Så kan vätgasens roll i energisystemet se ut – beroende på utvecklingsväg

– Rapporten ger ett viktigt faktabaserat underlag för att förstå vätgasens möjliga roller i energisystemet. Vi hoppas att den kan bidra till att tydliggöra vätgasens potential och vilka förutsättningar som krävs för att realisera den, beroende på vilken utvecklingsväg som väljs, säger medförfattare Katja Åström, Energiforsk. 

Rapporten bygger på en bred analys med omfattande modellering av Sveriges framtida energisystem, syntes av tidigare forskning samt intervjuer och dialoger med aktörer från industri, energibransch och offentlig sektor. Olika utvecklingsvägar har analyserats utifrån antaganden om exempelvis industrins och transportsektorns omställning, lokalisering av produktion och användning samt elsystemets utveckling. Syftet har varit att förstå vilka roller vätgasen kan få, vilka förutsättningar som krävs för olika utvecklingsvägar och vilka konsekvenser de får för energisystemet.  
 

Vätgasens utveckling hänger nära ihop med elsystemets utbyggnad 

Rapportens modellkörningar visar att vind- och solkraft i dag är de mest kostnadseffektiva tillskotten för att möjliggöra vätgasproduktion med elektrolys, men att andra fossilfria alternativ, som kärnkraft, också kan få en betydande roll beroende på politiska beslut, investeringsvilja och tillståndsprocesser.   

Både tidpunkt och omfattning av elsystemets utbyggnad påverkar vätgasens roll i energisystemet. Om utbyggnaden inte hänger med vätgasefterfrågan riskerar det att skapa flaskhalsar i energisystemet och leda till högre kostnader, något som bland annat kan försvåra industrins omställning.   

Ett system som behöver både flexibilitet och robusthet  

När elproduktionen varierar med väder och årstid ökar behovet av flexibilitet i energisystemet, vilket ökar vätgasens roll.  

– I våra analyser ser vi att vätgaslagring kan avlasta elsystemet när produktionen varierar. Effekten blir särskilt tydlig i södra Sverige, där behovet av lagring är större till följd av högre efterfrågan och mer begränsad lokal elproduktion, säger medförfattare Julia Renström, Profu.  

Elektrolysörer och andra vätgastekniker kan ge viktiga stödtjänster till elnätet, exempelvis genom att snabbt anpassa sin elförbrukning när frekvensen avviker från det normala. Men dagens stödtjänstmarknader är relativt små och rapporten pekar på att tekniken behöver tydligare affärsmodeller och långsiktiga marknadsregleringar för att tekniken ska kunna användas i större omfattning.  

Storskaliga vätgassystem kan byggas säkert, men uppskalningen kan innebära nya beroenden framför allt av el, avancerade tekniska komponenter och försörjningskedjor där vissa delar av utrustningen tillverkas i regioner med mer osäkra eller sårbara förutsättningar. Detta ökar behovet av samordning mellan industri, nätägare och myndigheter samt tydliga standarder och regelverk, enligt rapporten.  

Restströmmar från elektrolys kan ge systemnytta  

Restvärmen som uppstår vid elektrolys kan i vissa scenarier motsvara en betydande del av Sveriges fjärrvärmebehov. Om runt 5 TWh av denna värme tas tillvara visar modellanalyser att drift- och underhållskostnaderna i svenska fjärrvärmesystem skulle kunna minska med omkring 2 miljarder kronor per år. Det innebär ett minskat behov av bränslen i fjärrvärmesystemen och ökad resurseffektivitet i energisystemet.  

Men nyttan påverkas av var produktionen finns. I stora centraliserade vätgasproduktionsanläggningar, framför allt i norra Sverige, kan restvärmeflödena bli betydligt större än det lokala värmeunderlaget. Då finns risk att stora mängder restvärme inte kan tas tillvara.   

– Vid mer distribuerad produktion, där anläggningar placeras närmare värmebehov, skapas större möjligheter att faktiskt ta vara på restvärmen, säger Julia Renström. 

Den syrgas som frigörs vid elektrolys kan användas i exempelvis industri, akvakultur och vattenrening, men efterfrågan i Sverige är begränsad. Därför riskerar syrgasproduktionen snabbt att överstiga marknadens behov om den inte matchas lokalt.  

Hindren som bromsar och möjligheterna som väntar  

Än så länge är efterfrågan på vätgas fortfarande låg. Fossilfri vätgas är i dag dyrare än fossila alternativ, och nuvarande styrmedel bedöms inte räcka för att skapa tillräcklig betalningsvilja i industrin. Rapporten pekar på tre tydliga hinder:

• Tillståndsprocesserna tar lång tid.

• Infrastrukturplaneringen bedöms inte vara tillräckligt samordnad.

• Regelverken saknar långsiktig förutsägbarhet.  

Industrins behov av fossilfri vätgas bedöms öka till relativt förutsägbara nivåer, eftersom sektorer som stål- och raffinaderiindustri generellt saknar realistiska alternativ. För transportsektorn finns däremot flera möjliga omställningsvägar, såsom batterier, biobränslen, vätgas och elektrobränslen. Det innebär att det framtida vätgasbehovet i hög grad påverkas av hur transportsektorn utvecklas. Även hur industrier med vätgas som ett av flera omställningsalternativ väljer att utvecklas, liksom om nya industrier tillkommer eller befintliga faller ifrån i Sverige, blir avgörande för det framtida vätgasbehovet.  

Rapportens slutsats är att Sverige har flera strukturella förutsättningar som kan möjliggöra en betydande roll i den europeiska vätgasekonomin. Samtidigt beskriver rapporten att de tekniska förutsättningarna behöver kompletteras med beslut, planering och praktiska åtgärder kopplade till energiomställningen för att dessa möjligheter ska kunna tas till vara.