Af Søren Bjerregaard Pedersen, Direktør for Hydrogen Valley, Part of House of Energy
Bragt i GridTech PRO den 9. oktober 2018

Hvis vi vil tage skridtet videre og tilmed bringe os i front, når det gælder optimal udnyttelse af den energi, som vindmøllerne kan producere, så kræver det politisk vilje og industrielle investeringer i elektrolyseteknologi, lyder det fra Hydrogen Valley.

I takt med, at vi får mere vind og sol i el-nettet som led i udfasningen af fossile brændsler, vil vi få et større behov for at sikre elforsyningen, når vinden ikke blæser, og solen ikke skinner. Derfor er batterier og elbiler som opladningsmedier interessante. Men lige så interessant er det, hvordan vi bedst udnytter den overkapacitet i elforsyningen, som vil eksistere i perioder, hvor forbruget ikke kan følge med – selvom al batteriopladning er sat til. Her er elektrolyse og produktion af brint interessant.

Brintanlæg netop åbnet i Hobro

Elektrolyseteknologien er kendt, men det er forholdsvis nyt at tænke denne teknologi ind som et middel til at skabe balance i el-nettet og som middel til at lagre elektricitet i form af brint – i større skala. For få uger siden blev det første anlæg med det formål åbnet i Hobro. HyBalance-anlægget, som er støttet af EU-programmet FCH-JU og det danske energiprogram EUDP, konverterer strøm til brint, når det er økonomisk rentabelt. Og det gælder typisk, når prisen på el er lav, fordi produktionskapaciteten er større end forbruget, f.eks. når det blæser godt. Den producerede brint afsættes til industrien – og på sigt til transportsektoren, hvor den kan bidrage til at gøre sektoren mindre afhængig af fossile brændsler.

Anvend brint til biomethanol

Men man kan også forestille sig, at brinten videreforædles til biomethanol ved at syntetisere den med en CO2-kilde, eksempelvis opsamlet fra opgraderet biogas eller røggasser fra industriproduktion. Biomethanolen vil kunne tilsættes benzin og anvendes i de forbrændingsmotorer, som sidder i konventionelle biler. Dermed kan brinten bidrage til at gøre transportsektoren lidt grønnere, mens vi venter på, at forbrændingsmotorerne helt erstattes at brint- og eldrevne biler, hvilket forventes at tage nogle årtier.

Nordsøen rummer stort potentiale

Med et sådant perspektiv for øje kan man også forestille sig at producere vindenergi udelukkende med det formål at fremstille brint – f.eks. i forbindelse med havmøller på Nordsøen, hvor blæsten som bekendt er mere konstant. World Energy Council fastslår i en rapport fra januar 2018, at potentialet for CO2-besparelse ved investering i grøn elektrolyse i hele Nordsøområdet er 32 megaton CO2 pr. år.

PEM-elektrolyse

Elektrolyse kan på den måde betragtes som en teknologi, der leverer add-on til vores vindenergiproduktion. Både i form af levering af ‘balance-service’ til el-nettet og i form af produktion af brint, der kan anvendes til at gøre transportsektoren mere grøn. Men det forudsætter, at den anvendte elektrolyseteknologi er fleksibel og robust. Fleksibel i forhold til hurtigt at kunne starte op og lukke ned i forhold til udsving i produktion og forbrug af el, hvilket som minimum skal kunne ske på timebasis. Og robust i forhold til, at degraderingen af brændselsstakkene i elektrolyseenheden sker tilpas langsomt på trods af et dynamisk driftsmønster.

På HyBalance-anlægget i Hobro anvendes et 1,25 MW PEM elektrolyse-anlæg leveret af den canadisk/belgiske virksomhed Hydrogenics. Anlægget kan starte op og lukke ned på under 10 sekunder og er således yderst dynamisk. Anlægget har allerede opnået reguleringskontrakt igennem Energinet.dk og kan dermed sælge ydelser på det danske el-net. Den kommende periode skal validere elektrolyseenhedens robusthed, men parallelle studier ved Aalborg Universitet indikerer, at lignende elektrolyseceller performer udmærket ved et dynamisk driftsmønster (kilde: Model-supported Analysis of Degradation Phenomena of a PEM Water Electrolysis Cell under dynamic Operation. Steffen Henrik Frensch, Anders Christian Olesen, Samuel Simon Araya, Søren Knudsen Kær, ECS Transactions Vol. 85 (11), pp. 37–45, 2018.)

PEM elektrolyse-teknologien forventes at have en lovende fremtid med gode muligheder for videreudvikling – se video-indslag med Filip Smeets, Hydrogenics.

Danmark kan udnytte sin styrkeposition

Danmark er en vindrig nation. Vi har allerede udnyttet denne situation til at bringe os i front med hensyn til produktion af vindmøller. Vi kan tage skridtet videre og tilmed bringe os i front, når det gælder optimal udnyttelse af den energi, som vindmøllerne kan producere, når de er mange nok og får mulighed for at producere mere, end vi kan forbruge. Konvertering til en energibærer som brint, der kan lede den vedvarende energi over i transportsektoren – også på de lange strækninger – er en oplagt mulighed. Som sådan kan elektrolysen bringe det danske vindmølleeventyr til et nyt niveau, men det kræver politisk vilje og industrielle investeringer. Teknologien er testet og markedsklar, men nye metoder forventes at gøre omkostningerne til elektrolyse meget lavere og bringe anlægsstørrelsen op til omkring 50-100 MW inden for få år.