Det norska företaget Blastr Green Steel planerar att bygga ett fossilfritt stålverk i Joddböle i Ingå, där Fortums gamla kolkraftverk tidigare fanns.
En fossilfri industri ska uppnås med hjälp av vätgas. Men också den måste produceras med fossilfria medel för att produktionskedjan inte ska ge koldioxidutsläpp.
Det här är redan möjligt, men det finns fortfarande några frågetecken kring vätgasen. Det mesta handlar ändå om tekniska lösningar. Kunskapen finns, menar experter.
Hur framställs vätgas?
Vätgas förekommer inte obundet i naturen, utan är bundet i olika kemiska föreningarelement. Till exempel i vatten finns det mycket väte. Vattenmolekylen (H₂O) består helt enkelt av väte och syre.
– Industriellt produceras vätgas oftast från naturgas, via en process som kallas ångreformering. Vätgasen kan också framställas från vatten, vilket är ett mer grönt alternativ, säger Johan Bobacka, professor i analytisk kemi vid laboratoriet för molekylärvetenskap och teknik vid Åbo Akademi.
För att få väte från vatten måste vattenmolekylerna spjälkas till väte och syre med elektricitet. Det kallas elektrolys.
För att elektrolysen ska fungera krävs mycket energi, och för att vätgasen ska vara fossilfri behövs alltså fossilfria energikällor, som vind- eller solkraft.
Vätgasen som uppstår i elektrolysen matas in i till exempel industriella processer. Den kan användas för att producera utsläppsfritt stål, vilket är tanken med stålverket i Ingå, men användningsområdet är brett.
Redan idag både används och behövs vätgas inom den kemiska industrin – och behovet förväntas bara växa.
Vad används vätgas till?
– Vätgas används till exempel vid oljeraffinering och framställning av ammoniak, och på senare tid vid stålframställning, säger Johan Bobacka.
Väte kan också användas som bränsle i bränsleceller. En bränslecell är en elektrokemisk cell som producerar elektricitet från väte och syre som producerar elektricitet utan syre, utan att det bildas skadliga biprodukter.
– Då är det enda utsläppet vatten. Vi använder vatten för att producera väte, och när vi använder väte är restprodukten vatten. Användningen av väte som industriellt bränsle motsvarar egentligen ett slutet kretslopp, säger Peter Lund, professor i teknisk fysik vid Aalto-universitetet och forskare i framtidens energifrågor.
Som bränsle är vätgas ganska utmanande. Dess egenskaper är ganska annorlunda än till exempel naturgas.
En av de största utmaningarna är att vätgas antänds väldigt lätt. En enda gnista från en ylletröja eller hår kan tända väte.
Explosiva gaser och höga prislappar
– Den stora utmaningen med vätgas är den är svår att hantera. Gasen exploderar ganska lätt, säger Peter Lund.
Men i industriella processer med slutna omgivningar och stränga säkerhetsföreskrifter är man van att använda gasen. Vätgas har redan använts inom industrin i över hundra år.
– Hantering av vätgas, liksom alla explosiva gaser, kräver förstås en speciell försiktighet. Samtidigt kan man säga att alla gaser, även om de inte är explosiva, så har ju alltid sina risker när de uppbevaras under högt tryck, säger Johan Bobacka.
En annan kritik som vätgas har fått är hur dyr den är att producera fossilfritt. Den anläggning som planeras i Ingå beräknas behöva energi motsvarande 7 procent av Finlands elkonsumtion i dag.
I dagens läge är det dyrare att producera vätgas genom elektrolys, men Johan Bobacka tror att produktionen ändå kan bli konkurrenskraftig i framtiden.
– Om vi vill minska på koldioxidutsläppen är ju den fossilfria vätgasen en väg att gå, säger Bobacka.
Peter Lund är ännu mer optimistisk.
– Om vi ser vilka faktorer som påverkar priset av väte är den viktigaste faktorn priset på el, som behövs för elektrolysprocessen. Nu har priset på vindkraft och solkraft sjunkit så mycket att det blir vettigt att tänka på väteproduktion. Vindkraften är redan nu mer förmånlig än kärnkraften och den blir bara billigare under de kommande åren, säger Lund.
Lund säger också att på grund av att vindkraftverken byggs ut i Finland måste det också finnas möjligheter att lagra el för de vindfria dagarna. Att lagra elektricitet i form av väte är ett sätt att balansera den ojämna produktionen av vindkraft.
– När vi närmar oss år 2030 borde väte bli konkurrenskraftigt rent kommersiellt, säger han.
Hur lagras vätgas?
En stor utmaning med vätgasen är hur den ska lagras.
– Väte är en så väldigt liten molekyl. Man måste komprimera det till ett väldigt högt tryck eller så måste man kyla ner det till väldigt låga temperaturer för att förvandla gasen till en vätska. Det är den stora utmaningen: Hur ska vi lagra väte i stor skala? undrar Peter Lund.
I Luleå byggs bergsförvaring för 120 000 kubikmeter vätgas. Det här kan vara ett praktiskt alternativ, säger Johan Bobacka vid Åbo Akademi.
– Då kan man utnyttja berggrunden som stöd för konstruktionen, eftersom gasen måste förvaras under högt tryck. Annars krävs väldigt kraftiga behållare, säger Bobacka.
Det är också möjligt att lagra vätgasen på andra sätt, genom att till exempel kyla ner den, binda den till fasta material, eller lagra den i form av ammoniak. Det här skulle underlätta transporten av vätgas, framför allt till sjöss.
Vätgasens möjligheter
Norden lämpar sig för att lagra vätgas eftersom vi har en stabil berggrund, och Finland lockar investerare på grund av vindkraften.
Det är inte bara i södra Finland som vätgasen lockar – planerna slår rot också i Österbotten.
Åländska bolaget Flexens vill bygga en vätgasanläggning i Karleby. Tanken är att tillverka vätgas och ammoniak av vind- och solkraft.
Vindkraftbolaget CPC Finland och kapitalförvaltaren Prime Capital planerar bygga en 200 megawatts produktionsanläggning för grön vätgas och e-metan i Kristinestad. Där ska man tillverka vätgas genom elektrolys, och sedan låta vätgasen reagera med koldioxid för att skapa e-metan, som kan användas som bränsle för bland annat tunga fordon.
Peter Lund säger att det ännu finns frågetecken kring lagringen av vätgas. Han säger också att teknisk utveckling är nödvändig. Inga genombrytande innovationer behövs ändå – kunskapen finns och ska överföras till en industriell skala.
Det kommer förstås ta tid, men intresset för vätgas är stort både i Finland och internationellt. En satsning på möjligheterna att lagra vätgas skulle vara avgörande för övergången till grön energi, menar Lund.
– Väte är ett rent bränsle för industrin och hjälper till att minska utsläppen, men samtidigt är det lika viktigt att det redan nu möjliggör storskalig lagring av solkraft och vindkraft, och därför räknar man nu ut att det här är den väldigt stora innovationen som har behövts för att möjliggöra grön elektricitet i samhället, säger han.