Sammen med Statkraft har SINTEF sett på mulighetene for å utnytte Øst-Finnmarks vindressurser som erstatning for kullkraftverket i Longyearbyen.
Det vil si: Først bruke vindkraft til å spalte vann til hydrogen og oksygen i elektrolyseanlegg på Finnmarkskysten.
Deretter skipe hydrogenet til Svalbard, som «brensel» for utslippsfri produksjon av kraft og fjernvarme i Longyearbyen.
Les også: Ny hydrogen-lab åpner for grønnere lakseproduksjon
Supereffektiv vindkraftproduksjon
Slik blir hydrogen til strøm og varme
* Energibæreren hydrogen kan mates inn i brenselceller – elektrokjemiske kraftverk – av ulik størrelse. Her produseres strøm og varme, med vann som eneste utslipp.
* Små brenselceller kan forsyne el-motoren i hydrogenkjøretøy med strøm.
* Større brenselceller kan erstatte dieselaggregater som i dag benyttes som back-up (reservekraft) på Svalbard, mens store brenselcelle-anlegg i megawatt-klassen innen få år vil kunne levere strøm og fjernvarme til hele lokalsamfunn, som for eksempel Longyearbyen.
* I stor skala kan hydrogen også brukes i gassturbiner. Ved slik forbrenning dannes miljøskadelige nitrogenoksider (NOx).
* Men ved å bruke vanninnsprøyting, har japanske Kawasaki Heavy Industries demonstrert at NOx-utslippene fra hydrogendrevne gassturbiner kan reduseres til rundt halvparten av utslippskravene.
Kilde: SINTEF
På Varangerhalvøya i Finnmark produseres vindkraft supereffektivt.
Ifølge utbygger Varangerkraft er vindforholdene så gode at utnyttelsesgraden i vindparken Raggovidda ligger nær 50 prosent. Mens vindparker flest produserer bare 20 til 30 prosent av den energien de ville gjort hvis det hadde vært optimale vindforhold hele tiden, er Raggovidda altså dobbelt så produktiv.
Første byggetrinn på Raggovidda besto av 15 vindturbiner med en samlet, maksimal yteevne på 45 megawatt. Om disse var blitt øremerket for hydrogenproduksjon, ville de alene sannsynligvis gitt hydrogen nok til å gjøre Longyearbyen utslippsfri, ifølge SINTEF-forsker Kyrre Sundseth.
Les også: Tid for ny energipolitikk
Vil trenge ti tonn per dag
Studien til Statkraft og SINTEF viser nemlig følgende:
- Forutsatt at fjernvarmesystemet i Longyearbyen blir mer energieffektivt, vil byen trenge 3800 tonn hydrogen per år (i gjennomsnitt rundt ti tonn per dag), for å få nok elektrisitet og fjernvarme.
- Om vindturbiner i Finnmark med en samlet yteevne nettopp på nettopp 40 til 50 megawatt dedikeres til hydrogenproduksjon, vil det være nok til å dekke det beregnede «Svalbard-behovet».
Andre byggetrinn på Raggovidda er igangsatt. Ved sin innvielse i 2021 vil dette byggetrinnet øke vindparkens yteevne med nye 50 megawatt.
Vindparken har utbyggingskonsesjon for totalt 200 megawatt.
Les også: Billigere hydrogen-teknologier underveis
Hydrogen med ulik «innpakning»
Statkraft og SINTEF har vurdert fire ulike former for «innpakning» av en eventuell hydrogen-eksport fra Finnmark til Longyearbyen. To av disse løsningene ser ifølge studien ut til å være mest interessante:
Slik blir ammoniakk til strøm og varme
* Ammoniakk består av hydrogen som har "giftet seg" med nitrogen – gassen som utgjør hovedbestanddelen i luft.
* Ammoniakk kan i dag brennes i gassturbiner, anlegg som kan levere strøm og fjernvarme – eksempelvis til Longyearbyen.
* Ved forbrenningen dannes miljøskadelige nitrogenoksider (NOx). Men ved å fôre turbinen med litt større mengder ammoniakk enn det som strengt tatt trengs, vil NOx-utslippet synke betydelig.
* Alternativt kan ammoniakken spaltes når den er fremme på Svalbard – til nitrogen og hydrogen. Hydrogenet kan da mates inn i en brenselcelle, mens nitrogenet slippes ut som en ufarlig gass til atmosfæren.
Kilde: SINTEF
- Først komprimere hydrogenet og så sende det med skip til Svalbard i spesialcontainere.
- Alternativt: «Pakke» hydrogen inn i industrikjemikaliet ammoniakk, ved å bruke hydrogenet til å produsere ammoniakk i Finnmark. Da vil ammoniakk bli sendt som energibærer til Longyearbyen, i kjemikalietankere.
Les også: Snarvei fra sollys til hydrogen
Statkraft etterlyser «signalprosjekt-vilje»
SINTEF-forsker Sundseth legger ikke skjul på at produksjon og bruk av hydrogen per i dag ser ut til å bli en god del dyrere enn vinneralternativet i en konsulentrapport som i sommer ble lagt frem for Olje- og energidepartementet. I konsulentrapporten kom en gasskraftløsning billigst ut, men denne er ikke utslippsfri.
I en kommentar til Teknisk Ukeblad om prisanslagene, sier lederen for Statkraft-SINTEF-studien, Geir Magnar Brekke fra Statkraft, dette:
– Vi etterlyser signalprosjekt-vilje. Det er alltid hundre grunner for å velge det tradisjonelle. Hydrogen fra Finnmark er ikke med i rapporten. Vi mener det er synd å ikke ha en utslippsfri løsning på Svalbard. Det er litt lite innovativt når man først skal ha et nytt energisystem.
Les også: Fossil hjelp til grønt skifte
Samme strømpris som på fastlandet
Federico Zenith, seniorforsker i SINTEF, kommenter de foreløpige prisanslagene slik:
– Delt på antall kilowattimer som skal produseres på Svalbard, blir kostnadene på under en krone per kilowattime. Det er mer eller mindre det folk betaler på fastlandet. Svalbard har jo ikke merverdiavgift, og nettleie vil være minimal da nettet ikke strekker seg lengre enn til Longyearbyen.
Les også: – Denne unike lastebilen vil skape ny norsk industri
Skrittvis innføring mulig
Kollega Kyrre Sundseth legger til at en hydrogenløsning er den eneste som kan realiseres modul for modul:
– Ved å starte med en mindre testmodul og utvide etter hvert, er det mulig å innføre hydrogen skrittvis på Svalbard og samtidig lære underveis.
Les også: Øysamfunn kan få vindkraft i gassform
