Nullutslippsforsvaret – en mulighetsstudie av klimavennlig teknologi for Forsvaret

Abstract

Norge må gjennom en krevende, men nødvendig, omstilling til et nullutslippssamfunn. Olje og gass tar før eller siden slutt, og samfunnet må innrette seg mot nullutslipp så raskt som mulig for å unngå katastrofale klimaendringer. Regjeringens målsetting er å oppnå netto nullutslipp i 2050. Samfunnets omstilling til alternative energikilder og energibærere vil endre rammebetingelsene til Forsvaret. Dersom samfunnet lykkes med omstillingen, forsvinner markedet for fossilt drivstoff. Det vil bli dyrere og langt vanskeligere å få tak i. Forsvaret er derfor tjent med å vurdere alternativer til fossilt drivstoff på lang sikt. I denne rapporten har vi vurdert elektrisitet, hydrogen, ammoniakk, hydrokarboner og alkoholer som mulige alternative energibærere. Som alternative energikilder har vi vurdert elektrisitet fra fornybar energi og kjernekraft. Drivstoff med lavere energiinnhold gir dårligere rekkevidde og dermed redusert operativ evne. Av de alternative energibærerne vi har vurdert er det kun biodrivstoff og e-drivstoff som har tilsvarende energiinnhold som de fossile drivstoffene Forsvaret bruker i dag. Biodrivstoff og e-drivstoff framstår dermed som de mest hensiktsmessige løsningene for Forsvaret. Det gjenstår imidlertid fortsatt store utfordringer knyttet til bærekraft, produksjon og kostnader her. Kjernefysisk energi og framdrift skiller seg ut med et enormt høyt energiinnhold sammenlignet med alle alternativene, inkludert dagens fossile drivstoff. Imidlertid er det kun praktisk egnet for bruk til framdrift på relativt store fartøy. Kjernekraft kan også tenkes å utnyttes til energiforsyning i felt og til produksjon av andre kjemiske drivstoff. Fornybare energikilder som sol- og vindkraft kan bidra til lokal energiproduksjon i baser og i felt. Siden disse energikildene er væravhengige må Forsvaret derfor sørge for å ha flere komplementære energikilder, energilagring og/eller tilgang til elektrisitetsnettet for å oppnå tilfredsstillende energiforsyning. Elektrokjemiske batterier som driver elektriske motorer er det mest energieffektive alternativet for å konvertere energi til framdrift. På grunn av lavt energiinnhold i elektriske batterier er det store begrensninger på hva som kan gå utelukkende på elektrisitet i Forsvaret, men det finnes enkeltanvendelser hvor det er godt egnet. I tillegg er batterihybridisering aktuelt for de fleste typer plattformer. Basert på denne mulighetsstudien anbefaler vi følgende: 1) Forsvarssektoren iverksetter forskning, utvikling og eksperimentering med bærekraftig biodrivstoff og e-drivstoff. 2) Norge og Forsvaret vurderer egne produksjonsanlegg for biodrivstoff og e-drivstoff for å sikre egne forsyninger. 3) En grundigere utredning av militær bruk av kjernekraft som inkluderer tekniske, samfunnsmessige og sikkerhetspolitiske forhold. 4) Forsvarssektoren vurderer både dual-fuel framdriftssystemer og kjernefysisk framdrift i arbeidet med ny overflatestruktur. Sistnevnte må sees i sammenheng med utredningen i forrige punkt. 5) Forsvarssektoren utvikler konsepter og gjennomfører forsøk med fornybar energiforsyning i felt. 6) Forsvarssektoren øker satsningen på batteriteknologi, særlig knyttet til batterihybridisering av eksisterende og nytt materiell, og for energilagring i felt.

Norway must go through a demanding, but necessary, transition to a zero-emissions society. Oil and gas are not renewable resources, and society must transition to net zero emissions as quickly as possible to avoid catastrophic climate change. The Government’s objective is to achieve net zero emissions by 2050. Society’s transition to alternative energy sources and energy carriers will change the operation conditions for The Armed Forces. If society succeeds in the transition, the market for fossil fuels will disappear. They will be more expensive and far more difficult to obtain. The Armed Forces should therefore consider alternatives to fossil fuels in the long term. In this report we have assessed electricity, hydrogen, ammonia, hydrocarbons and alcohols as possible alternative energy carriers. As alternative energy sources, we have considered electricity from renewable energy sources and nuclear power. Fuels with a lower energy content gives a shorter range and thus reduced operational capability. Only biofuels and e-fuels have equivalent energy content compared to the fossil fuels currently in use. Biofuel and e-fuel thus appear as the most practical solutions for The Armed Forces. However, there are still substantial challenges related to sustainability, production and costs. Nuclear energy and propulsion stands out with a severely higher energy content compared to all the alternatives, including today’s fossil fuels. However, it is only practically suitable for use for propulsion on relatively large vessels. Nuclear power can also be used for energy supply in the field and for the production of other chemical fuels. Renewable energy sources such as solar and wind power can contribute to local energy production in bases and in the field. Since these energy sources are weather-dependent, the Norwegian Armed Forces must ensure that they have several complementary energy sources, energy storage and/or access to the electricity grid to achieve satisfactory energy supply. Electrochemical batteries that power electric motors are the most energy-efficient option for converting energy into propulsion. Due to the low energy content of electric batteries, there are major limitations on what can run exclusively on electricity in the Armed Forces, but there are individual applications where it is well suited. In addition, battery hybridization is relevant for most types of platforms. Based on this feasibility study, we recommend the following: 1) The defense sector initiates research, development and experimentation with sustainable biofuels and e-fuels. 2) Norway and the Armed Forces should consider its own production facilities for biofuel and e-fuel to secure its own supplies. 3) A more thorough investigation of the military use of nuclear power, which includes technical, social and security policy aspects. 4) The defense sector should consider both dual-fuel and nuclear propulsion systems for its new surface vessels. This must be seen in connection with the investigation in the previous point. 5) The defense sector should develop concepts and conduct trials with renewable energy supply in the field. 6) The defense sector should increase its investment in battery technology, particularly related to battery hybridization of existing and new platforms, and for energy storage in the field.