Hva er e-fuel?

Begrensninger og muligheter

Utgitt

28. oktober 2020

Utgiver

Norsk klimastiftelse (2020)

Rapportnummer

<2°C Temanotat 1/2020

Redaksjon

  • Anders Bjartnes (ansvarlig redaktør)
  • Lars-Henrik Paarup Michelsen
  • Lars Ursin

Design

Haltenbanken

Innhold

Innledning

Skal vi nå klimamålene, må vi slutte å slippe ut fossil CO2. Det betyr i praksis å slutte å bruke alle petroleumsprodukter. Derfor må vi finne erstatninger for fossile drivstoff. E-fuel kan være et alternativ.

I mange sektorer kjenner vi de fossilfrie alternativene godt, vi vet hva som må gjøres. Kull- og gasskraftverk må erstattes med vind-, sol- og vannkraft. Bensin- og dieselbiler må erstattes med batteridrevne kjøretøy.

Andre sektorer er langt mer krevende å avkarbonisere, slik som luftfarten. Mens flytrafikk over kortere distanser kan gå på batterier, er det på kort og mellomlang sikt vanskelig å se for seg noe annet enn forbrenningsmotorer på de lengre distansene.

Et alternativ som er lansert, er e-fuel, et drivstoff som fremstilles av hydrogen og CO2 ved hjelp av fornybar elektrisitet.

En åpenbar fordel med e-fuel er at det kan brukes i forbrenningsmotorene som allerede er i drift, og kan omsettes der man i dag fyller bensin og diesel. En av de store utfordringene med e-fuel er at det krever mye energi å produsere.

I dette notatet forsøker vi å gi en kunnskapsbasert fremstilling av e-fuel. Hvordan produseres det? Hvilke forutsetninger må være på plass for at det skal kutte utslipp? Hva er fordelene og ulempene? Finnes det marked for det? Krever det noe av politikken for at det skal bli lønnsomt?

Og er det verdt det, eller blir det bare en unødvendig omvei på reisen til nullutslippssamfunnet?

Det siste kan ikke vi gi svaret på, men forhåpentlig kan dette notatet hjelpe deg på veien til å gjøre opp din egen mening.


Lars-Henrik Paarup Michelsen
Daglig leder, Norsk klimastiftelse

Lars Ursin
Redaktør, <2°C, Norsk klimastiftelse

Hva er <2°C Temanotat?

Mange av Klimastiftelsens følgere kjenner magasinet <2°C, som siden 2012 har kommet ut omtrent en gang i året med «siste nytt» om
klimaendringene og energiomstillingen. Denne høsten utvider vi <2°C-porteføljen med det vi kaller temanotat. Tanken er å bruke dette nye og enklere formatet til å presentere et bestemt tema eller problemstilling.

I dette første temanotatet tar vi for oss e-fuel: En teknologi som ofte dukker opp i debatter om avkarbonisering der batterier og hydrogen ikke regnes som tilstrekkelig eller praktisk mulig. Målet er å forklare hva e-fuel er – og hvilke fordeler og ulemper som hefter ved dette drivstoffalternativet.

Som alt vi publiserer under <2°C-navnet er temanotatene fakta- og forskningsbaserte.

Hvordan lager vi e-fuel fra CO2?

I dag utvinnes fossilt drivstoff fra olje. Men alt som utvinnes fra olje, kan i prinsippet også lages av CO2. Det gjelder også e-fuel, forklarer professor Edd Anders Blekkan ved NTNU.

– Vanlig fossilt drivstoff består av stoffer vi kaller hydrokarboner. De inneholder grunnstoffene karbon og hydrogen. Karbondioksid, CO2, består av karbon og oksygen. Skal du lage drivstoff av CO2, må du derfor fjerne oksygenet og tilføre hydrogen. Hydrogen kan du lage gjennom elektrolyse av vann. Dette hydrogenet kan du få til å binde seg til både karbonet og oksygenet i CO2. Dermed får du et hydrokarbon – og vann som biprodukt, sier han.

Dette er i enkle trekk metoden som blant andre Norsk e-fuel satser på (se side 14) i sin produksjon av drivstoff. Den har minimalt med innsatsmidler – strøm, CO2 og vann. Hvis man fanger CO2 direkte fra luften, såkalt direktefangst, kan man finne CO2 hvor som helst på planeten. Siden vann er et biprodukt fra CO2-fangsten, vil man derfor kun trenge tilgang til en strømkilde der produksjonen skal finne sted. Det åpner for helt spesielle muligheter.

– Før snakket man om «stranded gas» når man fant gassforekomster på steder det var vanskelig å frakte den ut. Nå kan vi kanskje snakke om «strandet elektrisitet»: Steder man har tilgang på fornybar strøm, men ingen kabler. Slike steder kan e-fuel produseres. Fordelen med e-fuel er at den er så lett å transportere, har høy energitetthet, og den kan håndteres fritt under normale trykk- og temperaturforhold, sier forskningsleder Hans-Aksel Haugen i SINTEF.

Strøm kan lagres som syntetiske brensler

Fornybar energi kan omdannes til ulike brensler, som også kan brukes til formål der elektrifisering ikke er et alternativ. Hydrogen er utgangspunkt for disse brenslene.

KILDE
Heinemann m.fl. 2019

Slik lages e-fuel

Hans-Aksel Haugen fra SINTEF forklarer:
– Vanlig flybensin består av hydrokarboner, altså molekyler som igjen består av karbon og hydrogen. Disse byggeklossene trengs også til å lage e-fuel. Karbonet får du fra CO2. Hydrogenet kan du lage av vann. Da bruker du strøm for å spalte vannet ved elektrolyse. Etterpå spalter du oksygenet fra karbonet i CO2, og til slutt får du dette karbonet til å reagere med hydrogenet du nettopp laget. Det finnes litt ulike varianter av metoden, men felles er at de krever ganske mye energi og i tillegg en katalysator. Det må litt bearbeiding, kondisjonering, for å få blandingen akkurat slik du vil. Men til slutt får du et brennstoff.

KILDE
Schmidt m.fl. 2016

Ordliste:

  • CCU: Carbon Capture and Utilization, karbonfangst og -bruk. I kontrast til CCS, Carbon Capture and Storage, karbonfangst og -lagring. Alt som lages av olje og gass kan i prinsippet lages av CO2, og CCU åpner for at man kan avkarbonisere all industri som i dag er avhengig av innsatsmidler fra olje og gass.
  • E-fuel: Syntetisk drivstoff som er laget utelukkende med energi fra fornybare kilder. E-fuel er én form for Power-to-X, og er også en form for synfuel.
  • Power-to-X, P2X: Samlebetegnelse for teknologi som bruker elkraft til å omdanne eller lagre energi for senere bruk. X kan være for eksempel hydrogen, ammoniakk eller flytende drivstoff. Da kalles det gjerne Power-to-liquids, eller P2L/PtL.
  • Synfuel: Drivstoff som er kjemisk fremstilt fra syngas, en blanding av karbonmonoksid og hydrogen. Karbonet kan komme fra karbonfangst, som i tilfelle e-fuel, eller biomasse, som da blir en type biodrivstoff (som skiller seg fra andre biodrivstoff som biodiesel eller bioetanol).

Fordeler ved e-fuel

Karbonnøytralt, under visse forutsetninger

Når e-fuel forbrennes, blir det produsert nøyaktig like mye CO2 i avgasser som man setter inn i produksjonen. Siden e-fuel per definisjon er produsert med fornybare energikilder, er e-fuel i utgangspunktet karbonnøytralt, i den forstand at det ikke gir mer karbon i utslipp enn det bindes karbon i produksjonen. Men ikke alle er enige i at det er så enkelt, og dette punktet hefter det derfor visse forutsetninger ved, se side 10.

Kan brukes i eksisterende motorer

Fossile drivstoff som bensin, diesel og flydrivstoff er blandinger av ulike hydrokarboner. De er imidlertid ikke definert ut fra hva de inneholder, men hvilke egenskaper de har. Derfor kan man også lage kunstige erstatninger som har mer eller mindre nøyaktig de samme egenskapene.

Dette gjør også at e-fuel stort sett kan brukes i eksisterende forbrenningsmotorer. En diesel-type e-fuel kan brennes i eksisterende dieselmotorer. Andre typer e-fuel kan brukes i passasjerfly. Dermed må man ikke bytte ut flåter med fly for å ta i bruk et (i teorien) karbonnøytralt alternativ.

– E-fuel kan bruke eksisterende infrastruktur, og man kan spare investeringene i å lage helt nye motorer og distribusjonssystemer. Dette er spesielt relevant i sektorer der det er svært vanskelig å se for seg alternativer til flytende brensler, sier Nils Røkke, direktør for bærekraft ved SINTEF.

Infrastruktur og verdikjeder finnes og fungerer allerede

Fordi e-fuel har de samme kjemiske og fysiske egenskapene som de fossile «originalene», kan de håndteres på samme måte. Altså med de samme tankbilene, på de samme fyllestasjonene, av de samme forhandlerne.

– Det er som regel lett å lagre, ved normal temperatur og trykk. I tillegg går det inn i eksisterende verdikjeder. Vi vet hvordan vi håndterer distribusjonen og hvordan markedet fungerer, sier Nils Røkke.

Ulemper ved e-fuel

Slik fanges CO2

Det er flere metoder som brukes for å fange CO2 i en gassblanding. En gruppe av metoder går ut på å «filtrere» gassene gjennom en membran. En annen metode er såkalt «scrubbing».

– Membraner drives av trykkforskjell, ofte ved hjelp av strøm, for å presse CO2 gjennom materialet. De brukes på flere områder i industrien, blant annet til å separere forskjellige typer gasser i raffineringsprosesser, sier forskningsleder Stefania Gardarsdottir ved SINTEF.

«Scrubbing» går ut på at væske sprøytes inn i gassblandingen man skal fange CO2 fra. Væsken inneholder stoff som reagerer med CO2 så den «vaskes» ut av gassblandingen. Væsken blir tappet og behandlet, oftest med varme, for å få ut CO2. Etterpå kan væsken brukes på nytt.

– Dette er den metoden som kanskje er mest moden, og det er den man har brukt i olje- og gassektoren i ganske mange år, sier Gardarsdottir.

Les hele intervjuet med
Stefania Gardarsdottir på
tograder.no/e-fuel/stefania-gardarsdottir

Gir CO2-utslipp

Fossile drivstoff slipper ut CO2 når de blir brent. Det samme gjelder for e-fuel.

– Flytende karbonholdige drivstoff vil slippe ut karbon igjen. Da blir det viktig å holde regnskap med hvor karbonet i drivstoffet kommer fra, sier Nils Røkke.

Høye kostnader

Selv om råvarene er lett tilgjengelige, er prosessen svært energikrevende. Det henger først og fremst sammen med at det krever mye energi å få spaltet oksygenet fra karbonet i CO2.

– Karbon finnes i mange tilstander i naturen. Når vi utnytter fossile råvarer, henter vi ut den kjemiske energien som er bundet i karbonet. Når vi brenner fossile drivstoff, henter vi ut energien og vi sitter igjen med CO2. Energimessig er CO2 den laveste tilstanden av karbon vi får, forklarer professor Edd Anders Blekkan ved NTNU.

Når vi utnytter kjemiske reaksjoner for varme, utnytter vi forskjellen i energitilstand. To typer molekyler kan reagere helt av seg selv dersom de sammen kan lage molekyler med en lavere energitilstand. Da frigjøres energi. Dersom du skal andre veien, må du tilføre energi for å hjelpe reaksjonen i gang. Dermed lagrer du mye av energien du bruker i den nye energitilstanden. Men noe av den «mister» du på veien – på grunn av den neste ulempen.

Lav virkningsgrad

– Disse prosessene innebærer en god del tap av energi underveis – virkningsgraden er lav. Det gjelder i varierende grad når vi konverterer strøm til en annen energibærer, såkalt Power-to-X. En kilowattime strøm blir mindre energi i sluttproduktet når du gjør den om til X, uansett hva X er, sier Nils Røkke.

Se også side 8–9 for mer om virkningsgrad.

Litt om virkningsgrad

Virkningsgrad sier noe om hvor effektiv en prosess er. Hvis du putter masse energi inn i prosessen og får nesten like mye ut igjen, er virkningsgraden høy. Hvis du bare får litt energi ut igjen, er virkningsgraden lav.

Utfordringen med produksjon av e-fuel er at mye energi går med til å få karbonet i CO2 opp på et høyere energinivå.

– Vi tar dette «brukte» karbonet og løfter det opp igjen til en høyere energitilstand. Det krever mange prosesser som koster mye mer energi enn det vi fikk ut av karbonet på veien til CO2. Det er fordi alle prosessene har en virkningsgrad – hvor mye av energien du setter inn i prosessen som du får ut igjen – og den er aldri 100 prosent, forklarer professor Edd Anders Blekkan ved NTNU.

Energien du sitter igjen med til slutt, vil derfor være en funksjon av antallet prosesser og virkningsgraden til hver enkelt prosess.

Tar vi elektrolyse av vann til hydrogen, for eksempel, regner man vanligvis en virkningsgrad på rundt 65 prosent. Altså du får ut hydrogen som kan gi deg 65 prosent av energien du brukte til elektrolysen.

– Med videre optimalisering kan du kanskje få et par prosentpoeng til, men vi kan ikke vente noen kjempeendringer. Det setter naturen grensene for, sier Blekkan.

Den lave virkningsgraden er den største utfordringen ved e-fuel. Ikke bare knyttet til selve produksjonsprosessen, men også fordi forbrenningsmotorene som e-fuelen brukes i er ineffektive i seg selv, og der det er liten optimaliseringsgevinst å hente.

– Det er mange frihetsgrader ved å bruke flytende brensler – du får fylt tanken raskt, du slipper å bygge ut infrastruktur. Men disse fordelene kommer med en kostnad: Mindre evne til arbeid, på grunn av tap av energi gjennom prosessen. Hvis det er snakk om strøm som du overhodet ikke har andre formål du kan bruke den til, kan det være veldig lurt å overføre energien til en annen energibærer, som flytende drivstoff. Men er alternativet at du kan lade en elbil med den, er det ganske dumt å lage syntetisk brensel, sier Blekkan.

Så langt kommer du med samme mengde strøm

Tyske forskere har laget et regnestykke som viser virkningsgraden i ulike drivlinjer. Figuren viser hvor stor de anslår virkningsgraden i prosent er, gitt at alle starter med samme mengde fornybar energi. Grovt regnet kan vi oversette disse prosentandelene til rekkevidde for bilene, gitt at bilene ellers er identiske. Den samme energien som trengs for å gi en elbil 69 km rekkevidde, vil kun gi e-fuel-bilen 13 km rekkevidde (Se Ausfelder m.fl. 2017 for detaljer og forutsetninger).

KILDE
Ausfelder m.fl. 2017

Er e-fuel klimavennlig?

Brenner du e-fuel, slipper du ut CO2. Produksjonen er heller ikke helt utslippsfri i dag. Det gjelder for andre alternative drivstoff også, men flere av dem, for eksempel hydrogen og ammoniakk, gir ikke klimagassutslipp i bruken. Samtidig: Hvis e-fuel erstatter fossile brensler, kan det gi utslippskutt. Tre forhold trekkes da frem for å avgjøre hvor gunstig det er for klimaet:

1. Hvilken energi brukes?

Definisjonen på e-fuel er at den skal lages med 100 prosent fornybar energi. Det gir lite mening å bruke fossile energikilder som fører til CO2-utslipp til å lage et erstatningsprodukt for fossile energikilder som også fører til CO2-utslipp.

Hvilke fornybare kilder som brukes, er ikke likegyldig. Dersom produksjon av e-fuel forbruker strøm som er etterspurt på markedet og må erstattes av fossil strøm, er man like langt. Derfor mener mange at det kun er fornybar overskuddskraft som bør brukes. Om det er tilstrekkelig overskuddskraft til å dekke fremtidens behov for e-fuel, er imidlertid høyst diskutabelt.

2. Hvor ender utslippene?

Fordi e-fuel inneholder CO2, vil forbrenning også gi CO2-utslipp. Fangst og senere lagring av CO2 er alltid det gunstigste for klimaet. Det foregår prøveprosjekter med CO2-fangst på langdistanse skipstrafikk, men i luftfarten er dette i dag ikke noe realistisk alternativ. Dermed vil utslippene etter forbrenning av e-fuel som hovedregel gå til atmosfæren. Derfor blir det neste punktet spesielt viktig – mener noen, men ikke alle.

3. Kilden: Fossilt punktutslipp eller direktefangst fra luft?

Bærekraftdirektør Nils Røkke i SINTEF mener CO2-kilden er avgjørende:
– Bruker du CO2 fanget direkte fra luft, eller fra biogene kilder, har det størst klimaeffekt. Da kan det i prinsippet være karbonnøytralt. Bruker du fossilt karbon, blir det normalt sluppet ut igjen som CO2. Du kan argumentere for at bruk av e-fuel fordriver bruk av fossilt stoff, og at vi dermed sparer litt utslipp likevel. Men det argumentet halter, fordi det ofte brukes mye energi i prosessen og fordi det også fortrenger produkter basert på eksempelvis biomasse.

Her er Karl Hauptmeyer i Norsk e-fuel uenig:
– Produktet er alltid karbonnøytralt fordi det slipper ut nøyaktig samme mengde CO2 som ble brukt i produksjonen, sier han.

Så lenge man har et CO2-utslippspunkt der fangst ikke ville skjedd uten e-fuel-produksjon, er det likegyldig om man fanger fra luft eller fra punktutslipp, mener Hauptmeyer. Han understreker at Norsk e-fuel tror fremtiden ligger i direktefangst, men at det i mellomtiden er mer effektivt å utnytte punktutslipp så lenge de eksisterer.

– Det krever mindre energi. Så derfor vil jeg alltid spørre, så lenge det finnes punktutslipp: Hvor nært dem kan jeg sette fangstenheten min?

Hauptmeier sammenlikner e-fuel-produksjon med avfallsgjenvinning:

– Vi skaper ikke avfallet, vi bare samler det inn og bruker det til et nytt, resirkulert produkt, sier han.

Uenigheten skriver seg antakelig til at man har ett premiss som er ulikt: Hva som skjer med industrielle utslipp generelt. Dersom man forutsetter at visse punktutslipp vil bestå så lenge man ikke finner bruksområder for CO2, vil e-fuel i utgangspunktet være karbonnøytralt uansett kilde. Men dersom man bruker fanget CO2 som ellers ville gått til geologisk langtidslagring, blir resultatet annerledes.

1. Fossil hverdag

Her starter vi med to fossile «utslippsenheter»: Ett fra industrien, for eksempel en sementfabrikk, ett fra transportsektoren, for eksempel en bensindrevet bil.

2. Elektrifisert transport, ingen CO2-fangst

Erstatter vi fossilbilen med en el-bil, fortrenger el-bilen utslippsenheten fra utvinningen av olje til bensin. Men vi sitter fortsatt igjen med industriutslippet.

3. CO2-fangst fra industri til e-fuel

Fanger man industriutslippet og bruker det til e-fuel, kuttes industriutslippet – men man har imidlertid fortsatt én utslippsenhet. Mange e-fuel-produsenter vil starte mer eller mindre med denne modellen – fordi industrifangst er enklere og mindre kostbart, men ikke minst også for å skape et marked for CO2-bruk.

4. Ingen industrifangst, CO2-direktefangst til e-fuel

Uten fangst fra industrien, og med direktefangst som CO2-opphav til e-fuel-produksjon, får man et tilsvarende regnskap som i modellen over. I praksis vil dette være et dårligere alternativ, fordi direktefangst fra luft etter dagens teknologi er mer energikrevende enn fangst fra punktutslipp med høy CO2-konsentrasjon.

5. Industriell fangst og lagring, direktefangst til bruk:

Fangst og lagring av industriell CO2, mens e-fuel produseres med CO2 fra direktefangst fra luft. Dette er den eneste modellen som gir netto null utslipp. Det avgjørende for totaleffekten på klimaet er hva man gjør med industriutslippet: Permanent lagring av fanget fossil CO2 gir alltid best resultat.

Hvor vil vi bruke e-fuel?

Størst potensial i luftfart og skipsfart

I dag er det ikke noe marked for e-fuel. Kostnadene er for høye, flere studier anslår at de ligger 5-10 ganger over produksjonskostnadene til fossile drivstoff, eller et sted mellom 3 og 5 euro per liter.

Det er bred enighet om at e-fuel først og fremst vil bli brukt i sektorer som vanskelig lar seg avkarbonisere på enklere vis. I prioritert rekkefølge: Langdistanse luftfart, skipsfart og i noen grad også langtransport på vei. I disse sektorene er det teknologiske hindre mot for eksempel batterielektrisk drift. En annen faktor er at bruk av e-fuel for eksempel innebærer at dagens flyflåter kan brukes videre, uten å bli byttet ut. Samtidig jobber blant annet Tyskland for mer ambisiøse krav til innblanding av bærekraftig drivstoff i luftfarten.

Hvor stort vil e-fuel bli?

Det avhenger av fremtidig CO2-skattepolitikk, krav til innblanding av bærkraftig drivstoff og tilgangen på billig fornybar elektrisitet. Tilgang til og kostnadsnivå på biodrivstoff vil også være av stor betydning.

Det internasjonale energibyrået (IEA) er i sitt Energy Technology Perspectives 2020 optimistiske på vegne av e-fuel på lang sikt. De ser for seg at verdens produksjon av syntetiske hydrokarboner i 2070 vil utgjøre 250 millioner tonn oljeekvivalenter, og at disse vil i hovedsak produseres fra elektrolytisk (altså grønt) hydrogen. I dette scenarioet vil syntetisk jetfuel fylle 40 prosent av etterspørselen i luftfarten.

Slik ser IEA for seg e-fuel-markedet i fremtiden

Det internasjonale energibyrået (IEA) venter at bruken av syntetiske hydrokarboner vil være betydelig høyere regnet i millioner tonn oljeekvivalenter enn bruken av ammoniakk i tiårene som kommer. «Syntetiske hydrokarboner» eller synfuel (se ordliste side 5) omfatter både syntetisk fremstilt biodrivstoff og e-fuel. Figuren til høyre viser overslaget over fordelingen mellom disse i 2070. E-fuel vil altså da være litt større enn syntetisk drivstoff fra biomasse (også kalt biogent karbon).

KILDE
IEA 2020

Hva konkurrerer e-fuel med?

Produksjon i Norge

Stadig flere vil produsere e-fuel i Europa og verden for øvrig, først og fremst til luftfarten. Men det er i Norge den første kommersielle produksjonen vil komme i gang. I Norge er det foreløpig to aktører som markerer seg:

Nordic Blue Crude planlegger å åpne en 20 MW demofabrikk i 2022. Et fullskala anlegg med kapasitet på 200 millioner liter per år skal etter planen åpnes i 2025.

Norsk E-fuel planlegger å åpne en demonstrasjonsfabrikk i 2023 som skal produsere 10 millioner liter e-fuel i året. I 2026 er planen å skalere opp til 100 millioner liter per år.

Foruten konvensjonelt fossilt brennstoff, vil den viktigste direkte konkurrenten til e-fuel antakelig være syntetisk drivstoff basert på karbonkilder fra biomasse, såkalt biogent karbon.

I sine framskrivinger skiller ikke IEA mellom syntetisk drivstoff fra slike biogene karbonkilder og e-fuel. Samtidig slår de fast at kostnadene ved produksjon av e-fuel antas å bli høyere.

Det betyr ikke at slike biodrivstoff vil kapre markedet. Flere kilder antyder at etterspørselen etter brensler vil være for høyt til at drivstoff fra biomasse kan dekke behovet. Da blir e-fuel et mer attraktivt alternativ, fordi produksjon fra karbonfangst og -bruk ikke går på bekostning av annen bruk av biomasse. Forskningsleder Hans-Aksel Haugen i SINTEF forklarer:

– Vi har ganske mye fossilt karbon som skal fases ut med bærekraftige alternativer. Det kommer til å være ganske mye etterspørsel etter biomasse, og det blir neppe nok til alle gode formål. Vi må også bevare natur og biologisk mangfold, og vi må ha nok areal til å dyrke mat. Jeg ser for meg at bruk av biomasse også kommer til å være underlagt strenge reguleringer. Da vil det som blir tilgjengelig kanskje være for dyrt, og da kan direktefangst fra luft, eller CO2 fra røykgass, være mer lønnsomt.

Lager «bensin» av CO2 og strøm

E-fuel kan tette «smutthullene» i energisystemet vårt. Altså de hullene der fossil energi er eneste alternativet i dag, sier Karl Hauptmeier, som er daglig leder i Norsk e-fuel. De skal åpne en demofabrikk på Herøya som etter planen skal lage 10 millioner liter syntetisk jetfuel per år fra 2023.

2°C: – Hva er målet deres?
Karl Hauptmeier: – Å lage et produkt som kan bidra til netto nullutslippsløsninger, spesielt i sektorer som er vanskelige å elektrifisere.

– Burde ikke poenget heller være å kvitte oss med forbrenningsmotoren? Slutte å brenne hydrokarboner i det hele tatt?
– Selvsagt burde vi det. Men det argumentet faller med en gang du i praksis ikke kan bruke strøm, hydrogen eller ammoniakk.

I dag frakter vi flytende fossile brensler rundt på grunn av den høye energitettheten. Hydrogengass er mer komplisert å frakte, el-nettverk er mer kompliserte. Vi kan få det til, men ser vi på tiden og investeringene det krever, ser vi at det blir et stort, gapende hull her. Spesielt i sektorer som ikke kan elektrifiseres, der hydrogen heller ikke er noen ideell løsning. For eksempel langdistanse flytrafikk.

Det hullet er det foreløpig bare fossile brensler som kan fylle. Skal vi frigjøre oss fra fossilbruk der, må vi konvertere strømmen til en annen energibærer. Hydrogen er fortsatt et stykke unna. Med e-fuel kan vi bruke den eksisterende flåten i mange år.

– Hvorfor akkurat Herøya?
– For det første fordi energien må være fornybar. Her kan vi ikke jukse. Ideelt sett bør det være overskuddskraft – fordi prosessen er energikrevende, og fordi eksport av energien vil fortrenge mer CO2 enn vi kan klare å binde.

På Herøya kan vi være knyttet til det sentrale el-nettet og ha tilgang til bortimot 100 prosent fornybar energi. Samtidig tenker vi også langsiktig – når Norge bygger ut mer av sine enorme havvindressurser, blir tilgangen på overskuddskraft større. Da kan vi bidra til at den kraften blir brukt til noe fornuftig.

Til slutt er det praktisk – Herøya er et veletablert industriområde nært Oslo, og nær store CO2-punkutslipp. Direktefangst er foreløpig ikke effektivt nok til å forsyne oss med tilstrekkelig CO2. I starten vil vi dekke 20 prosent av karbonbehovet fra direktefangst, resten fra punktutslipp – CO2 som uansett ville blitt sluppet ut.

– Ville det ikke vært bedre å vente til direktefangst blir mer effektivt?
– Dette handler også om å etablere et marked for produktet fra direktefangst – CO2. Det er nøkkelen til å få den teknologien opp i skala. Vi bruker all CO2en vi klarer å fange fra dag 1. Og vi vil også få et enda større marked for vårt e-fuel dersom vi på sikt legger til rette for 100 prosent direktefangst. Målet vårt er at våre produksjonsmoduler skal kunne settes opp alle steder der du har tilgang til en fornybar energiressurs – men mangler all annen infrastruktur.

– Trenger dere ikke vann så dere kan lage hydrogen?
– Direktefangstmetoden vår har vann som biprodukt. Det betyr at vi kan produsere e-fuel mer eller mindre der vi vil på kloden. Selv der det ikke finnes noen annen infrastruktur. Alt vi trenger er en eller annen form for utnyttbar, fornybar energi.

– Som midt i ørkenen, med noen solcellepaneler?
– Nettopp! Med e-fuel kan vi enkelt omforme og frakte energi fra der folk ikke bor. Og i en form som er lett å håndtere, trygt å transportere, og som det allerede er et stort marked for.

En skisse av Norsk e-fuels planlagte pilotfabrikk på Herøya industripark. Planen er å åpne i 2023, og produsere 10 millioner liter drivstoff.
FOTO: NORSK E-FUEL

Politiske forutsetninger

Skal det skapes et marked for syntetisk drivstoff vil det kreve betydelig politisk støtte over tid. Sett med norske øyne er det som skjer i EU særlig viktig.

Med EUs Green Deal, EUs grønne giv på norsk, følger ambisjonen om at EUs samlede klimagassutslipp skal nå netto null senest i 2050. I 2030 skal utslippene være minst halvert sammenlignet med 1990. Politikken som skal understøtte den grønne given blir nå gjennomgått. Innen juni 2021 skal Europakommisjonen legge frem forslag til hvordan den eksisterende klimapolitikken må justeres for å være i tråd med de økte klimaambisjonene. Nye tiltak vurderes også.

Generelle klimatiltak som vil gjøre bruk av fossil energi dyrere og fornybar energi billigere, vil selvsagt være gunstig for teknologier som syntetisk drivstoff. Men det vil ikke være nok alene. Mer målrettede tiltak vil være nødvendig.

Langdistanse luftfart og skipsfart er to sektorer som regnes som ekstra krevende å avkarbonisere – og hvor syntetisk drivstoff kan spille en rolle i fremtiden. I et utkast til strategi for økt bruk av bærekraftig flydrivstoff i Europa, som inkluderer både avansert biodrivstoff og syntetisk drivstoff, peker Europakommisjonen på en rekke mulige virkemidler:

  • Innblandingskrav: Stille krav om at en viss mengde av flydrivstoffet som forbrukes og produseres skal være bærekraftig og at kravet gradvis økes med tiden.
  • Endre multiplikatorverdien i fornybardirektivet: Etter fornybardirektivet må alle EU-land innfri kravet om minst 14 prosent fornybar energi i transportsektoren innen 2030. I dag teller bærekraftig flydrivstoff 1,2 ganger drivstoffets energiinnhold. Ved å heve denne multiplikatorverdien blir bruk av bærekraftig flydrivstoff enda viktigere for medlemsland som skal øke transportsektorens fornybarandel.
  • Auksjoner: Et annet alternativ er å utlyse auksjoner for produksjon av en gitt mengde bærekraftig flydrivstoff hvor billigste tilbyder vinner. Slike auksjoner brukes i mange land som skal få opp produksjonen av fornybar strøm.
  • Støtteordninger: EU kan også etablere mekanismer for finansiell støtte til produksjon av bærekraftig flydrivstoff.

Listen er ikke uttømmende, men viser noen av de forslagene som nå ligger på bordet. EU-kommisjonen sier de også vurderer å innføre en avgift på fossilt flydrivstoff. Flere medlemsland har støttet dette.

I dag står bærekraftig flydrivstoff for kun 0,05 prosent av det samlede forbruket av flydrivstoff i EU. Ifølge EU-kommisjonen vil andelen øke til rundt 2,8 prosent frem mot 2050 om man bare viderefører dagens virkemidler.

Politisk usikkerhet

Selv om EUs grønne giv har bidratt til økt politisk interesse for nye klimatiltak, er det langt fra sikkert at syntetisk drivstoff vil få den støtten den trenger.

Noe som bidrar til denne usikkerheten er at teknologien er svært kostbar på grunn av umodenhet og derfor ikke regnes å bli viktig i det korte bildet. I en rapport som Miljødirektoratet publiserte i 2019 slås det fast at syntetisk drivstoff ikke kommer til å spille noen særlig rolle før 2030. Det Internasjonale Energibyrået (IEA) tror i sine framskrivinger at det blir enda senere.

Innen luftfart møter syntetisk drivstoff dessuten hard konkurranse om politisk oppmerksomhet fra biojetfuel. Til sjøs er konkurransen trolig enda tøffere – fra for eksempel hydrogen og ammoniakk.

Kommisjonspresident Ursula von der Leyen og kommisjonens klimasjef Frans Timmermanns under lanseringen av EUs grønne giv i Europaparlamentet 11. desember 2019.
FOTO: EC – AUDIOVISUAL SERVICE

Kilder

Eksterne artikler og rapporter:
Agora Verkehrswende, Agora Energiewende og Frontier Economics (2018): The Future Cost of Electricity-Based Synthetic Fuels. Lastet ned 20.10.2020 fra https://www.agora-energiewende.de/en/publications/the-future-cost-of-electricity-based-synthetic-fuels-1/

Ausfelder, Florian m.fl. (2017): «Sektorkopplung» – Untersuchungen und Überlegungen zur Entwicklung eines integrierten Energiesystems (Schriftenreihe Energiesysteme der Zukunft). Lastet ned 20.10.2020 fra https://energiesysteme-zukunft.de/publikationen/analyse/sektorkopplung/

Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) m.fl. (2017): «E-FUELS» STUDY – The potential of electricity-based fuels for low-emission transport in the EU. Lastet ned 26.10.2020 fra https://www.dena.de/fileadmin/dena/Dokumente/Pdf/9219_E-FUELS-STUDY_The_potential_of_electricity_based_fuels_for_low_emission_transport_in_the_EU.pdf

Heinemann, Christoph m.fl. (2019): Die Bedeutung strombasierter Stoffe für den Klimaschutz in Deutschland (Øko-Institut e.V.). Lastet ned 23.10.2020 fra https://www.oeko.de/fileadmin/oekodoc/PtX-Hintergrundpapier.pdf

Hutchings, G. m.fl. (2019): Sustainable synthetic carbon based fuels for transport: Policy Briefing. Lastet ned 20.10.2020 fra https://royalsociety.org/topics-policy/projects/low-carbon-energy-programme/sustainable-synthetic-carbon-based-fuels-for-transport/

IEA (2020): Energy Technology Perspectives 2020. Lastet ned 20.10.2020 fra https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2020

Schmidt, Patrick m.fl. (2016): Power-to-Liquids Potentials and Perspectives for the Future Supply of Renewable Aviation Fuel (Umweltbundesamt). Lastet ned 23.10.2020 fra http://www.lbst.de/news/2016_docs/161005_uba_hintergrund_ptl_barrierrefrei.pdf

Van der Meer, Robin m.fl. (2020): A method to calculate the positive effects of CCS and CCU on climate change (Zero Emissions Platform). Lastet ned 20.10.2020 fra https://zeroemissionsplatform.eu/a-method-to-calculate-the-positive-effects-of-ccs-and-ccu-on-climate-change/

Wagemann, K., og Ausfelder, F. (2017): E-Fuels–Mehr als eine Option. (Dechema White Paper). Lastet ned 20.10.2020 fra https://dechema.de/dechema_media/Downloads/Positionspapiere/WhitePaper_E_Fuels-p-20002780.pdf

Wang, W., Tao, L., & Markham, J. (2016): Review of biojet fuel conversion technologies. Lastet ned 20.10.2020 fra https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/66291.pdf

Wormslev, Erik C. og Broberg, Mathilde K. (2020): Sustainable Jet Fuel for Aviation – Nordic perspectives on the use of advanced sustainable jet fuel for aviation. Lastet ned 20.10.2020 fra https://www.nordicenergy.org/publications/sustainable-fuels-update-january-2020/

Schmidt, Patrick m.fl. (2016): Power-to-Liquids Potentials and Perspectives for the Future Supply of Renewable Aviation Fuel (Umweltbundesamt). Lastet ned 23.10.2020 fra http://www.lbst.de/news/2016_docs/161005_uba_hintergrund_ptl_barrierrefrei.pdf

Nettsider:
https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12303-ReFuelEU-Aviation-Sustainable-Aviation-Fuels

https://www.energyglobal.com/other-renewables/13102020/marquard-bahls-to-increase-participation-in-nordic-blue-crude/

https://www.euractiv.com/section/transport/news/eu-eyes-sustainable-fuel-quotas-to-tackle-aviation-emissions/

Intervjuer på tograder.no:
Blekkan, Edd Anders: Ekspertintervjuet: Skeptisk til e-fuel. Publisert 26.10.2020 på www.tograder.no/e-fuel/edd-anders-blekkan/

Gardarsdottir, Stefania: Ekspertintervjuet: Slik fanger du CO2. Publisert 26.10.2020 på www.tograder.no/e-fuel/stefania-gardarsdottir/

Haugen, Hans-Aksel: Ekspertintervjuet: E-fuel krever drahjelp for å bli lønnsomt. Publisert 26.10.2020 på www.tograder.no/e-fuel/hans-aksel-haugen/

Hauptmeier, Karl: Lager «bensin» av CO2 og strøm. Publisert 26.10.2020 på www.tograder.no/e-fuel/karl-hauptmeier/

Røkke, Nils: Ekspertintervjuet: Overskuddskraft kan bli ny energi. Publisert 26.10.2020 på www.tograder.no/e-fuel/nils-rokke/