Porteføljeanalysen for Energi, transport og lavutslipp

Energilagring og miljøvennlig energi for transport

imageggskpc.png

Energilagring og miljøvennlig energi i transport omfatter batterielektrisk, biodrivstoff og hydrogen. Alle prosjektene er rettet mot teknologiutvikling og rapporteres under delporteføljen energi og lavutslipp. Prosjektene er relevant både i forhold til transportrelevans og i forhold til stasjonær energibruk ved teknologiområdene hydrogen, batterier og biodrivstoff.

Rent samfunnsvitenskapelige prosjekter rettet mot miljøvennlig energi i transport er å finne under temaet Energipolitikk, økonomi og bærekraft.

Totalt budsjett for teknologiprosjektene på energilagring og miljøvennlig energi i transport i ENERGIX for 2020 var 159 mill. kroner. Når vi inkluderer FME MoZEES og Bio4Fuels og øvrige forskningsrådsfinansierte prosjekter blir samlet finansiering 321 mill. kroner. Finansiering av norske deltakere i EU-finansierte prosjekter var på 80 mill. kroner i 2020 Fordelingen mellom temaer og virkemidler fremgår av diagrammet nedenfor.

imagewov3.png

Faglig og kommersielt er området energi til transport også svært sammensatt, og med god fordeling på de forskjellige virkemidlene i Forskningsrådet. En del av porteføljen er også rettet mot problemstillinger på relativt lave TRL-nivåer, noe som også gjenspeiles ved en viss andel forskerprosjekter. For å opprettholde mulighetene for framtidsrettet teknologiutvikling, er det framover aktuelt med utlysning av forskerprosjekter innen transportområdet.

Batterielektrisk

image2etzb.png

Forskningsrådets totale portefølje på batterielektrisk transport var i 2020 på ca. 77 mill. kroner. Porteføljen har hatt en kraftig vekst siden 2015, særlig på innovasjonsprosjekter og PILOT-E.

Tyngdepunktet i batteriporteføljen er prosjekter rettet mot å få fram bærekraftige batterimaterialer som kan muliggjøre høyere energi- og effekttetthet, med akseptabel, pris, levetid og sikkerhet. PILOT-E-prosjektene er rettet mot å implementere de første batterielektriske løsningene innen godstransport, på byggeplasser og i nye maritime applikasjoner.

Viktige momenter

  • Batteri er et energitema med raskt økende betydning, både for elektrifisering av transport, men også for å balansere stadig økende andeler variabel ikke-regulerbar fornybar kraft fra sol og vind.
  • Produksjon av batterimaterialer og battericeller er foreløpig bare på FoU-stadiet i Norge, men det er økende aktivitet og sterk interesse for å etablere ny, framtidsrettet verdiskaping på dette området.
  • FME gir et beskjedent bidrag til forskningsaktiviteten på batteriområdet og det taler for at ENERGIX bør bidra desto mer.
  • Basert på Norges sterke posisjon i maritim sektor, er det naturlig med en betydelig satsing rettet mot bruk av store batterisystemer til framdrift av skip.
  • Norge har verdens høyeste andel av ladbare personbiler og dette danner et godt grunnlag for innovasjoner og nye verdiskaping knyttet til både ladeinfrastruktur og integrering med kraftsystemet og til tidlig storskala materialgjenvinning fra utrangerte batterisystemer.
  • Fordelingen mellom virkemidler er god, og reflekterer at forskningen adresserer teknologiutfordringer som ligger på ulike TRL-nivåer. Kommersialisering kan skje både i form av produksjon/installasjon/prosessering i Norge og ved lisensiering/eksport av teknologi.

Temaanalyse: Batterielektrisk

Departement-enes føringer, 21-strategier 

Teknologiutvikling rettet mot reduserte utslipp av klimagasser i transportsektoren fremheves i tildelingsbrevene fra både SD og KLD. 

 

Energi21 2018:  

  • "klimavennlige energiteknologier til maritim transport" er ett av seks satsingsområder. 
  • På batteriområdet fremheves "batterimaterialer, batterisystemer og ladeteknologi for elektriske fartøy." 

Overordnet politikk 

  • Norges ambisiøse mål og sterke incentiver for kjøp og bruk av elbiler 
  • Direktivet om CO2-utslipp fra nye, lette kjøretøy (2009) tvinger bilprodusentene til å selge økende andeler ladbare biler 
  • Offensiv nasjonal politikk for maritim elektrifisering 

Eksterne FoU- strategier og behov 

EU: 

  • Batteri er en av noen få såkalte "key actions" under SET-planen, på linje med store energitemaer som fornybar energi, energieffektivisering og CCS. 
  • ETIP BatteRIes Europe ble lansert i juni 2019 ("European Technology and Innovation Platform on Batteries") 

Markedet 

/Teknologi 

  • Globalt har markedet for elbiler og ladbare hybrider vokst eksponentielt i perioden fom. 2010 tom. 2019 (IEA Global EV Outlook). Ved utgangen av 2019 var 0,7 prosent av verdens bilpark ladbare kjøretøy. Den kraftige veksten er ventet å fortsette. 
  • Norge har hatt en tilsvarende vekstkurve, men på et mye høyere nivå og etter hvert dominert av helelektriske biler. Ca. 60 prosent av bilsalget er nå ladbare kjøretøy og markedsveksten er ventet å fortsette. Ca. 16 prosent av den norske bilparken er nå ladbare kjøretøy.  
  • I Norge pågår det for tiden også en rask elektrifisering og hybridisering av bybusser, distribusjonslastebiler,bilferjer og andre skip, og det er ventet at utviklingen vil spre seg til stadig nye transportformer, både i Norge og internasjonalt. 

Kompetanse/ fortrinn 

  • Sterk kompetanse innen prosess-, material- og maritim teknologi 
  • En rekke fortrinn for produksjon inn mot batterimarkedene, blant annet råvarer, tilgang til relativt billig vann- og vindkraft og et tørt og kaldt klima. 

Andre utlysninger 

Forskningsrådet: 

  • NANO2021, materialforskning, lave TRL-nivåer 

H2020 

  • Building a low-carbon, climate resilient future: Green VehiclesElektrifisering av veitransport dekkes av tema som utvikling av elektriske kjøretøy, materialforskning og ladeinfrastruktur 
  • Building a low-carbonclimate resilient futureNext-generation batteries (under "Cross-cutting activities"): 2020 er siste år for dette arbeidsprogrammet. 
  • Energiprogrammet har ikke dedikerte utlysninger på batteritemaer, men henviser til utlysningene under "Cross cutting activities", og da særlig temaene som er rettet mot stasjonær energilagring. 

Programplan og vedlegget 

Materialforskning, sikkerhet, bruk og system. Formålet er både ny verdiskaping og bidrag til kostnadseffektiv elektrifisering av transportsektoren. Bruk av forskjellige prosjekttyper for å mobilisere både næringslivet og instituttsektoren. 

Hydrogen

imageo06wt.png

Forskningsrådets totale portefølje på hydrogen var i 2020 på ca. 69 mill. kroner. Porteføljen har hatt en kraftig vekst siden 2015.

Materialteknologi har lenge vært et dominerende fag i hydrogenporteføljen, men kategorien Bruk og system har siden 2015 økt til å bli det største deltemaet. Flesteparten av prosjektene er rettet mot produksjon grønn eller blå hydrogen. Den siste tiden har det gjennom PILOT-E-ordningen også kommet en betydelig aktivitet på bruk av hydrogen som transportdrivstoff, særlig innen maritim transport. I tillegg har porteføljen prosjekter på på hydrogensikkerhet og på metallsprøhet ved transport av hydrogen i gassrørledninger.

Viktige momenter

  • Hydrogenforskningen Forskningsrådet støtter er i stor grad rettet mot ren hydrogen, det vil si hydrogen fra fornybar energi eller fra fossil energi med CO2-håntering.
  • De siste årene har det vært en sterkt økende interesse for bruk av ren hydrogen som energibærer, både i industriprosesser og i transportsektoren.
  • Rask fylletid, lav vekt per energimengde og muligheten til å lagre store energimengder gir andre muligheter enn det man kan få til med rent batterielektriske løsninger.
  • I tillegg til bruk av hydrogen som transportdrivstoff, er det gode utsikter til at eksisterende kunstgjødselfabrikker, oljeraffinerier og annen kjemisk industri vil legge om fra å bruke hydrogen fra fossile ressurser uten CCS, til å bruke ren hydrogen. En annen viktig industriell mulighet er å bruke hydrogen som reduksjonsmiddel ved produksjon av forskjellige metaller, for eksempel ved produksjon av stål. Hydrogen kan også erstatte fossil gass i høytemperatur industriprosesser.
  • Den store aktiviteten på vannelektrolyse er dels basert på at Norge har mye fornybar kraft og dels på at det norske hydrogenselskapet NEL er en internasjonalt stor og viktig aktør.
  • Det er særlig fokus på hydrogen i maritim sektor i Norge. Det fremste eksempelet nå er at regjeringen stiller krav om hydrogendrift på ferjene i Vestfjorden i Nordland fra 2024.

Temaanalyse: Hydrogen

Departement-enes føringer, 21-strategier 

Både OED, SD og KLD er opptatt av hydrogen som en løsning for å redusere norske klimagassutslipp, både i transportsektoren og på andre områder. Energi21 2018:  

  • "Klimavennlige energiteknologier til maritim transport" er ett av seks satsingsområder. Hydrogen er inkludert her. 
  • Det fremheves "Elektrolysører, fyllestasjoner, brenselcelle-teknologi og annen kjerneteknologi for hydrogenfartøy" 

Overordnet politikk 

En styrket satsing på hydrogen ble fremhevet i regjeringens hydrogenstrategi som ble lagt fram i juni 2020. 

  • Hydrogen er en energibærer som har betydelig potensial til å bidra til å redusere utslipp, lokalt, nasjonalt og globalt, og til å skape verdier for norsk næringsliv. 
  • For at hydrogen skal være en lav- eller utslippsfri energibærer, må det produseres med ingen eller svært lave utslipp, som ved elektrolyse av vann med ren kraft, eller fra naturgass med CO2-håndtering. 

FoU strategier og behov 

EU: 

  • Hydrogen og brenselceller dekkes i EU under FCH 2 Joint Undertaking. Det er sterkt industristyrt, og norske aktører (spesielt SINTEF) har fått god uttelling. 
  • Det legges ut call hvert år i januar, med søknadsfrist i april. 
  • Hydrogensatsingen FCH 2 JU videreføres i det kommende rammeprogrammet, under navnet Clean Hydrogen for Europe. 

Markedet 

/Teknologi 

  • Salget av hydrogenbiler har ikke hatt den samme veksten som vi har sett for elbiler, men det ruller noen tusen biler i viktige markeder som Japan, California og Tyskland. 
  • Hyundai har gjort en avtale om å levere 1000 hydrogenlastebiler til Sveits. De 7 første ble levert i oktober 2020. 
  • Asko i Trondheim har nylig tatt i bruk to Scania hydrogendrevne distribusjonsbiler. 
  • Hydrogen til bruk i personbiler ble kraftig bremset opp etter en eksplosjon på en fyllestasjon i Sandvika sommeren 2019, hvorpå alle fyllestasjoner for biler ble stengt i flere måneder. Antall hydrogen personbiler er fortsatt på et svært lavt nivå. 
  • Det globale markedet for vannelektrolysører var 193 USD i 2020 og er forventet å vokse med 6 prosent per år i perioden 2020-2026 (iflgMarketWatch) 

Kompetanse/ fortrinn 

  • Sterk kompetanse innen prosess-, material- og maritim teknologi. 
  • Norsk kompetanse bygd opp over lang tid, bl.a. basert på deltagelse i FCH JU 
  • I Norge kan hydrogen produseres både fra fornybar energi ved elektrolyse og fra naturgass ved reformering og CCS.  Det er stor industriaktivitet og -interesse i begge retninger.  

Andre utlysninger 

Forskningsrådet:  

  • NANO2021, materialforskning, lavere TRL-nivåer 

Horisont2020:  

  • FCH 2 JU og det etterfølgende Clean Hydrogen for Europe er, som nevnt ovenfor, utenfor EU's rammeprogram, men får penger fra rammeprogrammet. 

Programplan og vedlegget 

Et hovedmål i programplanen er: "Reduksjon av norske og globale klimagassutslipp". Innenfor Hydrogen er det tre aktiviteter som fremheves: 

"Tilrettelegge for innfasing i transportsektoren, i stasjonær forsyning og for eksport av hydrogen fra Norge med fokus på hele verdikjeden med produksjon, lagring og konvertering." 

Biodrivstoff

image47lzi.png

Den totale biodrivstoffporteføljen i Forskningsrådet var på 61 mill. kroner i 2020. For ENERGIX var samlet bevilgning inkludert overføringer på 40 mill. kroner. Finansiering av norske deltakere i EU-finansierte prosjekter var 11 mill. kroner. Porteføljen har hatt en betydelig vekst ifm. etableringen av FME Bio4Fuels, men har totalt gått noe ned fra 2018 til 2020

Kjemisk og biologisk konvertering av biodrivstoff står for 65 prosent av porteføljen, mens de resterende 35 prosent er knyttet opp mot biogass. Den samme fordelingen gjenspeiler seg når man ser ENERGIX og FME Bio4Fuels sammen.

De største forskningsmiljøene er SINTEF/NTNU, NMBU og NIBIO. Aktørsiden domineres av store nordiske energiselskaper og selskaper med bakgrunn i raffineri- og skogsektoren.

Viktige momenter

  • Norske myndigheter bidrar til økt etterspørsel av biodrivstoff gjennom opptrapping av omsetningskravet for båre veitrafikk og flytrafikk (se temaanalyse). Andelen avansert biodrivstoff (avfall og lignocellulose etc.) skal økes og drivstoff basert på matbaserte ressurser (palme etc.) skal fases ut.
  • Forskningsmiljøene arbeider med nye løsninger for økt energiutbytte, lavere produksjonskostnader og høy bærekraft. Det gjenstår fortsatt mye forskning og utvikling, noe som er viktig for biodrivstoffs fremtidige markedsposisjon og anseelse i transportsektoren.
  • Fra 2017 til 2018 ble andelen biodrivstoff basert på palmeolje sterkt redusert. I 2019 gikk totale andelen biodrivstoff noe ned grunnet dette. Bransjeorganisasjonen Drivkraft Norge (drivstoffomsetterne) forpliktet seg til kun å selge biodrivstoff som oppfyller myndighetenes bærekraftskriterier.
  • Bærekraftig biodrivstoff er en begrenset ressurs, og kan ikke alene kutte alle utslipp fra transport. Biodrivstoff bør derfor brukes der det finnes få andre alternativer for å redusere klimagassutslippene. Slik teknologiutviklingen ser ut i dag kan personbiler, varebiler, bybusser og mange ferger elektrifiseres på relativt kort sikt. I mellomtiden vil biodrivstoff kunne bidra til å redusere utslippene fra disse. Det vil på lang sikt fortsatt være stort behov for biodrivstoff i luftfart, skipsfart og til tyngre kjøretøy.
  • Gjennom de siste års forskerprosjekttildelinger har NTNU og SINTEF blitt store og tydelige aktører. SINTEF har fått bra gjennomslag i EU-prosjekter. NMBU sin enzymforskning bidrar jevnt med gjennombrudd i samarbeid med blant andre Borregaard og Novozymes.
  • Relatert til ENERGIX' portefølje er det er nå flere industriplaner om investeringer innen biodrivstoff som kan bidra til bedre nasjonal ressursutnytting og verdiskaping. Både norske og nordiske aktører deltar; for eksempel Biozin (Bergene Holm/Preem), Statkraft/Sødra, Treklyngen/Viken Skog/St1, Quantafuel, Biokraft og Greve Biogass.
  • Omfanget av innovasjonsprosjekter utgjør ca. 25 prosent av porteføljen. De fleste IPN-er er innen biogass. Fremover anbefales at en større andel av porteføljen er IPN-prosjekter for å understøtte nye norske etableringer og produksjon av avansert biodrivstoff.

Temaanalyse: Biodrivstoff

Dep. føringer 

  •  Ingen spesielle føringer for bioenergi i bevilgningsbrevet til OED. 
  • Energi 21: Sentralt forskningstema: Biodrivstoff for maritim transport. Biodrivstoff vil stå 50 prosent av skipsfartens drivstoff-forbruk i 2060 i IEAs scenario B2DS. 

Overordnet politikk 

  • Omsetningskrav for norsk veitransport på 24,5 prosent i 2021, hvorav min 9 prosent skal være avansert (dobelttelles). Det er også innført veibruksavgift på alt biodrivstoff fra 1. juli 2020. 
  • Innføring av omsetningskrav for norsk flytrafikk: 0,5 prosent avansert biojetfuel i 2020. Ambisjon om 30 prosent i 2030 
  • Ambisjon skipsfart: innen 2030 skal 40 prosent av alle skip i nærskipsfart bruke biodrivstoff eller være lav- og nullutslippsfartøy 
  • Klimakur 2030: For biodrivstoff er det viktig at mest mulig produksjon og bruk baseres på såkalt avansert biodrivstoff. Bioressursene bør benyttes hvor de har størst verdi, og fortrinnsvis i sektorer som ikke lett kan elektrifiseres. 
  • EUs fornybardirektiv (RED II): Ambisjonene for transportsektoren økt fra 10 prosent fornybar energi i 2020 til 14 prosent i 2030. Andel avansert biodrivstoff og biogass på EU-nivå skal minst være 1 prosent i 2025 og 3,5 prosent i 2030.  
  • IEA fokuserer på biodrivstoff som en sentral løsning i sine framtidsscenarier. I den nylig utgitte Energy Technology Perspectives 2020, fremheves avansert biodrivstoff som helt sentralt for utfasing av fossilt drivstoff innen langdistanse-transport, luftfart og marin sektor  (Sustainable Development Scenario) 

FoU strategier og behov 

SET-Plan for Renewable fuels (action 8) definerer følgende prioritering og mål for FoU: 

  • Utvikling, demonstrasjon og oppskalering av avansert biogass/biodrivstoff gjennom biokjemisk/termokjemisk/kjemisk omdannelse av bærekraftig biomasse og/eller (autotrofe) mikroorganismer og fornybar energi.  

Markedet 

/Teknologi 

Norsk skogsindustri er i endring, og vi eksporterer ca. 1/3 av all avvirkning til våre naboland. Det er rom for økt avvirkning innenfor et bærekraftig skogbruk. Fremover vil det være store volum av rester, biprodukter, avfall og lavverdig virke. Dette gir store muligheter innen bioraffinering, der Norge har sterk prosessteknisk kompetanse. Avfallssektoren, landbruk, havbruk og industri videreutvikler sin satsing på avfall til biogass/biodrivstoff gjennom FoU og nye demoanlegg og blir viktig for sirkulær økonomi i Norge. 

Kompetanse 

Norge har et betydelig kompetansemiljø innen utvikling av avansert biodrivstoff basert på skogressurser og avfall gjennom FME Bio4Fuels   

Andre utlysninger 

I Horisont 2020 2020-2022 er det flere utlysninger som har vært og er relevante for biodrivstoff/biogass. For 2021 vil følgende utlysninger kunne være aktuelle: 

  • C5-D3-RES-03-2021 Hybrid catalytic conversion of renewable energy to carbon-neutral fuels 
  • C5-D3-RES-11-2021 Carbon-negative sustainable biofuel production 
  • C5-D3-RES-19-2021 Demonstration of cost-effective advanced biofuel technologies utilizing existing industrial plants  
  • C5-D3-RES-20-2021 Innovative biomethane production as an energy carrier and a fuel  

Programplan og vedlegget 

  • Ny teknologi og nye prosesser for energieffektiv innsamling og konvertering av avfall, skogsråvarer og annen bærekraftig biomasse, til biogass og biodrivstoff 
  • Bidra til teknologigjennombrudd for biodrivstoffproduksjon fra skogsråvarer/lignocellulose 

Portefølje- 

analysen 

  • Ønskelig med flere innovasjonsprosjekter med basis i norskutviklet teknologi og med sterk industrideltakelse som spin-off fra FME Bio4Fuels. Gjerne med nordisk deltakelse