Hydrogen

Revidert 14. juli 2025 Endret 08. oktober 2025

Hydrogen kan være nøkkelen til nullutslippssamfunnet, sies det. Energibæreren omtales som en viktig del av løsningen på energiutfordringene fremtiden kommer til å by på. Allerede nå tas hydrogen i bruk i transport-, varme- og kraftsystemer i hele verden. Men hvorfor bruker vi akkurat hydrogen og ikke et annet stoff, og hvor får vi alt hydrogenet fra?

Sammendrag

Hydrogen kan bidra til reduserte CO_{2}-utslipp i flere sektorer dersom man begynner å bruke hydrogen som energibærer. Hydrogen er universets vanligste grunnstoff, og har i tillegg lett for å reagere med andre stoffer. Denne reaktiviteten gjør også at hydrogenet stort sett alltid bundet til et annet stoff i naturen. Derfor sier vi at vi må framstille hydrogenet. Dette kan vi for eksempel gjøre ved elektrolyse av vann. Hvis dette gjøres med elektrisitet fra fornybare kilder, er prosessen utslippsfri. Hydrogen kan også fremstilles gjennom dampreformering av naturgassen metan. Dette er en prosess som gjøres under høyt trykk og høy temperatur og har CO_{2} som et sluttprodukt.

Se også: Hydrogenbil og brenselcelle

Hvorfor vil man bruke hydrogen som energibærer?

Bilde som viser en vindmølle som er koblet til et system for hydrogenproduksjon ved elektrolyse — Strøm fra vindturbiner kan brukes til å fremstille hydrogen gjennom elektrolyse.
Illustrasjon: UngEnergi

Hydrogen kan bidra til reduserte CO_{2} $CO2CO_{2}$ -utslipp i flere sektorer dersom man begynner å bruke hydrogen som energibærer. Nedenfor har vi satt sammen en liste over noen sektorer som kan ha fordel av å bytte til hydrogen:

Transport: Hydrogen vil være viktig i dekarboniseringen av transportsektoren som frakter tungt eller langt, og trenger større energimengder enn det som er optimalt for batterier. Dette gjør hydrogen til et godt fornybart alternativ til fossile energikilder.
Energilagring: Vi kan ikke kontrollere hvor mye elektrisitet som produseres av energikilder som vind og sol. Overskuddet fra slike kilder kan brukes til å framstille hydrogen slik at energien kan lagres og brukes senere når man trenger mer strøm. Du kan lese mer om lagring av hydrogen her.
Varme: Hydrogen kan brukes som brensel i energiforsyning til bygninger og anlegg, og bidra til å erstatte bruken av naturgass til oppvarming og andre varmebehov
Kraftproduksjon: En stor andel av kraftproduksjonen i mange land baseres i dag på fossile brensler. Hvis disse erstattes med hydrogen, vil en vesentlig del av dagens CO₂-utslipp kunne reduseres.

Hvorfor har hydrogen energi?

Atomer har protoner og nøytroner i kjernen og elektroner som sirkler i baner rundt den. Når vi ser for oss et atom, bruker vi ofte en forenklet atommodell vi kaller skallmodellen eller Bohrs atommodell. Her ser man for seg at atomene har ett eller flere skall rundt kjernen. Det innerste skallet har aldri mer enn to elektroner. De andre skallene kan ha opptil åtte elektroner. Ifølge oktettregelen (åtteregelen) ønsker atomene å fylle sitt ytterste skall. Dette kan de gjøre ved å avgi, ta opp eller dele elektroner.

Bilde av et hydrogenatom — Hydrogenatomet
Illustrasjon: UngEnergi

Hydrogen er det vanligste grunnstoffet i universet og har atomnummer 1. Et hydrogenatom har kun ett skall, med ett elektron. For å fylle opp sitt ytterste skall, ønsker det derfor å slå seg sammen med et annet atom. På grunn av dette er hydrogen svært reaktivt. Når hydrogen reagerer og binder seg til andre atomer frigjøres energi. Energien til hydrogen ligger altså i denne tendensen til å reagere med andre atomer.

Stort sett har hydrogen allerede bundet seg til et annet stoff i naturen, og det finnes derfor ikke fritt hydrogen på jorda eller i atmosfæren vi kan bruke til energiproduksjon. Derfor sier vi at vi må fremstille hydrogen. Denne prosessen krever tilførsel av energi, og kan for eksempel gjøres gjennom elektrolyse eller dampreformering. Dette kommer vi tilbake til senere i teksten.

Grunnen til at man ser på hydrogen som en miljøvennlig energibærer, er at både produksjonen og bruken av hydrogen kan være utslippsfri.

Fremstilling av hydrogen ved elektrolyse av vann

Redoksreaksjoner

For å forstå hvordan hydrogen fremstilles, må man se på hvordan redoksreaksjoner fungerer. Redoksreaksjoner er den vanligste reaksjonstypen vi kjenner til, og mange av reaksjonene som foregår i kroppen, naturen og industrien er redoksreaksjoner. Eksempler på dette er celleånding, fotosyntese, fremstilling av metaller og forbrenning av olje og gass.

Som nevnt, har atomer et gitt antall elektroner i ytterste skall og har til felles at de ønsker å oppfylle oktettregelen. Dette kan gjøres ved at atomene gir bort eller mottar elektroner fra andre atomer. Det er dette som kjennetegner redoksreaksjoner - at atomene som reagerer overfører elektroner mellom seg. Når et atom eller ion gir fra seg elektroner, kalles det oksidasjon, og når et atom eller ion tar til seg elektroner, kalles det reduksjon. “Redoks”, i “redoksreaksjoner”, kommer nemlig fra navnet på de to delene av reaksjonstypen: reduksjon og oksidasjon. For å huske hva som er hva, kan du tenke på at reduksjoner vil redusere ladningen til et atom (gjøre atomet mer negativt ladd). Siden atomene ikke bare kan ta opp elektroner ut av det blå, kan ikke den ene prosessen skje uten at den andre skjer samtidig.

Vi kommer tilbake til redoksreaksjoner i neste avsnitt hvor du vil kunne se et eksempel på en slik reaksjon.

Bilde som viser et forenklet elektrolyseforsøk — Et forenklet elektrolyseforsøk
Illustrasjon: UngEnergi

En metode å fremstille hydrogen på, er gjennom elektrolyse av vann. Elektrolyse går ut på å omdanne elektrisk energi til kjemisk energi, som er det motsatte av det som skjer når vi får elektrisitet fra batterier.

Ved elektrolyse av vann bruker man elektrisk energi til å spalte vann til hydrogen og oksygen. Denne energien kan vi få tilbake hvis vi lar hydrogenet og oksygenet reagere og danne vann igjen. Elektrolysen kan beskrives med denne enkle reaksjonslikningen:

Elektrisk energi + vanndamp \to $→\to$ hydrogengass + oksygengass

Elektrisk energi + 2H_{2}O (l) \to 2H_{2} (g) + O_{2} (g) $+ 2H2O(l)→2H2(g)+O2(g)+ 2H_{2}O (l) \to 2H_{2} (g) + O_{2} (g)$

Her markerer “(l)” at stoffet er i væskeform og “(g)” at stoffet er i gassform.

Hvis den elektriske energien kommer fra fornybare kilder, er denne måten å fremstille hydrogen på regnet som miljøvennlig og utslippsfri. Hydrogen som produseres på denne måten kaller vi «grønn hydrogen».

Elektrolyse av vann forklart som redoksreaksjon

Ved elektrolyse bruker man elektrisk energi til å sette i gang en redoksreaksjon. Derfor kan vi forklare reaksjonslikningen ovenfor som en reduksjon og en oksidasjon som skjer samtidig. Ved elektrolyse vil de to reaksjonene, reduksjonen og oksidasjonen, skje ved hver sin pol, som er koblet til en likespenningskilde. Siden elektrolyse går ut på å tvinge elektroner til å gå motsatt vei av det som skjer spontant, kan man se for seg at likespenningskilden transporterer elektroner fra positiv til negativ pol.

Den negative polen har et overskudd av elektroner (det er dette som gir den negativ ladning). Her tar vannmolekylene til seg elektroner og det skjer en reduksjon. Man kan se for seg at ett av hydrogenatomene tar opp et elektron (og oppfyller oktettregelen). Da splittes det fra resten av vannmolekylet, som da bare blir OH-. To og to frie hydrogenatomer slår seg sammen og danner hydrogengass. Når denne reduksjonen skjer, får vi altså hydrogengass ved den negative polen. Dette kan forklares med reaksjonslikningen nedenfor:

2H_{2}O + 2e^- \to H_{2} + 2OH^- $2H2O+2e−→H2+2OH−2H_{2}O + 2e^- \to H_{2} + 2OH^-$

Den positive polen har et underskudd av elektroner. Her oksiderer vannmolekylene. Hydrogenatomene gir fra seg sine elektroner, og vannet beholder sine. To og to oksygenatomer slår seg sammen og danner oksygengass. Dette kan forklares med reaksjonslikningen nedenfor.

2H_{2}O \to O_{2} + 4H^+ + 4e^- $2H2O→O2+4H++4e−2H_{2}O \to O_{2} + 4H^+ + 4e^-$

Disse to reaksjonslikningene kan kombineres og forenkles slik at vi står igjen med likningen vi hadde tidligere:

2H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2} $2H2O→2H2+O22H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2}$

Hvordan kommer man fram til denne reaksjonslikningen?

Vi har to reaksjoner som vi ønsker å kombinere til én:

Reduksjon: 2H_{2}O + 2e^- \to H_{2} + 2OH^- $2H2O+2e−→H2+2OH−2H_{2}O + 2e^- \to H_{2} + 2OH^-$
Oksidasjon: 2H_{2}O \to O_{2} + 4H^+ + 4e^- $2H2O→O2+4H++4e−2H_{2}O \to O_{2} + 4H^+ + 4e^-$
Totalreaksjon: 6H_{2}O + 4e^- \to 2H_{2} + 4OH^- + 4e^- + 4H^+ + O_{2} $6H2O+4e−→2H2+4OH−+4e−+4H++O26H_{2}O + 4e^- \to 2H_{2} + 4OH^- + 4e^- + 4H^+ + O_{2}$

Denne reaksjonen kan forenkles. Vi kan først ta vekk elektronene (4e^-) $(4e-)(4e^-)$ fordi det er like mange på hver side. Dette gir oss følgende likning:

6H_{2}O \to 2H_{2} + 4OH^- + 4H^+ + O_{2} $6H2O→2H2+4OH− +4H++O26H_{2}O \to 2H_{2} + 4OH^- + 4H^+ + O_{2}$

Videre vil syren og basen nøytralisere hverandre og danne vann (4OH^- + 4H^+ \to 4H_{2}O) $(4OH−+4H+→4H2O)(4OH^- + 4H^+ \to 4H_{2}O)$ slik at vi står igjen med følgende:

6H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2} $6H2O→2H2+O26H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2}$

Tar vi vekk de fire vannmolekylene står vi igjen med samme likning som vi hadde tidligere:

2H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2} $2H2O→2H2+O22H_{2}O \to 2H_{2} + O_{2}$

Fremstilling av hydrogen med fossile energikilder

Illustrasjon av hydrogentanker — Illustrasjon: UngEnergi

Hydrogen fremstilles i dag hovedsakelig fra naturgass gjennom en prosess som kalles dampreformering. Per i dag, er dette den vanligste metoden å fremstille hydrogen. Her reagerer metangass og vanndamp under høyt trykk og høy temperatur, og danner hydrogengass og karbondioksid. Dette kan beskrives med den forenklede reaksjonslikningen nedenfor:

metangass + vanndamp \to $→\to$ hydrogengass + karbondioksidgass

CH_{4}(g) + 2H_{2}O(g) \to 4 H_{2}(g) + CO_{2}(g) $CH4(g)+2H2O(g)→4H2(g)+CO2(g)CH_{4}(g) + 2H_{2}O(g) \to 4 H_{2}(g) + CO_{2}(g)$

Som du ser, er klimagassen CO_{2} $CO2CO_{2}$ et sluttprodukt i reaksjonen. Når det kommer til spørsmål om denne prosessen er miljøvennlig eller ikke må man se på hva som gjøres med CO_{2} $CO2CO_{2}$ -en etterpå. Slippes den ut i atmosfæren vil ikke en slik fremstilling av hydrogen føre til reduserte klimagassutslipp. Likevel er det i dag mulig å lagre CO_{2} $CO2CO_{2}$ slik at gassen ikke slipper ut i atmosfæren. Denne måten å fremstille hydrogen og deretter lagre CO_{2} $CO2CO_{2}$ -en, kaller vi «blå hydrogen».

Oppsummering

Vi konkluderer med å svare på spørsmålene vi stilte i innledningen. Det er et ønske om å bruke hydrogen som energibærer fordi hydrogen er universets mest vanlige grunnstoff, og det har lett for å reagere med oksygen til energi og vann. Men for å kunne bruke hydrogen som energibærer, må vi framstille det. Dette kan gjøres gjennom for eksempel elektrolyse av vann eller dampreformering av metan. Hvilken metode som brukes avgjør hvor mye CO_{2} $CO2CO_{2}$ -utslipp totalprossesen har, og dermed hvor klimavennlig er.

Hvis du ønsker å lære mer om hvordan man lagrer og bruker hydrogenet etter å ha fremstilt det, kan du sjekke ut vår tekst om dette her. Er du interessert i å lære om hydrogenbilen, kan du lese mer her.

Kilder

Bjartnes, A. et al. (2021). Hydrogen som klimaløsning (Nr. 3). Norsk Klimastiftelse. Hentet 14.07.25 fra: https://api.klimastiftelsen.no/wp-content/uploads/2021/03/2C_Temanotat_3_2021_Hydrogen.pdf

Brandt, H., Hushovd, O. T. & Tellefsen, C. W., 2016. Naturfag SF. 1 red. Oslo: H. Aschehoug & Co.

Eggen, P.-O. & Kvittingen, L., u.d. Elektrolyse av vann – del 1. Naturfag. Hentet 14.07.25 fra:
https://www.naturfag.no/forsok/vis.html?tid=650292

Eikeseth, U. (2024, 26. november). oktettregelen. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/oktettregelen

Gjør grønt hydrogen enda grønnere. (2023, 15. august). Sintef. Hentet 14.07.25 fra: https://www.sintef.no/siste-nytt/2023/gjor-gront-hydrogen-enda-gronnere/

Haarberg, G. M. & Pedersen, B. (2025, 24. februar). elektrolyse. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/elektrolyse

Hofstad, K. (2025, 6. juli). dampreforming. SNL. Hente 14.07.25 fra:

https://snl.no/dampreforming

Hofstad, K. (2025, 24. februar). hydrogendrivstoff. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/hydrogendrivstoff#:~:text=Hydrogendrivstoff%20kan%20brukes%20direkte%20i,for%20eksempel%20naturgass%20til%20varmeform%C3%A5l

Hofstad, K., Kaland, T., Kofstad, P. K. & Pedersen, B. (2025, 11. juli). hydrogen. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/hydrogen

Holtebekk, T., Linder, J. (2024, 27. november). atomteori. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/atomteori

Hydrogen i det moderne energisystemet. (2019). NVE. Hentet 14.07.25 fra:
https://publikasjoner.nve.no/faktaark/2019/faktaark2019_12.pdf

Pedersen, B. & Sandtorv, A. H. (2025, 21. februar). redoksreaksjon. SNL. Hentet 14.07.25 fra: https://snl.no/redoksreaksjon

Rathi, A. (2022). Batteries can’t solve the world’s biggest energy-storage problem. One startup has a solution. Quartz. Hente 14.07.25 fra:
https://qz.com/1133123/batteries-cant-solve-the-worlds-biggest-energy-storage-problem-one-startup-has-a-solution

Sammenhengende verdikjeder for hydrogen. (2023). Oslo Economics. Hentet 14.07.25 fra:

https://www.regjeringen.no/contentassets/4e559e44877c4809a6ed6165b8cedcaf/verdikjeder-for-hydrogen.pdf

Tomasgard, A. et al. (2019). Hydrogen i fremtidens lavkarbonsamfunn, s.l.: Center for Sustainable Energy Research (CenSES), NTNU.

Tveten, S. G. (2024, 30. april). Hydrogen kan gjøre energikrevende industri utslippsfri. Gemini. Hentet 14.07.25 fra: https://gemini.no/2024/04/hydrogen-kan-gjore-energikrevende-industri-utslippsfri/

Hydrogen