Energiföretagen förklarar: Vätgas som energilager

Vätgas kan fungera som energilager på flera sätt till exempel för att:  

• Användas till elproduktion som spetslast och reglerkraft. 
• Möjliggöra flexibilitet i industriprocesser. 
• Användas som drivmedel som vätgas eller processad till e-metanol. 

Elproduktion och energilager 

Om man avser att göra vätgas för att lagra och sedan använda densamma för att producera el, så går det åt relativt mycket energi. Processen har en verkningsgrad på i bästa fall omkring 40–45 procent. Detta är lågt jämfört med de förluster som uppstår vid användning av andra typer av energilager. Vätgaslager blir därmed relativt sett dyrare än exempelvis batterier vid kortare lagring (timmar upp till ett dygn).  

Ekonomin förbättras betydligt om spillvärmen som uppstår vid vätgasproduktionen kan tillvaratas. För meddellång lagring, 1–7 dagar, finns andra alternativ med lägre förluster; exempelvis pumpkraft, värmelager eller olika typer av kemiska lager. Vätgas, pumpkraft och värmelager har tydliga skalfördelar vilket möjliggör större energilager avsedda för längre tidsrymder, till relativt konkurrenskraftiga kostnader.  

I Sverige har vi tillgång till vattenkraftens vattenmagasin, enorma energilager som är tillgängliga över långa tidsperioder – från sommar till vinter – till en betydligt lägre kostnad. Men ju mer variabel elproduktion vi installerar, det vill säga vindkraft och solenergi, desto snabbare kommer vi till en situation där vattenkraften behöver kompletteras med andra lagringslösningar. Vätgas skulle kunna vara ett alternativ, men idag finns inga kommersiella vätgaslager i någon större skala i Sverige och det är svårt att sia om när sådana kan komma till stånd. 

Flexibilitet 

Vätgas kan också lagras kopplat till industriprocesser. Stora vätgaslager planeras att byggas i samband med stora industriella satsningarna på fossilfri varuproduktion, som till exempel Hybrit. Vätgaslagret är till för att skapa flexibilitet i industriproduktionen av fossilfritt stål på så sätt att man tillverkar och lagrar extra vätgas (utöver ståltillverkningens behov) när elen är billig. Vätgasproduktionen kan stängas när elen är dyr, men stålproduktionen kan bibehållas med den lagrade vätgasen. Storleken på vätgaslagret utgår ifrån att man ska klara att överbrygga skiftningarna i tillgången på vindkraft beroende på väderlek.

Andra sätt att öka den så kallade efterfrågeflexibiliteten – det vill säga jämna ut toppar i elanvändningen – är värmelager i form av stora mängder varmt vatten i anslutning till fjärrvärmeproduktion så som företaget Mälarenergi planerar. Eller att ladda elbilar nattetid när efterfrågan på el är lägre och att, om möjligt, dra ned på industriproduktion och vätgasproduktion när övriga samhällets behov av el är som störst.  

Drivmedel 

Vätgas kan användas som drivmedel på olika sätt. Då krävs olika typer av lagringstankar för att kunna distribuera drivmedlet. Med hjälp av fossilfri el spjälkas vatten till syrgas och förnybar vätgas. Dels kan denna vätgas användas direkt i exempelvis en bränslecell i ett fordon, dels som ett mer traditionellt bränsle som exempelvis e-metanol. E-metanol tillverkas av vätgas och koldioxid i en reaktor. Koldioxiden hämtas exempelvis via avskiljning från industriella biogena förbränningsanläggningar, men det finns även andra möjliga källor.  

Jämfört med direkt eldrift via batterilösningar så blir det större energiförluster med e-metanol, men det öppnar för andra användningsområden såsom fraktfartyg, flyg med mera. Lagring som vätgas eller e-metanol i drivmedelsektorn ger en frikoppling från elsystemet och därmed en viss avlastning vid så kallade effekttoppar (då många vill använda elen samtidigt). 

I en relativt snar framtid 

Vid mer fluktuerande elpriser kan det bli lönsamt att också använda de industriella vätgaslagren för att göra el och sälja tillbaka till marknaden, i första hand som reglerkraft eller för att tillhandahålla stödtjänster. Hur dessa tjänster utvecklas i Sverige beror på utvecklingen av andra sätt att tillhandahålla flexibilitet. Det beror också på tillgången till planerbar kraft (så som vattenkraft, kärnkraft och kraftvärme) och inte minst utbyggnaden av elnätet.  

Runt om i världen görs stora satsningar på vätgas vilket kommer öka antalet producerade elektrolysörer (utrustning för att göra vätgas) enormt. När volymen ökar så utvecklas också tekniken. Kostnaden för såväl vätgasproduktion som att göra el från redan producerad vätgas (exempelvis via bränsleceller eller förbränning) sänks då betydligt och konkurrenskraften för vätgas som energilager ökar.

På sikt kan detta också leda till att exempelvis stora havsbaserade vindkraftparker vid sidan av el kan producera vätgas som i sin tur kan användas för att jämna ut elproduktionen när vinden inte blåser.