Norsk energiforskning viser vei - Energi og Klima

Norsk energiforskning viser vei

Veien til et klimavennlig energisystem er ikke en smal sti, men et retningsvalg der vi må klare å ha mange tanker i hodet samtidig.

2 kommentarer
Hvordan kan norsk gass bli en del av løsningen for utfasing av klimagassutslipp i Europa? Artikkelforfatterne utdyper sitt forslag. Bildet viser mottaksanlegg for norsk gass fra Europipe-rørledningen i Dornum, Tyskland. (Foto: Gassco)

Kjell Traa mener at norsk energiforskning er på blindspor (leserinnlegg 17. september). I denne kommentaren tar vi for oss Traas kritikk og utdyper vårt syn.

Først om premissene for debatten. Det NTNU og SINTEF har lagt frem er et forslag til en retning for norsk energipolitikk – med det doble utgangspunktet: Hva er bra for klima (med mål formulert i Paris-avtalen), og hvordan kan Norge med sine naturressurser og fortrinn utvikle sitt energisystem og sin kunnskap slik at vi både ivaretar norske interesser og europeiske behov for å oppnå klimamål.

Ja, energibehovet øker – og vi trenger løsninger for dette

La oss begynne med det vi er enige om: at verdens behov for energi, og ren energi, vil øke. Traa formulerer dette som «strømbehov», og behov for «mer utslippsfri kraft». Vi velger å presisere at det er snakk om flere markeder, all den tid energi brukes på ulike måter til samme formål. I Norge varmer vi opp husene våre i hovedsak via strøm (fra ren vannkraft). Vi er en annerledesnasjon, og folk i store deler av Europa (og verden for øvrig) varmer ikke opp sine hus, eller lager mat, med strøm. Det er en av grunnene til at Norge håver inn på salg av naturgass til Europa. Denne gassen går både til oppvarming-avkjøling, industrielle prosesser og til gasskraftverk som lager strøm. Noe går til transportsektoren også.

Det er en gullkantet forretningsmodell for norsk naturgass – en industri som for tiden skyfler inn om lag en milliard norske kroner pr døgn i eksportinntekter. Dette har vi holdt på med siden 90-tallet, og for Norge hadde det vært fint om det kunne fortsette lenge inn i fremtiden. Samtidig vet vi at naturgass – selv om den ikke er verstingen – medfører utslipp av klimagasser. Derfor er det viktig å finne løsninger som gjør at gassen blir attraktiv også i Europa som skal gå mot null netto utslipp i 2050.

Traa stiller spørsmål ved «hvor klokt det er å prioritere «rensing» av naturgass, som er det reneste fossile brenslet vi har».Videre sier han: «Erfaring tilsier at utvikling bør skje stegvis og derfor bør naturgassen som Norge eksporterer til Europa brukes slik den er, i første rekke til å erstatte kull som brensel i varmekraftverk». Det har han rett i, det er fint hvis norsk gass kan være en del av løsningen for utfasing av kull – en del av overgangsstrategien på veien til et klimavennlig energisystem. Og dersom denne gassen kan bli mer og mer klimavennlig, eksempelvis ved karbonfangst og -lagring (CCS) eller med innblanding av hydrogen, så øker det attraktiviteten til våre produkter. Det handler ikke bare om forsyningssikkerhet og pris lenger, klima er en veldig sterk driver man ikke kan se bort fra.

Hva gjør vi når markedet ikke vil ha fossile løsninger?

Det vi ønsker er å se enda litt lenger fremover i våre anbefalinger, med premisset «hva hvis markedet ikke lenger vil ha fossile energikilder». Hvordan bør nasjonen Norge forvalte og videreforedle sine ressurser, under de forutsetninger som verden har blitt enig om.

Våre forslag tok utgangspunkt i et helhetlig blikk på hvordan et europeisk energisystem kan håndtere en massiv utbygging av uregulerbar fornybar kraft, og samtidig levere de tjenestene forbrukerne har behov for – når de har behov for dem. Traa tar til orde for massiv elektrifisering, og vil at vi skal bruke norsk gass til dette.

Men ikke alle land har så god tilgang til elektrisitet slik det blir fremstilt av Traa. Eller rettere sagt et system som kan håndtere flytting av strøm.

Traa nevner elektriske varmepumper – noe som er utmerket og trengs i stort monn – men systemkostnadene kan bli store til å styrke produksjon og transportnettet i land som har flere energisystemer – dette gjelder mange land i Europa. De fleste land har en kombinasjon av elektrisitet, fjernvarme og gassforsyning, en helt annen kombinasjon enn Norge. Det er enorm forskjell i energimengden som fraktes som elektrisitet og som gass rundt om i Europa. Det strekker seg fra en faktor nær null i Norge (gass/elektrisitet) til en faktor på nær 10 i Nederland og England, med en gjennomsnittsverdi på om lag 2 i EU.

Tyskland har allerede i dag store kapasitetsproblemer når det gjelder å flytte elektrisitet fra nord til sør i landet. Fornybarandelen i dagens kraftproduksjon i EU er ca 30 prosent. Skal man erstatte energimengden i gass med elektrisitet alene vil det ta veldig lang tid, være kostbart, og kunne innebære store arealkonflikter for utbredelsen av fornybare energikilder.

Hydrogen passer til fremtidens etterspørsel

Traa mener at naturgass må brukes slik den er og at videre konvertering til hydrogen medfører store energitap. Det er riktig at man mister om lag 30 prosent av energiinnholdet ved konvertering av naturgass til hydrogen med CO2håndtering.

I en verden hvor klimagassutslippet må reduseres drastisk for å nå ned mot 1,5 grader global oppvarming, er det fornuftig. Fordi det ikke er plass til utslippet fra naturgassforbrenning i alminnelig bruk, turbiner eller industri. Hydrogen kan imidlertid omsettes som et CO2fritt brensel – et brensel hvor utslippet er håndtert.

I tillegg har vi CO2fangst, -transport og -lagring (CCS) – det vil også være en viktig måte å ta hånd om utslippene fra forbrenning av fossile brensler (kull og gass primært). Sammen vil CCS og hydrogen kunne være den perfekte match, hydrogen fra naturgass må ha CCS for å kunne være bærekraftig. Verdens produksjon av hydrogen er på om lag 65 millioner tonn/år hvorav om lag 95 prosent kommer fra naturgass, kull og olje. Dette må mangedobles og utstyres med CCS.

Det er imidlertid sektorer hvor hydrogen vanskelig kan anvendes og transporteres og hvor ammoniakk kan brukes. Dette er en av de beste hydrogenbærerne vi kjenner til, og det kan transporteres på tanker i en infrastruktur vi har. Ved spalting over katalysatorer kan man få hydrogen til bruk i motorer eller i gassturbiner – eksempelvis offshore. I slike anvendelser har man som regel overskuddsvarme som man kan bruke til å drive ammoniakkspaltingen. Ammoniakk inneholder om lag den samme mengden hydrogen per m3 som flytende hydrogen (66 mot 70 kg). Poenget er å skaffe til veie karbonfrie brensel til sektorer som må redusere sine utslipp drastisk og som det er vanskelig å finne alternativer til.

En samling av store internasjonale energibedrifter ser potensialet i hydrogen, og har beregnet hva de mener er et realistisk globalt marked for dette.

Materialteknologi

Gassdistribusjonssystemet er lagd for transport av naturgass. Men det kan tilføres hydrogen i varierende grad – i England gjøres det nå forsøk med 20 prosent innblanding i naturgass gjennom eksisterende gassrørledninger. Det gjennomføres også storstilt utskifting av rørledningsnettet til PE-rør (polyetylen) som er hydrogenkompatible – her kan man tilføre 100 prosent hydrogen.

Rørtransport av rent hydrogen finnes bl.a. både i Frankrike, Belgia og i Gulfen i USA. Derfor vil hydrogen være et godt alternativ for land som ikke har den samme strukturen på kraftforsyning/bruk som i Norge – eksempelvis England, Nederland, Belgia med flere.

Ad

Norsk Klimastiftelse er Norges grønne tankesmie. Klimastiftelsen eier nettmagasinet Energi og Klima, gir ut notater og rapporter og holder frokostmøter og andre arrangementer.

Våre støttespillere:

Hydrogen er også godt egnet til eksport via skip til andre land og som en handelsvare. Dette er blant annet grunnen til at Japan arbeider sammen med Australia om skipstransport av hydrogen fra Australia til Japan – hydrogen basert på gassifisering av kull. Årsaken er åpenbar: Japan må importere sin energi, kjernekraften er redusert og de trenger utslippsfri energi. Det er mye enklere å importere hydrogen enn å importere elektrisitet i denne regionen. Dette ligger også bak satsingen på hydrogenbiler i Japan og andre deler av Asia – elektrisitet er mangelvare mens hydrogen kan man kjøpe eller produsere selv fra andre energikilder.

Kjernekraft som løsning?

Denne sommeren ble kjernereaktorer stengt fordi kjølevannet fra elver eller fra sjøen hadde for høy temperatur. Vi ser selvsagt på de fleste utfordringer som noe vi kan bidra til å løse med kunnskaps- og teknologiutvikling. Kjernekraft er likevel omstridt og videre utvikling vil være politisk styrt, slik vi har sett det i Tyskland, Belgia og vårt naboland Sverige.

Vi tar ikke noe absolutt standpunkt i kjernekraftdebatten, men merker oss at det tar 15–20 år å etablere nye kjernekraftverk i Vesten og at de ikke produserer særlig rimelig strøm, som vi har sett i England med Hinkley Point. Utrullingen av en massiv satsing på kjernekraft vil sannsynligvis ta for lang tid til å møte klimatrusselen. Og da er ikke livssykluskostnadene tatt med i betraktningen eller den generelle skepsisen til atomkraft.

Det er ikke bare en enkelt løsning eller en smal vei til et klimavennlig energisystem i et tidsperspektiv frem mot 2040–2050, bare tenk 20–30 år bakover i tid. Den gang var det mange som ikke forstod eller så den fremtidige verdien av sol- og vindkraft på grunn av kostnadsnivået. Gjennom politiske vedtak om insentiver (spesielt i Tyskland og Danmark) er nå disse kildene konkurransedyktige. Det samme vil skje med offshore vind (etter hvert også flytende systemer). Leveranse av balansekraft og oppbygging av et hydrogenmarked er to aktuelle realistiske bidrag der Norge kan spille en stor rolle. Det er likevel et politisk valg hvilken vei vi skal gå. Vi i kunnskapsinstitusjonene deler vår kunnskap og peker på alternativer.

Bli abonnent!

2 kommentarer

  1. Jorunn Lauvstad

    Hvor mye vil for eksempel et tonn hydrogen koste hvis det produseres av naturgass med CCS, sammenlignet med tilsvarende mengde hydrogen fra elektrolyse av vann med moderne katalysatorer?

    Svar
  2. Kjell Traa

    Kjell Traa

    Først: takk til Røkke og Hustad for å ha tatt seg tid til å svare på mitt innlegg.
    Noen kommentarer i retur, punktvis:
    1. Norge blir omtalt som «annerledes»-nasjon, hvor vi i stor grad bruker strøm til hus oppvarming, mens store deler av Europa og verden forøvrig bruker gass. Direkte bruk av både strøm og gass til alminnelig oppvarming (ca halvdelen av norsk gasseksport går til oppvarming), gir elendig ressursutnyttelse, godt under 10% (regnet som termisk virkningsgrad). All utnyttelse av termisk energi (gjelder også når elektrisk strøm simpelt degraderes til varme), er underlagt varmelærens 2. hovedsetning. Dette antar jeg at Røkke og Hustad er godt kjent med, men det gjelder langt fra alle (også dem som burde vite bedre).
    F.eks. Equinor, som i sin «Energy Perspectives 2018» (s. 28), omtaler «…heating systems having energy efficiency of over 90%…», eller Norsk Olje og Gass, som stadig fremholder at direkte bruk av gass til oppvarming gir best energiutnyttelse, eller IGU (International Gas Union), som hevder det samme (og det er mange flere eksempler).
    Årsaken til dette er forvirringen knyttet til begrepet «virkningsgrad», hvor mange ikke har skjønt forskjellen mellom varmelærens 1. og 2. hovedsetning, dvs. skjelner ikke mellom energetisk vs. eksergetisk (termisk ) virkningsgrad).
    Jeg har sammen med kolleger i Seniortanken publisert en artikkel om dette, se https://www.tu.no/artikler/en-hovedarsak-til-dagens-gigantiske-slosing-med-energi-er-mangel-pa-basiskunnskap-om-energi/438110
    2. Norsk naturgass omtales som «gullkantet», men at den representerer 1 milliard kroner per døgn i inntekt, er vel godt tatt i. Eksportinntekten i 2017 var 208 milliarder, slik at gjennomsnittet blir ca 570 millioner kroner per døgn. Dette er selvsagt også meget bra, men det som er ille, er at rundt halvparten av norsk gasseksport (117,4 milliarder Sm3 i 2017), går til ulike lav-verdige oppvarmingsbehov, hvor energiutnyttelsen (termisk virkningsgrad), er godt under 10% i gjennomsnitt, til forskjell fra moderne gasskraft, hvor 50-60% av gassens brennverdi hentes ut som elektrisk strøm. Direkte bruk av gass til alminnelig oppvarming er stikk i strid med kanskje det viktigste klimatiltaket (økt energieffektivitet), og burde derfor fases ut raskest mulig.
    3. Hydrogenvisjonen, slik som både NTNU/SINTEF og Equinor har fremstilt den, er blant annet å erstatte naturgass med hydrogen i dagens rørnett for transport og distribusjon av naturgass.
    Som jeg skrev i mitt innlegg er dette ikke gjennomførbart ut fra materialhensyn og kravet til tetthet. Røkke og Hustad skriver at det dreier seg om innblanding av hydrogen i naturgass (noen prosent), og det blir en helt annen sak. Equinor synes imidlertid å være av en annen oppfatning, når det i deres «Energy Perspectives 2018 (s. 52), står: «… Leeds City …… aiming to demonstrate that a full conversion of the gas network from natural gas to hydrogen is feasible», men dette er langt fra troverdig, slik at hydrogenvisjonen i det omfang som er blitt skissert, er mest å anse som en «våt» drøm.
    4. Det er interessant å merke seg at NTNU/SINTEF ikke har tatt noe standpunkt til kjernekraft.
    Dagens kjernekraft har flere ulemper (høye kostnader, lav brenselutnyttelse, lagring av farlig avfall osv.), men det er ikke til å komme forbi at selv dagens kjernekraft er den sikreste energiformen vi har (om antall dødsfall per produsert TWh legges til grunn).
    Utviklingen av neste generasjon av kjernekraft er lovende, både uran, uran+ thorium og ren thorium-basert, men hemmes av «demoniseringen» av kjernekraft, samt at i mange land (herunder Norge), er kjernekraft nærmest et ikke-tema. Men som jeg skrev i mitt innlegg, kommer vi ikke utenom en massiv ny satsing på kjernekraft, om utslippsmålene skal nås.
    Røkke og Hustad har imidlertid mest tro på på sol -og vindkraft og deler kanskje prognosen som DNV GL har presentert i sin «Energy Transition Outlook 2018», hvor sol -og vindkraft skal kunne dekke ca 70% av verdens strømbehov i 2050, samt; at fossil kraft blir mer enn halvert, at kjernekraft blir redusert, vannkraft øker svakt, slik at andelen fast/regulerbar kraft i verdens strømmiks blir redusert fra dagens 90-95% til ca 30% i 2050. Dette er ganske enkelt ikke troverdig, uansett hvilken teknisk/kommersiell utvikling («smart grids», batteriutvikling, smarte algoritmer, kommersielle incentiver, virtuelle kraftmodeller osv.), det er mulig å forestille seg i de kommende 32 år fram til 2050. Som jeg skrev i mitt innlegg må det i en strømmiks være en rimelig balanse mellom fast/regulerbar og variabel/ikke-regulerbar kraft, aht. både leveringspålitelighet (99,999%) og strenge krav til frekvens og spenning. Verden vil derfor trenge langt mer (ikke mindre), fast/regulerbar kraft, og hvis denne også bør være karbonfri, hvilket annet alternativ har vi enn kjernekraft?
    Røkke og Hustad trekker fram Tyskland som eksempel på konkurransedyktig sol -og vindkraft, men det er langt fra noe eksempel til etterfølgelse. Det tyske «Energiwende» er hittil langt på vei en fiasko, på grunn av massiv overinvestering i sol og vind (30 000 vindturbiner og mer enn 1,4 millioner solceller) og (enda verre), utslippet av CO2 har ikke gått ned, fordi fossil kraft (særlig kull) hele tiden må sørge for nødvendig balansekraft, eller må stå i «varm stand-by».

    Svar

Skriv en kommentar

Debattregler på Energi og Klima