COP29: Strenge utslippskrav vil gi en balansert utvikling for hydrogen

Økt støtte til teknologiutvikling og insentiver for metanreduksjon og karbonlagring kan sikre at hydrogen bidrar effektivt til klimamålene. Videre må eksportavtaler og samarbeidsmodeller tilrettelegges for å styrke Norges posisjon i den voksende hydrogenøkonomien.

SINTEF deltar på COP som en uavhengig observatør og vi er forpliktet til å fremme bærekraftige klima- og energiløsninger. For å støtte dette gir vi råd til klimaforhandlerne om 15 sentrale områder med potensial til å redusere utslippene betydelig.

• SINTEFs råd for COP29: Teknologi for en raskere global klimaomstilling.

Anbefalinger for utvikling av hydrogen

• Få på plass tiltak som gjør det dyrere å forurense, for eksempel gjennom karbonpriser samtidig som teknologiutvikling og oppskalering får økt støtte.
• Etabler globale standarder som sikrer at hydrogen blir vurdert enhetlig på grunnlag av et transparent livssyklusperspektiv (LCA) med hensyn til klimaavtrykket.
• Gi insentiver for bruk av best tilgjengelige teknologier ved produksjon og distribusjon av naturgass for å redusere metanutslipp og dermed sikre at produksjon av større volumer lav-karbon hydrogen har lavest mulig klimafotavtrykk.
• Fjern regulatoriske hindre og skap et hjemmemarked for hydrogen og hydrogenbærere som nullutslippsløsning.
• Bygg gode relasjoner mellom stater som ønsker rask innføring av hydrogen. Inngå langsiktige bilaterale avtaler for hydrogeneksport, koblet med FoU for å sikre kunnskapsoverføring og samarbeid på en teknologinøytral basis, med fokus på pris, tilgjengelighet og klimagassavtrykk.
• Ratifiser og bidra til å iverksette REDII/III i Norge, for å skape sikkerhet rundt verdien av eksportert rent hydrogen.
• Understøtt forskning og innovasjon for:
  • forbedret elektrolyse- og lavkarbonproduksjon av hydrogen
  • transport og lagring samt sluttbruk av hydrogen, særlig i industrielle anvendelser, maritim bruk og mobilitet
  • sikkerhet langs hele verdikjeden inkludert klimaeffekter av hydrogenlekkasjer

Problem

Hydrogen er en nødvendig del av energitransisjonen for å nå netto null ved midten av århundreskiftet. Hydrogen kan produseres ved bruk av elektrisitet i vannelektrolyse, eller fra naturgass gjennom reformering. Siden naturgass inneholder karbon, må CO₂ som dannes under reformeringsprosessen fjernes og lagres for at hydrogenet skal kunne kalles rent. Dersom fornybar energi brukes for elektrolyseprosessen med vann, er hydrogenet i prinsippet utslippsfritt.

I dag produseres nesten alt hydrogen fra naturgass eller olje uten CO₂ fjerning og lagring, noe som bidrar med nesten 1 milliard tonn CO₂ utslipp globalt. Dette kan ikke fortsette, vi må fjerne utslippene fra hydrogenproduksjon samtidig som vi øker produksjonsvolumet betydelig, fra 80-90 millioner til 400-500 tonn årlig innen 2050.

Hydrogen brukes hovedsakelig i industrielle prosesser som produksjon av ammoniakk, kunstgjødsel samt petrokjemi. Hydrogen brukes stort sett der det produseres, fordi det er et krevende stoff å transportere og lagre. Fremtidig bruk vil omfatte nye industrielle prosesser som produksjon av stål, glass, aluminium og metallegeringer, samt som drivstoff i energikrevende sektorer som maritim sektor, langtransport og muligens luftfart.

Flytendegjøring av hydrogenet til LH₂ øker lagringstettheten og muliggjør langdistansetransport. Norge har betydelig aktivitet og kompetanse i industri og akademia innen hydrogenproduksjon i næringer der hydrogen vil føre til reduserte klimagassutslipp. Hydrogen kan også brukes til å produsere ammoniakk eller kombineres med fanget CO₂ for å lage syntetiske drivstoff, men disse prosessene er også energikrevende.

Land uten tilgang på naturgassressurser vil basere sin hydrogenproduksjon på elektrolyse eller import; dette gjelder Europa, Japan, Korea og flere andre. Naturgassproduserende land kan konvertere naturgass til hydrogen med nær 100 prosent fjerning og lagring av CO₂. Det er spesielt attraktivt for land hvor fornybar kraft er begrenset. De fleste land, inkludert EU, mangler fornybar elektrisitet i de mengder som trengs. EU har i gjennomsnitt 39 prosent fornybar kraft i sin kraftmiks, mens Norge har 97 prosent om vi holder utenfor offshore olje og gassvirksomhet. Inkluderer vi alle sektorer, er den totale energimiksen i Norge omtrent 50 prosent fornybar.

Full elektrifisering av kraftsystemet og produksjon av hydrogen for avkarbonisering av industri og transport vil ta tid. Hydrogenproduksjon ved elektrolyse har en effektivitet på 60-65 prosent, så det er viktig å elektrifisere der man kan, samt anvende hydrogen der man ikke har andre alternativer. Lavkarbon hydrogen (blått hydrogen) kan spille en viktig rolle i å utvikle infrastruktur, men på lengre sikt bør alt hydrogen produseres fra fornybare kilder (grønt hydrogen). Utviklingen i markedet den siste tiden gjør det mest aktuelt å gå til grønt – til blått – til grønt. Storskala blått hydrogen tar lengre tid enn man så for seg noen år tilbake, forårsaket av mangel på kjøpere av store volum og høyere priser enn fortsatt kjøp av kvoter for grå hydrogenproduksjon.

Klassifisering av grønt hydrogen i EUs Renewable Energy Directive II (REDII) påvirker mulighetene for eksport fra Norge. Uklare krav og manglende ratifisering, skaper usikkerhet rundt verdien av norsk grønt hydrogen. I tillegg er det et «Delegated act on low carbon hydrogen» på trappene. Denne vil angi regler for å beregne utslipp på LCA basis for lav-karbon hydrogen og vil være avgjørende for mulig eksport av blått hydrogen fra Norge.

Løsning

Å holde på strenge krav til utslippsintensiteten (LCA basert) til hydrogen både fra elektrisitet og naturgass, vil kunne akselerere en balansert utvikling sammen med ny fornybarproduksjon. Dette kan skape løsninger som er miljøvennlige, samtidig som det etableres nødvendig infrastruktur for hydrogenproduksjon – og distribusjon som på sikt vil baseres på utelukkende fornybare kilder. Det vil kunne ta 20 til 30 år å fullføre denne overgangen, men gjennom å akselerere utviklingen kan hydrogenøkonomien realiseres mye raskere. Dette krever tidlige investeringer i hele verdikjeder for hydrogen, med fokus på det som vil kunne bidra til oppskalering uavhengig av produksjonsmetode og bruksområde av hydrogenet. I tillegg må støtteordninger på plass for å drive teknologiutviklingen og sikre en gradvis økning i produksjonskapasitet. Introduksjon av hydrogen vil skje gjennom distribuerte og relativt mindre volum enn det som det er naturlige volumer å produsere med lavkarbon hydrogen. I oppskaleringsfasen vil man kunne dra nytte av store volumer lavkarbon hydrogen og så gradvis fase inn mer og mer fornybart hydrogen ihht tilgjengelig fornybar kraft.

SINTEFs hovedanbefaling til COP: Norge bør innta en ledende rolle ved å etablere forsknings- og utviklingsprogrammer som fremmer bærekraftige energiløsninger, der norske aktører aktivt samarbeider med partnere i lav- og mellominntektsland.