20 KJEMI 1 2026 Om lag 90 % av verdens hydrogen produseres i dag ved dampreformering av naturgass (SMR) og autoterm reformering (ATR). I disse prosessene reagerer metan med vanndamp ved høy temperatur og danner syntesegass, der hydrogen er sluttproduktet, men med betydelige CO₂-utslipp. Ambisjonene om storskala grønt hydrogen fra elektrolyse utgjør derfor fortsatt en begrenset andel av den globale hydrogenproduksjonen. Pyrolyse og katalytisk spalting av metan skiller seg prinsipielt fra SMR og ATR ved at prosessen skjer uten oksygen eller vanndamp. Ved temperaturer rundt 1000–1300 °C spaltes metanmolekylet direkte til hydrogen og fast karbon, uten dannelse av CO₂. Disse prosessene har et vesentlig lavere energiforbruk enn elektrolyse, i beste fall ned mot 20 % av elektrolysens energibehov. Støkiometrisk gir SMR og ATR betydelige CO₂-utslipp per produsert mengde hydrogen, mens pyrolyse gir fast karbon som biprodukt. Dette karbonet kan ha kommersiell verdi, blant annet i material- og batteriapplikasjoner. Optimaliserte pyrolyseprosesser representerer derfor en potensiell vei til hydrogenproduksjon med lavt energiforbruk og uten CO₂-utslipp. Hydrogenet prosess-farger – enkelt men ofte litt forvirrende Tabell 2 viser oversikt over reaksjoner og energiforbruk for de viktigste prosessruter for produksjon av hydrogen diskutert i denne artikkel. Fargene benyttes ofte som et kommunikasjonsverktøy, for å forklare mulige måter å fremstille hydrogenmolekyler på. Alle hydrogenmolekyler som produseres er identiske, men «Hydrogenets farger» (vist i Tabell 3) sier noe om hvor de passer inn i klimaregnskapene – der grønt hydrogen anses som det mest klimavennlige. Som det fremgår i denne artikkel kan grønt hydrogen produseres langs flere veier enn bare med bruk av rene fornybare kilder for elektrisitet som vannkraft, vind og sol. Biogent hydrogen kan da krysse flere farger og være 1) «grønt» i klimaregnskap, 2 «grått» i prosessbeskrivelse, og 3 «turkist» som produkt der karbonet ender opp i fast form som karbonpartikler (carbon black), mikrokrystallin form (grafitt) eller som nanomaterialer (grafen) – et av de edleste og mest etterspurte karbon- nanomaterialer. Derfor er biogent hydrogen ofte mer presist enn fargebegrepene ovenfor. Én setning som treffer biogass-debatten: «Biogass kan bli mer enn et drivstoff – den kan bli råstoff for rimelig, fossilfritt hydrogen uten CO₂ utslipp samt for produksjon av verdifulle karbon-produkter. Biogent hydrogen er hydrogen der karbonet i råstoffet stammer fra 1) biomasse, 2) biogass (biometan) eller fra 3) bio-metanol eller andre biogene alkoholer. I motsetning til elektrolyse inneholder disse råstoffene allerede hydrogen bundet i kjemiske forbindelser. Hydrogen-produksjonen innebærer derfor omforming, ikke ny syntese fra vann. Dette gir et vesentlig lavere samlet energibehov. En viktig presisering er at biogent hydrogen ikke er CO₂-fritt, men fossilfritt. Hvordan kan biogent hydrogen produseres med lavere energi innsats enn fra elektrolyse? En årsak til forvirring i hydrogen-debatten er at energibruk ofte rapporteres uten å skille mellom: Primærenergi (LHV - Lower Heating Value) som angir den kjemiske energien i selve det biogene materialet. Prosessenergi er den energien som driver selve reaksjonen, mao tilført prosess energi utenfra. Dataene i tabell 4 viser at elektrolyse bruker mer høyverdig elektrisk energi per kg hydrogen enn de fleste biogene ruter bruker. Prosess-energi kan være elektrisitet eller prosess- varme feks fra forbrenning av avfall eller gass. Internasjonale aktører som produsere hydrogen langs biogene ruter Hydrogenproduksjon med de fleste biogene teknologier bygger i stor grad på etablert prosess- industri, der 10-20 store globale teknologi-leverandører dekker mange teknologiruter. Totalt er det et stort mangfold av ulike større og mindre Tabell 2 Reaksjonsveier for SMR/ATR samt Pyrolyse og elektrolyse og energiforbruk for hver prosess INPUT ENERGI OUTPUT Energiforbruk kWh/mol H₂ Reaksjons type/vei 1 2 H₂O Elektrisk energi O₂ + 2H₂ 50-55 Elektrolysereaksjon 2 CH₄ + H₂O 900oC /trykk CO + 3H₂ 10-25 SMR 3 CH₄ + O₂/H₂0 1100 oC /trykk CO₂ + 2 H₂ 10-25 ATR sum reaksjon (1+2) 4 CH₃OH +H₂O 200 oC /trykk CO₂ +3H₂ 10-20 SMR reformer for metanol 5 CH₄ Pyrolyse, varme, Katalyse *) C + 2 H₂ 5-15 H₂ uten CO₂ men med karbon (turkist hydrogen) *) Det er flere prosessruter her men der resultatet hydrogen og fast karbon uten CO₂
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ3Mzgy