Vätgas lyfts allt oftare fram som en nyckelspelare i kampen mot klimatförändringarna. Med potential att minska utsläppen inom allt från industrin till tunga transporter, växer intresset för denna energibärare. Men vad innebär det egentligen att använda vätgas, och hur ser möjligheterna och utmaningarna ut, inte minst i Sverige?
Från grått till grönt: Konsten att framställa vätgas
Vätgas (H2) är det vanligaste grundämnet i universum, men det förekommer sällan i ren form på jorden. Istället måste det framställas, och metoden som används avgör hur miljövänlig vätgasen faktiskt är. Idag domineras marknaden av “grå” vätgas, som produceras från naturgas genom en process kallad ångreformering. Denna metod är effektiv, men den släpper ut stora mängder koldioxid. Ett steg i rätt riktning är “blå” vätgas, där man fångar in och lagrar en del av koldioxiden från ångreformeringen (så kallad CCS-teknik).
Grön vätgas – Framtiden är här
Den verkligen hållbara varianten är dock “grön” vätgas. Den framställs genom elektrolys, där förnybar el – från sol, vind eller vatten – används för att spjälka vattenmolekyler (H2O) till vätgas (H2) och syre (O2). Eftersom den enda restprodukten är vattenånga, är grön vätgas i princip utsläppsfri. Mer information om hur elektrolys fungerar finns hos Vätgas Sverige.
Olika typer av elektrolysörer – Tekniken bakom
Det finns flera olika tekniker för elektrolys, var och en med sina för- och nackdelar:
Alkalisk elektrolys (AEL)
Detta är den äldsta och mest beprövade tekniken. AEL-elektrolysörer är relativt billiga och robusta, men de har lägre verkningsgrad och är inte lika flexibla som nyare tekniker.
Elektrolys med protonbytarmembran (PEM)
PEM-elektrolysörer är modernare och har högre verkningsgrad. De kan också snabbt anpassa sig till variationer i elförsörjningen, vilket gör dem idealiska för användning med förnybar energi. En nackdel är att de är dyrare och kräver ädelmetaller som katalysator. Enligt en studie från LUP kan PEM vara särskilt fördelaktigt för mindre anläggningar.
Högtemperaturelektrolys (SOEC)
SOEC är en lovande teknik som fortfarande är under utveckling. Den erbjuder den högsta verkningsgraden, men kräver mycket höga temperaturer. Neste är ett av de företag som arbetar med att utveckla och testa SOEC-tekniken.
Vätgas – Mer än bara ett bränsle
Grön vätgas har en mängd olika användningsområden, vilket gör den till en flexibel och eftertraktad energibärare.
Industrins omställning
Inom industrin används vätgas redan idag, bland annat vid tillverkning av ammoniak (för gödningsmedel) och vid raffinering av petroleumprodukter. Genom att byta ut grå vätgas mot grön kan industrin minska sina utsläpp avsevärt. Särskilt intressant är vätgasens potential inom stålindustrin, där den kan ersätta kol och koks i processen att reducera järnmalm till järn. Det svenska projektet Hybrit, som drivs av SSAB, LKAB och Vattenfall, är ett lysande exempel på detta.
Vätgas i transportsektorn
Inom transportsektorn är vätgas särskilt intressant för tunga fordon som lastbilar, bussar, tåg och fartyg, där batteridrift kan vara otillräcklig på grund av vikt och räckvidd. Bränslecellsfordon, som drivs av vätgas, är mycket energieffektiva och släpper bara ut vattenånga. Miljöfordon Sverige rapporterar om den ökande användningen av vätgas som fordonsbränsle, och utvecklingen går snabbt framåt.
Infrastruktur och tankning
För att vätgasdrivna fordon ska bli vanliga krävs en utbyggd infrastruktur för tankning. I Sverige finns idag ett fåtal tankstationer, men fler planeras, bland annat genom initiativet Nordic Hydrogen Corridor.
Vätgas för energilagring
En av vätgasens stora styrkor är möjligheten att lagra energi. När det finns ett överskott av förnybar el, till exempel från sol och vind, kan den användas för att producera vätgas genom elektrolys. Vätgasen kan sedan lagras och användas när elproduktionen är lägre. Detta bidrar till att stabilisera elnätet och öka andelen förnybar energi. Ekonomifakta ger en bra översikt över hur vätgas kan användas för energilagring.
Alternativa lagringsmetoder
Förutom traditionell lagring av komprimerad vätgas, finns det andra lovande metoder. Exempelvis kan vätgas bäras av en vätska (Liquid Organic Hydrogen Carriers, LOHC) eller omvandlas till ammoniak. Dessa metoder kan underlätta lagring och transport, men har också sina egna utmaningar.
Utmaningar och säkerhet
Trots de stora möjligheterna finns det utmaningar som måste lösas för att vätgas ska kunna spela en större roll i framtidens energisystem.
Ekonomi och kostnader
Idag är grön vätgas dyrare att producera än grå vätgas. För att grön vätgas ska bli konkurrenskraftig krävs det att kostnaderna för elektrolysörer minskar, och att tillgången till billig, förnybar el ökar. Skalfördelar, teknikutveckling och politiska styrmedel, som till exempel subventioner, spelar en viktig roll i denna utveckling. Enligt Energiforsk finns det potential för Sverige att bli en nettoexportör av vätgas, vilket skulle kunna gynna den svenska ekonomin.
Säkerhetsaspekter
Vätgas är en lättantändlig gas, och säkerheten är därför en viktig fråga. Vid hantering, lagring och transport av vätgas krävs noggranna säkerhetsåtgärder för att minimera riskerna. Detta inkluderar bland annat läckagedetektering, ventilation och explosionsskydd. Regelverk och standarder utvecklas kontinuerligt för att säkerställa en säker hantering av vätgas.
Infrastruktur
En storskalig användning av vätgas kräver en omfattande infrastruktur för produktion, distribution och lagring. Detta innebär stora investeringar i bland annat elektrolysörer, rörledningar och tankstationer. Uniper är ett av de företag som arbetar aktivt med att utveckla vätgasinfrastrukturen i Sverige.
Forskning och utveckling
För att möta utmaningarna och sänka kostnaderna för grön vätgas pågår intensiv forskning världen över. Det handlar bland annat om att utveckla effektivare och billigare elektrolysörer och bränsleceller, och att hitta nya material som kan användas i dessa. Forskning & Framsteg rapporterar regelbundet om framstegen inom vätgasforskningen. Ett spännande exempel är forskningen vid Linköpings universitet, där man utvecklat ett nytt material som kan göra vätgasproduktionen från solenergi mer effektiv.
Sveriges väg framåt
Sverige har goda förutsättningar att bli en ledande aktör inom vätgas, tack vare vår tillgång till förnybar el och vår starka industrisektor. En nationell vätgasstrategi har tagits fram, och flera spännande projekt pågår runt om i landet, som det banbrytande Hybrit-projektet i Norrbotten. Politiska initiativ och stödåtgärder är viktiga för att skapa en stabil marknad för grön vätgas och stimulera investeringar.
EU:s roll
Även EU ser vätgas som en viktig del i omställningen till en klimatneutral ekonomi, vilket Europaportalen rapporterar om. Det pågår dock en debatt om hur snabbt omställningen till grön vätgas ska ske. Vissa förespråkar en övergångsperiod med blå vätgas, medan andra, som i en artikel i Altinget, vill se en omedelbar satsning på 100% förnybar vätgas.
Sammanfattning – En ljus framtid för grön vätgas?
Grön vätgas har en enorm potential att bidra till en mer hållbar framtid. Med sin förmåga att lagra energi, minska utsläpp inom industrin och driva tunga transporter, kan vätgas bli en nyckelspelare i energiomställningen. För att detta ska bli verklighet krävs fortsatta investeringar i forskning, utveckling och infrastruktur, samt ett nära samarbete mellan industri, politik och forskning. Företag som Neste och Uniper visar vägen, och med rätt åtgärder kan vätgas spela en avgörande roll i att skapa ett fossilfritt samhälle.