Vad krävs för att tillverka vätgas

I ett antal scenarion återstår vid år fortfarande utsläpp motsvarande ungefär 20 miljarder ton koldioxid per år. Sektorer som kan nyttja vätgas för att kraftigt minska utsläppen är bland annat flygtransporter, fartygstransporter, bil- och lastbilstransporter samt stålproduktion och andra industriprocesser. Den förekommer inte fritt i naturen och därför krävs energi för att separera.

Vätgas innehåller endast en fjärdedel så mycket energi per volym som fossil metangas. Även om det går att använda infångning av koldioxid för att begränsa utsläppen av koldioxid vid produktionen är infångningen begränsad till omkring 95 procent för de mest effektiva teknikerna. Digital rendering av skeppsbaserad plattform för produktion av vätgas och ammoniak samt ett tankfartyg för ammoniak. Dessa positiva egenskaper har gjort att den hamnat högt på agendan bland klimatåtgärder.

Den kan användas för att producera elektricitet eller värme. Ett annat problem med vätgas är att dagens gasledningar för metan fossil eller biobaserad ofta inte klarar en allt för hög inblandning av vätgas. Vätgas ingår även i vissa länders strategier för att minska utsläppen från uppvärmning. Totalt förväntas vätgasplanerna komma att kosta någonstans mellan och miljarder euro.

Det leder till varierande kostnader för vätgasproduktion som i dagsläget inte är särskilt konkurrensutsatt.

Övriga sektorer, som elproduktion, anses redan ha minskat utsläppen till noll till år Avsaknaden av en direkt strategi för dessa svårare sektorer har lett till omfattande tillit till teknologier för negativa utsläpp. Därefter har vätgas dykt upp inom allt fler områden och EU har under sommaren antagit två strategidokument; en strategi för integrering av energisystemet och en vätgas-strategi för ett klimatneutralt Europa.

Detta inkluderar endast de sektorer som anses vara svåra att minska utsläppen inom. Med nuvarande utsläpp om cirka 42 miljarder ton koldioxid per år kommer alltså koldioxidbudgeten vara förbrukad innan årtiondet är över. Inom allt från små sektorer, där det är svårt att minska utsläppen, till storskalig energilagring kan vätgas bli en avgörande pusselbit i EU:s klimatstrategi.

Den ger inga utsläpp av koldioxid och låga utsläpp av luftföroreningar vid förbränning i en motor eller i en bränslecell.

Vätgas kan produceras överallt där det finns elektricitet och vatten. Av denna vätgas används ungefär hälften till raffinering av oljeprodukter, 40 procent till produktion av ammoniak för gödselmedel och resterande del till andra processer, främst produktion av metanol och för stålproduktion.

Problem med vätgas

Vid en första anblick framstår vätgas — universums vanligaste och lättaste grundämne — som svaret på alla energifrågor. Vätgas innehåller tre gånger så mycket energi som bensin eller diesel per viktenhet. För att klara 1,5 °C-målet kvarstod år ungefär miljarder ton i koldioxidbudgeten. Ett flertal länder, däribland Nederländerna, Spanien, Tyskland och Danmark, har redan antagit ambitiösa planer motsvarande flera GW elektrolyskapacitet.

FN:s klimatpanel IPCC uppskattade att antropogena utsläpp av växthusgaser behöver minska med hälften till för att sedan nå nettonoll utsläpp till för att begränsa den globala uppvärmningen till under 1,5 °C under detta århundrade. Den internationella handeln med vätgas är mycket begränsad.

Hur tillverkas vätgas?

Det europeiska vätgasprojektet är baserat på att produktionskostnaden för fossilfri vätgas ska minska från mellan 2,5 och 5,5 euro per kg vätgas idag till mellan 1,1 och 2,5 euro per kg vätgas till Kostnaden för elektrolyskapaciteten beräknas till mellan 24 och 42 miljarder euro. Vätgas kan antingen förbrännas direkt i motorer, användas i bränsleceller eller användas för att producera elektrobränslen, till exempel syntetiska kolvätekedjor eller ammoniak.

Nederländerna är det land som hittills annonserat de mest omfattande planerna med 12,9 GW. Samtidigt har vätgas flera nackdelar. Vätgas produceras idag till stor del lokalt, antingen för lokala ändamål eller som en biprodukt av olika industriprocesser. Vätgas har blivit en hörnsten i klimatpolitiken, men hur kommer kärnkraftens roll att se ut vad gäller vätgas? Det är alltså här som vätgas, producerad från fossilfria källor, har dykt upp som ett alternativ för att minska koldioxidutsläppen.

Först som en lösning för att minska utsläppen inom industriella processer och inom sektorer där det är både bråttom och svårt att åstadkomma utsläppsminskningar. Vätgas kan orsaka försprödning av metaller, läcker genom minsta tänkbara spricka och är både explosivt och lättantändligt. För att istället begränsa uppvärmningen till under 2 °C krävs nettonoll utsläpp till Ett annat sätt att utrycka målsättningen är i termer av hur mycket koldioxid som kan släppas ut, en koldioxidbudget.

Ett annat alternativ är blanda in vätgas med naturgas för att minska utsläppen, men tester visar på en praktisk gräns runt 20 procent vid inblandning vilket endast skulle ge blygsamma utsläppsminskningar. Det krävs avsevärda tryck på uppemot gånger atmosfärstryck eller nedkylning till minus °C för att lagra någorlunda effektivt. I dagsläget förbrukas ungefär 70 miljoner ton vätgas per år, nästan uteslutande producerat från fossil metangas och från fossilt kol.