Power-to-X: 8 ting, du skal vide, om klimaets nye superhelt

Navnet lyder måske som en ny sammenslutning af superhelte, men X’et angiver ligesom i en ligning, at det kan erstattes af flere forskellige muligheder.

Power-to-X (eller PtX) dækker nemlig over en række forskellige teknologier, der alle løser et helt grundlæggende problem: At grøn strøm fra fx solceller og vindmøller skal sendes ud til forbrugerne, umiddelbart efter at den bliver produceret, ellers går den til spilde.

Power-to-X omdanner overskydende strøm (power) fra grønne energikilder til andre former for energi (X) som kemikalier og brændstoffer.

På den måde kan strøm fra vind- eller solenergi gemmes til overskyede og vindstille dage.

Lige nu er den mest udbredte Power-to-X-teknologi at bruge den overskydende, grønne strøm til elektrolyse – en proces, der spalter vand (H₂O) i brint (H₂) og ilt (O).

Brint nærmest sitrer af energi gemt i sine kemiske bindinger og har derfor mange anvendelsesmuligheder.

En af de kendteste er som drivmiddel i personbiler. Men også den tunge trafik er parat til at give brint plads i motorrummet; fx har rederiet DFDS ambitioner om at udvikle en brintdrevet færge, Mercedes-lastbilen GenH2 Truck skal køre på brint, og Airbus regner med at have sit første brintdrevne passagerfly i luften i 2035.

Hjertet i brintmotoren er en brændselscelle. Her omdannes den kemiske energi fra brint, der reagerer med ilt fra luften, til elektricitet, som derefter bruges til at drive en elmotor i bilen.

Fordelen ved brint som brændstof er, at brændselsceller udnytter energien effektivt og ikke udleder CO₂ – vand og varme er det eneste biprodukt.

Ulempen er, at brintbiler naturligvis skal bruge brint i rå mængder, hvilket kræver en helt ny infrastruktur til opladning og distribution af brint. Alternativet kan derfor være at lade brint indgå i fx syntetisk brændstof eller “grønne” kemikalier.

Energien i fossile brændstoffer er bundet i såkaldte kulbrinter, lange molekylekæder, der er sat sammen af kulstofatomer og brintatomer.

I traditionelt brændstof som olie og kul er kulbrinterne skabt ved millioner af års nedbrydning af organisk materiale.

Men kulbrinterne kan også skabes syntetisk ved hjælp af en kemisk proces kaldet Fischer-Tropsch efter dens to tyske ophavsmænd.

Her blandes brint (H₂) med kulilte (CO) og danner en syntetisk gas kaldet syngas. Ved at man udsætter gassen for et højt tryk og høje temperaturer, dannes der kulbrinter, og de kan ved hjælp af forskellige katalysatorer indgå i dannelsen af såkaldte e-brændstoffer som e-diesel eller e-metanol.

De syntetiske e-brændstoffer er kemisk identiske med deres fossile navnebrødre uden e og kan bruges på samme måde.

Også naturgas kan produceres syntetisk med hjælp fra Power-to-X.

Processen kaldes metanisering og minder om måden, e-brændstoffer laves på: Brinten (H₂) og kulilte (CO) reagerer under højt tryk, og ved hjælp af en katalysator dannes der metan (CH₄), som er hovedbestanddelen i naturgas.

I en undersøgelse fra 2019 fandt forskere fra Danmarks Tekniske Universitet frem til, at hele 80 procent af energien kan bevares på dens vej fra grøn strøm til gas og senere tilbage til strøm.

E-brændstoffer udleder lige så meget CO₂, når de bliver brændt af, som naturskabte brændstoffer.

Alligevel er e-brændstofferne et langt grønnere alternativ end navnebrødrene uden “e” foran.

“Sort” brændstof i form af kul, gas og olie CO₂-belaster klimaet i to omgange: Når det hentes op af jorden eller havbunden via tung, energikrævende industri, og når det forbrændes.

De syntetiske brændstoffer er derimod kommet til verden ved brug af grøn overskudsenergi.

Dertil kommer, at brinten i e-brændstofferne leveres bæredygtigt ved hjælp af Power-to-X. Og den anden bestanddel – kulilten – kan komme fra fx biomasse eller ved såkaldt carbon capture-teknologier, hvor CO₂ indfanges fra luften og efterfølgende tvinges til at afgive det ene iltatom.

Det kan fx være fra fossile kraftværker, hvor tonsvis af kuldioxid ellers farer ud i atmosfæren.

Power-to-X kan skabe grøn fremdrift alle steder, hvor batterier ikke slår til – fx i langdistancetransport med fly, skibe og lastbiler eller i meget energikrævende dele af industrien.

Mest oplagt er energisektoren, der sikrer strøm i stikkontakterne, varme i stuerne og brændstof i motorerne. I 2019 kom 84 procent af verdens energi stadig fra fossile brændstoffer.

En anden ofte overset energisluger er ammoniakfabrikkerne. Målt på vægt er ammoniak det stof, der produceres næstmest af i verden, kun overgået af svovlsyre. Begge er vitale ingredienser i kunstgødning, som en voksende verdensbefolkning efterspørger stadig mere af.

Ammoniak består af en potent kemisk alliance mellem brint og nitrogen. Sidstnævnte kan bogstavelig talt trækkes ud af luften (atmosfæren består af ca. 78 procent nitrogen), mens Power-to-X kan levere brinten. Dermed kan klodens årlige produktion af 150.000.000 tons ammoniak gøres grøn.

Ammoniak bruges også som brændstof i shippingindustrien, ligesom stoffet bruges i rengøringsmidler og køleelementer. Desuden er det relativt effektivt at omdanne overskudsstrømmen til ammoniak.

Særligt i Europa investeres der massivt i Power-to-X-anlæg.

Finland er fx ved at opføre landets største PtX-facilitet i byen Mikkeli. Fra 2026 skal anlægget årligt levere 50 megawatt strøm og 12.000 tons syntetisk metangas, som bl.a. skal bruges i lokalområdets fjernvarme.

Et af de allerstørste projekter, hvis ikke det største i verden, skal opføres ved havnebyen Esbjerg i det sydvestlige Danmark. Her skal vindenergi fra vindmølleparken i Nordsøen omdannes til grøn ammoniak ved hjælp af en elektrolysecelle med en kapacitet på én gigawatt.

Efter planen skal 900.000 tons klimavenlig ammoniak udskibes om året. Besparelsen på klimakontoen vil ifølge folkene bag projektet lyde på halvanden million tons CO₂ om året – eller det samme som at fjerne 730.000 benzinbiler fra vejene.

Selvom Power-to-X er løfterig, har teknologien også sine begrænsninger.

Økonomisk har Power-to-X svært ved at klare sig i forhold til de fossile brændstoffer. En undersøgelse fra 2022 viste fx, at 1 kg Power-to-X-brint kostede 5,31 euro at producere, hvilket er væsentlig højere end den daværende markedspris på brint fra fossile energikilder, der kostede én euro pr. kg.

Særligt de dyre elektrolyseceller, der skal bruges til at omdanne overskudsstrømmen til brint, driver priserne på Power-to-X-produkterne i vejret.

En anden hovedpine består i, at en tredjedel af den grønne strøm, der anvendes til elektrolyseprocessen, går tabt – dvs. at brinten kun rummer to tredjedele af den energi, der bruges til at fremstille den.