Hydrogen, fremtidens energibærer

[sverreb]

17 hours ago, HF- said:

Danmark er et dårlig eksempel for straumproduksjon for dei har lite produksjon og store kabler for import. Sjå heller på Tyskland og energibehova deira gjennom en vinter med lite gassbruk og mykje dunkelflaute. 

Tysklands gasslagerkapasitet er på ca 250 TWh eller ca 3-4 måneders forbruk (men da har også kull, hovedsaklig lagret i berget så dette er ikke deres totale strategiske energireserve). 200TWh i danmark alene er nok i overkant, men vi er på ca riktig størrelsesorden for hva de må lagre på månedbasis for å ha en tilstrekkelig strategisk reserve. De har 10TWh i dag som nok er for lite, noe som gjør de avhengige av naboer. Jeg tenker ca 30TWh burde være et oppnåelig må for danmark. 

Mange gasslagre kan greit konverteres til å lagre hydrogen. (gasslagre i salt fungerer fint til hydrogen og har vært i bruk i tiårsvis) 

Og så lenge man ikke tar en @Simen1 *** og anser det som greit å fortsette å dumpe CO2 ut i atmosfaren så må vi ha et alternativ til gass og kull. Uten energilagring vil andelen vind og solkraft begrenses av hvor mye gasskraft eller magasinert vannkraft man har tilgjengelig, siden disse er de etablerte regulerende kraftkildene vi har i dag. Man kan bare ha så mye uregulerbar kraft som man kan kompensere for med aktivt regulerende kraft.

Når man har elliminert det som ikke er mulig (fossilt brensel), da sitter man igjen med det som er mulig, da ser jeg enten en massiv satsing på breederreaktorer* (som imidlertid har både tekniske og politiske problemer ved seg**) eller så er det hydrogen i kombinasjon med fornybarenergi.

På tide å komme med løsninger og ikke bare være problemorientert. Har du andre løsninger så kom gjerne med de.

 

*) Som riktignok kan krympes en del om man har, ja ganske riktig, hydrogenlagring. Kjernekraft kan være en svært effektiv måte å produsere store mengder hydrogen som man i teorien kan rigge reaktorene til å gjøre om turbinene ikke trenger dampen.

**) Ett av de vesentlige politiske problemen med breederreraktorer er at de triviellt kan rigges om til å være produsenter av våpenmatriale (I.e. plutonium, for det er det man faktisk gjør i en slik reaktor, selv om man har til hensikt å bruke det til energi), men dette 'problemet' kan man fort komme dithen at man omfavner snart.

***) Kilde. Min uthev.

18 hours ago, Simen1 said:

Du har ennå ikke kommet opp med en grunn til å lete etter alternativer. Energisystemet fungerer fint i dag.

Endret 12 timer siden av sverreb

[Trestein]

https://energiedashboard.admin.ch/gas/eu-gasspeicher

[Simen1]

sverreb skrev (8 timer siden):

Tysklands gasslagerkapasitet er på ca 250 TWh eller ca 3-4 måneders forbruk (men da har også kull, hovedsaklig lagret i berget så dette er ikke deres totale strategiske energireserve). 200TWh i danmark alene er nok i overkant, men vi er på ca riktig størrelsesorden for hva de må lagre på månedbasis for å ha en tilstrekkelig strategisk reserve. De har 10TWh i dag som nok er for lite, noe som gjør de avhengige av naboer. Jeg tenker ca 30TWh burde være et oppnåelig må for danmark. 

Mange gasslagre kan greit konverteres til å lagre hydrogen. (gasslagre i salt fungerer fint til hydrogen og har vært i bruk i tiårsvis) 

85% reduksjon av din opprinnelige påstand. Nå begynner det å bli litt edruelig ja

Danmark har høy grad av vindkraft som betyr at lagringsbehovet er definert av hvor lenge det kan være vindstille av gangen. Med et kraftforbruk på ca 2,5 TWh / mnd og en tenkt ekstremsituasjon med én hel vindfri måned i strekk så har de et lagringsbehov på 2,5 TWh. Kapasiteten mellom Norge og Danmark med eksisterende, ganske gamle kabler er på ca 1,2 TWh/mnd. Norge kan altså bidra med ca halvparten av den kapasiteten de trenger i en langvarig krise-vindfri situasjon. I tillegg har de ca 2,1 TWh/mnd kapasitet til Sverige og flere andre utenlandsforbindelser. Danmark har normalt overproduksjon av kraft sånn at det Norge leverer er egentlig i stor grad en batteritjeneste. Vi kjøper billig og selger dyrt. Dette systemet er gjennomprøvd ettersom det har vært i drift lenge. Hydrogen i stor skala er ikke gjennomprøvd og Danmark har neppe lyst til eller mulighet til å mangedoble mengden vindkraft for å kompensere for tapet som energilagring i hydrogen gir.

Til slutt lurer jeg på hvilke danske saltgruver du snakker om. Link til mer info med lokasjon, kapasitet, prosessdiagram osv hadde vært fint.

Endret 11 timer siden av Simen1

[sverreb]

45 minutes ago, Simen1 said:

85% reduksjon av din opprinnelige påstand. Nå begynner det å bli litt edruelig ja

Hvilken påstand. Jeg kan ikke se jeg har kvantisert lagerbehov før? 

45 minutes ago, Simen1 said:

Med et kraftforbruk på ca 2,5 TWh / mnd og en tenkt ekstremsituasjon med én hel vindfri måned i strekk så har de et lagringsbehov på 2,5 TWh.

Nei det er ikke tilstrekkelig. Du må også vurdere situasjoner med langvarig økt forbruksbehov. (ekstrem kulde/varme f.eks) som gjør at selv normal litt lavere (ikke vindstille) vil trekke av reserver. Man må også ta høyde for utfall f.eks hva skjer ved sabotasje eller feil på viktige overføringskabler som tilknytter generatorer til nettet.

Jo mer overskudd du har jo mindre totalt lager trenger du men bare ned til et punkt siden vi her har med generell samfunnssikkerhet å gjøre.

45 minutes ago, Simen1 said:

Hydrogen i stor skala er ikke gjennomprøvd

Jo hydrogenlagring i stor skala er gjennomprøvd. Raffenerier bruker mye hydrogen til cracking (å lage lette hydrokarboner av tunge), og raffenerier som er anlagt til å prosessere tunge oljetyper har (adgang til) hydrogenlager siden de gjerne må kjøpe inn gass spesifikt for å lage hydrogen  av det. 

En liste med eksempler på anlegg er her: https://academic.oup.com/ce/article/7/1/190/7126621?login=false

Table 2:

List of some underground hydrogen storage projects around the world [13]

Location (country)	Storage type	H2 (%)	Working condition	Depth (m)	Volume (m³)	Status
Teesside (UK)	Bedded salt	95	4.5 MPa	365	210 000	Operating
Clemens (USA)	Salt dome	95	7–13.7 MPa	1000	580 000	Operating
Moss Bluff (USA)	Salt dome		5.5–15.2 MPa	1200	566 000	Operating
Spindletop (USA)	Salt dome	95	6.8–20.2 MPa	1340	906 000	Operating
Kiel (Germany)	Salt cavern	60	8–10 MPa		32 000	Closed
Ketzin (Germany)	Aquifer	62	Not reported	200–250	Not reported	Operating with natural gas
Beynes (France)	Aquifer	50	Not reported	430	33 000 000	Operating with natural gas
Lobodice (Czech Republic)	Aquifer	50	9 MPa/34°C	430	Not reported	Operating
Diadema (Argentina)	Depleted gas reservoir	10	1 MPa/50°C	600	Not reported	Not reported
Underground Sun Storage (Austria)	Depleted gas reservoir	10	7.8 MPa/40°C	1000	Not reported	Operating

45 minutes ago, Simen1 said:

Til slutt lurer jeg på hvilke danske saltgruver du snakker om.

Jeg har ikke snakket om saltgruver, og langt i fra danske. Sjekk påstandene dine.

Å lagre hydrogen i saltformasjoner er velkjent. Dette brukes både til olje, naturgass og hydrogen. 

Teknikken er å borre en brønn ned i saltformasjoner, så pumper man ned ferskvann og lar det løse opp salt og henter opp igjen saltvannet. Dette er en enkel og billig måte å lage en svært gasstett underjordisk hule. 

Slike huler er også i bruk for å lagre naturgass. Nord tyskland har mange egnede geologiske steder for slike lagre.  

Dette er ikke den eneste måten man kan lagre hydrogen. Å pumpe det ned i tømte olje/gassreservoarer eller akvifere er ogå mulig, og disse er det mange av mer eller mindre klare til bruk. 

https://www.geostockgroup.com/en/four-ways-to-store-large-quantities-of-hydrogen/

 

Endret 10 timer siden av sverreb

[Simen1]

sverreb skrev (10 timer siden):

Og så lenge man ikke tar en @Simen1 *** og anser det som greit å fortsette å dumpe CO2 ut i atmosfaren så må vi ha et alternativ til gass og kull.

Fossilt bør reduseres, men aldri fases helt ut. Kull bør erstattes av kjernekraft, mens gass brukes feil i dag. Bare ca 20% av gassen gjøres om til elektrisitet og mye av denne konverteringen går ikke en gang til å balansere ut fornybar energi. F.eks bør bruk av gass til bygningsoppvarming og matlaging forbys. Den frigjorte gassen bør gå til regulerende gasskraftverk i stedet for. Bare med disse grepene så vil CO2-utslippene reduseres med rundt 80% og gassen vil gjøre det mulig å øke fornybarandelen kraftig - uten bruk av hydrogen.

Hydrogen er et svindyrt, farlig og energislukende blindspor. Dette løser Europa fint med 80% reduksjon i CO2-utslipp - uten de sinnsyke kostnadene og arealbehovet som vind- og sol-kraft krever for å mate H2-monsteret.

Russisk gass er allerede nesten helt ute av energimiksen i EU og er stipulert å forsvinne helt om få år. Det trengs ennå litt tid for å løse gass-situasjonen i Slovakia, Ungarn og Moldova, men planen er klar og går som et lokomotiv fremover. Så det geopolitiske gassenergispillet er allerede i sjakk matt for Russland.

[Simen1]

sverreb skrev (1 time siden):

Hvilken påstand. Jeg kan ikke se jeg har kvantisert lagerbehov før? 

Det stemmer, det var @Trestein som gjorde det.

sverreb skrev (1 time siden):

Jeg har ikke snakket om saltgruver, og langt i fra danske. Sjekk påstandene dine.

Greit, du snakket om lagring av hydrogen i salt, uten å nevne gruve, kort tid etter at andre har skrevet om salt-gruver. Min feil. Du hadde også to linjeskift mellom Danmark og gasslagre i salt. Min feil. Burde forstått at det ikke hang sammen da..

Sitat

Jeg tenker ca 30TWh burde være et oppnåelig må for danmark. 

Mange gasslagre kan greit konverteres til å lagre hydrogen. (gasslagre i salt fungerer fint til hydrogen og har vært i bruk i tiårsvis)

 

Endret 9 timer siden av Simen1

[sverreb]

2 hours ago, Simen1 said:

Russisk gass er allerede nesten helt ute av energimiksen i EU og er stipulert å forsvinne helt om få år. Det trengs ennå litt tid for å løse gass-situasjonen i Slovakia, Ungarn og Moldova, men planen er klar og går som et lokomotiv fremover. Så det geopolitiske gassenergispillet er allerede i sjakk matt for Russland.

Klima bryr seg fint lite om gassen er russisk, amerikansk eller norsk. 

Politisk risiko er en ting, men vi trenger faktisk også å få  kontroll på klima, så både kull og gass må fases ut ikke bare reduseres. Ikke bare trenger vi at vi kommer til netto null utslipp. Vi behøver høyst sannsynlig oppnå negative utslipp, noe som blir enda mer krevende.

2 hours ago, Simen1 said:

Hydrogen er et svindyrt, farlig og energislukende blindspor. Dette løser Europa fint med 80% reduksjon i CO2-utslipp - uten de sinnsyke kostnadene og arealbehovet som vind- og sol-kraft krever for å mate H2-monsteret.

Du høres akkurat ut som kjernekraftmotstanderne på åtti og nittitallet. Livredde for alt de ikke forstod, trodde de var miljøvernere men de var egentlig bare luditter som var med på å sette energiutviklingen mange tiår tilbake og sementerte fossilt brensels rolle i energimiksen i en generasjon.

Du følger et tydelig mønster. Hver gang du mangler argumenter tyr du til usakligheter som denne tendensiøse ordbruken og ubegrunnede påstander.

Endret 7 timer siden av sverreb

[Simen1]

sverreb skrev (1 time siden):

Klima bryr seg fint lite om gassen er russisk, amerikansk eller norsk. 

Klimaet bryr seg veldig om Russland lykkes med sitt imperialistiske prosjekt eller ikke. En russisk seier vil være en klimakatastrofe. Det er en av flere grunner til at det er utrolig viktig å prioritere Ukrainas suverenitet over klima på kort sikt, så får vi heller gire opp klimakampen når Russland har tapt. For går det motsatt vei - så vil det være en klimakatastrofe. Russland har aldri brydd seg om klima og miljø. De kunne ikke dretet mer i noe en akkurat det. Så jo mer de klarer å erobra - desto verre er det for planeten.

sverreb skrev (1 time siden):

Politisk risiko er en ting, men vi treger faktisk også å få  kontroll på klima, så både kull og gass må fases ut ikke bare reduseres. Ikke bare trenger vi at vi kommer til netto null utslipp. Vi behøver høyst sannsynlig oppnå negative utslipp, noe som blir enda mer krevende.

Dette blir for fanatisk for min del. Vi trenger å redusere klimautslippene men Europa er bare en brikke i verden så vi klarer ikke å dra hele lasset alene. Det er heller ikke sånn at null eller negative utslipp er en nødvendighet eller så til de grader på hælene hastverk.

Kostnad vs reduksjon er en annen ting. "siste" prosent reduksjon er ekstremt mye dyrere enn "første" prosent reduksjon. Europa er stort men vi renner ikke så over av penger at det kan koste hva det koste vil. Det nivået av reduksjoner du snakker om - betyr i praksis konkurs for Europa og med det Asiatisk dominans i verdensmarkedet, med de klimakonsekvenser det får. Blir det for fanatisk / ekstremt så skader det altså saken man egentlig forsøkte å løse.

Endret 7 timer siden av Simen1

[oophus]

Simen1 skrev (47 minutter siden):

Blir det for fanatisk / ekstremt så skader det altså saken man egentlig forsøkte å løse.

Ingen, finn gjerne kilder på fremtidens energisystemer som ikke inkluderer hydrogen. For ja, de initielle kostnadene går opp, men ikke nødvendigvis de langvarige kostnadene. Vi får fleksibilitet, energilager og karbonreduksjoner/kutt som ikke vil være der uten. På lang sikt så har vi nok tapt mye ved å ikke skalere opp tidligere. 

 

WWS (wind, water, solar) er 100% avhengig av infrastruktur for å frakte energi til sluttbruker der og da, det i seg selv bremser mulig utbygging der infrastruktur ikke eksisterer. WWS+H2 løser det problemet da elektrolyse tar opp energi man ellers ikke får fraktet noe sted mot forbruker. Det øker mulig investor vilje mot WWS, selv i dårlig utbygde områder. 

Se på skala for energiøyene som Danmark planlegger. Uten H2 så strupes mulig størrelse på den fornybare kraften. 

[The Avatar]

oophus skrev (8 minutter siden):

WWS (wind, water, solar) er 100% avhengig av infrastruktur for å frakte energi til sluttbruker der og da, det i seg selv bremser mulig utbygging der infrastruktur ikke eksisterer. WWS+H2 løser det problemet da elektrolyse tar opp energi man ellers ikke får fraktet noe sted mot forbruker. Det øker mulig investor vilje mot WWS, selv i dårlig utbygde områder. 

Dette er sjølvsagt eit poeng på øy eller liknande som har stor energiproduksjon men avgrensa med moglegheit for eksport. Til dømes Island kan nok hente ut meir energi frå vulkansk aktivitet som dei brukar til å produsere, komprimere og til slutt eksportere til utlandet via skip. Den praktiske utfordringa er likevel at ikkje blir det billig sjøl med ei "gratis" energikilde, og kor miljøvenleg det er å sende investere så mykje energi i produksjon og transport kan nok diskuterast.

Det som er med øyer som mellom anna Island er at dei i liten grad har overproduksjon av straum med mindre dei går inn for å ha det. Kraftproduksjonen på Island kan lett regulerast gjennom å regulere kor mykje damp dei slepper gjennom turbinane eller kor mykje vatn dei slepper ned frå fjellet.

Det å etablere infrastruktur som kablar med stor nok kapasitet er ressurskrevjande, men det er fortsatt av dei meir hensiktsmessige måtane å transportere energi på. Det vil være meir energieffektivt å transportere hydrogenet i rørgater framfor på skip eller tankbil, men då er vi tilbake på at det må byggast ut ein infrastruktur av gassrør der det i dag ikkje er slik infrastruktur.

 

Sjølv om kostnadane og effektiviteten av hydrogenproduksjon kan endre seg med teknologisk utvikling, så meiner eg at det å satse på hydrogen som energilagring er effektmessig heilt på høgde med å pumpe vatn opp i dammane for å lagre vatnet som potensiell energi, eller ved å bruke energi på å plante skogar for at å kunne produsere brensel til kraftproduksjon.

[sverreb]

1 hour ago, Simen1 said:

Dette blir for fanatisk for min del. Vi trenger å redusere klimautslippene men Europa er bare en brikke i verden så vi klarer ikke å dra hele lasset alene. Det er heller ikke sånn at null eller negative utslipp er en nødvendighet eller så til de grader på hælene hastverk.

Dette ligner veldig på den gode gamle 'mitt bidrag er så lite at jeg kan bare fortsette som før'. Beklager den holder ikke.

Jeg er uenig i at vi ikke har hastverk, men jeg har heller ikke kvantisert til noen tidslinje. Tatt i betratning at 'hastverk' er et reletivt begrep så aner jeg ikke hva du mener med 'hastverk' kvantitativt sett. Men om du i det minste nå innser at vi faktisk må endre noe så er jo det en alldri så liten fremgang. Da kommer vi tilbake til spørsmålet du så langt konsekvent har unnlatt å svare på: Hva er alternativet ditt? 

[sverreb]

4 minutes ago, The Avatar said:

Sjølv om kostnadane og effektiviteten av hydrogenproduksjon kan endre seg med teknologisk utvikling, så meiner eg at det å satse på hydrogen som energilagring er effektmessig heilt på høgde med å pumpe vatn opp i dammane for å lagre vatnet som potensiell energi, eller ved å bruke energi på å plante skogar for at å kunne produsere brensel til kraftproduksjon.

Pumpekraftverk er fint det, men du innser det er ganske begrenset hvor mye man kan bygge ut av det. Det er ikke så mange fjell i verden, og uten stor høydeforskjell har det ikke så mye for seg. I tilegg må du ha et ferskvannsbasseng i både nedre og øvre del av anlegget. I norge er nedre reservoar vanligvis sjøen, og vi kan av praktiske grunner ikke pumpe sjøvann opp i dammene i høyden. 

Skog som lagrebar kraftproduksjon har jo sin moderate sjarm, har du noen vurdering av totaløkonomien av arealbruk og investeringer sammenlignet med solceller pluss lagring av hydrogen for en rimelig andel av produksjoen? Funksjonelt sett er det i praksis det samme. bare at man går via trevirke som energibærer. 

[Trestein]

Nå må man også huske at man bygger som regel kraftverk der det er behov for varme(Rundt byer som har fjernvarme eller industri) Det gør at virkningsgrad fort kommer opp mot 90% på bruken

Spillvarme fra elektrolyse vil nok også kunne brukes om temperaturen er høy nok. 

Dessuten kommer nok hydrogen til å bli brennt i kjeler (Damp) gassturbiner eller stempelmotorer. Fuel celler er alt for kostbart og krever helt rent Hydrogen for å fungere. Ofte er det bil celler (Mirai) som blir brukt. Disse har kun høy virkningsgrad når de kjører lav belasting 20-25%. Dessuten er eksosen rimelig kald.

Et kull kraftverk vil fint kunne konverteres til hydrogen med minimale kostnader