En betydande risk med grön vätgas

Vi hade förväntat oss att texten skulle handla om hur den stigande kostnaden för kritiska mineraler hämmar omställningen till grön vätgas.

Men under de två månader det tog oss att ta göra en grundlig analys av leveranskedjorna sjönk priset på kobolt, ett kritiskt mineral som används för att tillverka batterier, elektronik och gröna vätgaselektrolysörer, med 35 %. Priset på nickel och zink, två andra kritiska mineraler för vätgaselektrolysörer, har sjunkit med 30 % respektive 35 % jämfört med året innan. Riskerna är stora i en miljö med stigande priser, men när priserna sjunker finns det gott om möjligheter.

Våra resultat visar att vätgaselektrolysörer är förvånansvärt sårbara för prisvolatiliteten för kritiska mineraler. Men när vi pratade med utvecklare av grön vätgas var det förvånansvärt få som hade strategier för att minska riskerna eller dra nytta av möjligheterna i samband med prisvolatiliteten.

Kritiska mineraler står i centrum

Vätgaselektrolysörer kräver en mängd kritiska mineraler. Varje elektrolysörteknik använder en egen blandning av metaller och varierande mängder av vissa mineraler. Därför löper också varje elektrolysörteknik risk att utsättas för en specifik uppsättning risker uppströms.

Dagens dominerande elektrolysörteknik, alkalisk elektrolys (AE), kräver stora mängder relativt vanliga metaller som zink, koppar och nickel. På marknaderna för dem beror riskerna i leveranskedjan på underinvestering i att föra nya resurser online i kombination med ökad efterfrågan inom energisektorn och andra tekniksektorer.

Nyare elektrolysörtekniker fokuserar på att leverera driftsegenskaper som är idealiska för produktion av grön vätgas. Men för att uppnå rätt prestanda kräver de mer sällsynta mineraler.

Elektrolysörer med protonutbytesmembran (PEM) använder små mängder platina och iridium, två av världens mest sällsynta och dyraste metaller. Ett kilo av de metaller i platinagruppen som krävs för en PEM-elektrolysör i MW-skala kostar mer än de 10 ton mineraler och metaller som behövs för ett landbaserat vindkraftverk på 1 MW.

Fastoxidelektrolysörer (SOEC) är däremot beroende av yttrium och kobolt, som är sällsynta jordartsmetaller. Leveranskedjorna för dem är starkt koncentrerade till Kina och Demokratiska republiken Kongo, med kända risker för brott mot mänskliga rättigheter och arbetstagares rättigheter.

Grön vätgas är särskilt sårbar för priset på mineraler

När Ramboll granskade ett antal olika energitekniker, inklusive både fossila och förnybara energikällor, visade det sig att AE-elektrolys hade högst andel totala kapitalutgifter knutna till mineralkostnader.

I dag är grön vätgas inte kostnadseffektivt jämfört med vätgas som produceras från fossila bränslen. Den behöver bli billigare för att vara konkurrenskraftig. Ett sätt att åstadkomma det på kort sikt är att skaffa mineraler så billigt som möjligt. På lång sikt kommer företagen att kunna sänka kostnaderna genom att designa system som använder färre och billigare mineraler. I vilket fall kommer det att bli konkurrens mellan vätgas och andra tekniker för energiomställning om begränsade kritiska resurser.

Mineralriskerna toppar under genomförandet

Liksom de flesta infrastrukturprojekt genomgår gröna vätgasprojekt fyra huvudfaser:

En oberoende utvecklare av grön vätgas (som inte är vertikalt integrerad i vare sig kraftproduktion eller leveranskedjor för elektrolysörer) interagerar med olika leveranskedjor för kritiska mineraler medan projektet fortskrider mellan viktiga milstolpar. Exponeringen för risker växlar på det sätt som illustreras nedan.