Forskere: Den grønne omstilling lykkes kun, hvis der forskes mere i power-to-x

KOMMENTAR Power-to-x er en forudsætning for den grønne omstilling globalt og kan blive Danmarks næste store eksporteventyr. Men det kræver en større satsning på forskning og industrialisering, mener forskere fra DTU og Haldor Topsøe.

Af Jens Kehlet Nørskov, Kathrine Bjerregaard Nielsen og Poul Georg Moses
Hhv. professor i fysik og leder af Catalysis Theory Center, DTU; centerkoordinator, Catalysis Theory Center, DTU; og senior R&D director, Haldor Topsøe

Regeringen og Folketinget har sat power-to-x på den grønne dagsorden i klimaaftalen – med god grund. For power-to-x er det eneste gode bud på at løse nogle af de grundlæggende problemer ved at omstille samfundet til grøn strøm fra vindmøller og solceller.

Vi er dog ikke helt i mål endnu, for teknologien er endnu for dyr til at gøre omstillingen nogenlunde rentabel. Løsningen på den udfordring hedder forskning og industrialisering i form af opskalering af anlæg i stadig større format.

Klimaforandringerne tvinger os til en hurtig grøn omstilling, hvor vi skal erstatte hovedparten af vores fossile energiforbrug med CO2-neutral energi. I Danmark er løsningen først og fremmest elektricitet fra vindmøller og i stigende grad også solceller, men der følger udfordringer med denne løsning.

Dels er mængden af strøm fra vindmøller og solceller varierende. Når vinden ikke blæser, og solen ikke skinner, kommer vi i energimæssigt underskud. Og dels kan vi ikke umiddelbart bruge elektricitet i alle de sammenhænge, hvor vi i dag bruger fossile brændstoffer.

Mens private biler, tog, opvarmning og mange industrielle processer ret let kan køre på elektricitet, er det i dag ikke muligt med store CO2-udledere som flytrafik, skibsfart, langdistancelastvogne og den energiintensive industri inden for eksempelvis kemi, stål og cement.

Nemt at lagre

Power-to-x løser begge udfordringer. Teknologien omdanner den varierende mængde grønne strøm til flydende, CO2-neutrale brændstoffer, som, i modsætning til strømmen, let og forholdsvis billigt kan lagres. Desuden kan disse brændstoffer bruges fuldstændig, som vi kender det fra fossile brændstoffer, og dermed også i tung transport og den energiintensive industri.

Når power-to-x løser disse afgørende problemer i den grønne omstilling, forstår man politikernes trang til at komme i gang. For vi har travlt. Men power-to-x er (endnu) ikke en optimal teknologi – den er nemlig for dyr. Det kan der dog gøres noget ved.

Et power-to-x-anlæg består af en elektrolysedel, der kombineres med en af flere kemiske produktionsprocesser. Den afgørende faktor for prisen er omkostningerne ved elektrolysen.

Rentabel power-to-x kræver derfor, at prisen på elektrolyse bringes ned, hvilket afhænger af to tiltag: industrialisering drevet af et langt større forbrug af brændstoffer produceret ved hjælp af power-to-x, så produktionen kommer op i industriel størrelse, samt en betydelig forbedring af effektiviteten i elektrolyse-processen. 

Forbruget af power-to-x-brændstoffer kan øges med politiske virkemidler, for eksempel CO2-afgifter (globalt eller i EU) eller afgiftsfritagelser kombineret med krav om iblanding i fossile brændstoffer. Indført på den rigtige måde kan disse virkemidler drive industrialiseringen af elektrolyse fremad og sikre investeringen i specielt de første, mindre anlæg, men de øger ikke nødvendigvis effektiviteten.

Effektiviteten afgøres af, hvor effektivt elektrolysen omdanner strøm til brint. Effektiviteten og prisen på strøm afgør tilsammen, om brint fra elektrolyse (power-to-x) kan konkurrere med brint fra naturgas (fossilt).

Elektrolyseteknologi skal være mere effektiv

De elektrolyse-teknologier, der i dag kan købes i stor skala, bruger cirka 5,0 kilowatttimer strøm til at producere en kubikmeter brint.

Hvis man forestillede sig, at et sådant anlæg var gratis, og det eneste, man skulle betale for, var elektriciteten, så skal strømmen koste så lidt som 25 øre per kilowatttime, før prisen på den producerede brint er på niveau med prisen på brint fra europæisk naturgas.

For at sætte det i perspektiv ligger prisen på strøm i Danmark i dag på 30 øre per kilowatttime uden afgifter og transportomkostninger. Givet at vi ikke har inkluderet afskrivningen af anlægget, bliver det med andre ord urealistisk svært at konkurrere med brint fra naturgas, medmindre elektrolyseteknologien bliver markant mere effektiv.

En mere effektiv teknologi findes allerede, men er endnu ikke udviklet til industrielt niveau. Såkaldt højtemperaturelektrolyse bruger cirka 3,8 kilowatttimer til at producere en kubikmeter brint – markant mindre end den teknologi, der er udbredt i dag. Den høje effektivitet betyder, at den producerede brint bliver konkurrencedygtig målt alene på strømprisen allerede ved 35 øre per kilowattime.

Eksporteventyr på niveau med vindmøller

Øget effektivitet gør power-to-x til en rentabel løsning, ikke kun i grønne foregangslande som Danmark, men også i resten af verden. Det er afgørende for, at de mest befolkningsrige lande får mulighed for at adoptere teknologien, og dermed at vi for alvor får reduceret CO2-udslippet på globalt plan.

Det betyder også, at en danskudviklet, mere effektiv elektrolyseteknologi kan blive grundlaget for et globalt eksporteventyr på niveau med, hvad vi har oplevet med vindmøller.

For lavtemperaturelektrolyse, som er den mest udbredte i dag, er det afgørende for øget effektivitet at finde mere effektive katalysatorer, som er de materialer, der hjælper omdannelsen af elektricitet og vand til brint. Her skal der grundlæggende forskning i materialeegenskaber til. Et alternativ er højtemperaturelektrolyse, hvor Haldor Topsøe er førende. Teknologien er som nævnt mere effektiv end de nuværende teknologier, men der skal forskning og udvikling til, før denne teknologi er klar til brug på et industrielt niveau.

Der er også muligheder i andre fremtidige elektrolyseteknologier, men de kræver ligeledes en betydelig forsknings- og udviklingsindsats.

Ikke rentabelt uden forskning

På den helt lange bane er det også muligt at forestille sig, at man direkte ved hjælp af elektrokemi kan danne brændsler eller kemikalier. Disse stoffer har en højere værdi end den brint, som elektrolyse af vand producerer, og kravene til effektiviteten er derfor mindre. Her er de kendte katalysatorer dog endnu længere fra at være effektive end for vandelektrolysen, og således er forskning og udvikling helt afgørende.

Uden en voldsom satsning på forskning og industrialisering bliver power-to-x ikke rentabel i forhold til fossile brændstoffer. Hvis det er tilfældet, bliver Danmarks grønne satsning isoleret og vil få en meget begrænset global effekt.

Hvis vi derimod tager beslutningen om at satse benhårdt på forskning og industrialisering, har Danmark alle forudsætninger for at gøre power-to-x til en grundsten i den grønne omstilling såvel som et nyt eksporteventyr. Vi har, hvad der skal til: fremragende forskningsgrupper ved flere danske universiteter med gode internationale forsknings- og industrisamarbejder og stærke virksomheder inden for vind, elektrolyse og produktion af brændstoffer.

Lykkes det at skabe de nødvendige videnskabelige gennembrud for power-to-x, vil det gøre en afgørende forskel for at nå målet om 70 procent mindre udledning af drivhusgasser. Ikke bare i Danmark, men globalt.

---

Indlægget er alene udtryk for skribenternes egne holdninger.

Forrige artikel  Er der en rød linje for Kina? Er der en rød linje for Kina? Næste artikel Hvem kender arbejdslivet i 2040 eller 2075? Hvem kender arbejdslivet i 2040 eller 2075?

Sådan kan en lille dansk virksomhed bruge verdensmålene

Sådan kan en lille dansk virksomhed bruge verdensmålene

VERDENSMÅL 8 Små og mellemstore virksomheder skaber mere end hvert andet af Danmarks private job. En af dem, Missionpharma, skaber også job i udlandet. Virksomheden har gjort en forretning ud af tre af FN’s verdensmål. 

Kan fri forskning være styret af verdensmål?

Kan fri forskning være styret af verdensmål?

VERDENSMÅL 4 Syddansk Universitet har netop gjort verdensmålene til sin grundlæggende fortælling. Et brud med traditionen for fri forskning, lyder kritikken. Nej, siger rektor Henrik Dam, der mener, at forskningen skal stille den viden til rådighed, som samfundet har brug for.

Sundhed er verdensmålenes afgørende globale test

Sundhed er verdensmålenes afgørende globale test

VERDENSMÅL 3 Mange års fremskridt på sundhedsområdet er bragt i fare på grund af coronakrisen. Nu skal verdens statsledere vise, at de tager verdensmålene alvorligt, mener professor i global sundhed. Gør de ikke det, kan det få katastrofale konsekvenser for millioner af mennesker.

Ligestillingen i Danmark er langt fra målet

Ligestillingen i Danmark er langt fra målet

VERDENSMÅL 5 Der er sket forbedringer af ligestilling mellem kønnene. Men ingen lande i verden kan prale med at have fuld ligestilling. Heller ikke Danmark. På en række områder står ligestillingen endda bomstille.

Danmark kan lære meget af Costa Rica

Danmark kan lære meget af Costa Rica

VERDENSMÅL 14 & 15 Biodiversiteten i Danmarks natur er under voldsomt pres. Landbrug, fiskeri, skovbrug og befolkningen som helhed slider hårdt på planter og dyr, der trænger til fred og tid til at regenerere. Danmark skal lære af lande uden for Europa, mener både Danmarks Naturfredningsforening og Danmarks Fiskeriforening.

Man skal have lyst til at bo i den bæredygtige by

Man skal have lyst til at bo i den bæredygtige by

VERDENSMÅL 9 & 11 Store skinnende skyskrabere i dristige udformninger, megabyer med førerløse biler, hvor alt og alle er forbundet til nettet, kolonier på Månen og på Mars – nå ja, og skibakker på Amager. Når Bjarke Ingels forestiller sig en bæredygtig fremtid, er det bekvemmelighed, sjov og lyst, der præger byerne.

ICDK: Forfærdelige førstepladser: Den største produktion med de værste bivirkninger

ICDK: Forfærdelige førstepladser: Den største produktion med de værste bivirkninger

KOMMENTAR: Den indiske medicinalindustri er vokset hastigt, og på mange områder er indiske producenter i dag blandt verdens førende. Men den indiske succes overskygges i stigende grad af den knap så attraktive førsteplads som det land, der har størst problemer med resistente bakterier, skriver Innovation Centre Denmark i Bangalore.

Jeff Sachs: Formålet med økonomien er at skabe trivsel for mennesker

Jeff Sachs: Formålet med økonomien er at skabe trivsel for mennesker

VERDENSMÅL 16 Der er behov for en ny økonomisk tankegang, som sigter mod at skabe trivsel og lykke for alle mennesker – snarere end at maksimere profitten for nogle få, mens resten af planeten forfalder, mener Jeffrey Sachs. Vi kan kun nå verdensmålene ved at tilføje en etik til den økonomiske tænkning, der gør samarbejde mere attraktivt end egoisme.

Netflix' CEO: “Der er ingen positive aspekter ved at arbejde hjemmefra”

Netflix' CEO: “Der er ingen positive aspekter ved at arbejde hjemmefra”

LEDELSE Reed Hastings, Netflix’ grundlægger og topchef, fortæller i en ny bog om en virksomhedskultur, der er benhård og helt åben. Han forklarer sine tanker i dette interview, hvor han skyder fordelene ved distancearbejde ned og sammenligner sine ansatte med elitesportsudøvere.

#MeToo: Som mediechef lover jeg …

#MeToo: Som mediechef lover jeg …

KOMMENTAR De seneste uger har jeg tænkt over, hvad jeg som chef i medieverdenen selv kan gøre ved sexisme på de arbejdspladser, jeg færdes på. Her er mine ti bud til mig selv. Ligesom dem fra Bibelen bliver de ikke nemme at overholde. Men jeg vil gøre mit bedste.

Bidens svære klimabalance

Bidens svære klimabalance

GRØN OMSTILLING USA oplever historisk lave energipriser, faldende CO2-udledninger og et boom i vedvarende energi. Energi- og klimapolitikken deler de amerikanske vælgere. Joe Biden har opprioriteret jobskabelse på bekostning af klima for at imødegå Trump-angreb i energitunge svingstater. 

Global grøn omstilling overlever Trump

Global grøn omstilling overlever Trump

GRØN OMSTILLING Den grønne omstilling har global medvind, selv om Donald Trump har trukket USA ud af FN’s klimapolitik, mener udenrigsminister Jeppe Kofod. Eksperter påpeger, at Trumps klimapolitik er nært forbundet til hans Kina-politik, og at det vil kunne svække nationale klimaløfter i Paris-aftalen fra 2015. 

Inflation i partier – deflation i antal medlemmer

Inflation i partier – deflation i antal medlemmer

KOMMENTAR Det vrimler med nye partier, men under fire procent af danskere gider deltage i partiarbejde. Holder det i længden ud fra et demokratisk synspunkt, at en lille snæver kreds bestemmer, hvem der skal stilles op som kandidater til valgene? 

Set, læst og hørt: Henning Thiesen

Set, læst og hørt: Henning Thiesen

DJØF-formand Henning Thiesen læser om den barske kolonisering af Grønland og har under lockdown genopdaget Bruce Springsteens album om den kuldslåede tid efter 9/11.

I Danmark ligger grøn til venstre for rød

I Danmark ligger grøn til venstre for rød

GRØN OMSTILLING Den seneste uges begivenheder i dansk politik sætter klimakampens indbyggede sociale skævheder på spidsen: Eldrup-kommissionens forslag om højere skatter på gamle biler blev den grønne omstillings første frontale sammenstød med borgernes privatøkonomi. Og fødslen af de Frie Grønne afslører store brudflader i venstre side af Danmarks klimapolitiske landskab. Der er lagt op til grøn klassekamp.

Velfærdsforskere: Gaveøkonomi giver mere velfærd for pengene

Velfærdsforskere: Gaveøkonomi giver mere velfærd for pengene

KOMMENTAR Vores velfærd står og falder med, at vi finder nye innovative måder at organisere os på. Såkaldt ’gaveøkonomi’ er en af dem, og den målelige værdi baner allerede vejen til mere og bedre velfærd, skriver forfatterne til bog om emnet.

Stop cookiemonsteret

Stop cookiemonsteret

DIGITAL OMSTILLING Hver gang vi åbner et nyt website, skal vi give samtykke til, at der bliver brugt cookies. Det skal beskytte vores privatliv – men i praksis er der ingen, der har kræfter eller indsigt til at tage bevidst stilling. En tysk forsker kalder det et ”skuespil om samtykke” – consent theatre.

KOMMENTAR: Det digitale A- og B-hold klarer coronakrisen meget forskelligt

KOMMENTAR: Det digitale A- og B-hold klarer coronakrisen meget forskelligt

Et samfund afhænger af gode veje for at borgerne kan få hverdagen til at fungere. Men den digitale infrastruktur er mindst lige så vigtig - ikke mindst i krisesituationer. I USA har den ulige adgang til digitale tjenester forstærket de svagestes vanskeligheder under coronakrisen, skriver Torben Orla Nielsen fra ICDK i Boston.

Gør kompleksiteten til din ven

Gør kompleksiteten til din ven

LEDELSE Forsøg på at reducere kompleksitet ender som regel med tunnelsyn, beslutningsdovne omgivelser og fyldte leder-indbakker. Vi skal lære ikke blot at navigere i kaos, men ligefrem at nyde den livgivende uforudsigelighed. Det starter på ledelsesgangen, skriver Mads Thimmer.

Coronakrisen rusker op i arbejdsgangene

Coronakrisen rusker op i arbejdsgangene

POLITIK OG VELFÆRD Da Mette Frederiksen lukkede store dele af Danmark ned i marts, fik kommuner og andre myndigheder en hidtil uset frihed til at afprøve nye løsninger – og til at begå fejl. Nu vil topledere overføre de gode erfaringer fra coronakrisen. Det er sværere, end det lyder. Vanens magt er stor.

Ledelse efter corona: Ryd op i målene

Ledelse efter corona: Ryd op i målene

POLITIK OG VELFÆRD På et enkelt punkt understreger erfaringerne fra coronakrisen et helt centralt budskab fra Ledelseskommissionen: Topledere skal sætte en retning – og begrunde den. Ekspert i offentlig ledelse vil bevare det fokus på retning og vision. Hun tror ikke på et opgør med nulfejlskulturen.

Nye løsninger hjælper udsatte

Nye løsninger hjælper udsatte

POLITIK OG VELFÆRD Coronakrisen har givet kommuner og regioner succesfulde erfaringer med at få fat i udsatte grupper, som de måske hidtil har haft svært ved at nå. Nu skal de gode løsninger ind i hverdagen.

Corona har givet opskriften på en folkesundhedsreform

Corona har givet opskriften på en folkesundhedsreform

POLITIK OG VELFÆRD Lene Bruun er som leder i Billund Kommune hver dag med til at sikre størst mulig tryghed for borgerne under coronakrisen. Nu opfordrer hun til at bruge de gode erfaringer fra krisen til at lave en stor folkesundhedsreform for at styrke forebyggelse og sikre danskerne et sundere liv.

Lederne har oplevet øget tillid under nedlukningen

Lederne har oplevet øget tillid under nedlukningen

POLITIK OG VELFÆRD Større tillid og bedre løsninger. De offentlige ledere har oplevet en stribe positive forandringer under krisen. Fagbevægelsen opfordrer nu regeringen til at bruge de gode erfaringer, når den vil gennemføre en stor nærhedsreform af den offentlige sektor.

I Uffe Elbæks nye parti er magt ikke et fyord

I Uffe Elbæks nye parti er magt ikke et fyord

Partiet Frie Grønne er stiftet af flere af folkene bag Alternativet. Men det nye parti er markant anderledes. Der bliver strammere styring, der bliver slået ned på partiskadende adfærd, og magtstrukturen er fra starten på plads. Uffe Elbæk, medstifter og en art nestor i Frie Grønne, er ikke i tvivl: Tiden kalder mere på klart lederskab end på løse rammer.

Set, læst og hørt: Niels Nygaard

Set, læst og hørt: Niels Nygaard

Niels Nygaard var til stede, da den olympiske ild blev tændt, kort før verden lukkede ned. Nu venter han på, at begivenheder som De Olympiske Lege igen kan afholdes. 

Designere skaber grønnere modeller for forbrug

Designere skaber grønnere modeller for forbrug

GRØN OMSTILLING Design kan gøre vores forbrug mere bæredygtigt ved at udforme forretningsmodeller, der knytter forbrugerne tættere til butikker og producenter, så man sammen kan forøge levetiden og forbedre genanvendelsen af produkter.

Teknologi kan give os kontrol over vores penge

Teknologi kan give os kontrol over vores penge

DIGITAL OMSTILLING En ny rapport fra FN’s udviklingsorganisation undersøger, hvordan digitalisering af det finansielle system kan hjælpe med at få investeringer og forbrug til at støtte de globale bæredygtighedsmål, snarere end at modarbejde dem.

Tre megatrends for det grønne Kina

Tre megatrends for det grønne Kina

KOMMENTAR: Via offentlige investeringer i udvikling af grønne løsninger og kommercielle incitamenter forsøger centralregeringen at styre Kina i en bæredygtig retning. Kinesiske forskere er i dag nogle af de mest kompetente inden for forskning i teknologiske, grønne løsninger skriver Innovation Centre Denmark i Shanghai.

Set, læst og hørt: Dorthe Petersen

Set, læst og hørt: Dorthe Petersen

Sommeren har budt på surprise-opera og inspirerende udstilling om islandsk kvindesagsikon for nytiltrådt CEO i PlanBørnefonden, Dorthe Petersen.