Vätgas - som drivmedel

Publicerad: 2021-06-23

Användning, produktion och utmaningar för vätgas i Sverige

Vätgas som drivmedel

Vätgas är ett miljövänligt drivmedel som i sin produktion inte alstrar några koldioxidutsläpp, annat än det som genereras när elen framställs. Ifall den använda elen är förnybar så blir koldioxidutsläppen lägre än om den använda elen är av fossilt ursprung. Vätgas inte är någon primär energikälla, men kan användas för att lagra, transportera och tillhandahålla energi. Flexibiliteten är stor eftersom vätgas kan produceras ur alla typer av energikällor.

Vätgas är en beprövad produkt och har använts i industrin i över 100 år. I fordonstrafik är dock vätgasen mer obeprövad, vilket även medför att både produktionslinan samt infrastruktur för vätgasen behöver byggas upp för att en bred satsning på tekniken skall kunna göras.

Vätgasen är bra för långsiktig energilagring samt är emissionsfritt, men tappar mycket i effektivitet vid omvandlingen, både i produktionsled och vid omvandlingen från vätgas tillbaka till el igen.

Vätgas som drivmedel har inte potential att räcka ifall bränslet efterfrågas till nästa upphandling. Anledningen är att infrastrukturen inte är utbyggd idag.

Intresset för vätgas som fordonsbränsle har gått upp och ner sedan 80-talet. Idag är det en starkare trend än på länge och många tror att det blir en del av en framtida lösning, både forskare, företagare och branschföreträdare.

Produktion och utveckling

De vanligaste sätten att producera vätgas är via reformering(omvandling) av naturgas och spjälkning av vatten via elektrolys.

Förgasning av skogsråvara är ett alternativ som ligger längre fram i tiden men numera finns både begränsningar för vätgasproduktion från biogas och skogsråvara.

Vid produktion av vätgas via elektrolys genereras inga växthusgasutsläpp. Däremot beroende på hur elen som används i elektrolysen har producerats, kan det ha släppts ut koldioxid och andra växthusgaser. Olika tillverkningssätt av vätgasen ger därmed olika utsläpp. Det finns möjligheter att producera vätgas från både solceller, vindkraft, kraftvärme och restströmmar från industrin, samt i längre perspektiv från förgasning av biomassa.

För att utvecklingen av vätgas som drivmedel ska få genomslag behöver produktion av vätgas växa fram. Lika viktigt är att i samband med att vätgasproduktion växer fram så behöver även en infrastruktur byggas upp.

Användning

Vätgas används idag endast på ett fåtal ställen i Sverige, i bränsleceller och förbränningsmotorer. Det senare förespråkas främst för tunga transporter.
Vätgas i förbränningsmotorer är mer energieffektiva än bränsleceller där mycket av energi försvinner i omvandling från el till vätgas och tillbaka till el. Däremot släpper bränslecellerna bara ut lite vatten medan förbränningsmotorn släpper ut kväveoxider, vilka är hälsofarliga och bidrar till bildandet av marknära ozon.

En konventionell elbil är mer energieffektiv än en bränslecellsbil, men fördelen med den senare är att den kan tankas på fem minuter och att bränslecellen skapar värme i processen vilket kan användas för att värma upp kupén.

En av vätgasens stora fördelar är som lagerhållare av el, vilken skapar förutsättningar att kapa effekttoppar och jämna ut svängningar i produktion och användning över tid. Samtidigt är det dålig verkningsgrad i omvandlingen från el till vätgas och tillbaka till el. Ungefär hälften elen som lagras i vätgas går förlorad i omvandlingsförluster.

Idag används vätgas främst som råvara inom kemiindustrin, där vätgas tex. används för att tillverka ammoniak som i sin tur kan används för tillverkning av konstgödsel. Ett annat vanligt användningsområde är på raffinaderier, där vätgas används för att omvandla råolja till bensin och diesel. Den industriella vätgasanvändningen sker till:

55 % för tillverkning av ammoniak
25 % till raffinaderier och drivmedelstillverkning
10 % för tillverkning av metanol

10 % för tillverkning av andra produkter (stål, glas och mat)

Begränsning

Gällande vätgasproduktion från el och vindkraft är det inte råvaran som i första hand sätter begränsningen utan tillgång till mark och tillstånd. Vid användning av el direkt kan kapaciteten på elnätet vara begränsande i en närtid.

Vätgas jämfört med bensin och diesel

För att sätta utsläppen för vätgasproduktion i perspektiv med dagens fordonsflotta, har en jämförelse gjorts med utsläppen från bensin och diesel, se diagrammet nedan. Resultaten visar att utsläppen av växthusgaser är lägre vid användning av vätgas istället för bensin och diesel förutsatt att vätgasen produceras från biogas eller från förnybar el.