Fossilfritt stål kräver stor tillgång på vätgas. Vilket i sin tur slukar enorma mängder energi och för bara några år sedan fanns god anledning att tvivla på den så kallade vätgasboomen - att det inom överskådlig tid skulle gå att utveckla ett konkurrenskraftigt produktions- och distributionsnät för vätgas. Men det är knappast fallet längre. När omkring fyrtio länder på fem kontinenter sjösatt ambitiösa vätgasplaner med sinsemellan olika tekniker och ekonomiska modeller - med investeringar på över 100 miljarder dollar per år - framstår inte ens de mest optimistiska vätgasscenarierna som helt orealistiska.
Enligt Internationella energiorganets (IEA) kommer investeringar i produktion, distribution och användning av vätgas överstiga 125 miljarder dollar per år i snitt under de kommande tre decennierna. Och enligt Världsbanken kommer den globala efterfrågan på vätgas att växa från mindre än 90 miljoner ton i år till över 600 miljoner ton år 2050.
Utan vätgas inget fossilfritt stål, brukar det sägas, men vätgas har också stora potentialer att bli framtidens rena drivmedel. Industriellt används vätgas i dag mest som råvara i kemisk industri, för tillverkning av ammoniak bland annat, och i sådana industriella tillämpningar har vätgas använts i över 100 år. Det finns med andra ord stor kunskap och erfarenhet av säkerhetsriskerna med att hantera gasen.
Vätgasens färger
Produktionen av vätgas (som egentligen inte är en energikälla utan en energibärare) är dock långt ifrån utsläppsfri. Det finns grön, svart, grå, blå, rosa, vit och till och med turkos vätgas, beroende på hur gasen produceras (se faktaruta).
95 procent av all vätgas som används i världen är resultatet av en kemisk reaktion som kallas reformering, som i sig är en extremt energikrävande process, där hälften av vätgasen använder naturgas som energikälla, en knapp tredjedel olja och en femtedel kol, enligt tidningen Challenges.
Trög omställning
Stålindustrin är som bekant en av världens smutsigaste industrier och enligt IEA måste den minska sina utsläpp med 50 procent fram till 2050. Då stålindustrin också är en av världens äldsta tillverkningsindustrier har omställningen gått trögt. De senaste åren ha dock de ”gröna” stålprojekten flerfaldigats och är nu uppe i 38 stycken bara i EU - en ökning med 15 från 2021. Bara i Tyskland har den federala regeringen investerat astronomiska 8,5 miljarder euro för avkolningen av sin stålindustri.
Traditionellt produceras stål genom att reducera järnmalm i masugn som värms upp till temperaturer över 1 000 grader. Ett av huvudspåren för att producera grönt stål går ut på att använda förnybar vätgas i stället för kol som reduktionsmedel. Metoden har ännu inte bevisats i industriell skala.
När vätgas förbränns släpps bara vatten ut som biprodukt. Vätgas som produceras via elektrolys med enbart förnybar el kan därför klassas som ett helt rent bränsle.
Ritar om spelplanen
Enligt EU är ett av de största hindren för de gröna stålprojekten just tillgången på grön vätgas, vätgas av det minst förorenande slaget.
Omställningen till vätgas kan också rita om spelplanen rent geografiskt. Som regel har stålproduktionen tagit plats i samma region som där järnmalm och kol bryts. Nya ”gröna” stålindustrier kan bli mer beroende av närheten till förnybara bränslen än av gruvor. En aktuell EU-rapport slår fast: ”Med övergången till grönt väte kommer den lokala tillgången på billig förnybar el, eller förekomsten av transportanläggningar för vätgas som rörledningar och hamnanläggningar bli viktiga aspekter för stålindustrins konkurrenskraft".
Rapporten konstaterar dock också: "Att producera de nödvändiga mängderna vätgas för en fullständig avkolning av stålindustrin skulle kräva en ökning av elproduktionen i storleksordningen 20 procent".
Något vissa tror inte kommer att bli svårt att genomförbara. Suzanne Schenk, Europe Beyond Coal, en europeisk kampanjorganisation, säger till branschsajten Mining-technology:
– Man skulle behöva så mycket förnybar energi för att skapa den mängd grönt väte som krävs för stålindustrin att det inte skulle gå att rampa upp [produktionen] tillräckligt snabbt.
”Heltäckande strategier”
Schenk noterar också att vissa företag planerar att använda blå vätgas under en övergångsperiod.
– Å ena sidan är det positivt att det investeras i ren teknik eftersom vi inte heller kan vänta tills all grön vätgas finns tillgänglig för att investera i den rena tekniken, men det kommer med en risk, säger Schenk och tar upp H2 Green Steels energiavtal med Fortum som ett lovande exempel på den typen av ”heltäckande strategier” som krävs vid sådana projekt.
– Det bör finnas något sorts åtagande eller säkrad tillgång till grön vätgas när ett sådant här projekt lanseras, säger hon.
För stålindustrins många avkolningsprojekt är frågan om hur tillräckliga mängder grön vätgas ska kunna levereras den pusselbit som saknas när den förhandlar om hur den ska minska sina koldioxidavtryck, slår Mining-technology fast.
Fakta:
Vätgasens färgkarta
Trots att vätgas är en färglös, transparent gas används ibland olika färgbeteckningar för att skilja olika produktionssätt åt.
Grön vätgas. Framställs genom att använda förnybar energi för att elektrolytiskt bryta ner vatten i vätgas och syre. I stålindustrin är det mest kända exemplet H2 Green Steel.
Svart vätgas. Produceras genom förbränning av kol, vilket genererar stora mängder koldioxid.
Grå vätgas. Tillverkas av naturgas genom ångreformering, vilket också genererar koldioxidutsläpp men dock inte lika mycket som när kol förbränns.
Blå vätgas. Tillverkas av naturgas, men koldioxiden som släpps inte ut i atmosfären utan fångas upp och lagras under jord.
Turkos vätgas. Tillverkas genom att naturgas bryts ner i vätgas och fast kol. Många startup arbetar med den metoden.
Rosa vätgas. Liksom grön vätgas framställs rosa vätgas genom elektrolys, men med hjälp av kärnenergi.
Vit vätgas. Det är den rena formen av vätgas, som påträffas i naturen.
(Källa: Challenges)
Text: Simon Matthis