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 Seoul satser på sol og sløjfer atomkraft Seoul satser på sol og sløjfer atomkraft
Når politik føles som noget opreklameret lort

Når politik føles som noget opreklameret lort

POLITIK OG VELFÆRD Danske politikere, medier og vælgere har et fælles ansvar for at lære af de øretæver, som coronakrisen og andre 2020-dramaer har givet vestlige demokratier. Alternativet er, at vi får vores egen Trump, skriver John Wagner.

De etiske dilemmaer myldrer frem på teknologiens forkant

De etiske dilemmaer myldrer frem på teknologiens forkant

DIGITAL OMSTILLING Teknologiens udvikling stiller os overfor den ene vanskelige etiske beslutning efter den anden. Alt for ofte klikker vi bare JA til betingelserne uden at overveje konsekvenserne. I en ny bog advarer en amerikansk professor i jura mod at overlade det til store selskaber og iværksættere at definere, hvad der er acceptable måder at bruge ny teknologi på.  

ICDK: Venture Client-modellen har succes hos Tysklands industrigiganter

ICDK: Venture Client-modellen har succes hos Tysklands industrigiganter

KOMMENTAR Acceleratorprogrammer har længe været den foretrukne model blandt tyske virksomheder, der vil samarbejde med startups for at udvikle nye teknologier. Men nu er det en ny model, som de store virksomheder foretrækker. Venture Client Units er brændstoffet i tysk innovation i øjeblikket, skriver ICDK i München.

Din relevans afgør om du er leder eller bare chef

Din relevans afgør om du er leder eller bare chef

LEDELSE Det er måske ikke hver dag, du forholder dig til din egen relevans som leder. Men det kan være afgørende for, om du kan bevare dit reelle ledelsesmandat, skriver Elize Dimare og Johnny Sørensen.

Kan danske virksomheder lyn-modernisere japansk bureaukrati?

Kan danske virksomheder lyn-modernisere japansk bureaukrati?

DIGITAL OMSTILLING Coronakrisen blev et moment of truth for Japans offentlige sektor, der er håbløst bagud med at digitalisere kommunikationen med borgerne. Papirdokumenter med traditionelle hanko-stempler overføres med fax, og først nu udvikles noget, der ligner NemID. Danmark øjner it-eksportmuligheder til det coronaramte japanske bureaukrati. 

Erhvervslivet sætter regeringen under hårdt grønt pres

Erhvervslivet sætter regeringen under hårdt grønt pres

GRØN OMSTILLING Klimapartnerskaberne har været en stor succes – så stor, at den nu manifesterer sig som et hårdt pres på regeringen fra erhvervslivet, der vil have mere fart på den grønne omstilling. Klimaloven, klimapartnerskaberne og Danmarks grønne industripolitik er rollemodeller for hele EU. 

Dan Jørgensen: ”Det er gået stærkt. Og vi har tænkt os at holde kadencen.”

Dan Jørgensen: ”Det er gået stærkt. Og vi har tænkt os at holde kadencen.”

GRØN OMSTILLING Dan Jørgensen er stolt af sine bedrifter i 2020. Klimaministeren kan ikke genkende billedet af en regering, der hænger i bremsen. Der er nedsat fire nye arbejdsgrupper, som skal fremme klimainitiativer på tværs af sektorerne. Og forude venter tre nye strategier for Power to X, CO2-lagring og elektrificering af Danmark.

De klimapolitiske højdepunkter i 2020

De klimapolitiske højdepunkter i 2020

GRØN OMSTILLING Selvom coronakrisen stjal mediebilledet, blev 2020 et travlt klimaår for erhvervslivet, klimapartnerskaberne og regeringen. Her er nogle af årets vigtigste grønne begivenheder.

Der er stadig lang vej til klimaneutral produktion i Danmark

Der er stadig lang vej til klimaneutral produktion i Danmark

GRØN OMSTILLING I 2030 skal CO2-udledningerne fra produktionsvirksomhederne være reduceret med 95 procent i forhold til 1990-niveauet. Det er målet i klimapartnerskabet for produktionsvirksomheder. Men det kommer til at kræve en helt ny tilgang i de små og mellemstore virksomheder, hvor klimakamp endnu ikke fylder i hverdagen.

Mere undervisning, færre udsendte, færre flyveture

Mere undervisning, færre udsendte, færre flyveture

LEDELSE Læger Uden Grænser sender færre eksperter ud i verden i en tid med corona. Rådgivning via Teams, Skype eller Zoom kan løse nogle opgaver. Denne positive erfaring vil ændre praksis i organisationen, spår ny direktør.

De slukkede for kontakten til Trump – og hvad så nu?

De slukkede for kontakten til Trump – og hvad så nu?

POLITIK OG VELFÆRD De toneangivende techgiganter indgik en historisk alliance om at stoppe Trumps direkte adgang til de amerikanske vælgere. Dermed eksponerede de mere end nogensinde deres reelle politiske magt.

Stine Bosse anbefaler

Stine Bosse anbefaler

LEDELSE Stine Bosse glæder sig over en højskolesangbog, hvor alle kan synge med, og så anbefaler hun en græsk klassiker, der minder os om, at også nazisterne var mennesker med følelser, længsler og omsorg for andre.

Fremtidens MBA er fleksibel, billig og livslang

Fremtidens MBA er fleksibel, billig og livslang

LEDELSE Erhvervsuddannelserne på de amerikanske universiteter Harvard og Columbia føjer certifikater og livslang læring til deres programmer. Det er et skift, der siger noget grundlæggende om vores samfund. 

Den utæmmede digitale ytringsfrihed giver hovedbrud

Den utæmmede digitale ytringsfrihed giver hovedbrud

DIGITAL OMSTILLING Diskussionen har ulmet længe, men optøjerne på Capitol Hill og den efterfølgende nedlukning af Trumps konti på Twitter og Facebook har gjort et centralt spørgsmål meget påtrængende: Hvem skal bestemme, hvad der må siges online? EU-Kommissionen har et bud.

ICDK: Nye strategier skal tiltrække grønne investeringer i Indien

ICDK: Nye strategier skal tiltrække grønne investeringer i Indien

KOMMENTAR En af de positive effekter af covid-epidemien i Indien er, at indiske startups og iværksættere har formået at arbejde tæt sammen med indiske forskere om at udvikle løsninger hurtigt og effektivt. Nu overvejer man, om den form for innovation kan overføres til at løse udfordringerne med bærdygtighed, skriver det danske innovationscenter i Bangalore

Regenerativ ledelse vokser ud af pandemiens skygge

Regenerativ ledelse vokser ud af pandemiens skygge

LEDELSE En opgave for ledere i 2021 bliver at se ud over Teams-møderne og de hurtige corona-omstillinger og se på den helt store omstilling, der vil kendetegne 2020’erne: omstillingen fra den ekstraktive tænkning til den regenerative. Også i den daglige ledelse, skriver Mads Thimmer.

Investeringsbank advarer mod dansk klimaselvtilfredshed

Investeringsbank advarer mod dansk klimaselvtilfredshed

GRØN OMSTILLING Den schweiziske investeringsbank J. Safra Sarasin piller de grønne fjer af Danmark. Godt nok er Danmark et af verdens foregangslande, men vi når ikke Parisaftalens mål ved at følge den nuværende kurs, siger folkene bag bankens nye fremskrivningsmodel, der har til formål at vise konsekvenserne ved virksomhedernes klimaplaner.

Færre virksomheder i udsatte erhverv frygter corona-lukning

Færre virksomheder i udsatte erhverv frygter corona-lukning

ØKONOMI Danmarks Statistisk har, siden coronakrisen brød ud, spurgt virksomheder om deres frygt for at måtte lukke som følge af covid-19. Siden foråret er frygten overordnet set mindsket, og generelt vurderes risikoen for at måtte afvikle virksomheden på grund af covid-19 som lille – også inden for serviceerhverv samlet set.

Beskæftigelse af ikkevestlige indvandrere sætter danmarksrekord

Beskæftigelse af ikkevestlige indvandrere sætter danmarksrekord

POLITIK OG VELFÆRD Da coronakrisen ramte Danmark, var beskæftigelsen blandt ikkevestlige indvandrere højere, end den har været i fire årtier. Krisen har heller ikke været den katastrofe for integrationen, som mange ellers havde spået. Tre af landets førende eksperter betegner udviklingen som meget positiv. Den lave beskæftigelse blandt indvandrerkvinder og unge mænd uden uddannelse er dog to store udfordringer.

Forskningsdirektør om flere indvandrere i job: Vi har fat i noget af det rigtige

Forskningsdirektør om flere indvandrere i job: Vi har fat i noget af det rigtige

POLITIK OG VELFÆRD Rekordhøje beskæftigelsestal for ikkevestlige indvandrere gør forskningsdirektør Torben Tranæs optimistisk – på en moderat, forskeragtig facon. Han ser store muligheder i fokus på særlige brancher og udpeger den manglende integration af unge, mandlige efterkommere som et af samfundets største problemer.

Sindige jyder finder job til kvinder med ikkevestlig baggrund

Sindige jyder finder job til kvinder med ikkevestlig baggrund

POLITIK OG VELFÆRD Vesthimmerland ligger nummer ét på ranglisten over de kommuner, der er bedst til at få indvandrerkvinder i job. Det er en svær opgave. Så hvad er opskriften på deres succes? Det giver et jobcenter og to virksomheder deres forklaring på.

Tålmodighed hjælper ikkevestlige kvinder i job

Tålmodighed hjælper ikkevestlige kvinder i job

POLITIK OG VELFÆRD I Furesø Kommune tror man ikke på et quickfix, der kan skaffe ikkevestlige indvandrerkvinder varige job. Løsningen er langvarig og kræver grundige samtaler om kønsroller og helbred.

Et job giver dig frihed

Et job giver dig frihed

NYT JOB For Abdulkarim Alasat er jobbet på fabrikken i Tullebølle nøglen til frihed.

Investorer lægger klimapres på virksomheder

Investorer lægger klimapres på virksomheder

GRØN OMSTILLING En lang række store investorer indskærper over for nogle af Europas største virksomheder, at de skal arbejde Parisaftalen grundigt ind i deres forretninger. Der blæser nye grønne vinde i den finansielle sektor, lyder vurderingen fra eksperter.

Ellen Klarskov Lauritzen anbefaler

Ellen Klarskov Lauritzen anbefaler

KULTURANBEFALING Ellen Klarskov Lauritzen værdsætter kunsten at fatte sig i korthed på arbejdet, men leder efter det modsatte, når hun har fri. Hun anbefaler en murstensroman, der dvæler ved detaljen, og forbereder sig på foråret med elektronisk dansk musik. 

De næste årtier bliver et kæmpe opsving

De næste årtier bliver et kæmpe opsving

DIGITAL OMSTILLING Scenarier har det med at være deprimerende læsning. De enorme udfordringer og forandringer, der er på vej, virker skræmmende. Wired-journalisten Peter Leydens scenarie The transformation er en fortælling om fremtiden, man faktisk bliver inspireret og i bedre humør af at læse.

Omstillingen - et uddrag

Omstillingen - et uddrag

DIGITAL OMSTILLING The transformation – Omstillingen – er et scenarie i seks afsnit, der beskriver verdens udvikling fra 2020 til 2050. Scenariet er udformet som artikler, skrevet i år 2100 af den fiktive journalist Stuart Rand, der kigger tilbage på de tre årtiers radikale forandringer.  

ICDK: Kina har indgået verdens største frihandelsaftale

ICDK: Kina har indgået verdens største frihandelsaftale

KOMMENTAR I en nyhedsstrøm præget af corona og præsidentvalget i USA har få bemærket, at der sidste måned blev indgået verdens største frihandelsaftale, der omfatter størstedelen af Asien, Australien og New Zealand. Innovation Centre Denmark i Shanghai fortæller, hvordan aftalen også får betydning for danske virksomheder.

Når visioner er virkningsløse

Når visioner er virkningsløse

LEDELSE Visionsbaseret ledelse kan skabe fælles retning og motivation. Men visioner kan også blive et skønmaleri, som skaber polarisering eller fortrænger svære diskussioner og afvejninger, skriver Klaus Majgaard, der har et bud på, hvordan du undgår det.

2021 kan blive et skelsættende klimapolitisk år

2021 kan blive et skelsættende klimapolitisk år

GRØN OMSTILLING Det nye år bliver et travlt klimaår for Danmark, EU og resten af verden. Milliarder af euro, dollar og yuan ligger klar til investeringer i rene teknologier fra krisepakker og stadigt mere klimabevidste private investorer. Analytikere taler om en decideret acceleration i den grønne omstilling, og i de mest optimistiske scenarier er Parismålet igen i sigte.

Michael Løve anbefaler

Michael Løve anbefaler

KULTURANBEFALING Nettos direktør, Michael Løve, har fundet podcasten, der sikrer, at hans døtre aldrig vil ryge. Og så anbefaler han det nyeste værk af lufthavnslitteraturens ukronede konge om det USA, han kender bedst.

Der bliver ingen kartoffelkur på den anden side af corona

Der bliver ingen kartoffelkur på den anden side af corona

ØKONOMI Uden nævneværdig dramatik er statsgælden kravlet mod nye højder under coronakrisen. Lave renter er den nye normal, og derfor er gæld næsten gratis. Et lille år efter det globale pandemichok melder spørgsmålet sig, om vi er forberedte på det, de færreste økonomer forventer. 

Gælden, dollaren og det eksorbitante privilegium

Gælden, dollaren og det eksorbitante privilegium

ØKONOMI Som udsteder af verdens mest anvendte valuta høster USA økonomiske fordele, andre lande kun kan drømme om. Den position er ikke akut truet, men vi er måske ved at se begyndelsen på enden, og det kan tvinge USA til at sætte tæring efter næring.

2021 – corona år to

2021 – corona år to

POLITIK OG VELFÆRD Coronaen har forandret vores samfund og vores liv for altid. Nu bliver opgaven at tage det bedste med os ind i 2021 og huske på, hvad livskvalitet er.

Følsom nytårshilsen

Følsom nytårshilsen

Tårer og topledelse var stadig en følsom affære i 2020.

På Mandag Morgen har vi i årets løb talt med tre topchefer, der alle på hver deres måde har været tvunget til at forholde sig til store følelser i deres lederskab. 

Mød den kontroversielle mediechef, den revolutionære revisor og politikeren, der blev kaldt ’isdronningen’. 

Lys i mørket: Historier der vækker håb for 2021

Lys i mørket: Historier der vækker håb for 2021

Trods pandemi, klimakrise, økonomisk krise og politisk ustabilitet har 2020 også vist vejen til lysere tider. Vi har samlet nogle af de historier, der har givet os håb her på Mandag Morgens redaktion det seneste år.

”Jeg vil være kommunaldirektør i en kommune, der tør lytte til borgerne”

”Jeg vil være kommunaldirektør i en kommune, der tør lytte til borgerne”

POLITIK OG VELFÆRD Hvad er de gode – og hvad er de dårlige erfaringer fra coronakrisen? Fredericia Kommune er gået systematisk til værks for at finde svar – og har fået input fra over 5000 borgere, der er kogt ned til et idékatalog. Den fremgangsmåde kan være med til at ændre kommunen og organisationen, mener kommunaldirektør Annemarie Zacho-Broe.