För att bli ett viktigt instrument i energiomställningen och effektivt bidra till utfasningen av fossila bränslen i ekonomin behöver vätgasen fortfarande bli mer attraktiv. Det bör kunna ske inom kort. Och det blir då möjligt att producera grön vätgas till ett konkurrenskraftigt pris.
Är marknaden på väg att anpassa sig för att göra vätgas till en central del i energiomställningen? Allt tycks peka på att detta sker inom fem till tio år: mobiliseringen av industritillverkare, investerare och offentliga myndigheter förebådar ett årtionde som är fast inriktat mot lösningar som bygger på vätgas för en renare mobilitet, industri och energilagring.
Vätgas – eller mer exakt diväte – är en gas som används sedan flera år tillbaka särskilt inom den kemiska industrin för tillverkning av ammoniak och hos oljebolagen för raffinering.
”Vätgas kan minska koldioxidutsläppen inom alla användningsområden.”
Även om den inte släpper ut koldioxid under användningen kan vätgas vara betydligt mindre fördelaktig när den produceras. ”Idag är 96 % av den vätgas som används i världen vad man kallar ’grå’. Det innebär att den erhålls genom förångning av metan, en process som kräver att man separerar en metanmolekyl (CH4) i molekyler av diväte (H2) och koldioxid (CO2), en gas som påskyndar växthuseffekten och bidrar till den globala uppvärmningen”, förklarar Antoine de Broves, chef för Teknik och innovation på Omexom (VINCI Energies).
Vätgasproduktion genom denna process är därför långt ifrån miljömässigt tillfredsställande.
Den första utmaningen för att göra denna gas till ett verkligt intressant alternativ är att producera ”grön” vätgas. ”Grön vätgas produceras med elektrolys genom att separera syre och väte från vattenmolekylen. Om elektriciteten som krävs för elektrolysen kommer från fossilfria energikällor som sol- eller vindkraft kallas vätgasen ”grön”, eftersom den produceras utan utsläpp av koldioxid”, förklarar Antoine de Broves.
Konkurrenskraftigt pris
Idag kostar det emellertid ca 5 euro att producera 1 kg grön vätgas, i järmförelse mot endast 1,5 euro för 1 kg grå vätgas. Kostnaden är för närvarande ett stort handikapp. Men inte särskilt länge till, enligt Vito-Edoardo Di Virgilio, Eco-Efficiency & Innovation Advisor vid Actemium, ett varumärke inom VINCI Energies inriktat på industriella processer.
”Elektrolysteknikerna förbättras hela tiden och blir alltmer effektiva, förklarar experten. Dessutom ökar effektiviteten för elektrolysen i hög grad med storleken och volymeffekten har därför också en stor inverkan på konkurrenskraften. Slutligen sjunker priset på förnybar energi hela tiden, vilket också sänker produktionskostnaden för grön vätgas.”
Den senaste rapporten från Hydrogen Council med titeln Path to Hydrogen Competitiveness: A Cost Perspective, publicerad i januari 2020, visar att man med kraftigt ökade investeringar kan sänka kostnaderna för produktion, lagring och distribution och därmed användningen av vätgas i en mängd olika tillämpningar med 50 % fram till 2030. Vätgas skulle alltså kunna hitta ett ekonomiskt utrymme för att bli en energivektor som gör det möjligt att minska koldioxidutsläppen från användningsområden som idag förbrukar stora mängder fossila bränslen.
Mobilisering av olika aktörer
Denna positiva utveckling har under de senaste åren återspeglats i ett allt mer frivilligt engagemang från investerare, med början hos de europeiska nationella och lokala myndigheterna. I mars 2020 lanserade Europeiska kommissionen European Clean Hydrogen Alliance, som kommer att samla investerare och myndighetsrepresentanter, institutioner och industritillverkare inom ramen för ett offentligt-privat partnerskap. ”I Frankrike har regionen Normandie för sin del 2016 lanserat programmet EAS-HyMob, som syftar till att utveckla ett nätverk av 15 laddningsstationer för vätgas som till 50 % finansieras av EU”, understryker Vito-Edoardo Di Virgilio, som förtydligar att Actemium har deltagit i projektet.
”Denna offentliga och privata insats bör bidra till att avlägsna ett av hindren för vätgasens framgångar, särskilt för mobiliteten: bristen på tillgänglig infrastruktur, med andra ord laddstationer. Vi befinner oss slutligen i samma situation som den som för tio år sedan gällde för elbilar”, säger Antoine de Broves.
Dessutom förväntas det kritiska läget för klimatet att leda till en ökning av koldioxidavgifter som ytterligare ökar värdet av tekniska lösningar med minskande koldioxidutsläpp, ex de som använder vätgas.
Lokal produktion
Det återstår även två hinder till att övervinna: lagringen och transporten av vätgas. Den mycket låga volymenergin för vätgas kräver att den komprimeras med mycket högt tryck (350 till 700 bar). Själva kompressionen förbrukar energi och transporten kräver användning av behållare med tjocka väggar, vilket är tungt att transportera och därmed leder till en hög kostnad.
”Lösningen kan vara att helt enkelt producera vätgasen där den ska användas – det är t.ex. det vi gör i Rouen, inom ramen för ett projekt som kallas ’Framtidens tankstation’”, fortsätter Antoine de Broves.
De tekniska framstegen och de första projekten med betydande resurser fortsätter därför att minska kostnaderna för många vätgastillämpningar. Enligt Hydrogen Council kan vätgas under de kommande fem åren bli konkurrenskraftig inom transportsektorn, särskilt för tåg, lastbilar, bussar, taxibilar och fartyg samt för uppvärmning. Fram till 2030 är tillämpningar möjliga för lätta transporter och industriell uppvärmning.
”Potentiellt kan vätgas minska koldioxidutsläppen inom alla användningsområden”, tillägger Vito-Edoardo di Virgilio. En lösning som används idag är att tillföra grön vätgas i ett naturgasnät, så kallat Power to Gas1, för att fasa ut en del av den fossila användningen av metangas under förbränningen. Det är målet för projektet Jupiter 1000 som utvecklats sedan fyra år av GRTgaz och där Actemium bidrar med sin expertis.”
1 Power to Gas består av att omvandla elektricitet till gas genom att utvinna vätgas ur vatten genom elektrolys. Vätgas spelar dessutom en roll som energivektor genom att t.ex. transporteras i gasnätet.
19/11/2020
