Inledning
Allt fler länder lovar att nå nettonollutsläpp de kommande decennierna. Totalt har 131 länder, som tillsammans står för omkring 88 procent av världens växthusgasutsläpp, presenterat sådana mål. Samtidigt har mänsklig aktivitet redan höjt den globala medeltemperaturen med cirka 1,1 °C jämfört med förindustriell nivå. För att hålla uppvärmningen under 1,5 °C säger forskarna att vi måste vara nettonoll senast 2050. Det innebär att utsläppen måste minska i nästan hela energisystemet – från kraftverk och fabriker till bilar och flygplan. Energieffektivisering, elektrifiering och förnybar energi väntas stå för ungefär 70 procent av de nödvändiga minskningarna. Resten måste komma från andra lösningar, och här kommer vätgas ofta in i bilden. Men hur realistisk är vätgas som klimatverktyg? I den här artikeln tittar vi på vad vätgas är, hur den produceras och används idag, vilka hinder som finns och vad som kan förändras framåt.
Vätgas – vad är det egentligen?
Vätgas är inte en energikälla i sig själv, utan en energibärare. Det betyder att den måste tillverkas från något annat, till exempel el, naturgas eller biomassa. När vi pratar om “grön vätgas” menar vi vätgas som producerats med förnybar el genom elektrolys – en process där vatten delas upp i väte och syre. Eftersom vätgas självt inte släpper ut koldioxid när den används, kan den bli en viktig del av ett lågt utsläppssystem – förutsatt att den framställs på ett rent sätt.
Begränsad användning och produktion
Idag används vätgas främst inom kemiindustrin och raffinaderier, till exempel för att göra ammoniak till gödsel eller för att ta bort svavel ur råolja. Den globala produktionen ligger på ungefär 75 miljoner ton ren vätgas per år, plus ytterligare 45 miljoner ton som finns med i olika gasblandningar. Det motsvarar omkring 3 procent av världens slutliga energianvändning – ungefär lika mycket som hela Tysklands årliga energiförbrukning.
Trots dessa siffror är vätgasens roll som energibärare i transport och uppvärmning fortfarande mycket liten. År 2021 fanns det bara drygt 40 000 bränslecellsfordon i hela världen, och nästan 90 procent av dem kördes i Sydkorea, USA, Kina och Japan. Bussar och lastbilar som drivs med vätgas utgör endast en bråkdel av den totala fordonsflottan. När det gäller produktion dominerar fossila bränslen: nästan hälften av all vätgas framställs från naturgas, kol och olja står för en stor del av resten, medan endast omkring 4 procent görs via elektrolys. Av den lilla andelen är en ännu mindre del producerad med förnybar el, vilket betyder att den “gröna” vätgasen fortfarande är mycket ovanlig.
Höga krav på utbyggnad
För att vätgas ska kunna bidra på ett meningsfullt sätt till klimatmålen behöver vi en kraftig utbyggnad av elektrolys – den teknik som gör vätgas från förnybar el. Idag ligger den globala elektroskapaciteten på cirka 0,7 gigawatt (GW). Scenarier som syftar till att hålla uppvärmningen under 1,5 °C visar att vi kanske behöver mellan 4 och 5 terawatt (TW) till år 2050. Det är en ökning med flera tusen procent jämfört med dagens nivå och skulle kräva en utbyggnadstakt som är mycket snabbare än vad vi har sett för sol- och vindkraft hittills.
Varje steg där vi omvandlar el till vätgas och sedan kanske vidare till andra bränslen (till exempel ammoniak eller syntetisk diesel) innebär energiförluster. Till exempel kan bara omkring 60‑70 procent av den ursprungliga elenergin behållas när vi gjort vätgas, och ytterligare förluster sker när vi omvandlar vätgasen till andra produkter. Dessa förluster gör att vi behöver ännu mer förnybar el från början om vi vill nå samma nyttjande av energi som om vi hade använt el direkt.
Vätgasens vidareförädling – varför den kan vara användbar
Trots förlusterna har vätgas vissa fördelar som gör den intressant för vissa sektorer. Eftersom den enkelt kan omvandlas till andra kemiska föreningar kan den användas för att tillverka ammoniak (som är viktig för gödsel), metanol eller syntetiska bränslen. Dessa produkter har högre energitäthet än ren vätgas och är lättare att lagra och transportera över långa avstånd. Ammoniak till exempel kan användas som bränsle för stora fartyg eller som energilager för elnät, eftersom den är lättare att hantera i stora mängder än ren vätgas eller batterier.
Men varje extra omvandlingssteg lägger till både kostnad och energiförlust. Därför måste vi noggrant väga fördelarna mot nackdelarna beroende på vilken sektor vi tittar på. För lättare personbilar kan direkt elektricitet med batteri ofta vara effektivare, medan för långväga sjöfart, tung industri eller säsongslagring av el kan vätgasbaserade lösningar bli mer konkurrenskraftiga.
Kostnader och brist på marknad
En av de största hindren för vätgas är priset. Att producera vätgas från förnybar el kostar idag ungefär två till tre gånger mer än att framställa den från naturgas med hjälp av ångreformering (den vanligaste fossila metoden). Även infrastrukturen är dyr: att bygga rörledningar för vätgas kan bli upp till 50 procent dyrare än motsvarande för naturgas, delvis eftersom vätgas är mycket lättare och kan läcka lättare genom vissa material.
Det finns också ingen etablerad global marknad för vätgas som råvara. Priserna är inte transparenta, och det är svårt att jämföra kostnader mellan olika producenter och regioner. Utan tydliga prissignaler blir det svårare för investerare att våga satsa pengar i nya projekt. Dessutom saknas en internationellt accepterad standard för att skilja fossilbaserad vätgas från lågkoldioxidalternativ. Det gör det svårt att använda styrmedel som subventioner eller skatter för att främja den “gröna” varianten utan att råka gynna fossila alternativ av misstag.
När det gäller infrastrukturen finns det bara omkring 4 500 kilometer vätgasledningar i världen
