Hvordan produseres hydrogen

Vannelektrolyse

Et vannmolekyl består av to hydrogenatom og et oksygenatom. Det er mulig å produsere hydrogen ved å spalte vannmolekylene. Teknikken er i utgangspunktet veldig enkel. To elektroder plasseres i vannet, elektrisk strøm ledes fra den ene til den andre, og vannet spaltes da slik at det produseres oksygen ved den ene elektroden (anoden) og hydrogen ved den andre (katoden). Denne prosessen kalles elektrolyse.

Denne prosessen har flere store fordeler. For det første er den helt fri fra forurensende utslipp så lenge strømmen som brukes er fornybar. For det andre er teknikken enkel nok til at hydrogen på denne måten kan produseres lokalt hvor som helst hvor det finnes vann og elektrisitet.

Dampreformering

Den vanligste måten å produsere hydrogen på til industrielle formål er reformering av metangass, vanligvis fossil naturgass. Ved å varme opp en blanding av gass og vanndamp til svært høy temperaturer i en reaktor, kan man oppnå en reformering hvor hydrogenet i vannet og gassen skilles ut, og man sitter igjen med ren hydrogen og rent CO₂.

Dampreformering er mer energieffektivt enn elektolyse, men dersom det brukes fossil gass i denne prosessen, og CO₂-gassen slippes ut i atmosfæren, oppnås ingen klimaeffekt. Det er imidlertid mulig å fange klimagassen og pumpe den ned i trygge fjellformasjoner langt under bakken, og på den måten sitte igjen med bare ren hydrogen, uten utslipp.

For Norge kan dette bli viktig i fremtiden. Olje og gass som produseres på norsk sokkel fører til enorme klimagassutslipp når den forbrennes rundt omkring i verden. Å pumpe opp fossile brennstoff på denne måten er på lang sikt ikke forenlig med det å bekjempe klimaendringene. Men i fremtiden vil det bli mulig å hente opp olje og gass fra sokkelen, hente ut hydrogenet som finnes der, og pumpe CO₂ tilbake. På den måten kan Norge fortsette å utnytte de enorme ressursene som finnes i form av olje og gass, uten å bidra til klimaendringene.

Dampreformering av biogass

Et alternativ til å bruke fossil gass er å reformere fornybar biogass til hydrogen. Prosessen er den samme, men CO₂-gassen som slippes ut er en del av det naturlige kretsløpet i naturen og tilfører ikke ny klimagass til atmosfæren. Biogass produseres blant annet helt naturlig ved nedbryting av organisk materiale. Derfor produserer mange søppeldeponi store mengder biogass.

I dag er det vanlig å bruke overskuddet av biogass fra søppeldeponi til å drive fornybar energiproduksjon, men gassen kan altså også reformeres til hydrogen som kan brukes i kjøretøy. På lengre sikt er det fullt mulig å fange og lagre CO₂ også fra reformering av biogass. Da vil mengden av CO₂ i atmosfæren faktisk reduseres, og i fremtiden kan dette bli en nyttig metode for å bekjempe klimaendringene, sammen med vanlige utslippsreduserende tiltak.

Biologisk produksjon

Det forskes på metoder for å produsere hydrogen ved hjelp av alger eller bakterier. Det er relativt nylig oppdaget en måte å få en type grønne alger til å produsere hydrogen i stedet for hydrogen ved fotosyntese. Det vil si at sollys brukes direkte til å hente hydrogen ut av vann på en utslippsfri måte.

Detter er fremdeles ung teknologi, men mange tror dette kan bli en svært viktig energikilde i fremtiden. Det hevdes at en algefarm på størrelse med den amerikanske delstaten Texas vil kunne produsere nok hydrogen til å dekke hele verdens energibehov. Dette er riktignok foreløpig bare teoretisk, men om teknologien i nær fremtid blir kommersielt levedyktig, vil det bety svært mye også for hvilke løsninger som velges i transportsektoren.

Andre produksjonsmåter

Det finnes et utall måter å produsere hydrogen på. Mange av dem er bare praktiske for å produsere mindre mengder i laboratorium, mens andre på sikt kan komme til å bli viktige utslippsfrie kilder til hydrogen til transportsektoren.

Det finnes for eksempel flere hundre kjente termokjemiske prosesser for å produsere hydrogen. Det vil si prosesser som kan produsere hydrogen fra vann bare ved bruk av varme. Noen av disse prosessene kan gjøre det mulig å produsere hydrogen direkte fra vann, bare ved å bruke sollys som energikilde. Dette er et område det forskes en del på, men foreløpig har man ikke klart å få prosessene til å fungere i stor nok skala til å ha praktisk nytte. Men om forskningen som pågår fører frem, kan dette vise seg å være en like lovende metode som biologisk produksjon.