Mycket energi krävs för produktion av vätgas

Vätgas ska lösa alla energiproblem. Den ska ersätta fossila bränslen, den ska vara energilager när vind- och sol inte levererar. Alla politiker från EU-nivå ner till lokalpolitiker är lyriska. Den är basråvara för produktion av ammoniak och metanol, som båda kan användas som bränsle i motorer. Då borde den vara väldigt lönsam att producera och det är det vindindustrin hoppas ska rädda dem. Men då behöver den väl inte subventioneras med hundratals miljarder? Låt oss titta lite närmare på vätgasen.

Väte är vårt lättaste grundämne med kemiska beteckningen H. Eftersom en väteatom inte vill vara ensam, slår den sig ihop med andra atomer. Väte finns inte naturligt i fri form. Vanligast är kombinationen väte och syre där två väteatomer förenas med en syreatom. Den kombinationen betecknas H2O och är vatten. Om väte inte är förenat med något annat grundämne så bildar två väteatomer en vätemolekyl, H2 och är en gas.
Vätgas är mycket lättantändlig och explosiv. Den brinner i en koncentration från fyra procent till 74 procent i luft. Lågan är nästan osynlig. Förbränningen blir explosiv i intervallet 18,3–59 procent. Förbränning ger en mycket hög temperatur, från 2.000 till 2.800 grader, vilket gör det lite svårt att användas som bränsle i en motor, men det går. Man kan också använda en bränslecell för att producera el.
Energiinnehållet per vikt är stort, men då väte är så lätt, krävs mycket stora volymer. Man kan koncentrera gasen genom att komprimera den ända upp till 700 bars tryck, (lufttrycket är en bar) eller kyla den till -253 grader, då den blir flytande. Väte ingår tillsammans med kol i alla vanliga bränslen som diesel och bensin.

För att få fram vätgas, måste den utvinnas ur andra ämnen. Det kräver energi. Vanligast är utvinning ur naturgas. Det är billigast och minst energikrävande, men man får kvar kol eller koldioxid. Men man kan ta hand om kolet och inte släppa ut det. Nu talas bara om att utvinna väte genom elektrolys av vatten. Då delas vattnet i syre och väte. Det är den mest energikrävande metoden. Verkningsgraden kan bli cirka 70 procent, men vattnet måste först renas, ofta genom destillering, kokning, och det kräver mer energi. För att få ett kilo vätgas behövs teoretiskt 9 liter vatten, dubbelt upp i praktiken. Volymen blir drygt 11 kubikmeter.

Vid framställningen förloras energi. Lagring kräver ännu mer energi, då den antingen måste komprimeras eller kylas. Kylning ger cirka 30 procent förlust, komprimering cirka 10 procent. Om vätet ska användas för att producera ny el eller för att driva en motor, förlorar man ytterligare cirka hälften av den energi, som finns i vätgasen. Jämfört med att använda elen direkt, så får man ut omkring 20 procent av energin enligt en studie av Falko Ueckerdt från Potsdam University, Tyskland. Bränslen baserade på vätgas blir mycket dyra. OX2 har sagt att vätgas som energilager är olönsamt. Vätgasprojekt har redan stoppat av kostnadsskäl.

Vätet har intressanta egenskaper. Genom att molekylen är så liten, läcker den ut överallt, också genom en stålplåt! Det går inte fort, men den vandrar genom plåten. Det finns något som heter väteförsprödning. Vanligt stål blir sprött och tappar sin seghet genom kontakt med väte. Det innebär att det kan brista väldigt lätt.

Att köra vätgas genom befintliga gasledningar av stål, kan få oanade konsekvenser. Rör och behållare för vätgas måste vara av rostfritt stål eller aluminium. Det fördyrar vätgastekniken ytterligare. En elektrolysanläggning ska köras kontinuerligt men vindindustrin kan inte leverera kontinuerlig el.

Jan Grönstrand