Siden 2012 har magasinet <2°C kommet ut omtrent en gang i året med «siste nytt» om klimaendringene og energiomstillingen. Denne høsten utvider vi <2°C-porteføljen med et nytt og enklere format vi kaller temanotat der vi presenterer ett bestemt tema eller problemstilling.

Historiens første <2°C temanotat handler om e-fuel, drivstoff som fremstilles av hydrogen og CO₂ ved hjelp av fornybar elektrisitet. Dette intervjuet er del av grunnlagsmaterialet til notatet.

Les temanotatet på nett her

Last ned temanotatet (pdf)

Vind- og solkraft er variabel – vi kan ikke skru dem på når etterspørselen er stor, og av når den synker. Jo mer variabel kraft vi har i nettet, jo større er sjansen for at vi i perioder kan få mye overskuddskraft. Hvordan kan vi utnytte den best mulig? Og når er produksjon av e-fuel et godt alternativ\?

<2°C: – Hvorfor får vi overskuddskraft fra fornybare kilder?

Nils Røkke: – Dersom man produserer mer kraft enn det som blir etterspurt, får man overskuddsenergi. Dersom det blåser kraftig i en vindpark og produksjonen overstiger etterspørselen, er det overskudd.

– Og hvorfor må vi gjøre noe med det?

– Det er i og for seg et luksusproblem. Og først og fremst da for kraftprodusenter – det er jo greit å få omsetning for varen man produserer. Dersom dette er en normalsituasjon, er det fordi du har et for dårlig distribusjonsnettverk. Da kan det – for eksempel – være en god idé å legge noen kabler til steder der man ofte har underskudd på kraft.

Norsk industri tuftet på overskuddskraft

– Men dersom det av en eller annen grunn ikke lar seg gjøre?

– Da kan du forsøke å lagre energien. Den kan du for eksempel lagre kjemisk i batterier, eller mekanisk, ved at du pumper vann oppover i et vannkraftverk. Men du kan også bruke kraften til å produsere noe på stedet. For eksempel syntetisk drivstoff, eller synfuel. Da vi først fikk vannkraft i Norge, var kraftnettverkene dårlig utbygd. Derfor fikk vi slike lokale industrilokomotiv plassert rundt der det var store vannfall.

– Hva menes med Power-to-X?

– At man bruker elektrisitet til å produsere andre ting. Det går som regel via hydrogen eller elektrolyse på en eller annen måte innenfor energiområdet. X kan for eksempel være hydrogen, ammoniakk, metanol, synfuel og andre kjemiske materialer.

Ekspertintervjuet

Nils Røkke er direktør for bærekraft ved SINTEF.

– Hvis vi ser mer snevert på det, og tar for oss Power-to-liquids, altså produksjon av synfuel som e-fuel – hva er fordeler og ulemper ved det?

– Fordelen er at du får stoffer som det finnes marked for – flytende drivstoff. Dessuten er det som regel lett å lagre, ved normal temperatur og trykk. I tillegg går det inn i eksisterende verdikjeder. Vi vet hvordan vi håndterer distribusjonen, hvordan markedet fungerer.

Ulempen er at disse prosessene innebærer en god del tap – virkningsgraden er lav. En kilowattime strøm blir fort ganske mye mindre energi når du gjør den om til X, nesten uansett hva X er. Den største effektiviteten får du hvis du bare konverterer til hydrogen – da sitter du igjen med omtrent halvparten av energien du bruker.

– Batteridrift gir mest energi for pengene

– Er det bedre å bare bruke hydrogenet som energibærer, da?

– Det aller beste er å bruke kraften som du har til å begynne med. Strømmen. Batteridrift gir mest energi for pengene. Så kommer hydrogen, så syntetiske brensler. Mengden du trenger å lagre og tiden du trenger å lagre, fra time til time til sesong til sesong, påvirker også hvilket valg man vil gjøre. Virkningsgraden går ned for hvert ledd i kjeden. Fordelen med hydrogen er at det er et karbonfritt stoff på samme måte som ammoniakk. Man slipper CO₂-utslippet ved bruk. Flytende karbonholdige brensler vil slippe ut karbon igjen.  Da blir det viktig å holde hushold med hvor det karbonet kommer fra i livssyklusanalysen.

Hensikten med flytende brensler som e-fuel er heller at du da kan bruke eksisterende infrastruktur, og spare investeringene i å lage helt nye motorer og distribusjonssystemer. Dette er spesielt relevant i sektorer der det er svært vanskelig å se for seg alternativer til flytende brensler. Samtidig er disse verdikjedene ekstremt ineffektive i sisteleddet, og de bør av den grunn ikke opprettholdes lenger enn nødvendig. Og skal vi gjøre det, må kraften som brukes må være fornybar, og karbonet komme fra enten biogene kilder eller fra luften rundt oss.

– Direktefangst av CO₂ er best for klimaet

– Så CO₂-kilden har også noe å si?

– Det er jo det springende punktet. Bruker du CO₂ fanget direkte fra luft, eller fra biogene kilder, har det størst klimaeffekt. Da kan det i prinsippet være karbonnøytralt. Bruker du fossilt karbon for å produsere X, blir dette fossile karbonet normalt sluppet ut igjen i bruken i løpet av levetiden som CO₂. Det går an å argumentere for at bruk av X fordriver bruk av fossilt stoff, og at vi dermed sparer litt utslipp likevel. Men det argumentet halter. Det brukes ofte mye energi i prosessen og det fortrenger også produkter basert på eksempelvis biomasse.

Man fordriver derfor kanskje bruk av olje- og gassprodukter når sluttproduktet blir forbrent. Men du vil også ha en ganske stor innsats for å produsere de stoffene, og energien du bruker der, vil alltid ha et visst avtrykk. Her er Norge et ekstremtilfelle, fordi vi har så veldig lavt karbonavtrykk i strømproduksjonen vår. Men ser du på det større, europeiske kraftsystemet, hvordan alt spiller sammen, er vi også koblet sammen med EU. Hver ekstra (marginale) kWh brukt i Norge, som ikke går til eksport, har derfor ganske stor effekt i det europeiske systemet. Vi kan regne med at det slippes ut om lag 400 g mer CO₂ for hver ekstra kWh vi bruker i Norge og ikke eksporterer. Den gjennomsnittlige kraftmiksen i Norge har imidlertid et svært lavt klimagassavtrykk, ca 16 g/KWh.

E-fuel best der avkarbonisering er vanskeligst

– Hva skal til for at e-fuel skal kunne konkurrere med fossile alternativer?

– Det er alltid viktig å få opp produksjonen i skala, bygge anlegg, få erfaring, modularitet. Det er ingen tvil om at vi trenger direktefangst av CO₂. Vi klarer rett og slett ikke komme til netto nullutslipp uten denne typen teknologi.

Alternativene er batterier til kort- til mellomdistanse, og så kommer hydrogen inn. Deretter ammoniakk, og til slutt e-fuel. Gjort på riktig måte, tror jeg e-fuel-produksjon fra direktefangst av CO₂ kan bidra til å redusere utslippene, i alle fall på mellomlang sikt. Men da først og fremst til sektorer som vi ser det er vanskelig å avkarbonisere – som langdistanse luftfart og lang skipsfart spesielt.

– Men politisk, går det an å innrette et skattesystem så man gir bedre vilkår til karbonnøytral e-fuel-produksjon?

– I Norge har vi innblandingskrav for biodrivstoff. Det er krevende nok å holde tungen bent i munnen i den diskusjonen. Det er en ganske tung lobby i Brussel for å fortsette med flytende drivstoff. Det er jo en enorm industri som er basert på dette – alle kjøretøy, fly – alt kan ikke ta steget til batteridrift og hydrogen på kort sikt. Det er jo også det EU legger til grunn i det nye brenselsdirektivet. Men jeg er uansett usikker på om det vil være et langsiktig marked for dette. Målet må alltid være å komme bort fra drivstoff som inneholder karbon.