Svar på ofte stilte spørsmål

Fylling av hydrogen på kjøretøy skjer i et lukket system, og hydrogen vil derfor ikke lekke ut til omgivelsene verken under fylling eller når slangen kobles til og fra kjøretøyet. Forbrukeren kan selv trygt fylle hydrogen på samme måte som bensin og diesel. 

En hydrogenlekkasje av en viss størrelse kan antenne. Ved høye gasskonsentrasjoner (over ca. 15 %) vil ofte konsekvensene av en slik antennelse bli større enn for en tilsvarende naturgasseksplosjon. Ved lavere konsentrasjoner (under ca. 15 %), vil ofte konsekvensene bli mindre enn for en tilsvarende naturgasseksplosjon. 

Lekkasjer unngås eller begrenses ved å ikke bruke større utstyrsdimensjoner enn strengt nødvendig og ved å bruke interne strømningsbegrensninger (som mekaniske ventiler).  

Utstyr monteres i åpne områder for å sikre rask uttynning av eventuelle lekkasjer, og det skal være gode utluftningsmuligheter fra de høyeste punktene i tak eller overbygg. 

Norge har snart 100 års industriell erfaring fra produksjon og bruk av hydrogen, for eksempel til produksjon av kunstgjødsel og i raffinerier. EU fokuserer på hydrogen som helt avgjørende for å dekarbonisere det europeiske energisystemet. Hydrogen brukes nå i mange sektorer, og det er det samme hydrogenet som benyttes over alt:

  • Industri, som innsatsfaktor (f.eks. i produksjon av kunstgjødsel) og energikilde (f.eks. som varmeenergi i stålproduksjon)
  • Maritim transport, som hydrogen eller ammoniakk, i ferger, hurtigbåter, bulkskip med mer
  • Luftfart, i propellfly (brenselceller) eller jetfly
  • Tog (brukes i flere land i Europa)
  • Personbiler, varebiler, gaffeltrucker
  • Arbeidsmaskiner og «ikke-veigående» maskiner
  • Bygge- og anleggssektoren, som strømproduksjon hvor det ikke er bygd ut nett

Et hydrogenkjøretøy er et elektrisk kjøretøy der batteriet er erstattet av en brenselcelle og en hydrogentank. Hydrogen fra tanken og oksygen fra et luftinntak omdannes i brenselcellen til elektrisk energi, varme og vanndamp. En elektrisk motor gir bilen framdrift. Brenselcellen avgjør hvor mye effekt man får ut av systemet (kW) og hydrogentankens størrelse avgjør hvor mye energi som lagres (kWh). Hydrogenbilen har også et batteri som gjør at den kan lagre energi ved regenerativ bremsing og gjenbruke denne ved akselerasjon. Dermed spares drivstoff og brenselcellen får en mer jevn belastning som også forlenger levetiden. Batteriet er mindre enn framdriftsbatteriet vi finner i batterielektriske kjøretøy. 

 

Hydrogentankene i en personbil inneholder komprimert hydrogengass med 700 bars trykk. Det høye trykket gjør at man får plass til mye energi på et lite volum. Busser har større plass til hydrogentanker og benytter derfor 350 bars trykk. Det er billigere, da hydrogensystem med høyt trykk gjør at man må bruke sterkere materialer som koster mer. For lastebiler vil det komme løsninger med både 350 bar og 700 bar. Daimler har varslet at de vil bruke flytende hydrogen i sine lastebiler. Det gjør at man kan få med enda større energimengde på samme volum. Ulempen er at kostnaden vil være større, både for kjøretøy og for hydrogenstasjonen. 

Hydrogen er ikke en energikilde, men en bærer av energi. Det kan sammenlignes med et batteri. I prosessen med å fremstille energibæreren vil noe av energien som var i energikilden "gå tapt". Når vi produserer hydrogen ved elektrolyse vil noe av energien vi putter inn (elektrisk strøm) gå over til varme i tillegg til at det produseres hydrogen. Effektiviteten i prosessen angir hvor mye av energien som går til det opprinnelige formålet.   

Fordelen med energibærere er at vi kan benytte oss av energien lagret i dem til bestemte oppgaver på bestemte steder. Sol og vind er ikke energibærere, siden vi ikke kan kontrollere dem, eller lagre dem som de er - vi kan kun nyte sola mens den skinner, og seile mens vinden blåser. Elektrisiteten fra f.eks. sol- og vindkraft kan vi lagre i batterier eller hydrogen. 

For å kunne bruke hydrogen trenger man en energiomformer. En brenselcelle er en slik omformer som effektivt gjør hydrogenets kjemiske energi om til elektrisk energi. Brenselcellen får hydrogen fra en tank, oksygen fra luften og produserer elektrisitet, varme og vann. En brenselcelle genererer ca. 0,7 volt (V). For å få en høyere spenning kobles mange brenselceller sammen i en såkalt brenselcellestack. En brenselcelle har en anodeside og en katodeside som separeres med en membran. På anodesiden deler en katalysator opp hydrogenatomene i protoner og elektroner. Protonet kan bevege seg gjennom membranen mens elektronet må gå rundt. Da dannes det elektrisk strøm som vi kan utnytte.  

I brenselcellen produseres strøm, varme og vann fra hydrogen og oksygen

Figur. I brenselcellen produseres strøm, varme og vann fra hydrogen og oksygen. Kilde: Statkraft 

Ved forbrenning av hydrogen dannes det vanndamp. Øvre brennverdi inkluderer energien forbundet med kondenseringen av vanndampen (altså at man kan nyttiggjøre seg kondensasjonsenergien i vanndampen). Nedre brennverdi utelater den energien som er bundet opp som kondensasjonsvarme. Forskjellen mellom de to (øvre brennverdi minus nedre brenverdi) er lik kondensasjonsvarmen. 

Energiinnholdet i 1 kg hydrogen er ekvivalent til ca. 2,8 kg bensin eller diesel.  

Energiinnholdet i hydrogen (LHV) kan synliggjøres ut fra ulike fysiske størrelser. For hydrogen i gassfase er det mest vanlige å benytte kg eller Nm3, mens for flytende hydrogen (LH2) benyttes gjerne liter: 

  • 33,33 kWh/kg <-> 120 MJ/kg 
  • 3,00 kWh/Nm3 <-> 10,8 MJ/Nm3 
  • 2,359 kWh/l LH2 <-> 8,495 MJ/l LH2  

Ser vi på andre drivstoffdata: 

  • Råolje ≈ 11,6 kWh/kg 
  • Diesel ≈ 11,9 kWh/kg 
  • Bensin ≈ 12,0 kWh/kg 

N (normal): Gassegenskaper ved trykk på 101,325 kPa (=1 atmosfære) og temperatur 20°C. 

Det kreves ca. 50 kWh for å produsere 1 kg hydrogen. Med 1 kg hydrogen på tanken vil en brenselcellebil typisk kunne kjøre 10 mil. 

Det finnes ulike metoder for produksjon av hydrogen. De mest aktuelle metodene er spalting av vann ved vannelektrolyse og reformering av naturgass/biogass. 

Vannelektrolyse – Ca. 4 % av den globale hydrogenproduksjonen er i dag basert på vannelektrolyse (elektrokjemisk spalting av vann til hydrogen og oksygen). Selve elektrolysøren (cellepakken) opererer gjerne på 75-80°C med en energieffektivitet på rundt 80-85 %. Legger man til energitap i alle hjelpesystemer (transformatorer, kompressorer, pumper, varmeelement og liknede), kan man regne med at en hydrogenfabrikk totalt forbruker 50-60 kWh pr. kg hydrogen levert. Ved å øke temperaturen på cellepakken til over 100°C (høytemperatur vannelektrolyse) kan energiforbruket typisk reduseres med 15-20 %. 

Naturgass-/biogass-reformering (på engelsk gjerne betegnet som steam methane reforming, SMR) – Ca. 96 % av den globale hydrogenproduksjonen er i dag basert på fossilt brensel, hvorav dampreformering av naturgass står for 68 %. Energieffektiviteten til reformeringsprosessen er omtrent som for vannelektrolyse.

Grønt hydrogen produseres ved vannelektrolyse, der vann splittes i hydrogen og oksygen, utelukkende ved bruk ev elektrisk strøm. Hydrogen fra naturgass med fangst av CO2 kalles blått hydrogen. Uten fangst kalles det grått hydrogen.

Vi nærmer oss 2030 og både EU og vi i Norge har noen klimamål vi har forpliktet oss til å nå. Skal vi ha mulighet til det må vi ta i bruk alle tilgjengelige teknologier. EU har vedtatt en strengere CO2-standard for tunge kjøretøy. Kravet for 2030 er økt fra 30 % til 45 % reduksjon sammenlignet med 2019-nivå. Utslippene er størst fra de tyngste lastebilene der hydrogen har størst nytte. Vi mener dette vil bane veien for flere hydrogenlastebiler på markedet raskere. Les mer på European Council.

AFIR (Alternative Fuel Infrastructure Regulative) stiller som krav at det skal være maksimalt 200 km mellom hydrogenstasjonene langs TEN-T kjernenettverket, og det skal bygges minst 1 stasjon i hvert storbyområde.

De europeiske lastebilprodusentene spår at 20 % av utslippsfrie lastebiler som selges i Tyskland i 2030 er hydrogenlastebiler. Les mer på NOW (tyske Enova)

Målet for salg av utslippsfrie lastebiler (el, hydrogen og biogass) i 2030 blir hevet fra 50 % til 100 % i NTP. Vi mener at det er urealistisk å nå dette målet uten bruk av hydrogen.

De fleste lastebilene blir elektriske, men det er ikke alltid energieffektivitet er det viktigste for brukeren. De har en logistikkoppgave som skal løses, og spesielt for de tyngste og lengste transportene er hydrogen av mange ansett som bedre enn el.
 
Noen argumenter for hydrogenlastebiler:

  • Hydrogenlastebiler har lenger rekkevidde og kort fylletid. Det gir samme bruksmåte som diesel. Man kanfå spesialbygde ellastebiler med lang rekkevidde, men det koster.
  • Med lang rekkevidde får man også mer fleksibilitet i bruken av lastebilen – man er ikke så avhengig av ladestasjoner. Det er viktig flere steder i landet.
  • Hydrogenlastbilene har samme nyttelast som diesellastebiler. Elektriske lastebiler får mindre nyttelast pga. tunge batterier
  • Det kan være vanskelig å bygge ut ladeinfrastruktur noen stedet på grunn av mangel på strøm eller kapasitet i nettet. Hydrogen kan avlaste behovet for nettkapasitet og utbygging av infrastruktur for el og hydrogen bør derfor ses i sammenheng.
  • Hydrogen kan transporteres og lagres. Det gir mulighet for bedre forsyningssikkerhet og beredskap enn el som vil være avhengig av strømnettet og ladestasjoner der lastebilene skal kjøre.

Stasjonene skal bygges der etterspørselen kommer, og for å få til dette må aktørene i verdikjeden samarbeide.
 
De som skal bruke lastebilene må være sikre på å få hydrogen, og de som skal produsere og distribuere hydrogenet må være sikre på å få kunder.
 
Vireon planlegger utbygging av hydrogenstasjoner over hele Norden, og har allerede fått offentlig støtte til å bygge flere stasjoner i flere av landene.

Det er foreløpig liten produksjon, men det er mange prosjekter som er planlagt. Utfordringen er å starte produksjonen før man har en kunde. Så snart lastebilene kommer, kan det etableres produksjon av hydrogen som kan også kan brukes på andre områder. Prosjektoversikten fra Norsk Hydrogenforum viser at det ved årsskiftet 2023/2024 var planlagt 59 prosjekter for produksjon av hydrogen og 179 hydrogenprosjekter totalt. Det er prosjekter i alle fylker og 68 kommuner. Hydrogen vil bli tilgjengelig over hele landet og i tilstrekkelig mengde for hydrogenlastebiler.

Hydrogenlastebilene har egenskaper som elektriske og biogasslastebiler ikke har og som derfor gjør de godt egnet i noen segmenter. Kort fylletid, lang rekkevidde, samme rekkevidde sommer som vinter gjør at driften kan gjøres tilnærmet likt som med diesel. I tillegg et det utslippsfritt.
 
Det er noe annet å bygge ut ladeinfrastruktur for lastebiler enn personbiler. Det er mangel på strøm og nettkapasitet i en del regioner som gjør at vi må ha alternativer.
 
Transportørene skal løse en krevende logistikkoppgave, og spesielt for de tyngste og lengste transportene er hydrogen av mange ansett som bedre enn el.
 

H2 FC (fuel cell): Brenselcellen produserer strøm av hydrogen og oksygen. Strømmen brukes av elektriske motorer som driver bilen framover. Det er kun vanndamp som er utslipp.
 
H2 ICE (internal combustion engine): I en forbrenningsmotor brukes hydrogen på samme måte som diesel. Hydrogenmotoren er en tilpasning av dieselmotoren. Det er noe utslipp av NOx (mindre enn Euro 7-kravet) og små mengder CO2 på grunn av smøremidler i motoren. Hydrogen forbrenningsmotorlastebil er klassifisert som utslippsfri lastebil i EU.

H2 ICE bruker litt mer hydrogen enn H2 FC.

H2 ICE kan komme raskere på markedet i store volum da produsentene har produksjonslinjer for forbrenningsmotorene.

H2 ICE forventes å bli billigere i innkjøp enn H2 FC i tidlig fase da det er færre nye komponenter og i utgangpunktet et kjent produksjon.

H2 FC forventes å bli billigere i drift enn H2 ICE pga. lavere energiforbruk.
 
 

De store lastebilprodusentene har alle hydrogenlastebiler i kundetest og snart klart for serieproduksjon, så lastebilene blir tilgjengelig.
 
Vi nærmer oss 2030, og både EU og vi i Norge har noen klimamål vi har forpliktet oss til å nå. Skal vi ha mulighet til det, må vi ta i bruk alle tilgjengelige teknologier. Myndighetene skjerper kravene og må legge til rette for en rask omstilling.
 
Hydrogen brukes nå i mange sektorer og vil bli tilgjengelig over hele Norge.
 
Det er lettere å bygge ut lønnsom infrastruktur for lastebiler enn personbiler. De bruker mer hydrogen, kjører ofte i faste korridorer og forbruket er derfor mer forutsigbart.
 
Mange aktører i transportbransjen ser hydrogen som det mest aktuelle utslippsfrie drivstoffet i noen segmenter, for eksempel for de tyngste og lengste transportene og innenfor bygg- og anleggssektoren.
 

Hydrogenlastebilene har følgende fordeler:

  • Fylletid ca. 15 minutter, omtrent som diesel
  • Rekkevidde (på de som kommer framover): 500 – 1.500 km
  • Tilnærmet samme rekkevidde sommer som vinter
  • Varme fra brenselcelle/motor gir oppvarming av førerhytta
  • Samme nyttelast som diesellastebiler
  • Klassifisert som utslippsfri av EU
  • Transportarbeidet kan utføres på samme måte som med diesel
  • Infrastruktur for hydrogen kan mer være kostnadseffektivt enn hurtiglading ved stort antall kjøretøy
  • Tilgjengelighet: Hydrogen vil bli produsert «over hele Norge»
  • Forsyningssikkerhet og beredskap: Hydrogen kan lagres