Förväntningarna på vätgas har från tid till annan varit skyhöga, men grusats, slutat med förskräckelse eller pyspunka. När luftskeppet Hindenburg försvann i ett eldhav 1937 innebar det slutet på ett lovande energisnålt och bekvämt sätt att genomföra interkontinentala resor.
Kring millennieskiftet var förhoppningarna stora om att vätgasdrivna bränsleceller snabbt skulle erbjuda en ren lösning på bilismens avgasproblem, men det har gått långsamt. 2018 var endast 11 200 fordon utrustade med bränsleceller, i hela världen.
Nu är vätgas åter väldigt mycket i ropet. Både från politiskt håll och i företag är intresset stort att skapa en ”väteekonomi”, till exempel i EU:s nya strategiska satsningar som presenterades i somras (läs mer i denna artikel).
Det finns flera skäl till det växande globala intresset. Vätgas har väldigt många möjliga användningsområden och ses som en möjliggörare för att uppnå en ren, säker och ekonomiskt hållbar energiförsörjning.
Tillgången på miljövänlig vätgas väntas öka tack vare att den kan framställas med hjälp av överskottsel från vindkraftverk och solpaneler och därmed också lösa ett stort energilagringsproblem. Efterfrågan väntas öka, för att ersätta fossila bränslen där batterier inte är ett realistiskt alternativ, till exempel i tunga transporter, flyg och sjöfart. Det gäller även för industriella processer, där det är svårt eller omöjligt att byta från fossila bränslen till el, till exempel vid framställning av stål, cement och kemikalier.
Outvecklad teknik
Så kan den nuvarande synen på vätgasens framtid mycket kortfattat sammanfattas. Men faktum är att vätgas redan har en mängd industriella användningsområden, som dessutom ökat under lång tid. Sedan 1975 har den globala efterfrågan stigit från cirka 18 miljoner ton till 75 miljoner ton. De huvudsakliga användningsområdena är för närvarande raffinering av oljeprodukter, som står för drygt 38 miljoner ton, och tillverkning av ammoniak till framför allt konstgödsel, som svarar för 31,5 miljoner ton.
Nästan all vätgas framställs för närvarande med hjälp av naturgas eller stenkol, vilket leder till mycket stora koldioxidutsläpp. Sammantaget handlar det om 830 miljoner ton årligen enligt IEA, eller lika mycket koldioxid som Storbritannien och Indonesien släpper ut tillsammans.
Bara en mycket liten del av dagens vätgas produceras genom elektrolys, en process där vatten spjälkas upp i syre och väte med hjälp av stora mängder el. Det går åt cirka 50 kWh för att producera ett kilo vätgas, en volym som ger 33 kWh energi. Ett grundläggande problem är dock att elektrolysörer fortfarande är så dyra att den gröna vätgasen inte är ekonomiskt konkurrenskraftig. Det krävs stödåtgärder eller regelverk för att produktionen ska komma igång. Även om tekniken är gammal, så är tillverkningen av elektrolysörer inte alls lika utvecklad som tillverkning av solceller och batterier, där stora volymer och teknikutveckling drivit ned kostnaderna markant. Europa som är marknadsledande har en tillverkningskapacitet på 1,2 GW per år, och mycket ny kapacitet är på gång.
Sjunkande priser
Även om elektrolysörer fortfarande är dyra går priserna ned och förhoppningen är att prisutvecklingen med stigande volymer ska komma att likna den vi sett för litiumjonbatterier och solceller. För att det blir så talar att många av de landvinningar som görs inom batteriteknik också är applicerbara på elektrolysörer, som bygger på samma elektrokemiska principer. Detsamma gäller för bränsleceller, som fortfarande är avskräckande dyra. I Japan, som kommit längst med bränsleceller i bilar, kostar en vätgasbil cirka 250 000 kronor mer än motsvarande hybridbil.
Vätgasens många användningsområdenBränsle för exempelvis flygplan, bilar och fartyg – men också för reservkraftsanläggningar.Värme – dels vid industriell produktion av till exempel cement, glas, stål och aluminium – men också för uppvärmning av byggnaderRåvara i skilda produkter som plast, stål och konstgödning
Osäker avkastning
Det finns också ett hönan och ägget-problem – varför göra stora investeringar i dyrbara produktionsanläggningar och distributionsapparater för vätgas om det inte finns säker avsättning för den? Detta problem är dock hanterbart eftersom det finns gott om utrymme att ersätta fossilt producerad vätgas och på så sätt uppnå betydande klimatvinster. Ett annat sätt att få avsättning för vätgas utan att bygga ny infrastruktur, som IEA lyfter fram, är lagstiftning om inblandning av vätgas i naturgas för distribution i det vanliga gasnätet, på samma sätt som man idag blandar ut fossila fordonsbränslen. Metoden är på väg att prövas i Australien. Om EU blandar ut den naturgas som används i unionen med 5 volymprocent vätgas så skulle efterfrågan på grön vätgas öka med 2,5 miljoner ton om året, vilket skulle kräva 25 GW ny elektrolyskapacitet.
Eftersom vätgas kan framställas med hjälp av nästan alla befintliga energislag och användas som energibärare i så många sammanhang är det inte konstigt att fokus skiljer sig åt i olika länder. I Sverige är det mest omskrivna projektet Hybrit, där SSAB, Vattenfall och LKAB samarbetar för att framställa fossilfritt stål genom direktreduktion med hjälp av grön vätgas. I Österrike finns ett liknande projekt. I Danmark samarbetar Ørstedt, SAS, Maersk med flera för att vätgas från havsbaserad vindkraft ska användas för produktion av bland annat flygfotogen och metanol till fartygsbränslen.
I Australien där avstånden är stora och nätkapaciteteten otillräcklig erbjuder vätgas för produktion av fossilfri ammoniak en lösning på stora regionala elöverskott från gigantiska solelsparker. Förnybar el med vätgas som energiutjämnare ses också som en lösning för att rädda förorenande och olönsamma aluminiumsmältverk, en lösning som dessutom kan användas för att balansera de regionala elnäten.
Tysk strategi
Nio miljarder euro på förnybar vätgas i en ny strategi som presenterades i juni. Tanken är att ge skjuts åt Tysklands energiomvandling och stärka landets ambition att bli världsledande inom vätgasteknik, inklusive produktion av syntetiskt metan, flygfotogen, metanol och ammoniak.
Strategin innebär att Tyskland bygger en inhemsk industri med en tillverkningskapacitet på 5 GW vätgas till 2030. Tanken är att kapaciteten ska utökas med lika mycket till 2035 eller senast 2040. I satsningen ingår också att bygga upp den förnybara energikapacitet som krävs för att producera vätgasen.
Sju miljarder euro utlovas i form av marknadslanseringar av vätgassatsningar i Tyskland, och ytterligare 2 miljarder euro går till utvecklingen av internationella samverkansprojekt.
Källor: IEA The future of hydrogen, Rystad Renewable Energy Newsletter, Ieefa.org
Carl Johan Liljegren
