Hydrogen blir løftet frem som en viktig energibærer for framtida. På det europeiske kontinentet foregår det nå en kraftig satsing på grunnstoffet. Nettopp «selvforsynt hydrogen» – altså hydrogen som er produsert lokalt for egen bruk, er en del av det lukkede energisystemet som nå er kommet på plass på bonde Lars Hoems to gårder i Trøndelag. Og løsningen skaffer energien som trengs til gårdsdriften – helt uten klimautslipp.
Rye på Byneset utenfor Trondheim er nemlig en av tre testarenaer i EU-prosjektet Remote. Hoem, som i egen regi anskaffet en vindmølle i 2015 for å forsyne sine to gårder med energi, ble spurt om å være med i prosjektet, hvor SINTEF og TrønderEnergi også er partnere.
Bonde Lars Hoem er over snittet teknologiinteressert, og baner nå vei for andre som vil produsere sin egen strøm. Foto: Tonje Nermark
– Det har vært gøy å være med. Jeg har alltid vært interessert i teknologi, så da jeg ble spurt om å ha et testanlegg på gården for et selvforsynt energisystem, syntes jeg det hørtes spennende ut, sa Hoem under den offisielle pilotåpningen denne måneden.
Anlegget har imidlertid vært i driften god stund: Bonden vært selvforsynt med fornybar strøm siden 7. januar i år.
Målet med prosjektet er å teste ut framtidige energiløsninger for avsidesliggende steder. Piloten på Byneset har vist at det er mulig å lage fornybare, selvforsynte, energisystemer.
Gårdene på Byneset er blant de første i verden
Verken TrønderEnergi eller SINTEF har klart å finne eksempler på helt tilsvarende anlegg i Europa eller på andre kontinenter.
– Måten vi kombinerer vind, sol, hydrogenproduksjon og -lagring, batterier og brenselceller i denne piloten er unik. Dette er et av verdens første mikronett med selvforsynt hydrogen som energilager, forteller forskningsleder i SINTEF, Kyrre Sundseth som jobber med bærekraftig energiteknologi.
Piloten på Rye er også Norges første med akkurat denne sammensetningen av produksjon og lagring av energi.
– Det finnes nok noen eksempler på mikronettsystemer i Norge i dag, altså et lite strømnett som kun forsyner et avgrenset område og som ikke er koblet på hovedstrømnettet som alle har tilgang til. Utsira blir for eksempel litt sammenlignbart. Men anlegget på Byneset er det første her til lands som er 100 prosent fornybart og autonomt så langt vi vet, legger senior prosjektleder i TrønderEnergi, Bernhard Kvaal til.
Solcellepaneler og en vindmølle står for energien til hydrogenproduksjon. Foto: Tonje Nermark
Startet med en privat vindmølle
Det hele startet med Hoems private vindmølle som han stilte til disposisjon i EU-prosjektet. TrønderEnergi installerte 450 kvm med solcellepaneler på gården og et batteri for lagring av strøm, balansering av spenning på nettet og raskt effektuttak.
En brenselcelle for hydrogen ble også montert. Tidligere i år kom siste brikke i energisystemet på plass; et elektrolyseanlegg for å produsere hydrogen ved å splitte oksygen og hydrogen i vann.
Hensikten med sistnevnte er å kunne lagre energien som produseres av sol og vind, i form av hydrogengass. På den måten kan man utnytte energi som ellers ville gått tapt. For det er ikke sånn at vi bare bruker energi når sola skinner eller vinden blåser:
– Ved å bruke overskuddselektrisitet til å lage hydrogen, kan man lagre strøm over lengre tid som kjemisk energi. Den man kan benytte ved hjelp av en brenselcelle ved senere behov, i lavproduksjonsperioder uten sol eller vind, forklarer forskningslederen.
– Når man kombinerer hydrogenlagring med brenselceller og batteridrift, sikrer man god tilgang til strøm og effektuttak både på kort og lengre sikt. Hydrogen egner seg godt som energibærer og vil komme for fullt i flere sektorer som transport og industri i årene fremover, sier Sundseth videre.
Fornøyde karer: Forskningsleder i SINTEF, Kyrre Sundseth og Bernhard Kvaal, senior prosjektleder i TrønderEnergi foran en viktig del av anlegget: solpanelene. Foto: Tonje Nermark
Fra Byneset til Europa
Både SINTEF og TrønderEnergi har gjort seg nyttige erfaringer underveis i EU-prosjektet.
– Å koble en vindturbin av et stabilt nett over på et mindre og lukket nett med større svingninger var en av utfordringene vi måtte løse fortløpende. Men det gir oss ny erfaring og det er gøy å jobbe sammen med SINTEF og andre aktører i Europa, sier Kvaal.
SINTEFs bidrag har vært å finne ut hvordan man kan drifte energianlegget på Rye optimalt.
– Vi har benyttet en optimeringsmodell utviklet av SINTEF, hvor vi kan designe og evaluere energisystemer, da særlig hydrogenbasert teknologi. Med verktøyet som har fått navnet HyOpt, kan vi finne riktig blanding av batteri- og hydrogendrift for levering av strøm ut på mikronettet, forklarer Kyrre Sundseth.
– Hydrogen er velegnet til å lagre energi over tid, sammenlignet med batterier som er mer effektive for kortere lagringsperioder. En hybridløsning egner seg kanskje aller best, også for å kunne ta ut effekt raskt, i alle fall her på Byneset, legger forskningslederen til.
Særlig egnet for øysamfunn
En vellykket utprøving av mikronett på gården utenfor Trondheim kan være relevant for flere steder i verden, kanskje særlig øyer uten fastlandsforbindelse.
– Sjøkabel er mye brukt i dag for å få elektrisitet ut på øyer langs norskekysten, men dette kan være en kostbart med tanke på vedlikehold. Vi ble med i dette prosjektet for å se på mulige løsninger for fremtiden som gjør at nettselskap kan etterleve leveringsplikten de har på strøm, også til avsidesliggende steder, sier Kvaal.
Hydrogenet på Byneset produseres uten CO2-utslipp og klassifiseres dermed som grønt hydrogen. Det kan lagres på tank og ved hjelp av brenselceller kan gassen konverteres til elektrisitet når det er behov for den.
Elektrolysøanlegget som omdanner fornybar energi til hydrogen for lagring. Foto: Tonje Nermark.
– Framtidas energiløsninger er ikke langt unna
Når hydrogen benyttes i en brenselcelle avgis kun vann, dermed er også bruken utslippsfri. Framtidas energiløsninger er ikke langt unna, ifølge Sundseth.
– Vi har god kompetanse på både nye og mer modne energiteknologier. Hydrogen tilhører sistnevnte, og nå handler det om oppskalering. Det satses stort på hydrogen i Europa, men vi trenger mer, understreker han.
Konsernsjef i SINTEF, Alexandra Bech Gjørv klippet snoren for anlegget under åpningen. Foto: Tonje Nermark
SINTEF har gjennomført et tredvetalls EU-prosjekter innen hydrogen i løpet av det siste tiåret.
– Vi er også involvert i flere pågående initiativer med hydrogen innen transport. I tillegg bygger vi nå Europas største elektrolysør i EU-prosjektet Refhyne II, som SINTEF koordinerer, sier Sundseth.
Overførbart til flere steder
Testperioden på Rye går ut 2021. Etter det kan man si noe om overførbarheten av løsningen til flere steder.
– Bare i Norge er det over 300 øysamfunn med relativt få fastboende som trenger strøm. På verdensbasis er det rundt 10 000 slike, så det er et stort potensial når det kommer til å besørge at lignende steder har stabil tilgang på energi, som ikke minst også er fornybar. I tillegg er det et betydelig antall avsidesliggende steder som i dag forsynes med dieselaggregater der denne løsning vil kunne være en god erstatning, poengterer Bernhard Kvaal.
Så lagt har prosjektet oppnådd målet med å demonstrere et mulig lukket, selvforsynt energisystem til avsidesliggende steder.
– Vi har så langt i prosjektet bevist at dette er mulig og at det fungerer. Så blir kostnadseffektivitet selvfølgelig en egen vurdering som må gjøres, men både energisystemet og energimarkedet i Europa er i stor omveltning, så endringer blir det, sier Kvaal.
Fakta:
EU-Prosjektet REMOTE har mottatt rundt 50 millioner i støtte fra EUs Horisont 2020 program under grant agreement number 779541 og inngår i EUs FCH JU- The Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking.
Prosjektpartnere: Grupo Capisa, ITC Canarias, Inycom, Ballard, Hydrogenics (nå Cummins), PowiDian, Politecnico di Torino, Trønderenergi, Engie, SINTEF, PSDI Laboratory, Orizwn Anonymh Techniki Etaireia
Prosjektperiode: 2018-2021
Kunnskapen som opparbeides i EUs forsknings- og innovasjonsprogrammer kan bidra til nødvendig teknologierfaring og verdiskapning her hjemme.
– Dette prosjektet er pionérarbeid og er samtidig et av flere spennende bevis på at norsk næringsliv har skjønt at hydrogen blir viktig som grønt energilager der andre mer tradisjonelle løsninger er uegnet. Vårt samarbeid med TrønderEnergi og andre aktører i Norge kan bidra til å skaffe norsk næringsliv et forsprang i den grønne omstillingen, avslutter Sundseth.
