Är vätgasen framtidens energilösning?
Senast uppdaterad: 2024-10-30
Kan vätgas vara en hållbar energilösning? Idag kan vi framställa grön och blå vätgas som är klimatneutral. Gasen kan förbrännas utan koldioxidutsläpp och användas av industrin. Tekniken är känd men har aldrig implementerats i större skala och flera utmaningar kvarstår.
Produktion av vätgas delas in i olika färgkategorier efter metod och klimatpåverkan. Tre viktiga kategorier vätgas är grå, blå och grön. Grå vätgas är gas som produceras genom ångreformering och är den vanligaste och mest etablerade metoden idag. Denna process innebär att naturgasnaturgas: reagerar med vattenånga vid höga temperaturer, vilket resulterar i en blandning av vätgas och koldioxidkoldioxid:. Metoden genererar höga utsläpp av koldioxidkoldioxid: vid produktion. Blå vätgas använder också ångreformering, men kombinerar denna process med CCS-teknik för att bli klimatneutral.
Grön vätgas använder en mer hållbar metod för vätgasproduktion. I denna process används elektricitet för att spjälka vatten (H2O) i dess beståndsdelar, vätgas och syrgas. Om elen kommer från förnybara källor uppstår inga utsläpp av växthusgaserväxthusgaser: och kallas då för grön vätgas. Metoden går att använda även med fossilfri el, men gasen får då en annan färgbetäckning. Totalt produceras ca 120 miljoner ton vätgas globalt (motsvarande 4 700 TWh), av detta är det endast 4 procent som utgörs av blå- eller grön vätgas. Grön vätgas utgör idag ca 1,2 promille av den totala produktionen. Produktionen av grön vätgas har ökat kraftig på senare år, mellan år 2016 och 2023 ökade den installerade kapaciteten med ca 2 100 procent.
Vätgasens användningsområden
I dagsläget används vätgas huvudsakligen inom industrin, där den största användningen finns inom raffinaderier och den kemiska industrin. Inom raffinaderier används vätgas i processen att omvandla råolja till lättare och mer värdefulla bränslen som bensin och diesel. Detta sker genom en process som kallas hydrokrackning, där vätgas används för att bryta ner tyngre kolväten och producera mer användbara produkter.
Inom den kemiska industrin används vätgas för att producera ammoniak och metanol. Ammoniak är en komponent i konstgödsel och en förutsättning för industriell livsmedelsproduktion. Vidare används vätgas för att framställa metanol som har en mängd olika användningsområden, från tillverkning av plaster och syntetiska fibrer till att fungera som bas för olika bränslen.
Vätgasens potentiella roll i omställningen
Genom att byta ut grå vätgas mot klimatneutral producerad vätgas kan utsläppen minska. Inom industriprocesser som stål- och kemikalieproduktion kan vätgas ersätta fossila bränslenfossila bränslen: och reducera utsläppen av koldioxidkoldioxid:. Exempelvis kan vätgas användas som reduktionsmedel i grön ståltillverkning.
Ett potentiellt användningsområde är som energilager. En utmaning med förnybara energikällor som sol- och vindkraft är deras intermittenta karaktär – de producerar endast el när solen skiner eller det blåser. Genom att använda överskottsenergi kan man lagra vätgas och använda den vid behov. Vätgasen kan omvandlas tillbaka till el genom bränsleceller och stabilisera kraftnätet.
En annan möjlighet är att producera e-bränslen, syntetiska bränslen som skapas genom att kombinera vätgas med koldioxidkoldioxid:. Dessa bränslen kan användas i traditionella förbränningsmotorer och flygplan, vilket gör dem till ett alternativ i sektorer som har svårt att ersätta fossila bränslenfossila bränslen: med el. E-bränslen kan vara koldioxidneutrala om koldioxiden som används för framställning kommer från förnybara källor eller direkt från atmosfären.
Det finns flera tekniska hinder som försvårar implementeringen av grön vätgas i energisystemet. En av de största utmaningarna är energiförluster som uppstår vid olika omvandlingsprocesser. För att producera vätgas genom elektrolyselektrolys: används en elektrolyselektrolys:ör, vid omvandlingen från el till vätgas går ca 30 procent av energin förlorad. Ska gasen omvandlas tillbaka till el försvinner ytterligare energienergi:, totalt är ca 55 procent av den ursprungliga energin kvar vid processens slut.
Även hantering och lagring av gasen kommer med utmaningar. Vätgas har lågt energiinnehåll sett till sin volym, 3 kWh/m3 vid rumstemperatur medan naturgasnaturgas: har ett energiinnehåll på ca 12 kWh/m3. Detta försvårar storskalig lagring av vätgas. För att lagringen ska vara effektiv krävs det att gasen komprimeras, det görs antingen genom högt tryck eller mycket låga temperaturer, vilket är två energikrävande processer. Vätgas är också explosivt, vilket gör den farlig att hantera och kräver avancerade säkerhetsmekanismer för att olyckor inte ska ske.
Det är fritt att använda sig av våra diagram men ange gärna Ekonomifakta som källa.
