Den gröna vätgasens hierarki

Som visas ovan ligger producenter av handelsgödsel och kemikalier, sjötransportföretag och stålindustrin i framkant med att använda vätgas och e-bränslen för att minska koldioxidutsläppen. Det handlar om sektorer som idag antingen behöver använda vätgas eller en energität, flytande energibärare som metanol, ammoniak eller fotogen, som sjöfarten och luftfarten. Om man tittar på efterfrågan stod raffinaderi- och industrisektorerna för 99 procent av den globala efterfrågan på vätgas på 95 miljoner ton 2022.¹ Tyvärr bidrog vätgasen som användes även till betydande utsläpp av växthusgaser (cirka 2,5 procent av de globala utsläppen) eftersom den till stor del framställdes med miljöförorenande produktionsmetoder.

Alternativen till grön vätgas och e-bränslen för de här användningsfallen kan vara biobränslen – även i form av metanol och fotogen – som tillverkas av biomassa och avfall och framställs med andra råvaruprocesser och kemiska processer än e-bränslen, som produceras genom elektrolys av vatten.

Mindre gynnsamma användningsfall är bland annat rumsuppvärmning av bostadsfastigheter och urban mobilitet. För de ändamålen är direkt elektrifiering mycket bättre. För uppvärmning av byggnader skulle värmepumpar behöva ungefär fem till sex gånger mindre förnybar el jämfört med en vätgaseldad panna.² Elektrifiering kan bli det mest utbredda men inte det enda alternativet för rumsuppvärmning. Lågtempererad spillvärme från industriprocesser eller datacenter kan användas i fjärrvärmesystem.

När det gäller fordon dominerar redan elfordon genom att de är en både billigare och mindre komplex lösning jämfört med att använda vätgas eller bränsleceller. Elfordon är i allmänhet billigare att tillverka och använda, genom att batterier blir allt billigare och mer tillgängliga. Elfordonen är även tekniskt mindre komplicerade och kräver färre specialiserade komponenter än bränslecellsdrivna fordon. Dessutom blir laddinfrastrukturen allt mer utbyggd och lättillgänglig, vilket ytterligare tippar vågskålen till fördel för elektrifiering. Processen att omvandla elektrisk energi till rörelseenergi är också effektivare i elfordon jämfört med flerstegsprocessen för att omvandla vätgas till el i bränslecellsdrivna fordon. Alla dessa faktorer har i praktiken gjort elfordon till den bästa lösningen för passagerarmobilitet. Det betyder att vätgasen blir ett allt sämre alternativ. En liknande strategi kan användas för att utvärdera annan teknik som kan anpassas till både vätgasanvändning och elektrifiering. Exempel på viktiga faktorer att överväga är effektivitet, komplexitet och befintlig infrastruktur.

^{[1] IEA Global Hydrogen Review 2023}

Användningsfallen däremellan hamnar i en gråzon. Det gäller tillämpningar inom högtemperaturvärme för industriprocesser, långdistanstransporter med lastbil och energilagring. Där är det viktigt att tänka på produktionskostnader, geografiska överväganden, energitäthet och infrastruktur.

Det är ett betydande ekonomiskt åtagande som sannolikt skulle bli ännu mycket större med fullständig elektrifiering överallt där det är tekniskt möjligt. Det skulle vara teoretiskt möjligt men är kanske inte alltid det optimala valet för varje tillämpning. Därför bör en strategisk bedömning av tillämpningar göras för att avgöra om vätgas är den bästa tillgängliga lösningen jämfört med utvecklingsprognoserna för annan teknik. Sannolikt kommer dessa osäkra tillämpningar dessutom att dra nytta av inlärningshastigheterna och produktionsökningarna som kan förväntas inom produktionen av vätgas och elektrolysörer parallellt med nuvarande utrullning.⁴ De kanske inte är lönsamma idag, men de kan vara det 2030 eller 2035, beroende på vätgasindustrins momentum.

Idag pågår debatt inom industrisektorn om praktiska tillämpningar av vätgas och e-bränslen. Det görs också breda uppskattningar av den framtida vätgasmarknadens förväntade storlek. Vätgas har etablerats som ett mångsidigt verktyg för att minska koldioxidutsläppen, men det är fortfarande en tvistefråga bland industrins experter hur praktiskt användbar vätgasen är.

Michael Liebreich är känd för att ha populariserat begreppet "den rena vätgasstegen” och brukar likna vätgasen vid en mångsidig schweizisk fickkniv för energilösningar. Hans syn är att elektrifiering är att föredra där det är möjligt, och han ifrågasätter starkt en del mer spekulativa vätgastillämpningar. Han betonar att mångsidighet inte alltid är liktydigt med effektivitet eller kostnadseffektivitet och påminner om att det för många uppgifter är betydligt mer praktiskt, säkrare och billigare med mer specialiserade verktyg än en schweizisk fickkniv. Liebreichs diagram med vätgasstegen ger en bild av vätgasens lönsamhet för föreslagna tillämpningar och belyser konkurrensen inte bara från elektrifiering utan även från biobränslen.

Företag som investerar stort i vätgasteknik kan i stället ha en tendens att överbetona de potentiella tillämpningarna och fördelarna för att påskynda marknadsacceptansen. De olika perspektiven leder till en mängd olika åsikter, och det kan bli svårt att göra en neutral, evidensbaserad bedömning av vätgasens roll. Det finns också risk för att utvärderingsprocessen blir mer komplicerad genom att etablerade energiaktörer försöker ta kontroll över diskursen och anpassa den till sina egna särintressen. Det kan till exempel gälla infrastrukturtillgångar eller affärsmodeller och även handla om att prioritera sin egen agenda framför bredare samhälls- och klimatmål.

Med hänsyn till både för- och nackdelar betonar Ramboll att vätgasens roll inom koldioxidsnål energi behöver utvärderas i ett bredare sammanhang och inte begränsas till att se vätgas och elektrifiering som konkurrerande lösningar. Vi ser i stället vätgas- och P2X-tekniker som ett komplement till elektrifieringsinsatserna och som nästa logiska steg i hierarkin. Både vätgas och elektrifiering är avgörande för att vi ska uppnå koldioxidminskningsgsmålen. Båda har funktioner att fylla, både för dagens och morgondagens förväntade efterfrågan på energi, och en försiktigt optimistisk strategi är ett bra sätt att gå vidare.

^{[2] Is heating homes with hydrogen all but a pipe dream? An evidence review (Joule Journal)}

^{[3] The electric grid is about to be transformed (economist.com)}

^{[4] Green Hydrogen Cost Reduction – Scaling up Electrolysers (IRENA.org)}