Grön och lokal vätgas bäst för tunga transporter
Om tunga lastbilar körs på vätgas i stället för diesel kan koldioxidutsläppen minska kraftigt. Men enligt en studie beror klimatnyttan på hur vätgasen produceras och används. Lokalt producerad grön vätgas är bäst för klimatet och stärker samtidigt energisäkerheten.
Tunga transporter står idag för en femtedel av världens oljeförbrukning. Inom EU är dieseldrivna lastbilar den största källan till koldioxidutsläpp från trafiken.
Att ersätta fossila bränslen med vätgas i den tunga fordonssektorn ses som en viktig del i klimatomställningen. En studie från Chalmers ger nu en samlad bild av vätgasens potential som bränsle – från produktion och transporter till materialval i lastbilar och hur bränslet används.
– Vätgas producerar ingen koldioxid när den används i bränsleceller, men vi måste se till att vi inte flyttar utsläppen från en del av livscykeln till en annan. Därför byggde vi olika scenarier för hur framtida försörjningskedjor skulle kunna se ut i Sverige, och utvärderade olika tekniker i varje livscykelstadium, säger forskaren Jorge Enrique Velandia Vargas i ett pressmeddelande från Chalmers tekniska högskola.
En viktig slutsats i studien är att koldioxidutsläppen kan minska kraftigt om tunga fordon drivs med vätgas i stället för diesel. Samtidigt visar resultaten att klimatpåverkan varierar stort beroende på hur vätgasen produceras och hanteras.
Olika vägar till vätgas
Grön vätgas: Produktionen sker genom så kallad elektrolys när vatten delas upp i väte och syre med hjälp av elektricitet. Elen som används måste komma från förnybara källor som sol, vind eller vattenkraft för att processen ska få kallas ”grön”. Produktionen av grön vätgas kräver dock ädelmetaller som iridium och platina.
Blå vätgas: Produceras genom att naturgas reagerar med vattenånga under höga temperaturer, där den koldioxid som släpps ut fångas in och lagras under jord. Det är inte möjligt att skilja av all koldioxid. På vissa platser är risken för läckage av metan hög under utvinning och transport av naturgas.
Vätgas från biometan: Genom att ersätta naturgas med biometan är det tekniskt möjligt att uppnå negativa koldioxidutsläpp. Tillgången på biometan är dock osäker vid de volymer som krävs. Ett enklare alternativ, som dock inte skapar negativa utsläpp, kan vara att använda biometan som bränsle direkt i lastbilar.
Blå vätgas ifrågasätts
Ett tydligt resultat är att så kallad blå vätgas, som framställs ur naturgas där koldioxiden fångas in och lagras, kan ge större klimatpåverkan än grön vätgas. Grön vätgas produceras av vatten med hjälp av förnybar el.
– I teorin är tillverkningen av blå vätgas klimatneutral, men i verkligheten ser det inte ut så. Det är inte möjligt att fånga in all koldioxid, utan fem till tio procent läcker ut i atmosfären. Dessutom läcker leverantörskedjan och tillverkningen metan, vilket ger en 30 gånger så stark växthuseffekt som koldioxid, säger Maria Grahn, docent i energisystemanalys på Chalmers.
Forskarna pekar också på att biometan kan ersätta naturgas i samma process. Biometan är en förnybar gas som framställs av organiskt avfall, som gödsel och matrester. I teorin kan den användas för att producera vätgas med så kallade negativa utsläpp, där mer koldioxid tas upp från atmosfären än vad som släpps ut.
Men även denna process kräver teknik för att fånga in och lagra koldioxid och är energikrävande i flera led. Enligt forskarna kan det därför vara mer effektivt att använda biometan direkt som bränsle i lastbilar, i stället för att först omvandla den till vätgas.
Grön vätgas ger mest klimatnytta
Grön vätgas är det bästa alternativet för klimatet, enligt studien. Då används vatten som råvara, och den energi som krävs för att utvinna vätgas ur vattnet kommer från förnybara energikällor. Den framställs av vatten med hjälp av förnybar energi och ger mycket låga koldioxidutsläpp vid både tillverkning och användning.
Maria Grahn lyfter fram att vätgas är en energibärare som kan produceras överallt i världen, oavsett tillgång på naturresurser.
– Nu för tiden pratar vi mycket om resiliens, alltså ett samhälles eller lands motståndskraft i en orolig omvärld. Lika viktigt som att minska koldioxidutsläppen är det att vara självförsörjande på energi, något vi i synnerhet har sett i samband med Rysslands anfallskrig mot Ukraina. Och vätgas kan tillverkas överallt i världen med hjälp av vatten och energi från sol eller vind, säger Maria Grahn.
Lokal produktion slår storskalighet
Studien visar också att det är bättre för klimatet att producera vätgas nära tankstationerna än i stora centrala anläggningar. Lokal produktion minskar behovet av långa transporter, som annars kräver mycket energi och ger ökade utsläpp.
– Vätgas är det lättaste av alla grundämnen och ”gillar” inte att transporteras. I gasform krävs kraftig kompression och i flytande form extrem nedkylning. Båda alternativen innebär energiförluster, och med flytande vätgas behöver man dessutom hantera problemet med att den avdunstar under transporten, säger Jorge Enrique Velandia Vargas.
Snabb förändring av transportsketorn
Sammantaget menar forskarna att rätt förutsättningar krävs för att vätgas ska ge maximal klimatnytta och minska utsläppen – annars riskerar tid och resurser att slösas bort. Studien utgår från svenska förhållanden, men resultaten bedöms kunna överföras även internationellt.
– Transportsektorn förändras snabbt och varje beslut som fattas får långsiktiga konsekvenser. Därför är det önskvärt att beslutsfattande stöds av noggranna utvärderingar och livscykelanalyser. Vår forskning som ligger på en hög systemnivå passar väldigt bra för beslutsfattare att använda som underlag, säger Maria Grahn.
Vetenskaplig artikel:
Vehicle-oriented and Sweden-framed life cycle assessment: Hydrogen for long-haul trucks, iScience.
Ny teknik kan ge vätgasflyget en skjuts
Ett steg närmare billig vätgas
