Med lidt held vil vores forbrug af varme og elektricitet ikke længere være et miljøproblem om nogle årtier. I dag forværrer vi drivhuseffekten når vi brænder olie, naturgas eller kul af, og vi tærer på naturressourcer, der før eller senere må slippe op.
Brint-energi ser ud til at løse de problemer én gang for alle. Når man brænder brint af for at producere strøm eller varme, er der ingen forurening; den eneste udstødning er vanddamp. Der er heller ingen fare for at kloden løber ud for brint. Brint fremstilles ved at spalte vand, og energien til at gøre dét kan komme fra vedvarende energikilder som vindmøller og solceller.
Men inden vi når så langt skal verden igennem en gigantisk teknologisk omstilling. Hele nutidens apparat af oliefelter, raffinaderier, rørledninger, kraftværker osv. skal erstattes med et ligeså stort system til at producere, transportere og anvende brint.
Dén omstilling vil tage mange årtier - og den vil først komme op i fart, når brint-teknologien er tilstrækkeligt udviklet til at der er klare økonomiske fordele ved at skifte fra olie, gas og kul.
EU-kommissionen formand, Romano Prodi, har sammenlignet udviklingen af brint energi med USAs månelandingsprojekt i 60'erne, og han har peget på at en overgang til brintenergi ville gøre Europa uafhængig af skulle importere olie og gas - samtidig med at det ville imødekomme den voksende bekymring over miljøet.
I de kommende års forskningsprogram har EU mere end ti-doblet beløbet til forskning i brint-teknologi.
Hvert hus sit kraftværk
Brændselscellen er den centrale teknologi for overgangen tll brintenergi. På et normalt kraftværk producerer man el og varme ved at brænde olie, kul eller gas. I brændselsceller er der ingen forbrænding, i stedet fungerer cellen ved en kemisk proces, der minder meget om den måde almindelige batterier fungerer på. Brinten forbindes med ilt og bliver til vanddamp. Samtidig frigives varme og der opstår en elektrisk spænding.
En enkelt brændselscelle er ikke særlig stor, Den er flad og på størelse med et CD-hylster. Den består af tre papirstynde lag af materialer, der kan skabe den kemiske reaktion. Cellen producerer kun en meget lille mængde strøm og varme. Derfor kobler man celler sammen i "stakke" af brændselsceller alt efter hvor meget strøm der er brug for. Der forskes både i systemer af brændselsceller, der er så store som kraftværker, og i små stakke, der kan erstatte batterierne i mobiltelefoner eller legetøj.
IRD i Svendborg er et af de få danske selskaber, der udvikler brændselsceller. IRD arbejder på mange forskellige anvendelser, bl.a. en brintbil som man udvikler sammen med den italienske bilfabrikant Fiat. Ingeniør Steen Yde Andersen har dog størst forventninger til den husstandsgenerator, IRD arbejder på. Generatoren skal erstatte det almindelige olie- eller naturgasfyr i et parcelhus, men brændselscellen skal ikke kun lave varme, den skal også levere husstandens elektricitet.
Generatoren kan producere strøm nok til det daglige, normale forbrug, men hvis familien i perioder forbruger særlig meget strøm, så kan man købe ekstra strøm fra det almindelige el-net. Og omvendt; hvis husets brændselscelle producerer mere strøm end der er brug for, så kan man sælge det ved at sende det ud på el-nettet.
Hvis man forestiller sig at mange huse, fabrikker, kontorer og butikker efterhånden får installeret brændselsceller til at producere deres egen strøm og varme, så begynder der at tegne sig en helt anden struktur for energiforsyningen, hvor de store centrale el-værker afløses af millioner af lokale brændselsceller.
I den forbindelse er det ikke kun brændselsceller i bygninger der får betydning - vores biler kan også få en helt ny rolle som leverandører af strøm til el-nettet.
Alle store bilfabrikanter forsker i øjeblikket intenst på at udvikle biler der drives med brint og brændselsceller i stedet for den traditionelle benzinmotor.
Den gennemsnitlige bil står parkeret 95% af tiden, og derfor taler man om muligheden for at bilens brændselcelle kan dublere som kraftværk og leverandør til el-nettet, når man ikke bruger bilen til at køre rundt i.
En måde at lagre vind- og sol-energi
Brændselsceller er stadig en meget umoden teknologi, der skal forskes, udvikles og investeres stort igennem årtier, hvis teknologien skal nå ned i det prisniveau vi kender fra dagens energiforsyning.
Udviklingen af brændselcellen er imidlertid kun den ene halvdel af løsningen. Det andet store spørgsmå er: Hvor skal brinten til de mange brændselsceller komme fra? Fremtidens samfund vil formentlig have et langt højere forbrug af energi, og hvis det skal dækkes med brint, så bliver der brug for særdeles store mængder.
Der findes ikke "brint-miner" eller store, naturlige lagre af brint i jorden, som vi kender det med olie. Brint skal fremstilles, og man gør det normalt ved at spalte vand. Man kalder processen for elektrolyse; den går - groft sagt - ud på at sende elektrisk strøm igennem et kar med vand, hvorefter der bobler ilt op i den ende hvor strømmen går ind og brint, der hvor strømmen går ud.
Den mængde energi der skal bruges til at spalte vandet er principielt den samme, som den mængde energi, der frigives, når man kombinerer ilt og brint tilbage til vand igen - men i praksis er der altid et vist tab af energien ved processen.
Faktisk findes der brændselsceller der kan fungere begge veje: hvis man tilsætter luft og brint, kommer der elektricitet og varme ud - og hvis man i stedet sender elektrisk strøm igennem cellen, kan den spalte vand.
Der skal altså bruges mindst lige så meget energi til at fremstille brinten, som den energi man derefter kan udvinde af brinten i en brændselscelle. Hvor miljøvenlig brint-energi er afhænger derfor helt af, hvordan brinten fremstilles.
Brint kan udvindes af naturgas, og selvom det kan lyde som en omvej i forhold til bare at brænde gassen af direkte, så er der en vis gevinst i form af mere energi og et mindre udslip af drivhusgassen kuldioxid ved først at lave gassen til brint og derefter sende det gennem en brændselscelle.
Den miljømæssigt ideele løsning ville imidlertid være producere brint ved hjælp af strøm fra vindmøller, solceller eller andre vedvarende energikilder.
Et af de store problemer ved vind- og solenergi er at produktionen af strøm er så uregelmæssig. Det er ikke sikkert at vinden lige blæser kraftigt på det samme tidspunkt hvor man har brug for meget strøm - og omvendt produceres der ofte masser af strøm, som der ikke er behov for.
Der er brug for en måde at lagre energien - og her passer brint perfekt ind. Hvis der er overskud af strøm kan den bruges til at producere brint, som derefter kan bruges, når der senere er behov for mere elektricitet end vindmøllerne eller solcellerne kan producere.
El-nettet vil minde om internettet
Bent Sørensen, der er professor i fysik ved RUC, forestiller sig at omstillingen til brint-energi kan starte med at folk, der alligevel skal udskifte deres naturgas-fyr, i stedet anskaffer en husstandsgenerator med en brændselscelle. I de første år får generatoren det meste brint ved at omdanne naturgas fra nettet, men efterhånden som der kommer større produktion af elektricitet fra vedvarende energikilder, vil man bruge strøm fra el-nettet til at producere brint.
Systemet kræver, at der ude ved den enkelte brændselscelle er en lille computer, der kan holde øje med den aktuelle pris på strøm. Hvis der er masser af strøm - f.eks. fordi vinden blæser kraftigt - vil prisen på elektricitet være så lav at det kan betale sig at købe strøm fra nettet og omdanne det til brint. På et senere tidspunkt hvor el-prisen er høj, kan man så bruge brinten til at lave varme og elektricitet.
Den amerikanske samfundsdebatør Jeremy Rifkin sammenligner strukturen af det kommende el-net med Internettet.
Internettet gjorde det muligt for millioner af mennesker at begynde at skabe indhold, i form af informationer, som de kan sende til hinanden som ligemænd på nettet.
Den samme person kan både være bruger og leverandør af informationer på nettet - og på samme måde vil computerteknologien kunne bruges til at styre el-nettet så det bliver muligt for alle at være med til at producere og sende strøm til hvem de vil, forudsiger Rifkin.
El-selskaberne vil ikke længere være dem der producerer strømmen, deres nye rolle vil være koordinere trafikken på el-nettet, men det vil være forbrugerne selv der producerer strømmen.
Politikerne er ikke interesserede
Om vi når dertil, og i givet fald hvornår, afhænger dels af hvor stort held forskerne har med teknologi-udviklingen, dels af hvornår forekomsterne af olie og naturgas begynder at tynde ud, og hvor alvorligt verdens politikere vurderer at behovet for at afbøde drivhuseffekten er.
Det store olieselskab Shell udarbejder jævnligt scenarier for hvordan fremtiden kan tænkes at blive. I de seneste scenarier forventer Shell at verden i 2025 er godt igang med et skift til nye, vedvarende energi-kilder - bl.a. fordi forekomsterne af olie til den tid er begyndt at tynde ud.
Bent Sørensens fra RUC vurderer at der rent teknisk er god fremgang for tiden, ikke mindst fordi bilfabrikanterne investerer kraftigt i at udvikle brintdrevne biler. Men politikernes lyst til at aftrappe forbruget af olie og gas er ikke stor:
"USA vil åbenbart hellere gå i krig for at forsvare deres olie-interesser i Mellemøsten end investere i at udvikle et alternativ", konstaterer han.
I Danmark har VK-regeringen beskåret forskningen i brint samtidig med afviklingen af en række andre forskningsprojekter indenfor vedvarende energi og energibesparelser. Ikke desto arbejder omkring 100 danske forskere på udvikling af brændselsceller og brint-teknologi - bl.a. på RUC, forskningscenter Risø og i private selskaber som Haldor Topsøe og IRD.
Indtil brændselsceller kommer op i masseproduktion må udviklerne forsøge at sælge til nogle mindre markeder, hvor det kan betale sig at anvende brændselsceller, selv om de stadig er meget dyre.
Et af dem er nødstrømsanlæg til virksomheder der er nødt til at sikre, at de aldrig får strømafbrydelser - f.eks. internetudbydere, banker og hospitaler.
En anden mulighed er at udvikle meget små brændselsceller, der kan erstatte batterier i mobiltelefoner og andet transportabelt elektronisk grej. Nogle typer brændselsceller kan også omdanne træsprit - methanol - i stedet for brint. Derfor håber nogle selskaber at kunne udvikle brændselsceller, der er lige så små som almindelige batterier. Cellerne vil formentlig kunne levere langt mere strøm, og de kan tankes op ved hjælp af ampuller med methanol - lidt i stil med blækpatroner til en fyldepen.
IRD i Svendborg arbejder blandt andet sammen med Lego om at lave brændselsceller til legetøj. Målet er en celle, der ikke er større end en legoklods.
Box:
Brintsamfundet
På Island har man besluttet at omlægge hele øen til brint-energi. I de kommende år skal alle busser på øen ombygges eller erstattes af brintdrevne modeller, der skal bygges tankstationer til bilister med brintbiler, og Islands store fiskerflåde skal udrustes med brændselsceller, så de kan sejle på brint.
I forvejen er langt størstedelen af islands forbrug af varme og elektricitet produceret på vandkraft eller med varme fra den vulkansk aktive undergrund. Nu skal den naturlige energi også bruges til at fremstille brint.
Det islandske projekt har fået meget store investeringer fra selskaber som Daimler-Chrysler, Shell og Norsk Hydro.
|
|