Systemperspektiv för vätgasproduktion, sektorkoppling till fjärrvärme

Projektet har redovisat i detalj hur restvärmen, som uppstår i elektrolysen, kan tillgodogöras som fjärrvärme och därigenom öka processens verkningsgrad från cirka 66 till 95 %. EU:s mål om produktion av 10 miljoner ton vätgas per år till 2030 innebär att det bildas 230 TWh restvärme, motsvarande fyra gånger Sveriges totala fjärrvärmeenergi. Det visar potentialen och vikten av att värmeöverskottet nyttjas i framtida investeringar.

För varje kilo vätgas som produceras bildas åtta kilo syrgas, som kan användas i för att förbättra förbränningen i en avfallspanna. Alternativt kan syrgasen transporteras till ett närliggande vattenreningsverk, vilket minskar elanvändningen för de pumpar som idag cirkulerar luft i de biologiska reningsstegen.

Svenska kraftnät har skapat flera olika marknader för systemtjänster. Vätgas-produktion har goda förutsättningar att delta, särskilt med FCR-D. Analyserna visar att intäkterna från dessa tjänster kan vara större än både restvärmen och syrgasen, förutsatt att restvärmen inte ersätter bränslen som har en högre kostnadsprofil, som exempelvis bio-olja eller pellets. I dessa fall får restvärmen ett betydligt högre värde.

Sektorkopplingen mot fjärrvärme skapar ett resurseffektivt energisystem där alla restflöden kan komma till nytta. Vätgaslager kan också bidra till ett mer robust och resilient energisystem, med möjligheter att förse kritiska verksamheter med reservkraft eller för att starta lokala elnät i ö-drift.

För bästa lönsamhet, utifrån befintliga data om elpriser och vätgasens värde, bör vätgasen säljas vidare som bränsle till tunga transport eller som råvara till industrier istället för att lagras för senare omvandling tillbaka till el. I en framtid, där behov av elgenerering för balanskraft kan öka och samtidigt krävas vara koldioxidneutral, kan dock situationen bli annorlunda.

Baserat på indata och förutsättningar från omvärldsanalyserna visar att kostnaden för att producera vätgas (kr/kg) minimeras när elektrolysen är i drift cirka 80 % av årets timmar eftersom avskrivningskostnaderna annars blir högre i relation till producerad mängd vätgas. Förutsatt avsättning för vätgasen bör produktionen dras ner enbart vid de allra högsta elpriserna.

Scenariot ”gas-to-power” har inte visat sig lönsamt, baserat på de förutsättningar som använts. Historiska elpriser har inte varit tillräckligt höga, tillräckligt ofta för att en extra investering i en gasturbin eller bränslecell ska betala sig. Samtidigt kan det vara missvisande att jämföra priser där dagens fossila bränslen ingår eftersom dessa bränslen på sikt inte är något alternativ.

Även om sektorkopplingen till fjärrvärme ökar intäktsmöjligheterna för vätgasproduktion så finns fortfarande ett antal osäkra parametrar som påverkar lönsamheten och investeringsviljan. Dessa specificeras och diskuteras i denna och dess underliggande rapporter.