokus på membraner og adsorbenter

• Systemutvikling og prosessteknologi

• Nye katalysatorer knyttet til produksjon av hydrogen

For konsepter i en fase mellom forskning og demonstrasjon kan det vÆre aktuelt å teste disse ut i en mindre skala. Etablering av et nasjonalt forskningsorientert testlaboratorium (testlab) vil kunne bidra med verdifull kunnskap i den videre teknologiutviklingen. En slik testlab vil ha relevans både for hydrogen- og kraftproduksjon med CO₂ -håndtering, jf. kapittel 8.2.1.2

Fangst, transport og lagring av CO₂

Tiltak og virkemidler for å oppnå dette er knyttet til:

• Forskning og teknologiutvikling

• Forutsigbarhet i rammebetingelsene knyttet til kostnader og internasjonalt regelverk for utslipp av CO₂

• Klargjøring av internasjonale avtaler vedrørende lagring av CO₂

• Krav til overordnet produksjonsplanlegging på sokkelen som omfatter CO₂ for økt oljeutvinning og deponering

Effektiv og ren forbrenning av hydrogen

Utfordringen knyttet til forbrenning av hydrogen i gassturbin er krevende, og vil kunne vÆre en kritisk barriere mot realisering av et hydrogen- eller gasskraftkonsept. Det vil derfor vÆre viktig å støtte forskning relatert sÆrlig til gassturbiner som både har høy virkningsgrad og samtidig lave NO_X -utslipp.

Prosessoptimalisering og prototyputvikling

Alle teknologiledd i prosessen bør prøves ut i et pilotprosjekt før et storskala anlegg kan bygges. Dette forutsetter en vesentlig offentlig medvirkning og et tett samarbeid mellom myndigheter og industri. Et pilotprosjekt knyttet til produksjon av hydrogen og kraft fra naturgass med CO₂ -håndtering vil om ikke for lang tid kunne vÆre aktuelt, jf. kapittel 8.2.1.2

7.1.2 Tidlige brukere av hydrogenkjøretøy

7.1.2.1 Muligheter og mål

Mål

• 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 5 .

For å kunne utnytte de fordelene som hydrogen kan innebÆre på lang sikt, er det viktig å utvikle tidlig brukerkunnskap. Når brenselcellekjøretøy blir kommersielt tilgjengelige, bør teknologien og muligheten vÆre tilstrekkelig kjent og akseptert hos publikum i Norge slik at dette ikke utgjør noen barriere.

Norge kan velge å avvente utviklingen internasjonalt. For transportsektoren som sådan vil kostnadene ved en slik strategi neppe vÆre dramatiske. Miljøegenskapene ved konvensjonelle kjøretøy blir stadig bedre. Innen sjøfarten kan utslippene også reduseres vesentlig uten overgang til hydrogen. Samtidig ligger det et betydelig potensial i å få redusert de fremtidige utslipp av CO₂ gjennom overgang til bruk av hydrogen og brenselcelleteknologi. I forhold til en ambisjon om CO₂ -reduksjon, vil en avventende holdning innebÆre at det tar lenger tid før man også i Norge kan ta ut dette potensialet.

Det er utvalgets oppfatning at det vil vÆre gevinster å hente ved å ligge i front i denne utviklingen. Norske forskningsmiljøer og norsk industri har kompetanse og ressurser som kan bidra til å fremskynde den internasjonale utviklingen mot overgang til bruk av hydrogen. Dessuten kan det vÆre av stor økonomisk interesse for norske aktører å bli involvert i denne utviklingen.

Ekspertgruppen for transport har illustrert mulige utviklingsbaner gjennom to scenarier eller regneeksempler, der henholdsvis 2 og 5 prosent av transportsektorens energiforbruk baseres på hydrogen. EUs målsetting for 2020 er til sammenligning 5 prosent. Introduksjonsfasen er 10 år for vegtransport og 20 år for sjøtransport. Ekspertgruppen har satt oppstart i år 1 som det året teknologi er tilgjengelig, uten å ta stilling til eksakt når dette året inntreffer. Mellom 2010 og 2015 er antydet på bakgrunn av bil/bussindustriens prognoser om når det kan forventes oppstart av serieproduksjon av kjøretøy. I begge scenariene forutsettes det satt inn 80 busser og 80 personbiler i år 1. Introduksjonen tenkes konsentrert i to til tre utvalgte byområder før en gradvis spredning fram mot år 10. En kan oppnå 2 prosent ved innfasing kun i byområder mens 5 prosent innfasing vil kreve hydrogenbruk over stort sett hele landet. Det vises for øvrig til SÆrskilt vedlegg 2.

Tidspunktet for en mulig innfasing av et slikt scenario vil avhenge av når kjøretøy er tilgjengelig i tilstrekkelig volum og til lav nok pris. En nasjonal strategi for oppfylling av målet om å vÆre tidlig bruker av hydrogenkjøretøy vil derfor vÆre å sørge for at utgangspunktet er best mulig når år 1 inntreffer. I tillegg er det viktig å fokusere på de områdene hvor norske aktører kan spille en rolle i å fremskynde år 1. Forskning på å finne gode lagringsløsninger for hydrogen er pekt på som et slikt område.

I en første fase vil distribuert produksjon av hydrogen ved vannelektrolyse vÆre den mest aktuelle forsyning for transportsektoren. Dette er en løsning som muliggjør gradvis oppbygging av infrastruktur. I en fremtidig situasjon vil også distribuert småskala reformering vÆre en mulighet hvis naturgass er tilgjengelig. Håndtering av CO₂ i dette tilfellet vil imidlertid kunne vÆre en utfordring og kan innebÆre spredte CO₂ -utslipp i forhold til sentral storskala produksjon med CO₂ -håndtering. Alternativene vil da vÆre sentral produksjon av hydrogen og transport av denne ut til brukerne, eller sentral produksjon av elektrisitet og distribuerte elektrolysestasjoner. Hvilke løsninger som vil vÆre aktuelle på lang sikt, er det ikke mulig å forutsi.

7.1.2.2 Barrierer

Den opplagte barrieren når det gjelder å vÆre tidlig bruker av hydrogenkjøretøy, er tilgangen på den nødvendige hydrogenteknologi til en akseptabel pris og med tilstrekkelig levetid. En ambisjon om å vÆre tidligbrukere vil måtte tilpasses tilgjengeligheten på slik teknologi og forutsetter muligheter for å demonstrere ny teknologi. Det vil vÆre en utfordring å sørge for at de store internasjonale leverandørene ser på Norge som et interessant marked for demonstrasjon av ny teknologi.

I tillegg til tilgjengelighet på hydrogendrevne kjøretøy, levetid og pris, må det på forhånd vÆre lagt til rette for at det skal vÆre mulig å ta i bruk slike kjøretøy. Det gjelder både for drivstofftilgjengelighet (infrastruktur) og muligheter til å kunne få kjøretøyene godkjent, vedlikeholdt, reparert og forsikret, med videre.

I dag opplever man at regelverk og standarder for produksjon og bruk av hydrogen er svÆrt forskjellige fra land til land, i den grad det i det hele tatt eksisterer. Ulike regelverk kan både vÆre et hinder i kommersialisering, men også et middel for konkurransevridning. Manglende regelverk er en barriere for sertifisering av teknologi og løsninger.

I tillegg vil tidlig bruk av hydrogen avhenge av brukeraksept, oppfatninger om sikkerhet og brukernes holdninger til å ta i bruk ny teknologi.

7.1.2.3 Tiltak og virkemidler

Regelverk og standarder

Før markedsintroduksjon, er det nødvendig å utvikle regler og standarder for å kunne godkjenne ny teknologi og drivstoff.

De relevante fagmyndighetene må utvikle nødvendig kompetanse og utarbeide standarder for godkjenning av så vel kjøretøy som fyllestasjoner. På sikt er det en forutsetning med internasjonale standarder, men i en introduksjonsfase vil det sannsynligvis vÆre nødvendig med egne nasjonale regelverk. Det er imidlertid viktig at disse utvikles i prosesser som ser til at de nasjonale regelverkene ikke utvikler seg i helt ulike retninger.

Det blir viktig å både delta i og prøve å forsere det internasjonale arbeidet med standarder og regelverk.

Markedsintroduksjon

Fasen mellom forskning og utvikling og når en teknologi begynner å bli moden for markedet er krevende. Ulike tiltak i denne fasen kan vÆre støtte til pilotprosjekter der ulike typer løsninger testes en periode for å framskaffe nødvendig grunnlag for å kunne ta beslutninger om valg av løsninger, behov for forbedringer og driftserfaringer. Prosjekter av denne karakter er også viktig for å etablere forståelse og kunnskap i opinionen. Satsing på informasjon og opplÆring vil i tillegg vÆre viktige tiltak for å fremme dette.

Avgiftsincentiver

Utvalget er av den oppfatning at hydrogendrevne biler basert på brenselceller bør favoriseres med avgiftsfritak. Slike kjøretøys klare miljøfordel ved bruk bør legitimere fritak fra engangsavgift, på lik linje med elbiler. Elbiler har i dag i tillegg fritak for merverdiavgift, fri parkering på kommunale plasser og anledning til å kjøre i kollektivfelt. Det siste er en prøveordning. Utvalget ser det som naturlig at brenselcelledrevne biler betraktes på samme måte. I tillegg bør subsidiering og annen favorisering av anskaffelse og bruk av slike kjøretøy kunne vurderes.

I en overgangsfase vil hydrogenkjøretøy kunne vÆre basert på forbrenningsmotorer . Selv om disse slipper ut NO_X , ser utvalget likevel nytteverdien av å få erfaring med å håndtere hydrogen som drivstoff. På denne bakgrunn bør myndighetene også for hydrogenbiler med forbrenningsmotor, vurdere avgiftfritak og andre insentivtiltak i en introduksjonsfase. Det bør forutsettes at slike kjøretøy representerer ny teknologi, og ikke er ombygde eldre kjøretøy med forbrenningsmotor

I tillegg til skatte- og avgiftsinsentiver, vil også direkte støtteordninger for å stimulere tidlig bruk av hydrogen kunne vurderes. Markedsbaserte stimulerte etterspørselsmekanismer i form av en sertifikatordning er en mekanisme som også bør vurderes.

7.1.3 Lagring av hydrogen

7.1.3.1 Muligheter og mål

Mål

• 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.

Bruk av hydrogen krever effektiv lagring. To viktige funksjoner må vÆre på plass i et fremtidig system der hydrogen kan spille en sentral rolle som energibÆrer: Hydrogenlagringssystemer for stasjonÆre applikasjoner og lagringssystemer for mobile applikasjoner.

Lagring av hydrogen er et av de områdene hvor norske aktører har dokumentert kompetanse i verdensklasse, og vil kunne spille en betydelig rolle i en internasjonal arbeidsdeling i utviklingen av hydrogenteknologi for fremtiden. Det kan gi grunnlag for industriell virksomhet dersom man lykkes i å identifisere nisjer der denne kompetansen kan kombineres med forretningsutvikling. Disse mulighetene vil langt på vei vÆre uavhengig av når eller i hvilken grad hydrogen fases inn i det norske energi- eller transportsystemet. Mulighetene er imidlertid avhengig av i hvilken grad hydrogen tas i bruk som energibÆrer internasjonalt.

Blant de lagringsteknologier hvor forutsetningene ligger best til rette for å finne norske løsninger, vil utvalget spesielt peke på lagring i faste materialer, men også komprimering og flytendegjøring. Norge har spesielle forutsetninger når det gjelder å utnytte kompetanse på tvers av disse tre områdene for å utvikle nye kombinerte konsepter. Den teknologiske modenheten tilsier at disse teknologiene vil fases inn ulikt over tid. Lagring av hydrogen som komprimert gass er kommersiell teknologi i dag, mens lagring i faste materialer har et lengre tidsperspektiv.

7.1.3.2 Barrierer

Utfordringene knyttet til lagring avhenger av anvendelsen. For mange stasjonÆre anvendelser er volumet og vekten av lagringssystemet mindre viktig. På den annen side er kostnader en barriere der hydrogen skal brukes for balansering av energistrømmer, for eksempel slik hydrogenlageret brukes i Utsira-prosjektet, jf. boks 6.2.

For bruk av hydrogen i transportsektoren er både vekt og volum for lagringsløsningen kritisk. US Department of Energy har satt opp konkrete mål for de ytelser og kostnader som et hydrogenlager må kunne oppfylle for at det skal vÆre en aktuell opsjon i transportsektoren. Målene er gjengitt i tabell 4.1, SÆrskilt vedlegg nr.1. Målene er svÆrt ambisiøse, og med den teknologiske status som er på området i dag, er det langt frem. Lagring blir vurdert som en av de mest utfordrende barrierene for bruk av hydrogen i transportsektoren. Det er imidlertid viktig å vÆre bevisst på at kravene til kostnad og ytelse er forskjellig i Japan, Europa og USA. Prisen på konkurrerende drivstoff er også forskjellig.

Regelverk og sikkerhetsproblematikk knyttet til lagring og håndtering av hydrogen er også en barriere som må håndteres parallelt med utvikingen av ny lagringsteknologi. Dette er dessuten sentrale temaer for utviklingen av markeder på hydrogenområdet og hvilke teknologier som vil kunne vinne frem. Regelverk og sikkerhet er derfor områder hvor det er viktig å ta del i det internasjonale arbeidet allerede nå.

7.1.3.3 Tiltak og virkemidler

Det viktigste virkemiddelet for å nå mål innen lagring er støtte til forsking og prototyputvikling. I tillegg vil tiltak for å stimulere et tidligmarked, for eksempel med pilotprosjekter med vesentlig offentlig medvirkning eller offentlige utviklingskontrakter, vÆre viktig. På den måten vil en kunne få produksjonsvolumene opp på et slikt nivå at kostnadsfordelene ved serieproduksjon får markedet til å utvikle seg videre ved egen hjelp.

Sentrale tiltak vil vÆre fokusert mot:

• Materialforskning knyttet til lagring i faste stoffer om bord i kjøretøy

• Komprimering og flytendegjøring (kryogen teknologi)

• Kombinasjon av komprimering, kryogen teknologi og lagring i faste materialer

• Sikkerhet og regelverk knyttet til lagring

7.1.4 Utvikling av en hydrogenteknologinÆring

7.1.4.1 Muligheter og mål

Mål

• Norske industrielle aktører skal ta del i et fremvoksende hydrogenmarked som leverandører av komponenter og undersystemer knyttet til produksjon og bruk av hydrogen

• Norske aktører skal vÆre internasjonalt konkurransedyktige leverandører av fyllestasjoner for hydrogen 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

Som beskrevet i kapittel 6 vil det kunne vokse frem interessante muligheter for nÆringsutvikling basert på kompetanse og naturressurser mot et fremtidig hydrogenmarked. Norge er allerede leverandører av elektrolysører og komponenter til tidligmarkeder, slik det er beskrevet i kapittel 6.5. Norsk industri og forskningsmiljøer har opparbeidet ekspertise på områder som vil vÆre direkte relevante ved en eventuell innfasing av hydrogen i Norge eller internasjonalt og som vil kunne representere muligheter for å få frem leverandører av teknologi, komponenter, tjenester og systemer i et fremtidig hydrogenmarked.

Utvalget vil trekke frem noen mulighetsområder i den sammenheng:

Komponenter og undersystemer: På dette området finnes høy kompetanse i Norge, blant annet på elektrolyseteknologi, ulike former for hydrogenlagring samt teknologi for CO₂ -fangst. Videre bygges det nå opp ekspertise innen membraner, elektrodekatalysatorer og brenselcellesystemer. Norge har også god kompetanse innen forbrenning som kan utnyttes til utvikling av effektive systemer for forbrenning av hydrogen.

Systemintegrasjon: Her besitter norske aktører høy kompetanse gjennom oppbygning av olje- og gassvirksomheten i Nordsjøen samt tallrike vannkraftverk. Dette vil kunne nyttiggjøres ved integrasjon av hydrogenkomponenter når det gjelder å ta i bruk ulike energikilder til ulike bruksområder.

Desentrale og autonome energisystemer : Norsk industri og forskningsmiljøer har kompetanse innen dette området. Det er voksende interesse for desentrale og autonome systemer i Europa og USA, spesielt knyttet til satsing på fornybar energi.

Infrastruktur for transport av hydrogen : Dette representerer et stort tidligmarked der norske aktører har kompetanse, både knyttet til rørtransport og transport av gass og flytende naturgass. Norsk erfaring med LNG-transport i skip kombinert med annen kompetanse kan danne utgangspunkt for skipsbasert transport av hydrogen. En forutsetning vil vÆre at relevant industri er interessert i å satse.

Sertifisering og sikkerhet: Her har norske aktører lang tradisjon og et godt renommé internasjonalt. Et slikt utgangspunkt, sammen med det store behovet for normer, regelverk og sertifisering, gjør dette til et felt hvor norske leverandører kan ha gode muligheter for å bli aktører i det internasjonale markedet.

7.1.4.2 Barrierer

Mulighetene for nÆringsutvikling er tett knyttet til å løse barrierene for å ta i bruk hydrogen. Det er først og fremst relatert til kostnader og ytelse samt usikkerhet om et fremtidig marked. Dette er utfordringer som i all hovedsak må løses gjennom forskning og utvikling. Deretter vil utfordringen vÆre knyttet til markedsintroduksjon og utvikling av teknologisk tillende løsninger til kommersielle produkter. Dette er ofte en lang og krevende prosess som krever både tålmodighet og kapital.

7.1.4.3 Tiltak og virkemidler

Sentrale virkemidler vil vÆre støtte til forskning og utvikling samt støtte til markedsintroduksjon og etablering av tidligmarkeder.

Innen forskning vil det vÆre viktig både å støtte opp under de områder hvor man kan se et stort potensial og støtte opp under en noe bredere strategisk kompetanseutvikling i forskningsinstitusjoner. Det er nødvendig med en nasjonal kunnskapsplattform. Det er av stor betydning for at norske kompetansemiljøer skal kunne hevde seg på den internasjonale kunnskapsarenaen, både for å få oppdrag og å vÆre attraktive samarbeidspartnere. Det er også viktig for å sikre rekruttering av kompetent personell til nÆringslivet.

7.2 Mulig bruk av demonstrasjonsprosjekter i en satsing

Hva er demonstrasjonsprosjekter?

Dagens satsing på hydrogen i Norge har i stor grad vÆrt knyttet til FoU, og det har vÆrt gjennomført få demonstrasjonsprosjekter. Utvalget ser det som sentralt i en hydrogenstrategi at det satses på gjennomføring av demonstrasjonsprosjekter. Demonstrasjonsprosjekter må imidlertid vÆre klart forankret i en strategi og det er viktig å presisere formålet.

Utvalget har funnet det hensiktsmessig å definere klarere hva som menes med samlebetegnelsen demonstrasjonsprosjekter og har valgt å skille mellom tre ulike typer: Prototyputvikling, pilotprosjekter og markedsintroduksjonsprosjekter. Støtte til slike prosjekter bør inngå som en del av en hydrogensatsing.

Prototyputvikling er videreutvikling eller forbedring av en eller flere produktenheter som har vÆrt på forskningsstadiet. Dette kan betraktes som siste del av forskningsfasen, og innebÆrer gjerne et første testprodukt i liten skala. En prototyp kan i mange tilfeller vÆre kostnadskrevende og således kreve finansiering utover ordinÆr forskningsstøtte. Formålet med en prototyp er gjerne å bidra til nødvendig utvikling i forhold til både funksjonalitet og kostnader.

Begrunnelsen for prototypprosjekter vil vÆre å ta norskbaserte hydrogenteknologier eller -løsninger et skritt videre mot et forventet fremtidig eller nåvÆrende marked.

Kriterier for støtte til prototyputvikling bør vÆre at det er forankret i norske nÆringsinteresser og kan bidra til fremtidig norsk nÆringsutvikling på hydrogenområdet. NÆringsinteressene styrker også mulighetene for å ta produktet videre mot kommersialiseringsfasen.

Et pilotprosjekt vil innebÆre utprøving og testing av ulike typer hydrogenløsninger. Hensikten vil vÆre å fremskaffe nødvendig grunnlag for å kunne ta hydrogen i bruk under gitte forhold i større skala og å få verifisert systemløsninger, med videre. Et eksempel på slike prosjekter er EUs CUTE-prosjekt, som omfatter flere europeiske byer hvor brenselcellebusser og ulike typer fyllestasjoner testes ut over en lengre periode, jf. kapittel 5.4.2.

Begrunnelsen for å gjennomføre pilotprosjekter på hydrogenområdet vil i første rekke vÆre å vinne driftserfaring med nye teknologier og løsninger. Brukererfaring vil her vÆre et stikkord. Slike prosjekter vil dessuten vÆre av betydning for å identifisere kritiske faktorer knyttet til regelverk og kompetansebehov innenfor og i tilgrensende verdikjeder (for eksempel service og vedlikehold av brenselcellebiler). Tilrettelegging for en forventet utvikling kan vÆre en annen begrunnelse for å gjennomføre et pilotprosjekt. Videre vil det vÆre en hensikt å vise bruk av hydrogen frem for opinionen og således skape samfunnsmessig aksept for hydrogen. Det er i tillegg viktig at pilotprosjektet bidrar til kunnskapsutvikling hos norske industri- og forskningsaktører.

Kriterier for støtte kan vÆre at prosjektet må ha potensial for positive effekter i det norsk energi- eller transportsystemet i form av bedrede miljøeffekter, reduserte kostnader eller bedret systemeffektivitet. Et viktig kriterium for å støtte slike prosjekter må vÆre klare mål om hva man ønsker å oppnå, hvordan resultatene og effektene skal benyttes og hva som vil vÆre neste steg i strategien etter at pilotprosjektet er avsluttet.

Markedsintroduksjonsprosjekter er introduksjon av ferdig uttestede løsninger i større skala for å skape grunnlag for, eller legge til rette for, større markedsintroduksjon på et senere stadium, blant annet gjennom risikodeling, synlighet, overførbarhet, med videre. Et eksempel på et slikt prosjekt er Gassbuss Bergen, der 60 gassdrevne busser er satt i rute og ytterligere 20 skal settes inn ved hjelp av økonomisk støtte fra ulike aktører. En forutsetning for at et slikt prosjekt skal vÆre vellykket, er at teknologien i neste fase faktisk blir tatt i bruk i markedet uten sÆrskilte finansielle tilskudd. Slike prosjekter vil normalt vare over flere år og er kapitalintensive.

Begrunnelsen for å støtte slike prosjekter vil vÆre å bidra til å generere et tidlig marked for en hydrogenteknologi som man ønsker skal vinne innpass. I denne forbindelse er det også viktig å bidra til kunnskapsutvikling hos norske industri- og forskningsaktører.

Kriterier for slik støtte vil i først grad vÆre knyttet til løsningens modenhet. Det må i liten eller ingen grad finnes teknologisk risiko. Støtten er knyttet til å avhjelpe markedsrisiko og manglende bedriftsøkonomisk lønnsomhet. Det er også viktig at de involverte aktører og leverandører har styrke og gjennomføringsevne til å vÆre en troverdig leverandør av hydrogenteknologien og service når markedsintroduksjonen fases ut.