Vätgas - distribution

Publicerad: 2023-10-27

Hur transporteras och lagras vätgas från produktion till slutlig användning

Lagring

Vätgas har hög energitäthet per massenhet, men låg per volymenhet, varför det är vanligast att lagra och transportera vätgas i komprimerad eller flytande form. Ju mer gasen komprimeras, desto mindre lagringsutrymme behövs, dock ökar energiförlusterna samtidigt som det ställs högre krav på lagringskärl. För lagring av gas används tuber eller tankar i stål, kolfiber eller andra material. För lagring av stora mängder lämpar sig exempelvis bergrum som kläs med ett tätskikt.

Då vätgasmolekylen är mycket liten ställer det höga krav på att material, skarvar etc. är täta. Förutom risk att tränga ut vid bristande täthet kan vätgas ge upphov till så kallad vätgasförsprödning som uppstår då vätgas tränger in och orsakar sprickbildning eller svaghet i materialet.

Då vätgas kyls under -253°C övergår den till flytande form, vilket både är mer lätthanterligt och energitätare än gas. För att tillverka flytande väte används kompressorer och värmeväxlare, men det pågår forskning kring att i stället använda magneter och på så sätt minska energiåtgång och därmed kostnaden samt möjliggöra mindre produktionsenheter.

Ytterligare ett alternativ är kemisk lagring, antingen som metallhydrid, det vill säga en kemisk förening mellan väte och någon metall, eller som någon annan kemisk förening såsom ammoniak.

Transport

Vätgas kan transporteras i gasform under högt tryck (200–700 bar) i tankar, tuber eller gasflaskor med hjälp av lastbilar, tåg eller fartyg alternativt via rörledningssystem. Ytterligare en möjlighet är i flytande form i välisolerade kryotankar med hjälp av lämpligt fordon. Vätgas kan även omvandlas kemiskt till exempelvis ammoniak eller metanol före transport. Vilken alternativ som väljs beror på avstånd, volymer och vad gasen ska användas till.

Ledningsnät

Transport av vätgas via ledningar är kostnadseffektivt redan vid relativt små volymer. För att tillgodose industrins behov kommer det därför inledningsvis troligen byggas lokala nät, följt av regionala nät som kopplar samman de lokala och efter 2030 möjligen ett nationellt (och internationellt) stamnät.

En pipeline kan transportera mycket stora energimängder, varför det i vissa fall kan vara ett kostnadseffektivt alternativ jämfört med överföring via elsystemet från exempelvis havsbaserade vindkraftverk.

Tankställen

Principen för en tankstation är att vätgas lagras antingen vid 50 bar eller 200–350 bar. De högre trycken används om vätgasen ska distribueras till annan plats, annars nyttjas lågtryckslager. Stationen kan ha en eller flera kompressorer som höjer trycket. Olika tryck behövs för olika fyllningar, där tomma tankar kräver ca. 200–350 bar, tankning av tunga fordon eller en halv tank i en personbil behöver ett lager på ca. 500–700 bar. För snabbtankning av personbilar behövs ett lager på ca. 850–1000 bar. Vätgas blir varm då den fylls från ett högre till ett lägre tryck, varför det behövs kylning i tankstationen, vanligtvis ner till -40°C. Tunga fordon tankas vid 350 bar och personbilar vid 700 bar.

Det finns i september 2023 sex publika tankstationer med vätgas i Sverige. Under de senaste åren har ytterligare ett stort antal etableringar beviljats stöd och fler kan tillkomma i kommande utlysningar. Om och när samtliga av de beviljade stationerna kommer vara i drift är okänt, men några är under uppförande och kommer troligen att öppna inom det närmsta året.

Flera pipeline-projekt har lanserats de senaste åren, exempelvis:

• Nordic Hydrogen Route som ska knyta ihop producenter och användare längs Bottenviken och vidare till malmfälten, preliminärt från Örnsköldsvik till Kiruna och Vasa i Finland.

• Baltic Sea Hydrogen Collector som knyter ihop Sverige och Finland strax norr om Stockholm och som ska gå på Östersjöns botten via Åland, Gotland och Bornholm ner till Tyskland och längs vägen ansluta vätgasproduktion från havsbaserad vindkraft.