Forsvarer utskjelte bransjer: Et robust kraftsystem trenger både batterier og hydrogen

Forsøkene på å etablere batterifabrikker i Norge løftes ofte fram som selve kroneksempelet på «tilkarringsindustrien» som er bygget opp rundt den pågående avkarboniseringen av energisystemet.

Kritikerne mener at staten ikke skal plukke vinnere, og at markedet selv er i stand til å utvikle lønnsomme teknologier. Forretningsidéen til mange av aktørene er å få et sugerør i statskassen, blir det hevdet. Si «Freyr» og «Morrow», og det ristes på hodet rundt bordet.

Grønn hydrogen får også gjennomgå. Hvor dumt er det ikke å produsere hydrogen ved hjelp av elektrolyse, med lav virkningsgrad både når hydrogenet produseres og når brenselscellen konverterer hydrogenet tilbake til strøm?

Det stikkes heller ikke under en stol at både produksjon og bruk av hydrogen subsidieres svært tungt.

Ser man forbi den politiske diskusjonen om subsidier og om hvem som skal velge «vinner-teknologier», vil man oppdage at det i realiteten er vanskelig å komme unna hydrogen og batterier i de fornybare kraftsystemene som drives fram av klimautfordringene. Nær sagt uansett hvor dyrt og komplisert det måtte bli.

Tenk tjenester

Burheim har mange hatter. Han har master i vannelektrolyse, doktorgrad i brenselsceller og jobber nå mye med batterier, blant annet som nestleder i FME Battery. Eller «Senter for sirkulær og bærekraftig verdikjede for fremtidens batteriteknologi», som de også kaller seg.

Burheim var også en av de sentrale fagpersonene da Freyr forsøkte å etablere batterifabrikk i Mo i Rana.

Sist, men ikke minst, har han skrevet læreboken «Engineering Energy Storage» der ulike lagringsteknologier gjennomgås.

– Batterier har veldig høy virkningsgrad, men de er veldig dyre, understreker han for å minne om at det sjelden er noe som heter gratis lunsj – heller ikke når det kommer til energilagring.

– Når jeg sier at batterier er dyre, så mener jeg at å lagre energi lenge gir lav avkastning på investeringen. Det betyr at til energilagring i nett, er man avhengig av å kjøpe og å selge energien i sykluser over dager, og ikke sitte på energien i måneder, utdyper professoren.

Lav virkningsgrad ingen hindring

Ifølge Burheim må vi ikke se oss blinde på virkningsgraden til ulike teknologier. Strøm til hydrogen til strøm har en virkningsgrad som kan komme helt ned i 40 prosent. Det kan virke avskrekkende.

Til sammenlikning har pumpekraft en virkningsgrad på 70 - 80 prosent.

– Energi handler om hvordan vi kan fasilitere tjenester som gjør at vi opprettholder levestandarden vår. Dampmaskinen har lav virkningsgrad, og med blandet kjøring kan en bil med forbrenningsmotor komme ned i virkningsgrad på 20 prosent. Likevel har disse teknologiene være viktige for å levere tjenesten reise, forklarer han.

Når kull og gass skal fases ut som grunnlag for tjenesten strøm, må vi se etter alternativer.

Komplementære teknologier

I tillegg til FME Battery, holder også FME Hydrogeni til Trondheims NTNU/Sintef-miljø. Målet med dette forskningssenteret, der Aneo, Nordkraft, Statkraft og Troms kraft er inne som partnere, er blant annet å fremme en bærekraftig hydrogenøkonomi.

Med en virkningsgrad på nærmere 90 prosent for en såkalt rundtur (fra strøm tilbake til strøm), gir batterier svært effektiv korttidslagring. Men batteriene kommer til kort når det gjelder lagring over uker og måneder. Det handler både om volumene som er nødvendige for å lagre mye energi i batterier, og kostnadene.

I tillegg kommer selvutladning.

– Batterier taper spenning hvis de blir liggende lenge, understreker Burheim.

Resirkulering gir muligheter

Hvor batteriene skal produseres, er et annet spørsmål. Kina kontrollerer veldig mange av mineralene som inngår i batterier, og landet ligger også mange år foran resten av verden innen teknologiutvikling på området.

Burheim minner om det eventyrlige veksten i bruk av batterier. Salget dobler seg hvert tredje år. Det betyr en tidobling på 10 år, og 100-gangeren på 20 år.

Siden ingen batterier varer evig, betyr det at det etter hvert kommer til å bli enorme mengder batterier som skal resirkuleres.

EU har bestemt at avfallet, eller råstoffene, skal inn i nye batterier.

Avhengighet av resirkulerte mineraler legger begrensninger på den europeiske batteriproduksjonen. På den annen siden vil europeiske batterifabrikker kunne leve godt når salget av nye batterier flater ut en eller annen gang før 2050.

I tillegg er det krefter som vil legge avgifter på batterier produsert av ikke-fornybare energikilder. Og hvordan den pågående tollkrigen som president Trump har startet, vil slå ut for batterier, vet ingen.

– Det som lenge har vært en nisje for norske bedrifter, er å sette battericeller sammen til moduler og kraftelektronikk som er nødvendig for å styre batteriene.

Eneste grønne energibæreren

Hydrogen til lagring av energi, som i flere tiår har vært en lovende teknologi, har helt andre utfordringer. Der er det ikke Kina, men lav virkningsgrad, høy produksjonskostnad og mangel på verdikjeder som står i veien for bruk i store volumer.

– Brenselsceller er batterier som krever påfyll av brensel, sier professoren.

Brenselsceller som kan «lades» når strømmen er billig, og som kan levere strøm på nettet når det er behov for ekstra effekt, er bare ett av mange bruksområder. Viktigere er nok hydrogen i forbindelse med produksjon av stål og kunstgjødsel. Uten at hydrogen erstatter fossile energikilder, er det vanskelig å gjøre disse bransjene «grønne».