Vätgas: har potential att ändra spelreglerna för klimatet
Intresset för vätgas ökar i Norden. Vätgas kan ersätta fossila bränslen i många tillämpningar, t.ex. i industrin och tunga transporter. I detta reportage diskuterar flera experter hur vätgas kan bidra till att minska klimatförändringarna och vad som krävs för att marknaden för vätgas verkligen ska ta fart.
Intresset för grön vätgas har ökat under de senaste åren, eftersom regeringar och företag har börjat utreda om den ljusa, färglösa gasen kan bli den schweiziska armékniven av lösningar som kan bekämpa klimatförändringarna.
Grön vätgas produceras genom elektrolys av vatten. I en elektrolysör används el för att spjälka upp vatten i väte och syre. Om elen produceras med förnybar energi, som sol eller vind, kallas den fossilfria vätgasen som erhålls grön vätgas, eftersom det enda avfallet är syre.
De olika applikationer som kan dra nytta av grön vätgas kan därför bidra till att minimera koldioxidavtrycket inom transporter, tung tillverkningsindustri och uppvärmning. Vätgas kan också vara energibärare och göra det möjligt att lagra energi från förnybara energikällor så att t.ex. solenergi kan användas på vintern. Kort sagt, den här lilla molekylen kan hjälpa till att lösa några av världens mest svåråtkomliga och fossiltunga energiproblem.
Lauri Vartia är Lindes chef för grön vätgas i norra Europa. Han har mer än 20 års erfarenhet av att arbeta med industrigaser på Linde och brinner för vätgasens potential. I sin nuvarande roll fokuserar han på att lägga en plan för grön vätgas i regionen.
”Jag är oerhört intresserad av att ta reda på hur vi kan göra världen mer hållbar och jag tror att vätgasen har stor potential att göra det, säger han.
Vartia är särskilt optimistisk när det gäller den gröna vätgasen.
"Den har verkligen potential att minska koldioxidutsläppen i ett antal industriella processer", förklarar han. "Jag ser det som en viktig faktor för att nå våra utsläppsmål, och det är även en bra drivkraft för mig och för Linde."
Professor Göran Lindbergh är avdelningschef för tillämpad elektrokemi vid KTH Kungliga tekniska högskolan i Sverige och har länge varit framstående inom elektrifiering av transportsektorn, och han instämmer i att vätgas kan spela en viktig roll för att minska klimatförändringarna.
"Vi måste verkligen bort från fossila bränslen på grund av hela klimatuppvärmningsfrågan och vätgas är ett sätt att göra det", säger han.
Medan Lindbergh är övertygad om att vätgas har en viktig roll i de globala insatserna för att minimera användningen av fossila bränslen i olika sektorer av ekonomin, medger han att billigare och rikligare förnybar el behövs för att påskynda processen.
"I Skandinavien är förnybar energi främst vind och vatten, men i södra Europa produceras också mycket solceller," förklarar han. ”Plötsligt har kostnaden för vätgas baserat på användningen av förnybar el blivit mycket billigare. Så denna utveckling har verkligen öppnat många nya möjligheter för vätgas.”
To view the video, you need to consent to YouTube cookies.
Lindbergh pekar på flera stora svenska industriprojekt som gjorde stora framsteg inom användningen av vätgas under det senaste året.
Ett av dessa projekt genomfördes nyligen av Linde och ståltillverkaren Ovako. Testet utfördes vid Ovakos fabrik i mellersta Sverige och involverade att värma stål med vätgas istället för med propan inför valsning.
Göran Nyström, chef för Group Marketing & Technology och vVD vid Ovako, är exalterad över resultaten av det fullskaliga testprojektet.
"Analysen av det stål vi producerade visade att uppvärmning med vätgas inte påverkade kvaliteten negativt", förklarar han. ”Med tanke på de rätta förhållandena var det tydligt att vi kunde använda vätgasuppvärmning för ugnar i alla våra valsverk och därmed minska vårt koldioxidavtryck från vagga till grind.”
Ovako är inte det enda nordiska företaget som befinner sig i spetsen för vätgasrevolutionen. Det norska färjebolaget Norled AS har också vidtagit åtgärder för att införliva vätgas i sin verksamhet.
Norleds projektledare Ivan Østvik är marinarkitekt till yrket och har sedan 2015 utvecklat ”gröna” fartygsprojekt i Norge med fokus på att implementera hållbar och pålitlig energiteknik utan utsläpp. Han är en internationellt erkänd expert på marina nollutsläppslösningar och har bidragit till att bygga världens första flytande vätgasdrivna fartyg.
"Vi ville använda flytande vätgas på grund av dess skalbarhet, lagring i lågt tryck och det faktum att det kan vara ett utsläppsfritt bränsle", säger Østvik om arbetet med en ny vätgasdriven färja som väntas gå i drift i de norska fjordarna. sommaren 2021.
Østvik tvivlar inte på att vätgas kommer att spela en nyckelroll i långsiktiga globala ansträngningar för att dekarbonisera olika branscher.
"Jag skulle säga att vätgasdrivna fartyg har en god chans att eliminera dieseldrivna färjor och LNG-drivna färjor före 2030", säger han. ”Och den bredare transportbranschen kommer också att se stora förändringar som en följd av detta. Självklart måste den gröna vätgasproduktionen skalas upp massivt. Men förnybara energikällor blir billigare hela tiden. Vätgas kommer att vara en billig energikälla och ett utsläppsfritt bränsle som kommer att gynna samhället som helhet.”
Den tyska ingenjörskoncernen Siemens genomförde också nyligen ett vätgasprojekt som tittade på vad som hände när gasen kördes genom brännare som driver företagets industriella gasturbiner..
"Vi har ett stegvis tillvägagångssätt för att införa vätgas i bränslemixen för våra brännare", förklarar professor Jenny Larfeldt, en nyckelexpert på Siemens.
Efter att ha börjat vid blandningar med 15 och 30 procent vätgas nådde Larfeldt och hennes kollegor så småningom en blandning med upp till 75 procent vätgas.
"Sjuttiofem procent svarar faktiskt för hälften av bränslets energiinnehåll, vilket innebär en minskning av koldioxidavtrycket med 50 procent", säger hon. "Det var ett ganska stort steg."
Att övervinna kvarvarande hinder
Trots det begripliga intresset som genereras av sådana framgångar, finns det fortfarande stora hinder för den globala användningen av vätgas.
Professor Lindbergh från KTH anser att kostnaden är den mest uppenbara barriären som står i vägen för vätgasens långsiktiga framgång.
"Det handlar om kostnad", säger han
Även om det är möjligt att producera grön fossilfri vätgas med förnybara energikällor är processen inte billig.
”För närvarande är elektrolys ganska dyrt. Vi behöver många fler storskaliga elektrolysörer, och dessa kommer att vara dyra på kort sikt, säger Lindbergh.
"Kostnaden att producera vätgas kommer att sjunka "
Men han är fortfarande övertygad om att kostnaden för att producera vätgas kommer att sjunka när vätgasanläggningar byggs in med dedicerad kapacitet för produktion av förnybar energi.
”Att ha vätgasproduktionen mycket nära en betydande tillgång på förnybar energi kommer att sänka kostnaderna och öka möjligheterna till grön fossilfri vätgas,” förklarar han.
Den skira nyheten med grön vätgas är också ett problem, enligt Østvik vid Norled.
”Bränslecellstekniken med vätgas eller det flytande vätgaslagringssystemet har aldrig använts på ett fartyg i denna skala förut”, säger han.
Som ett resultat finns det inget regelverk att använda som referens för hur sådana system ska fungera. Det betyder att Østvik och hans team på Norled har behövt spendera mer tid än planerat på att göra ett brett spektrum av preliminära analyser.
"Vi måste bevisa att det är lika säkert att använda bränsleceller som körs på vätgas som en dieseldriven färja", säger han.
Men Larfeldt från Siemens är säker på att vätgas kommer att spela en viktig roll för att dekarbonisera stora sektorer av ekonomin.
"Den här lilla molekylen är viktig i så många aspekter", förklarar hon. ”Vi kan använda den för energi men det är lika viktigt för den kemiska industrin. Du kan bygga allt på vätgas, och jag tror att det är en mycket vacker, tilltalande idé - vätgasamhället. ”
Lindes Vartia delar Larfeldts optimism om framtiden för vätgas.
"Vi kommer att fortsätta att se ett ökande intresse från företag och regeringar för nollutsläppsproduktion och fortsatta tillkännagivanden om ambitiösa mål för minskade koldioxidutsläpp, vilket kommer att vara en drivkraft för utvecklingen", säger han. "Potentialen med vätgas är så stor att även om vi bara realiserar en del av den, kommer vi fortfarande att göra stor skillnad."
