T. Ekelund, C. Carlsen, E. Fykse, B. Bøe

være vanskeligere oppdage og bekjempe
brann, i tillegg til at hydrogengass
er eksplosjonsfarlig i konsentrasjoner
helt ned til 18 %. Men
hydrogen er lettere enn luft og oppdriften
vil gjøre at hydrogen raskt stiger
til værs og blandes ut til ufarlige
konsentrasjoner. Hydrogen gir også
fra seg mindre varmestråling enn
bensin når det brenner, og vil ikke
like lett antenne diverse materialer i
nærheten.
Den største utfordringen er å skaffe
nok elektrisitet til å spalte vann, og å
få denne elektrisiteten fra fornybare
energikilder. For eksempel får USA
68 % av elektrisiteten som blir brukt
i landet fra fossilt brensel. For å få til
et rent hydrogensamfunn må det bygges
ut enormt med fornybare energikilder
svært mange steder.
Etableringen av en effektiv infrastruktur
for hydrogen er en enorm,
dyr utfordring som vil måtte gå over
mange år. Det er store forskjeller på
hva som trengs av tilrettelegging i
storbyer, i mindre byer og steder uten
elektrisitetsnett. I industriland med
godt utbygd infrastruktur for elektrisitetsdistribusjon
og frakt av naturgass
gjennom rør vil den beste begynnelsen
være å produsere hydrogen
på mange, mindre steder, fordi
det blir billigere (se avsnitt 5.6 om
transport). Det er ikke sannsynlig at
det vil gå an å produsere alt hydrogen
fra fornybare energikilder med
en gang.(se avsnitt om produksjon)
Å få halvparten av Europas biler
over på hydrogen krever 5 ganger så
mye produksjon som i dag, og bruk
av naturgass ved siden av hydrogen
vil i overgangsperioden kunne sette
fart i prosessen over mot et hydrogensamfunn,
fordi belastningen på
både elektrisitetsnettet og økonomien
blir mindre. For transportsektoren er
bussflåter det beste å begynne fordi
sentrale fyllestasjoner uansett må besøkes
om natten, og behovet for hydrogenstasjoner
begrenses noe i begynnelsen.
For at folk skal ønske å
kjøpe hydrogendrevne biler må det
på forhånd være en del fyllestasjoner
på plass slik at den kan brukes, og
flere steder i verden arbeider man
med hydrogenveier der det skal være
mulig å kjøre en viss strekning på
hydrogen. Å spre slike stasjoner over
alt i startfasen vil bli for kostbart. I
Norge skal en slik hydrogenvei gå
fra Oslo til Stavanger, og både i
Porsgrunn og Stavanger er fyllestasjonene
allerede på plass.
5.4 Miljø
Miljøfordelene ved å bruke hydrogen
som energibærer vil først og fremst
ligge i transportsektoren. Miljøgevinsten
varier med produksjonsmetode,
men til og med bruk av fossile
energikilder kan være mye mer miljøvennlig
anvendt til hydrogenproduksjon
enn slik de brukes i dag.
Grunnen til det er at fjerning og deponering
av CO2 lar seg gjøre på
større hydrogenfabrikker, men ikke
direkte i biler. Men også uten CO2rensing
vil hydrogen som drivstoff
være positivt for lokalmiljøet der
bruken av brenselet er. Luftkvaliteten
vil bli bedre fordi brenselceller ikke
har utslipp av sot og støvpartikler og
heller ingen utslipp av CO-gass,
NOx-gass eller uforbrente hydrokarboner
som gir mer ozon i luften. I tillegg
vil det bli mindre trafikkstøy.
Alt dette er særlig viktig for miljøet i
storbyer. Dersom hydrogen og luft
brenner i forbrenningsmotorer vil det
bli noe utslipp av NOx, men ellers vil
miljøgevinsten være den samme.
5.5 Produksjon av hydrogen
I forsøket ble det brukt en fotovoltaisk
solcelle for å tilføre energi til
elektrolysøren. Dette er ikke en vanlig
metode for hydrogenproduksjon i
dag, men heller en demonstrasjon av
en mulighet for fremtiden. Nå for tiden
produseres omtrent 4 % av hydrogenet
på verdensbasis ved elektrolyse
av vann, og svært lite av energien
til dette kommer fra solcellepaneler.
Resten av det hydrogenet som produseres
i dag lages ved omforming av
fossilt brensel. Naturgass er vanligst,
men også kull og olje brukes. Hydro-
genproduksjonen kan skje ved dampreformering,
pyrolyse eller ved partiell
oksidasjon. Damperformering av
naturgass er mest brukt, er karbonatomene
i hydrokarbonene fjernes
ved hjelp av varme i form av damp,
sammen med en katalysator. Karbonet
som er i det fossile brenselet reagerer
med oksygen og danner karbondioksid,
som reaksjonslikningen
viser:
CH4+ H2O → CO+ 3 H2
For å få mer energi ut av prosessen
kan man la CO-gassen reagere med
vann:
CO + H2O → CO2 + H2
Hydrogengassen må senere skilles ut
slik at den blir mest mulig fri for CO
og CO2, for mange brenselceller tåler
kun rent hydrogen.
Dagens hydrogenproduksjon er på
grunn av disse avfallsstoffene ikke
miljøvennlig, men slik omforming er
billigere og krever mindre energi enn
elektrolyse av vann. Utnyttelsesgraden
i store anlegg med hydrogenproduksjon
fra naturgass er 80-85%.
Med CO2-rensing og deponering vil
enda mer energi gå tapt underveis, og
den totale utnyttelsesgraden for hele
systemet kan være helt ned mot 30
%.
Noen steder, for eksempel i USA er
kull et reelt alternativ en stund fremover.
Produksjon av hydrogen fra
kull er billig, men mer forurensende
enn gass. USA er generelt mer åpne
for ikke-fornybare og mer forurensende
energikilder enn EU. USA har
mye elektrisitetsproduksjon fra fossilt
brensel og mye kull selv, mens
olje til bensin må kjøpes i utlandet.
Når man begynner å produsere hydrogen
vil konkurransen mellom de
forskjellige formene stort sett avgjøres
av prisen, spesielt der det står om
omforming av naturgass eller elektrolyse
av vann.
Elektrolyse av vann gir vanligvis 70-
75 % av energien som hydrogen, og
virkningsgraden på elektrolyse kan i
enkelte tilfeler være på mer enn 80
%. Likevel kan den totale utnyttelsesgraden
fra energikilden til ferdig
25