HYDROGEN FOR UTSLIPPSFRI TRANSPORT

Transkript

1 Dr. Steffen Møller-Holst Vice President Marketing Anders Ødegård Norwegian hydrogen forum Chairman Chairman for Transport, EU-programme FCH JU HYDROGEN FOR UTSLIPPSFRI TRANSPORT Zero emission transportation for Norway - status, ambitions and recipe for how to succeed FCBOSLO18, Nobels fredssenter, Oslo, 17.April 2018 Illustration: ENOVA

2 Hydrogen - minste atom, store muligheter Universets vanligste element (~78 %) Men, det finnes ikke fritt i naturen. Hydrogengass H 2 Jorda får nesten all sin energi ved at hydrogen smelter sammen til helium på sola. H He 2 Li Be 3 4 Na 11 Na K 19 Rb 37 Cs 55 Fr 87 Mg 12 Ca 20 Sr 38 Ba 55 Ra 88 Sc 21 Y 39 La 57 Ac 89 Ti 22 Zr 40 Hf 72 Rf 104 V 23 Nb 41 Ta 73 Db 105 Cr 24 Mo 42 W 74 Sg 106 Mn 25 Tc 43 Re 75 Bh 107 Fe 26 Ru 44 Os 76 Hs 108 Co 27 Rh 45 Ir 77 Mt 109 Ni 28 Pd 46 Pt 78 Ds 110 Cu 29 Ag 47 Au 79 Zn 30 Cd 48 Hg 80 B 5 Al 13 Ga 31 In 49 Ti 81 C 6 Si 14 Ge 32 Sn 50 Pb 82 N 7 P 15 As 33 Sb 51 Bi 83 O 8 S 16 Se 34 Te 52 Po 84 F 9 Cl 17 Br 35 I 53 At 85 Ne 10 Ar 18 Ne Kr 36 Xe 54 Rn 86 Rn 2 Ce Pr Th Pa Pa 91 U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Cf Tm 69 Md 101 Yb 70 No 102 Lu 71 Lr 103

3 Prinsipp elektrolyse hydrogen fra vann Lydløse Modulære Rask respons 3 H 2 O + Elektrisitet => H 2 + ½O 2 + Varme

4 Prinsipp brenselceller fra hydrogen til strøm Lydløse Modulære Rask respons H 2 H 2 O 2 H 2 O 2 H 2 O 2 H 2 H 2 O H 2 O H 2 O 4 H 2 + ½O 2 => H 2 O + Elektrisitet + Varme

5 Historisk Hydrogen har vært håndtert siden tidlig på 1900-tallet (Rjukan Norsk Hydro 1930) Nå produseres det ca millioner tonn H 2 per år 5 Ca Glomfjord 135 MW, ~ 3 tonn/h

6 Hydrogen som energibærer Gassturbin Vann Brenselcelle Naturgass CO 2 -lagring Elektrisitet Hydrogen Reformering Vind Småkraft Vannelektrolyse Lagring Sol 6

7 Energi-forbruk vs uregulerbar produksjon Produksjon Over-/underskudd Behov for energilager Kort og lang sikt Forbruk 7

8 Solenergi Over-/underskudd Behov for energilager Kort og lang sikt 8

9 Solenergi November Mars Over-/underskudd Behov for energilager Kort og lang sikt 9

10 10 Teknologier for energilagring

11 Hva skjer i H 2 -verden? Fra smått til stort 11

12 H 2 som drivstoff i et hav av muligheter. Elektrisitet/batterier Hydrogen (gass eller flytende) Bio-gass Bio-diesel Syntetiske drivstoff (metanol, ammoniakk, ) Hybride løsninger 12

13 Energitetthet for forskjellige drivstoff Fossile/biodrivstoff overlegne Hydrogen overlegen batterier, men volum-messig hakket dårligere enn fossile 13 Batterier US Department of Energy (

14 Energitetthet for forskjellige drivstoff Fossile/biodrivstoff overlegne Hydrogen overlegen batterier, men volum-messig hakket dårligere enn fossile System 14 Batterier US Department of Energy (

15 Energitetthet for forskjellige drivstoff Fossile drivstoff overlegne Hydrogen overlegen batterier, men volum-messig hakket dårligere enn fossile 15 Batterier US Department of Energy (

16 Energitetthet for forskjellige drivstoff Fossile drivstoff overlegne Hydrogen overlegen batterier, men volum-messig hakket dårligere enn fossile 16 Batterier US Department of Energy (

17 Drivstoffer i ulike transportsegmenter Vegtransport Luftfart Jernbane Sjøtransport Persontransport Vare- og godstransport Rekkevidde Kort/By Medium Lang>500km Kort Medium Lang Kort Kystnær Lang Naturgass LNG LNG (LNG) LNG Elektrisitet Biodrivstoff Hydrogen LH 2 Drivstoffet egner seg godt i transportsegmentet / biodrivstoff er en begrenset ressurs Drivstoffet er mindre egnet, men kan anvendes i transportsegmentet Drivstoffet forventes ikke å være egnet i transportsegmentet i tidsperspektivet (2025) * teknologiene er under kontinuerlig utvikling og bildet vil kunne endre seg betydelig innen 2030 og fram mot 2050

18 Personbiler Flere modeller blir tilgjengelige begrenset antall biler Hydrogen-stasjoner kommer liten støtte i Norge 18

19 Batteri og hydrogenteknologi Komplementære teknologier Synergier i infrastrukturutbygging 19

20 Energieffektivitetstap Batterielektrisk bil Nett-til-motor effektivitetstap = 10-20% El. fra nettet Lader 5-15% Batterisystem 5% Elektrisk bilmotor H2-produksjon H2-elektrisk bil Nett-til-motor effektivitetstap = 65-70% Elektrolyse 30% Kompresjon 10% Brenselcellesystem 45% Elektrisk bilmotor 20

21 Energieffektivitetstap Batterielektrisk bil Nett-til-motor effektivitetstap = 10-20% El. fra nettet Lader 5-15% Batterisystem 5% Elektrisk bilmotor H2-produksjon H2-elektrisk bil Nett-til-motor effektivitetstap = 65-70% Elektrolyse 30% Kompresjon 10% Brenselcellesystem 45% Elektrisk bilmotor 21 2,5 til 3 ganger større tap ved bruk av hydrogen/brenselceller vs batterier, men kostnad og brukervennlighet er viktige parametere

22 Lagring av hydrogen Buss/lastebil/tog/gaffeltrucker 350 bar Personbiler 700 bar Større kjøretøy/fartøy, distribusjon, raketter flytende LH 2 22

23 23 Hydrogenlagring

24 Distribusjon av hydrogen Lastebil, gass, opptil noen tusen km Båt, flytende, inter-kontinentale avstander Rør, gass, lokalt og regionalt 24

25 Hydrogenstasjoner Flest stasjoner for personbiler stasjoner på verdensbasis Tyngdepunktet er i Japan, California og Tyskland 25

26 Dispenseren kan stå et stykke fra resten av anlegget Komponenter og konfigurasjoner Dispenser Plassering av komponentene kan tilpasses det aktuelle området. 6 m 2,5 m Hydrogenlager 2 m Stasjonsenhet 4 m Dispenser 2,5 m Hydrogenlager Stasjonsenhet 26 6 m 4 m Dispenser

27 Fyllehastighet Protokoller for fylling av hydrogen: Sakte, opp til 30 g/s (1,8 kg H2/min) Normal, opp til 60 g/s (3,6 kg/min) Hurtig, opp til 120 g/s (7,2 kg/min) I praksis ~30-40 kg/10 min LH 2 enda raskere 27

28 Fyllehastighet vs ladehastighet Protokoller for fylling av hydrogen: Sakte, opp til 30 g/s (1,8 kg H2/min) = 1,6 MW Normal, opp til 60 g/s (3,6 kg/min) = 3,2 MW Hurtig, opp til 120 g/s (7,2 kg/min) = 6,4 MW I praksis ~30-40 kg/10 min = 2,7 3,6 MW LH 2 enda raskere 28

29 Sikkerhet hydrogen Industrielt håndtert i over 100 år DSB har retningslinjer på plass Risikoanalyser påkrevd Hydrogenstasjoner kan generelt sett plasseres akkurat som en vanlig bensinstasjon 29

30 Sikkerhet Hydrogen Gasoline

31 Sikkerhet Hydrogen Gasoline

32 Sikkerhet Hydrogen Gasoline

33 Sikkerhet Hydrogen Gasoline

34 34 Sikkerhet

35 Hydrogenbusser km rekkevidde min fylletid ~4,5 mill NOK, per nå 35

36 Hydrogenbusser 10-talls i USA 100-talls i Europa 1000-talls i Kina 36

37 What is a fuel cell bus? A Fuel Cell Bus is an Electric Bus with on-board zero emission power generator 37

38 Hydrogen-tilhenger EU-prosjekt Giantleap Rekkeviddeforlenger til batteri-elektriske busser basert på hydrogen Kan også brukes til regionbusser, lastebiler mm. 38

39 39

40 40 Drivstoff

41 Totalkostnader Mange måter å regne på, men ingenting som tyder på at det vil være mye dyrere enn dagens CO 2 -løsning i "stor" skala. 41

42 Hydrogenforsyning Produksjon på depotet Lokalt/regional produsert Equinor Tjeldbergodden Smøla Trønderenergi, feks Valseneset Sentral/nasjonal produsert Ulempe med høy transportkostnad 42

43 Teknologi for et bedre samfunn