Analyses of the potential role of hydrogen for Norway in the transition to a zero-emission society
Master thesis
View/ Open
Date
2017-06-23Metadata
Show full item recordCollections
- Geophysical Institute [1230]
Abstract
The objective of this thesis is to analyze the potential role of hydrogen for Norway in the transition to a zero-emission society. The main sector of focus is the transport sector. Here, socioeconomic analyses are carried out to increase understanding of the best usage of hydrogen in this sector. The most relevant hydrogen production technologies are also analyzed so as to provide TiZir Titanium & Iron with more information on the long-term implications of their choice of technology solution in their transition from using coal to using hydrogen as a chemical component in their production line. In this thesis, the implications of ITE’s projections of vehicle stocks developments are analyzed socioeconomically. The net present values of investments into hydrogen passenger vehicles, cargo vans, heavy-duty trucks and buses are analyzed and compared with those of electric vehicles. It is found that the best investments regarding hydrogen is the sector of heavy-duty trucks, followed by cargo vans. Hydrogen production with steam methane reforming (SMR) and water electrolysis are analyzed and compared with each other. SMR is found to not be socioeconomically viable, not attractive due to low CO2-taxes and there is uncertainty as to whether the technology is good enough or not. It is concluded in this thesis that hydrogen produced with fossil fuels at best is as good as hydrogen produced with energy from renewable sources. Nonetheless, it is strongly suggested that further development of this technology is pursued in light of IPCC’s claim that CCS is necessary for global warming to be limited to 2°C. The implication of ITE’s projections of vehicle stocks developments on Norway’s ability to reach its climate goals are analyzed. It is found to only amount to 13 % GHG reductions in the period 2017-2030 with respect to 1990-levels. If the transport sector is to reduce emission by 40 % or more, then annual emissions must be reduced by at least an additional 2.1 Mt CO2-equivalents by 2030 in this sector. It is concluded that Norway’s climate goals will not be met if escalated actions are not taken. Føremålet med denne masteroppgåva er å analysere den potensielle rolla hydrogen kan spele for Noreg i overgongen til eit nullutsleppsamfunn. Sektoren som er lagt mest vekt på er transportsektoren. Her er samfunnsøkonomiske analyser utført for å auke forståinga for best mogleg bruk av hydrogen i denne sektoren. Dei mest relevante hydrogenproduksjonsteknologiane er også analysert for å gi TiZir Titanium & Iron meir informasjon om dei langsiktige verknadane av valget av teknologiløysing dei tek i overgangen frå bruk av kol til bruk av hydrogen som kjemiske komponent i deira produksjonslinje. I denne masteroppgåva er verknadene av Transportøkonomisk institutt (TØI) sine framskrivingar av køyretybestanden analysert samfunnsøkonomisk. Noverdiane av investeringane i hydrogenpersonbilar, -varebilar, -lastebilar og -bussar er analysert og samanlikna med dei tilsvarande noverdiane til elektriske køyrety. Det er funne at den beste investeringa for hydrogen er i lastebilsektoren, etterfylgt av varebilsektoren. Hydrogenproduksjon ved dampreformering av naturgass (SMR) og vasselektrolyse er analysert og samanlikna med kvarandre. SMR er ikkje samfunnsøkonomisk levedyktig, ikkje bedriftsøkonomisk attraktivt grunna låg CO2-avgift og det er usikkert om teknologien er god nok eller ikkje. I denne masteroppgåva er det konkludert med at hydrogen produsert med fossile kjelder kun har potensiale til å vere like bra som hydrogen produsert med energi frå fornybare kjelder. På trass av dette er det sterkt anbefalt at ein held fram med utvikling av denne teknologien grunna IPCC sine konklusjonar om at karbonfangst og -lagring er naudsamt for å halde global oppvarming under 2 °C. Verknadene køyretybestandsutviklinga framskrive av TØI vil ha på Noreg si evne til å nå klimamåla er analysert. I denne masteroppgåva er det estimert at ein i transportsektoren kun oppnår ein klimagassreduksjon på 13 % i perioden 2017-2030 samanlikna med nivået i 1990. Viss transportsektoren skal redusere sine klimagassutslepp med 40 % eller meir, må årlege utslepp reduserast med minst 2.1 Mt CO2-ekvivalentar innan 2030 i denne sektoren. Det er konkludert med at Noreg sine klimamål ikkje vert haldne viss auka innsats ikkje vert iverksett.