– Den beste hydrogenløsningen for tung transport er lokalprodusert og grønn

Dette melder Chalmers i en pressemelding.

Tunge veitransporter står i dag for en femtedel av det globale oljeforbruket, og i EU er eksos fra tunge diesellastebiler den største transportrelaterte kilden til utslipp av klimagassen CO₂. I fremtiden ventes behovet for veitransport å øke, og dermed også sektorens etterspørsel etter fossile drivstoff fra olje.

Å erstatte fossile drivstoff med hydrogen i den tunge kjøretøysektoren er en viktig del av strategier over hele verden for å redusere CO₂-utslipp. Chalmers-studien, som er publisert i tidsskriftet iScience, gir en helhetsvurdering av hydrogens potensial som drivstoff: fra produksjon og transport til materialvalg ved lastebilproduksjon og selve bruken av drivstoffet.

– Hydrogen produserer ikke CO₂ når det brukes i brenselceller, men vi må sikre at vi ikke flytter utslipp fra én del av livssyklusen til en annen. Derfor bygde vi ulike scenarier for hvordan fremtidige forsyningskjeder kan se ut i Sverige, og vurderte ulike teknologier i hvert livssyklusstadium, sier hovedforfatter Jorge Enrique Velandia Vargas, som da studien ble utført var postdoktor ved Chalmers.

Studiens viktigste konklusjon er at dersom tunge kjøretøy drives på hydrogen i stedet for diesel, innebærer det en kraftig reduksjon i CO₂-utslippene. Men ulike måter å produsere og håndtere hydrogenet på gir betydelige forskjeller i klimabelastningen – og studien gir viktige verktøy for å navigere blant alternativene.

Blått hydrogen gir større utslipp en grønt

Et av de tydeligste funnene er at såkalt blått hydrogen – som fremstilles av naturgass, og der CO₂-en som dannes under produksjonen fanges og lagres i stedet for å slippes ut i atmosfæren – kan gi større klimabelastning enn grønt hydrogen, som produseres av vann og fornybar energi.

– I teorien er produksjon av blått hydrogen klimaneutralt, men i virkeligheten stemmer ikke dette. Det er ikke mulig å fange all CO₂; fem til ti prosent lekker ut i atmosfæren. I tillegg lekker verdikjeden og produksjonen metan, som har tretti ganger sterkere drivhuseffekt enn CO₂, sier Maria Grahn, dosent i energisystemanalyse ved Chalmers.

Forskerne peker også på at biometan kan erstatte naturgass i samme prosess. Biometan er en fornybar gass som produseres av organisk avfall, som gjødsel eller matrester. I teorien kan den brukes til å produsere hydrogen på en måte som tar opp mer CO₂ fra atmosfæren (gjennom fotosyntese) enn det som slippes ut – altså hydrogenproduksjon med såkalte negative utslipp. Men prosessen krever fortsatt infrastruktur for CO₂-fangst og -lagring, og hvert trinn krever energi. Ifølge forskerne kan det derfor være mer effektivt å bruke biometanen direkte som drivstoff i lastebiler i stedet for først å omdanne den til hydrogen.

Grønt hydrogen er det beste klimavalget

Grønt hydrogen er det beste alternativet for klimaet, ifølge studien. Da brukes vann som råvare, og energien som kreves for å utvinne hydrogenet kommer fra fornybare energikilder. Maria Grahn påpeker at i tillegg til det faktum at produksjon og bruk gir svært lave CO₂-utslipp, er hydrogen en energibærer som kan produseres overalt i verden, uansett naturressurser.

– I dag snakker vi mye om resiliens – et samfunns eller lands motstandskraft i en urolig verden. Like viktig som å redusere CO₂-utslipp er det å være selvforsynt med energi, noe vi særlig har sett behovet for i forbindelse med Russlands angrepskrig mot Ukraina. Og hydrogen kan produseres overalt i verden med hjelp av vann og energi fra sol eller vind, sier Maria Grahn.

Lokal produksjon slår storskala-anlegg

Studien viser også at det er bedre for klimaet å produsere hydrogen nær fyllestasjonene enn å bygge store, sentrale produksjonsanlegg. Dersom produksjonen skjer ved selve fyllestasjonen, kan man unngå langtransport av hydrogen – noe som ellers krever mye energi og fører til utslipp.

– Hydrogen er det letteste av alle grunnstoffer og «liker» ikke å transporteres. I gassform krever det kraftig komprimering, og i flytende form ekstrem nedkjøling. Begge alternativene innebærer energitap, og med flytende hydrogen må man også håndtere problemet med fordamping under transport, sier Jorge Enrique Velandia Vargas.

Krever riktige forutsetninger

Forskerne konkluderer med at riktige forutsetninger må være på plass for at hydrogen skal kunne bidra maksimalt til utslippsreduksjon og for å unngå å sløse med tid og ressurser. Studien er basert på svenske forhold, men de overordnede resultatene kan overføres til resten av verden.

– Transportsektoren endrer seg raskt, og hver beslutning får langsiktige konsekvenser. Derfor er det ønskelig at beslutninger støttes av grundige vurderinger og livsløpsanalyser. Forskningen vår, som ligger på et høyt systemnivå, egner seg svært godt som beslutningsgrunnlag, sier Maria Grahn.