Vätgas – nyckeln till ett klimatneutralt Sverige

Sverige har ett nationellt mål som innebär ett klimatneutralt samhälle senast år 2045. Två delmål är en fossiloberoende transportsektor år 2030 och en fossilfri kraftproduktion år 2040. Vätgas i sin egenskap av energibärare spelar en viktig roll för samtliga mål.

Väte är det lättaste grundämnet. Som gas är den doftlös, färglös och mycket lättantändlig. Ren vätgas finns sällan i naturen, i stället är vätet vanligtvis bundet till andra grundämnen, till exempel syre så att det bildas vatten, H₂O. Genom elektrolys kan vattnet spjälkas till vätgas och syre med hjälp av el.

Svårt att lagra förnybar energi

Med förnybara energikällor som sol och vind är det svårt att lagra den energi som produceras. Lagring kan ske i batterier under kortare tid, medan vätgas medger längre lagring. För att omvandla vätgasen till el igen används en bränslecell. En kemisk reaktion gör att man får el, vattenånga och värme.

– Vi går allt mer mot väderberoende energisystem, då är effektiv lagring nödvändig och den kan vätgasen stå för. Gasen är även på väg att bli en viktig energibärare i basindustrins processer, säger Markus Norström, affärs- och innovationsområdeschef inom området Energi och bioekonomi på RISE.

Utmaningen ligger i att vätgas kräver försiktighet i hanteringen. Eftersom den är mycket energirik kan den också vara farlig. Men det går att hantera med utbildning och regelverk.

Markus Norström påpekar att vätgas är en resurs som är gemensam för många olika branscher.

– Det gör att det går att hitta nya samarbeten och konstellationer runt gasen. Här kan RISE hjälpa till med att skapa nya kontakter och föreslå samarbeten, säger han.

Flera användningsområden

Vätgas som produceras i en större industri kan utnyttjas på flera olika sätt. En del kan lagras, annat användas vid industrier i närheten eller överföras till värmeverk i närliggande samhällen. Slutligen kan man sälja den syrgas som blir över vid framställningen av vätgasen.

– Vid investeringar i förnybar energi som solpaneler och vindkraftverk är det den initiala investeringen som kostar, sedan är energin fri och tack vare vätgastekniken kan den lagras. Ju mer energi som man kan få in i systemet, desto billigare blir den. På så sätt behöver de förnybara energisystemen och vätgasen varandra, säger Stefan Ivarsson, enhetschef inom området "Förnybar energi från vind och hav" på RISE.

– Det faktum att vätgas kan lagras gör det möjligt för en industri att bli en spelare på energimarknaden, vilket gör den oerhört intressant även ur ett företagsekonomiskt perspektiv, tillägger han.

Både Stefan Ivarsson och Markus Norström vittnar om att vätgas är väldigt hett just nu, både på EU-nivå och i Sverige. Framför allt händer det mycket inom stålindustrin, men allt fler industrier visar intresse. Vätgasen är också i högsta grad användbar när det gäller långa och tunga transporter, både på väg och på den del av järnvägen som inte är elektrifierad.

Tillgång på el en utmaning

Sverige är under snabb elektrifiering. Merparten av de lösningar som kan leda till en hållbar transportsektor och en hållbar basindustri förutsätter god tillgång på el.

– Den stora utmaningen för samhället är var vi ska få all el ifrån. Enligt vissa scenarier kommer det att krävas en fördubbling av produktionen inom 20 år. Det är en jätteutmaning, i synnerhet som elen ska vara hållbar, säger Markus Norström.

– Tidigare har diskussionen mest handlat om att vi behöver bygga ut näten. Men det räcker inte. Vi måste bygga ut även energiproduktionen på många ställen, exempelvis i Skåne och i Stockholmsområdet, säger Stefan Ivarsson.

Energifrågan ett orosmoment

På RISE är man medvetna om att energifrågan utgör ett orosmoment för dem som vill göra investeringar i dag. Investerarna är helt beroende av att det finns energi till konkurrenskraftigt pris på plats när det är dags att starta verksamheten.

– Tillsammans med ett 50-tal andra aktörer driver vi inom RISE något vi kallar Energiklivet, med målet att se till att energisystemet faktiskt hänger med och stöttar en allt snabbare elektrifiering. Syftet är att skapa förtroende för att el kommer att finnas i framtiden och vara hållbar. Energiklivet omfattar energi i stort, inte bara vätgas, säger Markus Norström.

För en framgångsrik elektrifiering krävs bland annat en systemintegration av värme, el och vätgas, proaktiv utbyggnad av systemen, kompetensomställning och en utvecklad elmarknad. Energiklivet har idag etablerat en arena för nära samverkan mellan stat, myndigheter, regioner, kommuner, energileverantörer, energianvändare och forskningen. Ambitionen är att detta ska kompletteras med en större satsning på att implementera nya innovationer, stötta arbete med nya policies och systemstudier som ger förutsättningar för en snabb och samhällsekonomiskt optimal elektrifiering.

Bred kompetens inom vätgas

RISE har jobbat länge med vätgasfrågan och byggt upp en bred kompetens på området.

– Vi är ett brett forskningsinstitut som jobbar inom alla sektorer och har därmed ett brett perspektiv. Vi har även aktörer över hela landet och samarbetar med de regionala kluster som bildats kring vätgasen, berättar Stefan Ivarsson.

Vidare har RISE utvecklat testbäddar fokuserade på vätgas där man testar exempelvis elektrolysörer och elektrolysprocesser. RISE har också materialrelaterade testbäddar, där man testar material till pipelines och lagringscisterner.

– Vi har även kompetens för att kunna simulera vätgassystem i datormiljö, vilket innebär att vi bygger upp mycket kunskap också den vägen, säger Stefan Ivarsson.