Det grønne brinthierarki

Som vist ovenfor repræsenterer gødnings-, kemikalie-, skibsfarts- og stålindustrien fronten af lavemissions-brint og e-brændstof-anvendelser. Disse sektorer er i øjeblikket afhængige af brint eller kræver en energitæt, flydende energibærer som metanol, ammoniak eller jetbrændstof, som det er tilfældet i skibsfart og luftfart. Fra et efterspørgselsperspektiv stod raffinerings- og industrisektorerne for 99% af den eksisterende globale brintefterspørgsel på 95 millioner tons i 2022.¹Desværre bidrog denne efterspørgsel også i væsentlig grad til CO2-udledninger (ca. 2,5 % af de globale emissioner) på grund af den overvejende brug af miljøforurenende produktionsmetoder.

Alternativer til grøn brint og e-brændstoffer for disse anvendelser kan være biobrændstoffer – også i form af metanol og jetbrændstof – fremstillet af biomasse og affald og baseret på andre råvarer og kemiske processer end de e-brændstoffer, der er fremstillet ved hjælp af vandelektrolyse.

Mindre fordelagtige anvendelses-cases omfatter boligopvarmning og bymodalitet. Disse anvendelser kan i langt højere grad adresseres gennem direkte elektrificering. Til opvarmning af bygninger ville varmepumper kræve ca. fem til seks gange mindre vedvarende elektricitet, sammenlignet med en brintfyret kedel.² Elektrificering kan blive den mest udbredte, men ikke det eneste alternativ til rumopvarmning. Lavtemperatur-spildvarme fra industrielle processer eller f.eks. datacentre kan udnyttes i fjernvarmesystemer.

I relation til biler har elbiler allerede vundet denne debat ved at tilbyde en billigere og mindre kompleks løsning sammenlignet med brintbiler eller brintbrændselscelle-elbiler (FCEV'er). Elbiler er generelt billigere at fremstille og drive, da batterier bliver mere overkommelige og tilgængelige. De er også mindre komplekse set ud fra et teknisk synspunkt og kræver færre specialiserede komponenter end FCEV'er. Derudover bliver infrastrukturen til opladning af elbiler mere udbredt og tilgængelig, hvilket yderligere tipper vægtskålen til fordel for elektrificering. Effektiviteten ved at omdanne elektrisk energi til bevægelse er også højere i elbiler sammenlignet med den flertrins-proces, der kræves for at omdanne brint til elektricitet i FCEV'er. Alle disse faktorer har effektivt gjort elbiler til standardløsningen for personmobilitet, hvilket gør sagen stadig mere uholdbar for brint i denne sektor. En lignende tilgang kan udstrækkes til at evaluere andre teknologier, der kan tilpasses både brint og elektrificering. Nøglehensyn omfatter vurdering af effektivitet, kompleksitet og den eksisterende infrastruktur.

For anvendelses-cases i midten bliver tingene mindre sikre. Her ligger anvendelser i høj-temperatur-varme til industrielle processer, langdistance-lastbiler og energilagring. Produktionsomkostninger, geografiske overvejelser, energitæthed og infrastruktur er vigtige at overveje her.

Dette betydelige finansielle engagement ville sandsynligvis stige væsentligt, hvis vi skulle vælge fuldstændig elektrificering, når det er teknisk muligt. Derfor, selvom det teoretisk set er muligt, er det ikke altid det mest optimale valg for hver enkelt anvendelse. En strategisk vurdering af anvendelser bør derfor foretages for at sikre, at brint tilbyder den bedste tilgængelige løsning, når den sammenlignes med andre teknologiers udvikling. Desuden forventes det, at disse fremtidige anvendelser vil drage fordel af de læringskurver og produktionsskaleringer, der forventes i brint- og elektrolysefremstillingsindustrien, som vil løbe parallelt med de nuværende implementeringer. Selvom de måske ikke er levedygtige i dag, kan de være det i 2030 eller 2035 afhængigt af brintindustriens momentum.

Der er en debat i industrien om praktiske anvendelser af brint og e-brændstoffer samt vidt forskellige skøn over den forventede størrelse af det fremtidige brintmarked. Selvom brint har fået anerkendelse som et alsidigt CO2-reduktionsværktøj, forbliver omfanget af dets praktiske anvendelse et stridspunkt blandt industrieksperter.

Michael Liebreich, kendt for at popularisere begrebet "den rene brintstige" og for at sammenligne brint med en alsidig "schweizerkniv" af energiløsninger, hælder mod elektrificering, hvor det er muligt, og stiller sig meget tvivlende over for visse spekulative brintanvendelser. Han understreger, at alsidighed ikke altid er lig med effektivitet eller omkostningseffektivitet, og bruger eksemplet med at bruge en schweizerkniv til forskellige opgaver, når mere specialiserede værktøjer ofte er mere praktiske, sikrere eller billigere. Liebreichs brintstige-diagram vurderer brintens levedygtighed i foreslåede anvendelser og fremhæver konkurrence ikke kun fra elektrificering, men også fra biobrændstoffer.

Omvendt kan virksomheder, der investerer tungt i brintteknologier, have tendens til at overdrive deres potentielle anvendelser og fordele for at fremskynde markedsadoption. Disse forskellige perspektiver kan bidrage til en mangfoldighed af meninger, hvilket gør det vanskeligt at nå til en neutral, evidensbaseret vurdering af brintens rolle. Desuden kan etablerede energienheder forsøge at forme diskursen, så den passer til deres særlige interesser, såsom infrastrukturaktiver eller forretningsmodeller. Hermed kan de potentielt prioritere deres egen dagsorden frem for bredere samfundsmæssige og klimamæssige mål, hvilket yderligere komplicerer evalueringsprocessen.

Ved at tage begge synspunkter i betragtning, understreger Rambøll behovet for at evaluere brintens rolle inden for en bredere, CO2-reduceret energikontekst, og fremstiller ikke diskursen som en konkurrence mellem brint og elektrificering. I stedet ser vi brint og Power-to-X-teknologier som komplementære til elektrificeringsbestræbelser – og det logiske næste skridt i hierarkiet, hvor integrationen af både brint og elektrificering anses for at være afgørende for at nå CO2-reduktionsmålene. Både brint og elektrificering har roller at spille i de nuværende og forventede energibehov, og en forsigtigt optimistisk tilgang er en god måde at gå videre på.