Hydrogenkraft kommer

Slik innleder SINTEF-forsker Sigurd Sannan (bildet) en populærvitenskapelig artikkel som står på trykk i Dagens Næringsliv i dag, fredag 4. desember.

Her er resten av innlegget, gjengitt med tillatelse fra Dagens Næringsliv:

“Akkurat som det går flere veier til Rom, kan CO₂-fangst fra kraftverk med fossilt brensel realiseres på ulike måter. Rensing av eksosgass er den mest modne teknologien. Men noen jobber også med å fjerne problemet før kraften produseres. De vil ta karbonet ut av brenslet, enten det er kull eller naturgass, og sende det helgrønne restproduktet hydrogen til kraftverket.

Da trengs imidlertid turbiner ingen har klart å designe så langt. Men nå er det like før.

Ifølge det internasjonale energibyrået og FNs klimapanel er fornybar energi alene ikke nok til å redde klimaet. Skal togradersmålet nås, må store mengder CO₂ fanges og lagres i geologiske lag. Blant de store kildene til menneskeskapte CO₂-utslipp, er kraftverk som brenner kull eller naturgass.

For kraftproduksjon basert på slike brensel jobbes det i dag med tre ulike hovedløsninger for CO₂-fangst.

Tre veier til CO₂-fangst

• Rensing av eksosgass – altså CO₂-fangst etter forbrenning (“post-combustion”). Metoden skulle demonstreres i full skala på Mongstad, men månelandingen kom i Canada i stedet. Rensingen gjøres med kjemikalier som binder seg til CO₂. Fordelen er at teknologien kan installeres på eksisterende kraftverk uten store endringer i kraftverket.

• Forbrenning i rent oksygen i stedet for luft (“oxy-fuel”). Gir eksos som består kun av CO₂ og vanndamp. Fangstanlegget blir lite, for her unngås de store volumene av nitrogen som forbrenning i luft gir. CO₂-gassen skilles lett ut ved avkjøling av vanndampen. En ekstra kostnad er at oksygen må hentes ut av luft på forhånd i et eget separasjonsanlegg.

• Separasjon av CO₂ før forbrenning (“pre-combustion”). Brenslet – kull eller naturgass – omgjøres til en hydrogenrik gassblanding. Denne behandles videre slik at all brennverdi overføres til hydrogengass – og alt karbon samles i CO₂. Så separeres CO₂‘en ifra og går til lagring, mens hydrogen blir kraftverkets brensel, et stoff som avgir kun vann når det brenner. Separasjonen er mindre energikrevende enn den som brukes ved eksosgass-rensing.

Lovende løsning for kull

“Pre-combustion”-teknologi peker seg ut som særlig lovende med tanke på bruk av energien i kull. Fullskala-anlegg basert på denne metoden er under planlegging både i USA og Kina.

Løsningen kan ikke ettermonteres på eksisterende kraftverk. Men den vil så godt som hindre dannelse av kvikksølvholdige gasser, svoveloksider og nitrogenoksider i nye kullkraftverk. Dette er giftige og miljøskadelige gasser som dagens kullkraftverk trenger egne renseanlegg for å fjerne fra eksosen.

Spennende også for gass-Norge

Også for gassnasjonen Norge åpner “pre-combustion”-separasjon spennende muligheter. Ikke minst fordi hydrogen også kan brukes til industriformål eller som grønt drivstoff til kjøretøy. Men skal det produseres elkraft i store mengder av hydrogenet, må det brennes direkte i en gassturbin. Det er en teknologisk utfordring.

Regnekrevende beregninger

Hydrogen er en svært reaktiv gass. Selv små konsentrasjoner lar seg antenne. Dette kan gi såkalt “flashback”, der flammen i brennkammeret kryper oppover i tilførselssystemet og i verste fall ødelegger gassturbinen.

Gjennom samarbeid med gassturbinleverandører og ledende forskningsmiljøer i USA, har vi i SINTEF gjort detaljerte, regnekrevende beregninger som har gitt ny og viktig kunnskap om dette fenomenet og dets årsaker.

Industrien er nå nærmere enn noen gang å realisere effektiv og pålitelig forbrenning av hydrogen med minimale utslipp av miljøskadelige nitrogenoksider. Dermed er en brikke som kan få avgjørende betydning i kampen mot klimaendringene i ferd med å falle på plass.”