Hydrogen: Tyskland får stort importbehov – Norge kan bli viktigste leverandør

Tyskland må importere store mengder hydrogen alt i 2030, og Norge er den viktigste potensielle leverandøren, sier Felix Matthes, en av Tysklands fremste eksperter på klima- og energipolitikk.

Grafikk viser produksjon av grønt og blått hydrogen
Norge kan bli en stor leverandør av både grønt og blått hydrogen til Tyskland. (Illustrasjon: Norsk klimastiftelse/Jørgen Håland)

Matthes fremhever planene om bygging av en egen rørledning for eksport av hydrogen fra Norge til Tyskland som et spesielt viktig prosjekt. Det kan bety et gjennombrudd for den europeiske hydrogensatsingen, mener han.

  • Felix Chr. Matthes er forskningskoordinator for energi- og klimapolitikk ved Öko-Institut, et uavhengig forsknings- og rådgivningsinstitutt. Han er bl.a. ekspert på avkarboniseringsstrategier for Tyskland og Europa og kvotehandelssystemer. Matthes er medlem i ekspertkommmisjonen som vurderer fremdriften i Tysklands energiomstilling (Energiewende) og i det nasjonale hydrogenrådet. Han var også medlem i kommisjonen som forhandlet frem planen for utfasing av kull.
  • Matthes ble intervjuet av danske Information, franske l’Opinion og Energi og Klima.

Matthes er medlem av Tysklands nasjonale hydrogenråd, som er utnevnt av regjeringen. Han er en anerkjent ekspert på tysk og europeisk klima- og energipolitikk (se tekstboks).

I dette intervjuet forklarer Matthes hvilken plass hydrogenstrategien har i Tysklands grønne omstilling, og går spesielt inn på betydningen han mener samarbeidet mellom Tyskland og Norge kan få for begge parter. Hovedpunkter:

  • Dynamikk: Ny, stor subsidieordning vil i år sette fart på hydrogensatsingen i Tyskland.
  • Importør: Tyskland vil være importland for hydrogen på grunn av begrensede muligheter for innenlands produksjon.
  • Stort behov: Tyskland vil raskt trenge store mengder hydrogen, særlig på grunn av en hurtig omstilling i stålindustrien, og til tungtransport og kraftverk.
  • Ser nordover: Norge spiller potensielt en spesielt sentral rolle som eksportør, både av blått (fra naturgass) og grønt (fra fornybar strøm) hydrogen.
  • Blå start: Blått hydrogen vil ha stor betydning i starten, deretter blir det gradvis mindre viktig. Etter 2050 vil blått hydrogen være ute av bildet.
  • Ikke diktat: Grønt hydrogen vil erstatte blått – men hvor hurtig det skjer, vil bestemmes av markedet, ikke politikere.
  • Gjenbruk av gassrør: Mesteparten av den eksisterende norske infrastrukturen for gasseksport kan gradvis bygges om til eksport av hydrogen.

Klimakontrakter utløser handling

I løpet av året vil den tyske regjeringen lansere klimakontrakter med industrien (Carbon Contracts for Difference). Denne nye støtteordningen skal få fart på avkarboniseringen av industrien med subsidier på inntil 68 milliarder euro. Statsstøtten skal dekke merkostnadene et selskap har ved en komplett omstilling til klimanøytral produksjon, for eksempel ved overgang fra kull til hydrogen i stålproduksjon.

Klimakontraktene vil utløse en dynamikk i hydrogensatsingen som har manglet til nå, fremholder Matthes.

– At selskaper får penger for å ta i bruk hydrogen, øker presset på politikerne veldig for å få på plass infrastruktur, ta beslutninger om blått hydrogen og utforme en sertifiseringsordning for hydrogen og derivater av hydrogen, sier Matthes. Med derivater tenker han på eksempelvis metanol og ammoniakk.

Ved siden av finansiering, infrastruktur og sertifisering må også en verdikjede for grønt hydrogen bygges opp i Europa – produksjon av elektrolyseanlegg og tilhørende anlegg, der produksjonskapasiteten i dag er begrenset.

Subsidier også til blått hydrogen

Samarbeidsprosjektet mellom Equinor og RWE, velsignet på høyeste politiske hold i Oslo i begynnelsen av året, innebærer produksjon av blått hydrogen i Norge, som så blir transportert i en egen, ny rørledning til Tyskland.

Tyske politikere har konsekvent insistert på at blått hydrogen bare blir aktuelt i en overgangsfase, og vil bli erstattet av grønt hydrogen. På spørsmål om hvordan man skal forstå tankegangen bak dette, og hvor lang overgangsfasen blir, peker Matthes på tre forhold: Tysklands kortsiktige utfordring med å skaffe nok hydrogen, utforming av støtteordninger, og begrensningene klimapolitikken legger på bruk av blått hydrogen.

Skisse av det norsk-tyske samarbeidsprosjektet om hydrogenproduksjon og -transport. (Kilde: Equinor/RWE)

– Man kan ikke forby bruken av blått hydrogen. Hvem som helst kan produsere og selge blått hydrogen, spørsmålet er om det får offentlig støtte. Med støttereglene i klimakontraktene har vi nå muligheten for å støtte blått hydrogen. Det vil få subsidier akkurat som grønt hydrogen.

Årsaken er at Tyskland har et problem med å skaffe tilstrekkelige mengder hydrogen. En vil ikke klare å produsere nok grønt hydrogen med fornybar kraft i Tyskland.

– Særlig til stålindustrien, og dette er det spesielle ved Tyskland, vil vi relativt raskt ha behov for store mengder hydrogen. I 2030 vil vi trenge om lag 50–70 TWh klimanøytralt hydrogen, og vi anslår at vi har et hull på rundt 20 TWh som må fylles med blått hydrogen, sier Matthes.

  • Se faktaboks nederst i artikkelen med tall og fakta om hydrogen.

I 2030 vil altså blått hydrogen dekke en stor andel, rundt en tredel av hydrogenbehovet. Mot 2040 og 2050 faller andelen til kanskje 5–10 prosent, vurderer Matthes.

Antakelsene om behovet for hydrogen i Tyskland etter 2035 varierer sterkt mellom scenarioer fra ulike fagmiljøer, fremholder han. I en sammenstilling av seks ulike scenarioer varierer anslagene for 2045 fra 215 til 459 TWh.

Overgangsfasen blir også påvirket av hvordan støtteordningene er utformet. Dersom prisen på grønt hydrogen etter 2030 blir lavere enn blått, vil blått hydrogen bare bli støttet med kostnadsforskjellen til grønt.

– Hvor raskt blått hydrogen blir erstattet av grønt, avhenger av hvor raskt grønt hydrogen blir konkurransedyktig. Dette tidsrommet blir altså ikke politisk bestemt, det vil bli bestemt av produksjonsmengdene på den ene siden og markedet på den andre, sier Matthes.

Markedsutviklingen har også med aktørenes strategier å gjøre. Hvis Equinor ønsker å fortsette å eksportere blått hydrogen når grønt hydrogen blir billigere, må selskapet orientere seg etter prisen på grønt.

– Hvis de gjør det, vil bidraget fra blått hydrogen være der i en lengre periode, hvis ikke, blir perioden kortere, sier Matthes.

Han vil ikke utelukke at det også kan bli produksjon av blått hydrogen i Tyskland. Energiselskapet VNG vurderer et prosjekt for blått hydrogen hvor karbondioksidet som fanges, skal transporteres med skip og lagres under norsk del av Nordsjøen som del av Northern Lights-prosjektet. På lengre sikt er dette et alternativ, mener Matthes, fordi en uansett må bygge infrastruktur for å transportere CO2 fra tysk sementindustri og avfallssektoren til lagring i Nordsjøen, enten det blir i reservoarer i Danmark, Nederland eller Norge.

Slutt for blått hydrogen senest 2050

Klimapolitikken er den tredje begrensningen som bestemmer overgangsperioden for blått hydrogen. Denne måten å produsere hydrogen på, har restutslipp – man klarer ikke å fange alle CO2-utslipp. Tyskland vil legge EUs taksonomi til grunn for hvor store utslipp som er akseptable. Bare svært høy andel CO2-fangst vil være aktuelt for å innfri taksonomiens krav om utslipp på under 3 tonn CO2-ekvivalenter per tonn hydrogen.

– Utskilling av CO2 på betydelig mer enn 90 prosent, det går bare med svært moderne teknologier, og utslippene av metan og prosessutslipp fra naturgass må være svært lave. Det betyr for eksempel at blått hydrogen fra USA ikke vil oppfylle disse standardene. Det er omstridt om blått hydrogen fra Midtøsten kan klare det. Norge vil uten tvil oppfylle standardene, sier Matthes.

Målet om nullutslipp i 2050 betyr at blått hydrogen da antakelig vil ha utspilt sin rolle.

– Null betyr null, det vil si at senest i 2050 lukkes vinduet hvor blått hydrogen kan spille en signifikant rolle.

Norges fremtredende rolle

Det norsk-tyske hydrogenprosjektet er fortsatt i en forberedende fase, og de endelige beslutningene er ikke tatt. Hva taler for og imot at prosjektet blir noe av – hvor er hindrene?

Nyhetsbrevet Europas grønne skifte

I nyhetsbrevet Europas grønne skifte velger Energi og Klima-redaksjonen ut nyheter og analyser om klimapolitikken i Europa, med særlig blikk på EUs grønne giv. Utsending en gang i måneden.

Abonner på Europas grønne skifte:

– Tyskland vil være et importland for hydrogen. I debatten må vi være nøye med å skille mellom hydrogen og hydrogenderivater. Vi har en rekke diskusjoner om Australia, Chile og Namibia. Da dreier det seg imidlertid alltid om hydrogenderivater, om ammoniakk eller metanol. Men det har vi ikke bruk for i stål- og kjemiindustrien eller i kraftverkene – der trenger vi rent hydrogen. Det kan man produsere fra derivater, men det er svært dyrt. Det vil si at særlig i den første fasen trenger vi større og økende mengder rent hydrogen, til industrien, til tungtransporten og i 2030 også til kraftverk, sier Matthes.

Tysklands mål er 80 prosent andel fornybar strøm i kraftsystemet i 2030. For balanseringen av systemet skal gasskraftverk som gradvis bruker mer hydrogen istedenfor naturgass, spille en sentral rolle.

Tysklands potensial for å produsere grønt hydrogen er begrenset på grunn av mangel på areal til fornybar energiproduksjon. Derfor må tyskerne importere, og egentlig er det bare fire alternativer, fremholder Matthes:

  1. Grønt hydrogen produsert med havvind fra Nordsjøen. Her inngår den norske delen av Nordsjøen.
  2. Blått hydrogen fra Norge.
  3. Grønt hydrogen fra Spania og Portugal.
  4. Ukraina, som er den store ukjente, men kan bli en stor aktør i fremtiden. Potensialet for grønt hydrogen er i prinsippet enormt.

I tillegg kan man tenke på Nord-Afrika, kanskje Egypt – alt som kan være innen rekkevidde av en rørledning, legger han til.

– Når en ser på disse tre til fem importregionene, spiller Norge en fremtredende rolle. Derfor er prosjektet med en hydrogenrørledning så viktig, fordi det åpner muligheten for å knytte en av de viktigste eksportregionene for Tyskland og Nord-Europa til infrastrukturen, sier Matthes.

Arbeidet pågår med å bygge opp en hydrogen-infrastruktur i Europa, kjent som European Hydrogen Backbone. Her er målet å knytte landene sammen over tid. En dedikert, stor eksportrørledning er på et annet nivå og kan bety et gjennombrudd for dette arbeidet, mener Matthes.

Norsk infrastruktur: Bygge om fra naturgass til hydrogen

En problemstilling som utredes i rørledningsprosjektet, er om det skal bygges en helt ny rørledning eller om en av de eksisterende rørledningene kan bygges om til å transportere hydrogen istedenfor naturgass.

Matthes mener det er klart at det må bygges en egen hydrogenrørledning. På kort sikt vil Tyskland fortsatt ha behov for naturgass, og derfor kan de ikke gi avkall på de eksisterende gassrørledningene. Når gassbehovet etter hvert faller, kan rørledningene komme til nytte til hydrogeneksport, mener han.

– Min personlige hypotese er at vi vil kunne, og måtte, bygge om en stor del av den norske infrastrukturen for gasseksport til hydrogen. Det blir en skrittvis prosess, sier Matthes.

Og selv om det skulle vise seg at det likevel ikke blir bruk for de eksisterende gassrørledningene til hydrogen, er det fortsatt riktig å bygge den nye hydrogenrørledningen. Den vil sørge for å gjøre energisituasjonen mindre anspent.

– Derfor er det også riktig å bruke statlige subsidier på byggingen, sier han.

Hydrogen: Fakta om grønt, blått og grått

I medieomtalen av hydrogen verserer noen ulike tallstørrelser. Vi har samlet noen av de mest brukte.

Mengde og energiinnhold

Hydrogen måles ofte i tonn. Et tonn hydrogen inneholder energi (energiverdi) tilsvarende om lag 33 megawatt-timer (MWh), som er det samme som 33000 kilowatt-timer (kWh).

En million tonn hydrogen tilsvarer dermed en energiverdi på om lag 33 terawatt-timer (TWh). Til sammenligning er den norske årlige produksjonen av elektrisk kraft på rundt 150 TWh.

Tysklands behov for hydrogen med lavt eller null CO2-utslipp anslås til om lag 50–70 TWh i 2030.

Grønt og utslippsfritt

Grønt hydrogen lages med elektrolyse, der vann tilføres strøm. Vannmolekylet splittes i hydrogen og oksygen. Prosessen er utslippsfri når strømmen kommer fra fornybare kilder.

For å produsere et tonn – 33 MWh – grønt hydrogen, trengs det om lag 50 MWh strøm. Da er effektiviteten i prosessen på 67 prosent. Prosessen kan bli mer effektiv som følge av teknologiske forbedringer.

For å produsere en million tonn grønt hydrogen, trengs altså om lag 50 TWh strøm.

Flere europeiske land har planer om å produsere grønt hydrogen med strøm fra havvind, og dette kan også bli aktuelt for norske havvindparker. Én havturbin på 12 MW vil kunne produsere om lag 58 MWh strøm årlig (gitt kapasitetsfaktor på 55 prosent). Av dette kan det produseres rundt 1100 tonn hydrogen.

For å produsere en million tonn trengs det altså om lag 900 slike turbiner. Havvindparken som planlegges i Sørlige Nordsjø II, skal i første fase være på 1500 MW – 125 turbiner på 12 MW.

Blått – fra naturgass

Blått hydrogen lages ved gassreformering, der naturgass, som regel metan (CH4), reagerer med vanndamp, oksygen eller en blanding av disse ved høy temperatur. Karbondioksid (CO2) er et biprodukt i prosessen, og fanges inn og lagres. Med de mest effektive prosessene er det mulig å komme opp mot en fangstgrad av CO2 på 98-100 prosent. For at blått hydrogen skal tilfredsstille strenge klimakrav, må også utslippene ved utvinning og transport av metanen som brukes, være lavest mulig.

For å produsere en million tonn blått hydrogen, trengs om lag 3,3 tonn metan. Av metanen som brukes i prosessen, brennes 30-40 prosent for å tilføre energi.

Grått hydrogen produseres på samme måte som blått, men her slippes CO2-en fra prosessen ut. Det meste av dagens produksjon av hydrogen er grå.

Kilder: Norsk klimastiftelse, Chris Goodall, Hilde J. Venvik (NTNU).