Hydrogen Den neste norske suksesshistorien? Martin Kirkengen IFE

Transkript

1 Hydrogen Den neste norske suksesshistorien? Martin Kirkengen IFE

2 Institutt for Energiteknikk Uavhengig stiftelse, oppstart ansatte Omsetning: MNOK 750 Energiforskningslaboratorium Nukleær Petroleum - Fornybar JEEP II research reactor, Kjeller

3 IFEs Hydrogenaktiviteter Fra atomreaktoren Nøytroner ser hydrogen Fra Fornybar energi PV/Vind + batteri + hydrogen Fra petroleum CO2-fangst med H2 som biprodukt HyNor forskningsplatform ZEG reformeringsteknologi Metallhydridkompressor Integrasjon med fornybart Energisystemanalyse Utvikling av IEAs verktøy

4 Den egentlige grunnen til at hydrogen må på banen

5 PV prisutvikling i storskala IEA: PV konkurransedyktig etter 2030 På lang sikt PV er billigste alternativ

6 PV prisutvikling i storskala IEA s antakelse 100-dobling siden 2002 Masseproduksjon gir prisfall Litt hikke i , mangel på rent silisium Primært utvikling av produksjonsteknologi, ikke solcelleteknologi!

7 PV prisutvikling i storskala PV er allerede konkurransedyktig Det er ikke nok å være billigst må også ha råd til lagring!

8 Ny energiproduksjon i EU (2011) Kapasitet kwh! Sol (EU): ~1200 timer/år Vind (EU): ~2000 timer/år EWEA, EPIA

9 Hva gjør vi når vinden ikke blåser og solen ikke skinner? Lagring 1 time: brukes ofte, lite energi, lett å løse med batteri Lagring 1 måned: brukes sjelden, mye energi, vanskelig å løse utenom Norge

10 De CO2-nøytrale alternativene Styrker og svakheter Biodrivstoff Batterier Hydrogen

11 MJ/l Energitetthet Hydrokarboner H2 1 Batteri MJ/kg Plassbegrenset velg hydrokarboner Vektbegrenset velg (flytende?) hydrogen

12 Biodrivstoff Bra fordi: Høy energitetthet! Minst teknologiendring fra dagens biler Men: Etiske utfordringer Lokale forurensninger Blir dyrere jo mer vi bruker! Bør kun brukes der det ikke finnes alternativer! (se neste taler for detaljer)

13 Batteri ja takk! Lade batteriet under oppbremsing Batteriet jevner ut effekt-variasjoner Forbrenningsmotor veldig ineffektiv ved lav belastning Hydrogenbrenselceller liker ikke raske svingninger Hybrid-arkitekturen muliggjør både ren elbil, biodrivstoff og hydrogen

14 Energi og effekt i batterier Pris Pris Kontakt (kw) Elektrode (kwh) Separator (kw) Elektrode (kwh) kwh * 2 Pris * 2 Kontakt (kw) Elektrode (kwh) Separator (kw) Elektrode (kwh) Kontakt (kw) Maks effekt bestemt av kontaktareal Kontakt (kw) For å få mer energi må elektroden bli tykkere Elektroden er den dyreste delen av batteriet Effekt blir billig, energi blir dyrt

15 Pris Energi og effekt for hydrogen Pris Brenselcelle (kw) System Hydrogentank (kwh) kwh * 2 Pris * 1 Brenselcelle (kw) System Hydrogentank (kwh) Effekten bestemt av brenselcellen Kostnaden (i dag) primært på brenselcellen Mer energi krever bare større hydrogentank Ekstra driftstimer ved samme effekt gir liten ekstra kostnad

16 Energieffektivitet Batteri: i batteri og hydrogen Energi inn Lagret Energi Energi ut 95% Hydrogen: 80% - 30% varme 40% el

17 Batteri: $ kkkkk = BBBBBBBBBBBBBB + sssssssss #llllllllllllllll 95% Hva blir billigst? Hydrogen: $ kkkkk = FFFF #tttttttttt + tttttttt + sssssssss #ffffffffffffffffff 35% Batteri best Batteri best H2 best H2 best Hver dag batteri, Hver måned - hydrogen

18 Brenselceller kostnadsutvikling USA Dept of Energy

19 De reelle spørsmålene Hvor går grensen for hva batteriet bør gjøre? Blir det nok billig biodrivstoff til fly, skip, lastebiler, busser? Hvordan kan vi hjelpe hydrogen ut av startgropa? Når blir disse teknologiene billigere enn fossilt drivstoff i ulike nisjer?

20 Lagring og mobilitet med 0-utslipp Effektivitet 3 0 lokale utslipp 2 Lav motorkostnad Råstoffer 1 0 Lav tankkostnad Hydrogen Batteri Biodrivstoff Tetthet/kg Tetthet/l Ulike løsninger med ulike styrker (og modenhet)

21 Ulike oppgaver ulike løsninger Start/stopp Elektrisitet om bord Bykjøring Landeveiskjøring Innlands(-skjærs) båttrafikk Tungtransport Fly Interkontinental båttrafikk Batterier Hydrogen Biodrivstoff Nettbalansering time Balansere soltak- døgn Balansere vindkraft uke Balansere sesong Erstatte olje i materialproduksjon Vi trenger mange ulike løsninger, men vi trenger ikke alle i alle nisjer!

22 Muligheter fremover Hydrogen

23 Japan : 2 mill. hydrogenbiler i lønnsom drift innen 2025 Japan: Utrulling starter 2015, overskudd fra 2025

24 Verdikjeden - Hydrogen Fornybar energiproduksjon Elektrolyse/Reformering Distribusjon (gass/flytende) Lagring Kompresjon Tanking Brencelcelle

25 Andre norske fordeler: Vannkraft billig strøm og 100% oppetid på elektrolysøren Avgiftsregime/betalingsevne Politisk vilje på kommunalt/fylkesnivå Hyttekjøring!

26 Ikke bare bil! Buss Nyttekjøretøyer (gaffeltruck++) Nødstrøm (OL 2022) Kystnær båttrafikk Raumabanen? Widerøe?

27 Noe å tjene? mennesker med bil kr pr bil 10% av dette i infrastruktur NOK globalt Noen som vil ha en bit?

28 «Hydrogen er fremtidens drivstoff, og vil alltid forbli fremtidens drivstoff» Kanskje fremtiden endelig er her?