Hydrogen Storage

Underjordiske lagringsløsninger

Hydrogenlagring kan snart erstatte fossilt brensel og bane vei for et klimanøytralt Sveits. Inntil da må de tekniske og økonomiske mulighetene for hydrogenlagring utforskes. Implenia er glad for å være involvert i ulike initiativer og dermed bidra til å fremme fornybar energi.

Hva er hydrogenlagring

Hydrogen er det letteste og samtidig det vanligste grunnstoffet i universet. De unike egenskapene gjør det til et utmerket drivstoff for kraftforsyning: Ett kilo hydrogen gir nesten like mye energi som tre kilo bensin. I tillegg er både produksjon og bruk av hydrogen mindre utslippsutsatt og mer bærekraftig enn konvensjonelle fossile brensler. For at hydrogen skal fungere som energileverandør, kreves det sikre og effektive lagringssystemer for hydrogen.

Hydrogenlagring - fremtidens energilagring?

Hydrogen har lenge stått i fokus i europeisk klimapolitikk som et håp for energiomstillingen og avkarboniseringen av økonomien. Men før hydrogen faktisk kan brukes som energibærer, må vitenskapen fortsatt overvinne et betydelig hinder: Effektiv hydrogenlagring er avgjørende for transport, lagring og bruk, men byr på problemer på grunn av gassens ustabile egenskaper.

Derfor tester ulike forskergrupper for tiden ut ulike metoder for hydrogenlagring som benytter seg av fysiske og kjemiske triks.

Denne artikkelen tar for seg følgende aspekter

Utslippsfri konstruksjon takket være hydrogen
Hydrogenlagring i forskning - hydrogenlagringsarbeidet i Subspace Energy Hub
Nøkkelen til energiomstillingen?
Tekniske utfordringer ved hydrogenlagring i bergtunneler
SwissSTES
Boble i sjøen-lagring (BILS)

Utslippsfri konstruksjon takket være hydrogen

Det norske cleantech-selskapet TECO 2030 og Implenia Norge har fått støtte fra det norske statseide selskapet Enova til å utvikle hydrogendrevne løsninger for byggeplasser. — TECO 2030 og Implenia får offentlig støtte til å utvikle løsninger for utslippsfrie byggeplasser

Implenia Norge er en pioner innen bærekraft, og vi er glade for å samarbeide med det norske cleantech-selskapet TECO 2030 om å utvikle hydrogenenergiløsninger for utslippsfrie byggeplasser. Med støtte fra Implenia utvikler TECO 2030 en brenselcellegenerator som skal testes på Implenias byggeplasser, og som senere skal erstatte dieselgeneratorer.

På denne måten kan utstyr på byggeplasser snart ikke lenger være avhengig av fossilt brensel, men i stedet drives av elektrisitet generert fra hydrogen. De eneste avfallsproduktene som produseres, er vanndamp og varm luft. Dette er et avgjørende skritt mot klimanøytralt byggeri - et mål som Implenia har jobbet mot i årevis.

Prosjektet er en del av den norske regjeringens plan om å eliminere bruken av fossilt brensel i bygg- og transportsektoren innen 2025. Det norske statseide selskapet Enova støtter prosjektet med et generøst bidrag på 15,6 millioner kroner.

Hydrogenlagring i forskning - Subspace Energy Hubs arbeidsstrøm for hydrogenlagring

Subspace Energy Hub er et initiativ for innovative energiprosjekter, og fokuserer blant annet på lagringsteknologier, spesielt hydrogen. Hydrogen Storage workstream undersøker muligheten for å lagre hydrogen i tunneler i harde bergarter. Hvis dette lykkes, kan det snart bli mulig å lagre energi under bakken på en plassbesparende, sikker og kostnadseffektiv måte.

Nøkkelen til energiomstillingen?

Inngangspartiet til Hagerbachs testgalleri. To identiske roboter med fire ben står på et betonggulv. — Hagerbach Test Gallery er et anlegg for forskning og utvikling innen gruvedrift og tunneldriving.

I Implenia vet vi at det å gå under jorden noen ganger kan være løsningen for å komme videre. Som en del av Hydrogen Storage-arbeidsstrømmen har Subspace Energy Hub som mål å demonstrere at undergrunnen er en viktig byggestein i energiomstillingen. Hvis testene er vellykkede, kan store mengder hydrogen lagres i bergtunneler og sikre en stabil energiforsyning.

Subspace Energy Hub undersøker ikke bare den tekniske gjennomførbarheten, men også den økonomiske levedyktigheten av å bruke grønt hydrogen som en fornybar energiressurs for å redusere karbondioksidutslippene.

Tekniske utfordringer ved lagring av hydrogen i bergtunneler

To arbeidere er opptatt med sveising i et mørkt, underjordisk miljø.

Ikke bare hydrogenets egenskaper, men også de spesielle forholdene under bakken stiller høye krav til konstruksjonen av et hydrogenlager: For å holde den flyktige gassen på plass kreves det en spesielt tett foringsrørkonstruksjon.

Det må installeres en tvangsfast tilbakefylling mellom foringsrøret og det omkringliggende fjellet for å sikre en jevn fordeling av spenninger og dermed forhindre at foringsrøret blir skadet. Det er også nødvendig med fremtidsrettet vannhåndtering for å unngå lokale trykkpunkter og lekkasjer. Til slutt må det utføres regelmessig overvåking (Structural Health Monitoring) for å kontrollere om den faktiske utviklingen samsvarer med de opprinnelige beregningene, eller om det er behov for justeringer.

Forbundet planlegger et klimanøytralt Sveits innen 2050

Også den føderale regjeringen anerkjenner potensialet som ligger i lagring av varme i undergrunnen. Sammen med de relevante føderale kontorene planlegger Forbundsrådet nå å optimalisere bruken av sesonglagring av varme under bakken. På denne måten forfølger de målet om å gjøre Sveits klimanøytralt innen 2050 og redusere_{CO2-utslippene} ved å utnytte alle tilgjengelige alternativer.

Sveits-STES

Skjematisk fremstilling av en geotermisk varmepumpe som brukes til å varme opp og kjøle ned et hus.

SwissSTES (STES står for "seasonal thermal energy storage") forsker også på hydrogenlagring. Flaggskipsprosjektet har som mål å redusere Sveits' avhengighet av fossilt brensel og bane vei for et_{CO2-nøytralt} samfunn. For å oppnå dette utvikler og implementerer ulike sveitsiske forskningsinstitusjoner og industripartnere STES-teknologier som hydrogenlagring. Implenia er også en del av forskningsgruppen SwissSTES.

Boble i sjøen-lagring (BILS)

Forskerne jobber med prosjektet "Bubble in the Lake Storage" (BILS). — BILS-prosjektet undersøker fleksible beholdere laget av materialer som plast eller tekstiler. De brukes til å oppbevare varme væsker i vannmassene.

Spørsmålet om hvordan hydrogen kan lagres trygt og effektivt, er ikke det eneste hinderet på veien mot et klimanøytralt Sveits. Energilagringssystemer krever nemlig plass - en ressurs som bare i begrenset grad er tilgjengelig i landets urbane områder.

Mens Subspace Energy Hub leter etter en løsning på dette i underjordiske bergtunneler, har SwissSTES, i samarbeid med Implenia, valgt en annen tilnærming. En av SwissSTES' tilnærminger kalles"Bubble in the Lake Storage" (BILS).Det innebærer at store energilagringsanlegg plasseres i innsjøer som ikke er laget av stive materialer, men av fleksibel hud - en "boble i innsjøen" - som gjør det mulig å bygge og demontere lagringsanleggene raskt og kostnadseffektivt.

SwissSTES og Implenia tester for tiden denne innovative tilnærmingen i Genfersjøen. Hvis boble-i-sjøen-lagring kan realiseres teknisk og økonomisk, kan fornybar energi i fremtiden lagres på bunnen av sveitsiske innsjøer.