Vätgas – ett viktigt steg mot fossilt oberoende

Vind- och solenergi väntas bidra mest till EU:s mål för förnybar energi för 2030 och framåt. Minst 32 procent av den totala energianvändningen inom el-, värme- och transportsektorerna ska täckas av förnybar energi – och detta redan om tio år. 

Eftersom förnybar energi dras med utmaningar knutna till varierande väderförhållanden eller långa överföringssträckor, anser Vattenfall att vätgas är ett lovande alternativ som åtminstone delvis kan lösa några av utmaningarna.

Överskottet på förnybar energi från vind och sol kan nämligen användas för att producera klimatsmart vätgas genom elektrolys i stället för att energin förblir outnyttjad på grund av begränsningar i nätet eller mindre efterfrågan. För att det ska gå att elektrifiera alla sektorer och täcka gapet efter konventionella kraftkällor som fasas ut beräknas dessutom efterfrågan på förnybar el att öka kraftigt.

Buffert mellan tillgång och efterfrågan

Denna så kallade gröna vätgas, eftersom den produceras av förnybara energislag, kan fungera som en buffert mellan tillgång och efterfrågan på energi, eller som en energibärare mellan elkraftsektorn och värme- eller transportsektorerna i och med att just dessa har svårt att reducera sina utsläpp genom elektrifiering.

– Vätgasen är en avgörande länk för att lyckas med sektorkoppling, det vill säga att binda samman elsystemet och andra energisektorer och förenkla integrationen av förnybar energi i systemet. Vattenfall arbetar intensivt med de nya framtida affärsmöjligheter som miljövänlig vätgas har att erbjuda och vill därför vidareutveckla tekniken i syfte att introducera den i stor skala och på ett konkurrenskraftigt sätt, säger Oliver Weinmann som är Managing Director vid Vattenfall Europe Innovation.

Stora affärsmöjligheter

Redan idag används vätgas i många industriprocesser och är samtidigt en vital del vid ammoniakproduktion, ammoniak som sedan kan användas för att framställa gödningsmedel. Inom raffinaderiindustrin utnyttjas vätgas för bearbetning av oljebaserade halvfabrikat. Sammantaget i världen används ungefär 55 procent av den framställda vätgasen för ammoniaksyntes, 25 procent i raffinaderier och ungefär 10 procent för metanolproduktion. Vattenfall deltar i ett antal strategiskt betydelsefulla projekt inom dessa industrier samt transportsektorn och samarbetar med ett antal starka partners.

– Att samarbeta med rätt aktörer inom industrin, utnyttja våra erfarenheter från befintliga projekt och kombinera all vår egen expertis är en konkurrensfördel för oss, säger Oliver Weinmann.

Klicka på bilden för att se den i större format

Vattenfalls vätgasplan fram till 2025 visar på avsevärda affärsmöjligheter inom framför allt tre områden:

• Tunga transporter som bussar, tåg, lastbilar och fartyg där vätgas kan användas som ett fossilfritt bränsle.
• Raffinaderier där vätgas till exempel kan användas för att framställa biobränslen med låga koldioxidutsläpp, som i Vattenfalls samarbete med Preem, eller ersätta fossilbaserade råvaror.
• Industrier. Ett exempel är HYBRIT-projektet för att producera fossilfritt stål i samarbete med stålföretaget SSAB och gruvbolaget LKAB.

Vattenfall undersöker varierande användningsområden för vätgasen på olika marknader beroende på olika nationella ramverk, befintlig infrastruktur och aktiva partnerskap.

Reducera koldioxidutsläppen från konventionella kraftverk

Utöver ovanstående exempel arbetar Vattenfalls affärsområde Heat med att på ett hållbart sätt utveckla sina kraftverk och ta fram klimatvänliga lösningar, bland annat genom att byta ut naturgas mot vätgas. Ett viktigt exempel är det gaseldade Magnum-kraftverket i Nederländerna där Vattenfall har samarbetat med Equinor och Gasunie för att ta fram den nya tekniken.

Inledningsvis ska vätgasen till Magnum-kraftverket produceras av naturgas, resultatet blir så kallad ”blå vätgas” (se faktaruta). Detta innebär att konsortiet redan nu kan bygga upp en skalbar infrastruktur för vätgasen, samtidigt som större volymer förnybar el blir tillgänglig för produktionen av grön vätgas i takt med att mängden vind- och solkraft ökar.

Den koldioxid som släpps ut vid framställningen av denna blå vätgas kommer att lagras i tömda gasfyndigheter under havsbotten utanför Norges kust, en lagringsmetod som redan används där.

– Stabil energiförsörjning blir allt viktigare i takt med att allt mer energi kommer från väderberoende källor som vind- och solkraft. Flexibla gaseldade kraftverk, som Magnum, kommer att kunna erbjuda nödvändiga möjligheter för nätstabilisering, förutsatt att vi lyckas minska koldioxidutsläppen, säger Geert Laagland, Director of Engineering, BA Heat.

Återanvändning av befintliga gasrörledningar för vätgasen gör det möjligt att sänka kostnaderna för att minska koldioxidutsläpp från andra sektorer avsevärt, enligt Gasunie och TenneT. Det är nödvändigt att i viss utsträckning förändra infrastrukturen för att det här ska fungera, men detta är hanterbart.

Andra viktiga industriaktörer, till exempel Rotterdams hamn, har också dragit igång ambitiösa program för utsläppsminskning och avser att använda vätgas inom sin verksamhet. Många branscher är just nu i färd med liknande och samordnade insatser.

Tilltänkt vätgasanläggning i norra Tyskland

I Tyskland planerar man för initiativet HySynGas som ska finansieras inom ramarna för ”Reallabore” – ett innovationsforum från tyska förbundsministeriet för ekonomi och teknik (BMWi). Vattenfall samarbetar med Arge Netz och MAN Energy Solutions för att bygga den första anläggningen i industriell skala för att omvandla kraft till gas vid Brunsbüttel i norra Tyskland. Här ska man producera vätgas och syntetisk gas av förnybar energi. Anläggningen kan leverera miljövänlig gas som bränsle för bussar, lastbilar och fartyg men också i form av råvaror för områdets kemiska industrier.

Regelverk och finansiering

En viktig faktor när det gäller arbetet med storskaliga vätgasprojekt är emellertid möjligheten att göra dem finansiellt genomförbara. Av denna anledning arbetar EU med både ekonomiskt stöd och regelverk i strävan efter att nå sina klimatmål.

EU hjälper medlemsländernas regeringar att ta fram nationella bindande regleringssystem som uppmuntrar till storskalig användning av miljövänligt väte för att göra det till ett tilltalande ekonomiskt alternativ för investerare. Här ingår också prissättning av utsläppsrätter, befrielse från nätavgifter och finansiering genom investeringsstöd.

Europeiska investeringsbanken (EIB) strävar efter att få igenom väteprojekt som i nuläget inte är finansiellt genomförbara utan finansiering, i synnerhet projekt av den typ som vanliga banker anser är för riskfyllda att satsa på.

Finansiären av vätgas i EU kallas Gemensamma företaget för bränsleceller och vätgas (Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking – FCHJU) och har en budget på flera hundra miljoner euro som ska användas för att stödja utvecklingen av vätgasteknik och introducera den på marknaden.

– Vätgas blir ett allt mer spännande affärsområde för Vattenfall. Med utgångspunkt från vårt marknadsläge har vi flera kommersiellt gångbara projekt på gång på våra kärnmarknader som är möjliga att förverkliga inom en nära framtid, avslutar Oliver Weinmann.

Varför är vätgasen klimatsmart?

Vid förbränning av fossila bränslen uppstår koldioxid och andra utsläpp. När väte förbränns eller konverteras i bränsleceller bildas bara H₂O, det vill säga vanligt vatten.

• Grön vätgas: produceras genom elektrolys. Det enda som behövs är rent vatten och el. I elektrolysanläggningen delas vattnet upp i väte och syre med hjälp av förnybar el.
• Blå vätgas: Större delen av allt väte produceras i nuläget genom ångreformering av naturgas. Koldioxid från denna process kan samlas in och lagras i uttömda gasfält eller akviferer eller användas för andra kemiska processer. Den blå vätgasen är därför koldioxidneutral.
• Grå vätgas: Koldioxiden från vätgasproduktion genom ångreformering släpps ut i luften. Detta är den vanligaste metoden i dagsläget.

Vattenfall strävar efter att använda grön vätgas.