Framåt med vätgas i tanken

Värdens transporter förbrukar nästan 10 miljarder liter olja per dag. Året runt. Det betyder drygt 7 miljarder ton koldioxid på ett år.

För klimatets skull måste bensin och andra oljebaserade drivmedel ersättas av något bättre och det snart. Batteridrift fungerar bra för personbilar och kortare vägtransporter. I många andra fall är bränslen baserade på vätgas lämpligare. Och som tur är finns lösningarna redan.

– Vätgas är ett bra alternativ när direkt elektrifiering är svårt, när det krävs alltför stora och tunga batterier till exempel. Den kan antingen användas direkt som bränsle eller för att tillverka andra fossilfria bränslen, säger Mikael Nordlander, director Industry Decarbonisation på Vattenfall. Han har under flera år arbetat med att utveckla användningen av vätgas, framför allt för att driva på klimatomställningen inom industrin. Ett projekt som fått stor uppmärksamhet är HYBRIT i norra Sverige för att ta fram fossilfritt stål.

Havsbaserad vind blir hållbart flygbränsle

Det som idag tar det mesta av hans tid gäller bränsletillverkning. På den svenska västkusten planerar två bränslebolag, St1 och Preem, att starta tillverkning av hållbara så kallade elektrobränslen med hjälp av vätgas från havsbaserad vindkraft och icke fossil koldioxid som fångas in från utsläpp från skogsindustrin bland annat.

Totalt gäller det en årlig produktion på över en miljon kubikmeter, framför allt till flygbranschen där kraven på inblandning av hållbart bränsle kommer att skärpas från år till år. HySkies är ett annat projekt för hållbart flygbränsle Vattenfall driver tillsammans med bland andra Shell och SAS.

Tydligaste trenden

Men vätgasen kan driva fordon i många former. Till exempel kan den användas direkt som bränsle i en motor, eller för att producera elektricitet i en bränslecell. Frågan är vilken teknik som blir dominerande i framtiden inom de olika transportsektorerna?

– Alla varianterna har sina användningsområden. Den tydligaste trenden gäller nog det hållbara elektrobränslet för flyget. Där ökas kraven på inblandning gradvis de kommande åren och något bra alternativ till kolväten för långa flygningar är svårt att se i dagsläget,  även om jag vet att det finns projekt som tittar på vätgas som drivmedel. För långa och tunga sjötransporter är det mer öppet. Där lutar  det just nu mer åt metanol också kan framställas som elektrobränsle, eller möjligen ammoniak. Bränsleceller och ren vätgas kan nog vara med och tävla i större grad när det gäller tunga vägtransporter, särskilt om industrin börjar ställa om och använda vätgas i sina processer eftersom vätgas då kommer att finnas tillgängligt på många platser även för transportsektorn.

För- och nackdelar med vätgas som bränsle

Vätgas kan vara en byggsten i flera typer av bränslen, här nedan har vi listat de viktigaste. Det viktiga ur klimatsynpunkt är att vätgasen är framställd med hjälp av fossilfri elektricitet från till exempel havsbaserad vindkraft. En elektrolysör delar sedan upp vatten upp i sina beståndsdelar: vätgas och syrgas.

Bränsleceller: En bränslecell är en sorts kemisk generator som används i elbilar istället för batteri. I princip fungerar det som en elektrolysör fast tvärt om: anordningen hjälper vätgas att reagera med syre från luften och resultatet blir elektricitet till motorn och avgaser i form av ren vattenånga. Toyota är än så länge dominerande på personbilsmarknaden, men bland annat BMW utvecklar egna modeller. Volvo planerar att starta testning av tunga lastbilar med 1000 km räckvidd 2025. Kina planerar att ha en miljon tunga bränslecellsfordon på vägarna 2030.

• Plus:
  Lång räckvidd, full tank på några minuter, väger mindre än batterier.
• Minus:
  Låg verkningsgrad jämfört med direktanvändning av el. Hög tillverkningskostnad för bränslecellen. Vätgastankar kan vara utrymmeskrävande.

Elektrobränsle: Samlingsnamn för flera bränslen som hållbart flygfotogen eller metanol. Framställs genom att vätgas reagerar med koldioxid som fångas in från processutsläpp, till exempel från skorstenen i en avfallsförbränningsanläggning. Vattenfall har projekt för tillverkning av elektrobränsle med bland annat Shell, Preem och St1.

• Plus: Kan ersätta eller blandas in i fossilt flygfotogen och på så sätt minska det fossila CO₂ avtrycket från flygtrafiken. Är ofta en fungerande lösning när andra lösningar för elektrifiering inte är tillämpbara.
• Minus: Lägre verkningsgrad än direkt eldrift eller direkt användning av vätgas.

Biodrivmedel: Drivmedel som biodiesel och HVO, hydrogenated vegetable oil, för tunga lastbilar och andra maskiner kan tillverkas på flera sätt, bland annat av biprodukter från skogsindustrin. I processen används vätgas för att omvandla skogsråvaran till hållbar diesel.

• Plus: Befintliga dieselmotorer kan användas.
• Minus: Tillgången på hållbar skogsråvara och annan biomassa är begränsad.

Vätgas: Vätgas har faktiskt använts som för att driva fordon sedan 1800-talet. Motorerna är av samma typ som i bensinbilar. 2005 gjorde BMW tester med sin modell Hydrogen 7. Kawasaki lanserade 2022 en vätgasdriven mc-modell, Ninja H2. Toyota annonserade planer på en vätgasdriven bil 2021. Vätgas kan även användas i gaskraftverk och därmed ersätta fossil gas. Flera tillverkare, som GE och Siemens har turbiner för vätgasdrift.

• Plus: Vid förbränning bildas ingen koldioxid alls utan vatten.
• Minus: Gasen har låg densitet vilket innebär att gastanken kan ta stor plats i ett fordon. Vid höga förbränningstemperaturer kan kväveoxider bildas.

Ammoniak: Idag används ammoniak främst för tillverkning av gödningsmedel, men det har också möjligheter som hållbart bränsle eftersom det är fritt från koldioxid men innehåller mycket väte. En förutsättning är att fossilfri el används vid tillverkningen. Ingen större biltillverkare har planer på ammoniakmotorer idag, däremot finns sådana tankar inom sjöfarten.

• Plus: Ammoniak har relativt högt energiinnehåll
• Minus: Ammoniak behövs till gödning inom jordbruket.