Vätgas – framtidens teknik
Hur kan vi ersätta reservkraftaggregatet på Gävle sjukhus med vätgas? Vi utvecklar framtidens teknik och gör den mer miljövänlig.
Vätgas inom industrin är inget nytt, den har använts i över hundra år. Nu presenteras vätgasen som en klimaträddare och beräknas minska Sveriges klimatutsläpp avsevärt. Möjligheten att använda vätgas inom olika branscher och användningsområden är väldigt omfattande, från industri och transport till energiförsörjning.
Vi arbetar med framtiden
Tillsammans med andra företag och institutioner från hela Europa har vi ansökt om EU-medel för att genomföra ett större vätgasprojekt; LOST, LOcal energy STorage and autonomous recycling. Projektet går ut på att göra alla delar av försörjningskedjan hållbara inom produktion och återvinning av stål, produktion av vätgas, lagring, transport och slutanvändning. Detta görs genom att energin tillförs via koldioxidneutrala energikällor, som ligger i linje med EU:s mål om koldioxidneutralitet till 2040.
Petter Berner Wik är kontaktperson på Gävle Energi för LOST-projektet. Om projektet beviljas, kommer flera personer och områden på Gävle Energi att bli engagerade.
Vår del i projektet är att möjliggöra att bränsleceller och vätgaslagring ska kunna användas som reservkraft på Gävle sjukhus.
Vi vill ta fram bästa möjligheterna att lagra vätgas genom att använda bränsleceller som backup för el. Dagens batterianläggningar har inte tillräcklig kapacitet att klara de kommande kraven för reservkraft. Bränslecellstekniken har den kapaciteten och har också fördelen att det är en hållbar och grön lösning.
Den lösning som ska testas innebär att vi ersätter reservkraftaggregatet på Gävle sjukhus med bränsleceller som genererar el med hjälp av miljövänlig vätgas. Vid strömavbrott fungerar bränslecellen som backup för sjukhuset.
-Vi är för små för att leda utvecklingen av vätgas, men vi är gärna med som möjliggörare där utvecklingen sker, säger Malin Eriksson, marknadschef på Gävle Energi.
Enklare och miljövänligare med vätgas
För Gävle sjukhus är det huvudsakligen mer driftsäkert, enklare och mindre underhåll av reservkraften.
Den enda restprodukten blir rent vatten. När vätgasen dessutom produceras inom Sverige genom elektrolys och vindkraft är processen helt klimatneutral.
En annan fördel gentemot diesel eller bioolja är att vätgas kan lagras i princip hur länge som helst.
Bildtext: Väteatomer sitter ihop två och två.
När drar projektet igång?
Vi får svar på vår ansökan under sommaren. Projektet drar igång i höst och planeras pågå i tre år.
”Vi är för små för att leda utvecklingen av vätgas, men vi är gärna med som möjliggörare där utvecklingen sker” säger Malin Eriksson
Miljövänlig och rättvis
Vätgas och bränsleceller har potential att ge människor världen över bättre förutsättningar i livet, samtidigt som naturens resurser tas tillvara på ett mer effektivt sätt och vårt ekologiska fotavtryck per person minskar.
Vid tillverkning av vätgas behövs saltvatten och el eller att metan förädlas eller att man tar tillvara överskott från sol- eller vindenergi. Vätgas är därför lika rättvist över hela världen. Alla länder i hela världen kan tillverka detta, därför blir det inga monopol för vätgas.
-Det här är ett klockrent projekt som är helt i linje med vår strategiska plan. Kul att få vara ett pilotprojekt med ny teknik. Det ska bli intressant att arbeta med det här projektet från start till mål, säger Petter Berner-Wik.
Intressanta fakta om vätgas
Varför är vätgas så hett just nu?
Förväntningarna har aldrig har varit så höga på vätgasen som just nu. Både länder och företag hoppas att vätgas ska bli energibäraren som gör det möjligt att minska eller helt få bort sina fossila koldioxidutsläpp.
Den stora drivkraften är att det går att använda överskottsel från vindkraft eller solkraft för att framställa grön vätgas genom elektrolys. Då bildas bara syre och värme som biprodukt.
Vätgas kan sedan lagras så att energin kan användas senare.
Flera länder har därför tagit fram vätgasstrategier, i Sverige har Fossilfritt Sverige tagit initiativ till en sådan strategi, och företag börjar lansera produkter för framställning och lagring av vätgas. Nyligen har t ex australiensiska företaget Lavo lanserat ett system för energilagring med hjälp av vätgas i villan och vindkraftstillverkaren Siemens ska ta fram vindsnurror med inbyggda elektrolysörer för att producera vätgas till havs.
Vad är vätgas?
Vätgas är en gas där väteatomerna sitter ihop två och två. Vid rumstemperatur och normalt tryck är vätgas just en gas, men vid riktigt kalla temperaturer blir den flytande.
Vad används vätgas till i dag?
I dag används vätgas främst till att raffinera oljeprodukter och till att tillverka ammoniak för konstgödsel. Ungefär 180 000 ton vätgas används varje år i Sverige, vilket motsvarar cirka 6 TWh per år. Den är huvudsakligen av fossilt ursprung, mestadels kommer den från naturgas. Knappt 3 procent av den vätgas som används i Sverige kommer från elektrolys.
Vilken roll kan vätgas ha i ett framtida energisystem?
Framför allt kan vätgas lagra energi, så att den kan användas vid ett senare tillfälle. Det är värdefullt när energiomställningen gör oss mer beroende av intermittenta energikällor som sol och vind. När solen skiner och vinden blåser kan vi producera el, som används för att producera vätgas som sedan lagras. När energin sedan behövs kan den t ex omvandlas till el via en bränslecell för att driva ett fordon eller ledas ut på elnätet.
Hur stora miljövinster kan man uppnå med vätgas som energibärare?
Det beror på många faktorer. Framför allt beror det på hur vätgasen tillverkas. Den vätgas som används i dag framställs främst från fossila källor, t ex naturgas och stenkol. Ska det bli en miljövinst måste det vara grön vätgas som produceras, dvs med hjälp av el i elektrolys eller genom reformering av biogas eller omvandling av biomassa.
Miljövinsten beror också på hur brett vätgasen slår igenom.
Fossilfritt Sverige pekar i sin vätgasstrategi på att de i dag kända vätgasprojekten i Sverige (bla Hybrit, LKAB, Ovako, Scania, Volvo AB) skulle kunna åstadkomma en utsläppsminskning på drygt 30 procent av Sveriges nationella koldioxidutsläpp.
För det krävs cirka 55 TWh el i de projekt som valt elektrolys som produktionssätt. Så den förnybara elproduktionen behöver säkerligen byggas ut.
Nackdelar med vätgas?
En nackdel är explosionsrisken. Många av oss har gjort knallgasexperimentet i skolan och vet att vätgas kan explodera i kontakt med syre. Hindenburgolyckan avskräcker säkerligen också, även om det var så länge sen som 1937 när luftskeppet brann upp.
Även om vätgas har en betydligt högre självantändningstemperatur, runt 560 grader Celsius, jämfört med till exempel jetbränsle som används i flygplan, som har 210 grader, är explosionsrisken både en teknisk utmaning och en psykologisk utmaning.
En annan nackdel är gasens beskaffenhet. Väte är det lättaste grundämnet och består bara av en proton och en elektron. Det gör att vätgasmolekylen är väldigt liten, och därmed svår att lagra. Molekylerna kan slinka ut genom pyttesmå hålrum.
En annan nackdel är att vätgas i princip inte finns naturligt, utan måste framställas. Det är alltså ingen energikälla utan energibärare.
Hur mycket energi går det åt för att göra vätgas?
Det går åt cirka 50-55 kWh för att producera ett kilo vätgas med elektrolys, som i sin tur ger 33 kWh elenergi, som man kan köra tiotalet mil med i en personbil, enligt Vätgas Sverige.
Just den dåliga systemverkningsgraden är av många ansedd som vätgasens akilleshäl. Därför spår många att den främst kommer att användas inom tunga transporter där batterier inte räcker till, samt inom industri och lantbruk.
Vilka är riskerna med att använda vätgas som drivmedel?
Det kan bildas knallgas. I Norge exploderade en tankstation sommaren 2019, på grund av en läckande ventil, vilket ledde till intensiv debatt om lämpligheten med vätgas. Men även fossila bränslen kan bli explosiva vid blandning med luft. Fördelen med vätgas är att den är så lätt och stiger rakt upp i atmosfären vid läckage. Men visst måste fordon och farkoster designas med det här i åtanke. Man ska dock komma ihåg att industrin har använt vätgas under lång tid redan, så det finns rutiner för hantering.
Vad kostar det att tanka vätgas?
Den fossilfria vätgasen man tankar i Sverige kostar cirka 80 kronor per kilo, vilket gör att drivmedelskostnaden är något billigare än en vanlig bensin- eller dieselbil. Men mycket dyrare än en elbil.
Den fossilfria gasen är i dagsläget flera gånger dyrare än den som framställs av fossil råvara. Priset på den gröna vätgasen måste därför ner. Med billigare elektrolysörer och billigare förnybar kraft kanske den kan ner till under 10 kronor per kilo till 2050.
Vad är de stora skillnaderna mellan en elbil och en vätgasbil?
I elbilen lagras energin i ett batteri. I en vätgasbil, eller bränslecellsbil, lagras den som komprimerad vätgas i tankar.
Elbil kan vara ett lite missvisande namn för en bil med batteri. På engelska säger man därför battery electric vehicle för elbil respektive fuel cell electric vehicle för en vätgasbil.
Båda är alltså elfordon, där elektricitet driver en elmotor som i sin tur driver hjulen. Det enda som skiljer dem åt är hur energin som blir elektricitet lagras. Och även vätgasbilar har för det mesta batterier, om än mindre än i elbilar.
Vad kan gå fel?
En omfattande explosion, som till exempel den som drabbade Hindenburg, skulle nog lägga krokben för de flesta vätgassatsningarna.
Mindre uppseendeväckande, men ändå problematiskt, skulle det också vara om utbyggnaden av förnybar elproduktion, och utbyggnaden av elnät, inte håller jämn takt med efterfrågan på grön vätgas.
Källa: nyteknik.se
Det här är nummer 30 av 100 framsteg som vi gör för en bättre morgondag. Här kan du läsa mer om varför vi tycker det är viktigt att göra skillnad. #100framsteg
Publicerades den 1 mars, 2021.
Gå till nyhetsarkiv