Omställningen från fossil energiproduktion tar fart i och med den pågående energikrisen. Vi rör oss snabbt mot en vätgasekonomi.
Råvarorna för energiproduktion förändras från fossila till förnybara. Andelen vind- och solenergi växer snabbt. Den framtida produktionen är dock intermittent: ibland producerar kraftverken mer än vad som behövs och ibland är produktionen noll. Behovet av energilagring växer.
Energi lagras i stor skala genom att producera vätgas från vatten genom elektrolys.
"Grön vätgas är både en förnybar energikälla och en viktig industriell råvara. Den ersätter också grå vätgas som produceras från naturgas", säger Jussi Mäkinen, Country Manager för det nordiska energi- och marinindustriföretaget Bertel O. Steen Power Solutions Finland Oy.
En erfaren partner säkrar framtiden
När man planerar en vätgasanläggning måste man veta exakt hur den vindturbin som levererar el till vätgasanläggningen ska fungera. Som designpartner och utrustningsleverantör är det tryggt att välja företag som har varit aktiva inom området under lång tid och som kan tillhandahålla service- och underhållstjänster samt reservdelar till anläggningen långt in i framtiden.
Volymen på elproduktionen och dess fluktuationer påverkar vilken typ av elektrolysör, kompressor och vätgaslagringsteknik som väljs. Elektrolysörens storlek är naturligtvis anpassad efter behovet, men samtidigt så stor som möjligt. Detta beror på att produktionskostnaden per kilo vätgas i allmänhet minskar i takt med att elektrolysörens storlek ökar.
"Enligt vår forskning är den viktigaste faktorn som påverkar priset på vätgas produktionskostnaden för el, varefter elektrolysörens investeringskostnad och effektivitet spelar en betydande roll", säger Mäkinen.
Valet av elektrolysteknik avgör driften av hela anläggningen. PEM (proton exchange membrane electrolysis) är det mest optimala valet när elektrolysen sker parallellt med produktion av förnybar energi. Bland elektrolysteknikerna reagerar den bäst på förändringar i elproduktionen. Det gör att vi kan uppnå en verkningsgrad på cirka 74 procent i dagsläget och högre siffror i framtiden.
Den innovativa PEM-tekniken hos Hoeller Electrolyzer, som Rolls-Royce delvis köpte i somras, möjliggör effektivare elektrolys än tidigare. Den nya tekniken kommer att användas i Rolls-Royces framtida mtu-elektrolysörer.
CO2-fri drivning, framdrivning och kraftgenerering
Alternativ för placeringen
Det finns olika alternativ för placeringen av vätgasanläggningen. När anläggningen ligger nära vindkraft överförs inte förlusterna från elektrolysprocessen i kraftnätet mellan vindkraftverket och vätgasanläggningen.
Vätgasanläggningar placeras också i närheten av fjärrvärmenätet, dvs. där det finns en efterfrågan på spillvärme. Syre som biprodukt från elektrolys är en större utmaning än extra värme, eftersom det på många ställen är svårt att hitta en användning för syre.
Behovet av vätgasproduktion växer snabbt
En av de fyra elsystemvisioner som Fingrid (Finlands systemansvariga för överföringssystemet) publicerade i slutet av augusti är "Vätgas från vind". I den visionen kommer elproduktionen i Finland att öka till 347 terawattimmar år 2045. Vindkraften står för 85 procent av detta. En så stor produktion kräver betydande investeringar i vätgasanläggningar.
I Finland planeras vätgasanläggningar i god takt och bidrag för nya investeringar söks för närvarande bland annat från Arbets- och näringsministeriet. Som européer är vi väldigt vakna.
"De aktörer som nu är först med att bygga sina vätgasanläggningar kommer att vara först med att skala upp sin produktion och svara upp mot marknadens växande efterfrågan på grön vätgas eller syntetiska bränslen", säger Mäkinen.