SINTEF er engasjert i en rekke prosjekter som vurderer de totale eierskapskostnadene (TCO) for ulike utslippsfrie transportalternativer. I arbeidet anvendes bla SINTEFs egenutviklede Energimodul for beregning av energiforbruk for alternative drivstoff i ulike kjøretøytyper
Elektrisitet og batterier
Batterielektriske personbiler utgjorde 65 % av nybilsalget for personbiler i Norge i 2021 og 48 batterielektriske ferger er i drift i Norge, med over 30 nye på vei. Elektrifisering av luftfarten er også høyt på agendaen. For kortbanenettet i Norge arbeides det med å utvikle batterielektriske fly som kan betjene de korteste flystrekningene.
Batterier er ingen energibærer, det er det elektrisiteten som er. Men for de fleste transportformer er vi avhengig av batteriene for å bruke elektrisiteten. SINTEF har gjennom flere tiår hatt en massiv forskningsinnsats på batterier, og aktiviteten er økende. Norge har et stort potensial til å bli en batterinasjon, da vi har god tilgang på fornybar energi. Det satses nå på etablering av batterifabrikker i Norge, og SINTEF jobber tett med flere av disse aktørene.
Selv om det i dag finnes kommersielle batterier, gjenstår det fremdeles en del forskningsutfordringer med å bruke batterier for energilagring. SINTEF har derfor investert betydelig i opprettelsen av SINTEF Battery Lab, hvor vi kan utføre forskning og pilot-testing på nye produksjonsmetoder for ulike batterikjemier. Laboratoriet er en del av den nasjonale forskningsinfrastrukturen NABLA.
I tillegg til å forske på hvordan vi best bygger ut fremtidens ladeinfrastruktur og tar i bruk batterielektriske transportformer forsker vi på hva vi gjør med batteriene når de ikke lenger kan brukes i for eksempel elbilen din. Dette innebærer forskning på resirkulering av batterier, men også gjenbruk, populært kalt second-life batteries.
Batteriets første liv er for eksempel i elbilen eller en elektrisk ferge. Når batteriet blir for svakt for sin opprinnelige bruk har det fortsatt 70-80% av potensialet igjen, og det bør utnyttes. Derfor forsker vi på hvordan brukte batterier kan brukes på nye områder for å gi de et «nytt og lengre liv». Ved å gjenbruke batterier senker vi klimafotavtrykket fra batterienes livsløp betraktelig.
Hydrogen og ammoniakk
Hydrogen har svært høy energitetthet per vektenhet, det kan lages uten klimagassutslipp og slipper kun ut rent vann ved bruk. Hydrogen er derfor en svært god energibærer der batterier blir for tunge, for dyre eller der ladeinfrastruktur er for kostbart å bygge ut. Hydrogen egner seg godt for langdistansetransport på vei (lastebiler, regionbusser), i større skip, innen jernbanen og i fly.
Utvikling av hydrogenteknologi for transport har pågått over flere tiår og teknologien har nå nådd en modenhet der kommersiell utrulling i den landbaserte transportsektoren står for døren.
Hydrogen er godt egnet som drivstoff også innen maritim transport. Den første hydrogendrevne fergen settes nå i drift i Norge, og mer enn 10 ytterligere hydrogen- og ammoniakkdrevne fartøyer er under utvikling.
Den største begrensningen for større vekst i transportsektoren er lav tilgjengelighet på hydrogen som drivstoff. Derfor har det de senere årene vært økt fokus på etablering av infrastruktur for å produsere og distribuere hydrogen i Norge, og offentlige støttemidler er gjort tilgjengelig. For å trekke den fulle nytte av hydrogen som energibærer, må hydrogenproduksjon vurderes som en integrert del av det øvrige energisystemet. Dette er forskningsutfordringer vi jobber mye med i SINTEF.
Ammoniakk
Innen maritim transport er det økende interesse for å ta i bruk ammoniakk som drivstoff. Dette fordi ammoniakk blir flytende under moderat trykk og er dermed enklere å lagre og distribuere enn hydrogen. Ammoniakk har i tillegg høyere energitetthet per volum enn flytende hydrogen og batterier, og tar dermed mindre plass om bord skip som skal ut på lengre distanser.
Det er mange spennende forskningsutfordringer knyttet til bruk av ammoniakk som maritimt drivstoff. SINTEF jobber med mulige løsninger både for brenselceller og forbrenningsmotorer og et eget ammoniakk-laboratorium er under etablering ved SINTEF i Oslo.
Ammoniakk er mindre brennbart enn hydrogen og hydrokarboner, og en av utfordringene med bruk av ren ammoniakk i motorer er å få til ren forbrenning. Ammoniakk i blanding med 30 % hydrokarboner, eller mer, har vist seg å brenne rent – og er et alternativ til å redusere utslipp fra skipsmotorer som ikke krever store ombygginger. På lengre sikt er brenselceller en god løsning som kan utnytte større andel av energien som er tilgjengelig i ammoniakk.
Ammoniakk produseres fra hydrogen og nitrogen og må dermed produseres fra grønt eller blått hydrogen, altså hydrogen produsert uten klimagassutslipp, for at det skal kunne betraktes som et null- eller lavutslippsdrivstoff. En viktig utfordring i denne sammenheng er hvordan man best mulig kan koble produksjonen av ammoniakk til ulike elektrolyseteknologier når disse driftes av variable energikilder som vind og sol.
Bioenergi
Biodrivstoff kan produseres og brukes utslippsfritt, det har i likhet med hydrogen og fossile drivstoff svært høy energitetthet, og det kan i stor grad brukes i eksisterende infrastruktur – altså eksisterende motorer.
Foruten elektrifisering er bioenergi den energibæreren som allerede har bidratt til betydelige utslippskutt. All bensin, diesel og flydrivstoff i Norge i dag iblandet biodrivstoff. Diesel har 7 % biodrivstoff i seg og bensin har ca. 5 %. Flydrivstoff har fra og med 2020 0,5% biodrivstoff i seg, og Norge er det første landet i verden som har et slikt krav. Dette bidrar til viktige utslippskutt. Faktisk anses en massiv opptrapping i bruken av biodrivstoff som den eneste muligheten vi har til å avkarbonisere langdistanseluftfart på kort- og mellomlang tidshorisont. På lengre sikt vil hydrogen og batterier bli nøkkelen for avkarbonisering av luftfarten.
Karbonfangst fra transportmidler
På skip kan karbonfangst være en aktuell teknologi for å kutte utslipp, da det vil være plass til å integrere system for CO2-fangst og lagring. Dette er spesielt interessant i internasjonal sammenheng, da det vil være mulig å kutte utslipp fra skip selv om infrastruktur for alternative utslippsfrie drivstoff ikke er bygd ut.
SINTEF jobber med CO2-fangst på skip både i et teknoøkonomisk perspektiv, gjennom prosjektet CCShip, og med konkret teknologiutvikling. I Grønn plattform prosjektet LINCCS skal CO2-fangst fra en skipsmotor testes.
