Vätgas - Energin för framtiden

Var kommer vätgas ifrån?

Vätgas kan produceras på flera olika sätt, och varje metod har olika miljö- och energimässiga konsekvenser. För att enklare kunna identifiera dessa skillnader har man infört en färgkodning för vätgas. Nedan följer en förklaring av de olika färgerna som används för att beskriva vätgas beroende på produktionsmetod:

Grön vätgas: Förnybara energikällor (sol- och vindkraft)
Grå vätgas: Fossila energikällor (naturgas, utan CCS (koldioxidavskiljning och lagring))
Brun/svart vätgas: Fossila energikällor (kol, lignit)
Rosa vätgas: Fossilfria källor (kärnkraft)
Turkos vätgas: Fossilfria källor (pyrolys av metan med förnybar energi eller kärnkraft)
Blå vätgas: Industriella processer (fossila bränslen med CCS)

Färgkodningen gör det enklare att förstå och jämföra de olika metoderna för vätgasproduktion och deras miljöpåverkan. Grön och rosa vätgas betraktas som de mest hållbara alternativen, medan grå och brun/svart vätgas har större negativa miljökonsekvenser. Blå och turkos vätgas utgör mellanalternativ som kan underlätta övergången till mer hållbara energisystem.

Hur tillverkas vätgas?

Vätgas kan tillverkas genom flera olika metoder, beroende på vilka råmaterial och energikällor som finns tillgängliga. Här är några av de vanligaste metoderna för att producera vätgas:

Elektrolys av vatten: Vatten delas upp i väte och syre med elektrisk ström. Om förnybar energi används kallas vätgasen ”grön vätgas”.
Fördelar: Koldioxidfri om förnybar energi används.
Nackdelar: Relativt dyr metod.

Reformering: Den vanligaste industriella metoden där naturgas (metan) reagerar med vattenånga och producerar vätgas och koldioxid.
Fördelar: Kostnadseffektiv och välutvecklad. 
Nackdelar: Producerar koldioxid.

Förgasning: Biomassa upphettas i en syrefattig miljö för att producera vätgas.
Fördelar: Använder förnybara råmaterial och kan vara koldioxidneutral.
Nackdelar: Teknologin är komplex och kräver stora volymer biomassa.

Dessa metoder visar vätgasens mångsidighet och potential i olika energisystem.

Hur lagras vätgas?

Vätgas kan lagras på olika sätt beroende på användningsområde och behov. Här är några av de vanligaste metoderna:

Gasflaskor: Mindre mängder vätgas kan lagras i tryckbehållare, så kallade gasflaskor, tillverkade av material som tål högt tryck, vanligtvis metall. Gasflaskor är praktiska för transport och småskalig användning av vätgas.

Kyltankar: För större volymer kan vätgas lagras i flytande form i kyltankar. För att hålla vätgasen flytande måste den kylas till mycket låga temperaturer, vanligtvis under dess kokpunkt på -253 °C. Kyltankar är vanliga för långsiktigt lagringsbehov och industriell användning av vätgas.

Metallhydrider: Vätgas kan också lagras i speciella material som kallas metallhydrider. Dessa material kan absorbera och frigöra vätgas vid olika tryck och temperaturer. Metallhydrider erbjuder en säker och effektiv lagringsmetod, särskilt för applikationer där volymen av lagrad vätgas är viktig.

Hur transporteras vätgas?

Valet av transportmetod beror på faktorer som avstånd, volym, tillgänglighet av infrastruktur och specifika krav för säkerhet och effektivitet.

Rörledningar: Liksom naturgas kan vätgas transporteras genom dedikerade pipelines, som är konstruerade för att transportera gas över långa avstånd. Denna metod används vanligtvis för att transportera stora volymer av vätgas mellan produktionsanläggningar och användningsplatser.

Tankbilar: För kortare avstånd eller till platser som inte är anslutna till gasnätverk kan vätgas transporteras med tankbilar. Dessa fordon är utformade för att transportera tryckbehållare eller kyltankar som innehåller vätgas till sina destinationer.

Energiomvandling - Från vätgas till el

Energiomvandlingen från vätgas till elektricitet kan ske genom bränsleceller, förbränningsmotorer och gasturbiner.

Bränsleceller: I bränsleceller reagerar vätgas och syre elektrokemiskt för att producera elektricitet och vatten. Vätgasen delas upp i protoner och elektroner; elektronerna genererar elektricitet medan protonerna och syret bildar vatten.

Förbränningsmotorer: Förbränningsmotorer blandar och antänder vätgas och syre i en förbränningskammare. Den resulterande explosionen driver en motor eller turbin som genererar mekanisk energi, med vatten som biprodukt.

Gasturbiner: Gasturbiner blandar vätgas med luft och antänder det i en förbränningskammare. Den heta gasen expanderar genom en turbin, vilket driver en generator för att producera elektricitet, och vatten bildas som biprodukt.

Hur används vätgas?

Industri: Vätgas används inom industriella processer för raffinering och kemisk industri samt ersätter kol i stålproduktionen, vilket minskar koldioxidutsläppen.

Transport: Vätgas driver bränslecellsfordon som bilar, bussar och tåg, vilket ger längre räckvidd och snabbare tankning än batteridrivna elfordon. Det utforskas också som alternativ till fossila bränslen för flygplan och fartyg.

Fastigheter: I fastigheter används vätgas för energilagring och distribution, vilket möjliggör användning av överskott av förnybar energi för uppvärmning och kylning av byggnader.

Energi: Inom energisektorn används vätgas för att lagra överskott av förnybar energi och generera elektricitet vid behov. Den används också för att producera renare bränslen för transportsektorn och minska utsläppen från industriella processer.