Framställning vätgas

Hem / Historia, Vetenskap & Forskning / Framställning vätgas

Hur vätgasen bildas avgör vilken påverkan den har på miljö och klimat.

Sidan är granskad av mig

Maja Wennerberg FåhraeusExpert energifrågor

Mer om mig

Hur tillverkas vätgas?

Vätgas kan produceras genom elektrolys från förnybar el som spjälkar vatten, från reformering av fossila bränslen (naturgas, kol), biomassa (fast biobränsle, organiskt avfall, biogas) eller förgasning.

Elektrolys

Vätgas kan framställas genom att elektricitet används för att spjälka vatten till väte och syre – en process som kallas elektrolys.

På grund av att den är mycket reaktiv och brandfarlig hanteras den alltid under kontrollerade former.

Vätgas kan produceras på flera sätt. För att hantera vätgas säkert används ofta sensorer och övervakningssystem som kan upptäcka gasen. Blå vätgas betraktas ibland som ett alternativ i övergången till mer hållbara lösningar, särskilt i system där infrastrukturen för gas redan finns på plats.

Grå vätgas

Grå vätgas är den mest utbredda produktionsformen i dag och tillverkas också genom reformering av fossila bränslen, oftast naturgas.

Det pågår därför omfattande utveckling för att ta fram metoder som både är energieffektiva och har låg klimatpåverkan.

Hur produceras vätgas?

Det finns flera sätt att framställa vätgas, beroende på tillgång till råmaterial och energikällor. Merparten av ökningen, cirka 60–70%, antas vara vätgasproduktion. 

 

Teknik 

Genom reformering kan vätgas framställas från kolvätebaserade bränslen som natur- eller biogas, och är vanligt vid till exempel raffinaderier.

En vanlig metod är elektrolys, där elektricitet används för att spjälka vatten i väte och syre. Den elektrifiering som pågår bedöms leda till att Sveriges elförbrukning fördubblas till år 2045. Spjälkningen avger värme och verkningsgraden beror på om värmen tillvaratas samt typ av elektrolysör. Tekniken är väletablerad och har använts inom industrin i över hundra år.

Tack vare teknikutveckling, forskning och ökade volymer väntas kostnaden för elektrolysörer sjunka samtidigt som effektiviteten ökar.

WWF ser risker med att lägga vätgasproduktion till havs och uppmanar regering, myndigheter och utvecklare att stödja forskning som utreder dessa effekter.

BLI PLANETFADDER

Bli månadsgivare och stöd oss i kampen för djur och natur!

Frågor och svar om vätgas

Vätgas är en färglös, luktfri och lätt gas som består av två väteatomer (H₂).

En elektrolysör kan producera vätgas när el finns i överskott och minska produktionen när tillgången är låg – vilket bidrar till att balansera elnätet och skapa andra typer av nätnytta.

Vid elektrolysprocessen bildas även syrgas (O₂), som kan tas till vara och användas inom exempelvis industrin eller sjukvården.

Möjligheten att producera förnybar vätgas beror på tillgången till förnybar el, och i Sverige finns mycket goda förutsättningar tack vare vårt stora inslag av vatten-, vind- och solkraft.

I dag används främst tre typer av elektrolystekniker för att producera vätgas från vatten:

  1. Alkalisk elektrolys (ALK)
  2. Elektrolys med protonbytarmembran (PEM)
  3. Högtemperaturelektrolys (SOEC)

De två förstnämnda – ALK och PEM – är redan tillgängliga i industriell och kommersiell skala, medan SOEC befinner sig i snabb utveckling och visar stor framtida potential.

Reformering – vätgas från naturgas och biogas

Vätgas kan framställas genom reformering av metan, som finns i naturgas eller biogas.

Det skulle dock ändå kunna vara ett steg i rätt riktning, eftersom man kan få högre effektivitet vid vätgasframställningen än vad man har när fossila bränslen förbränns i varje enskilt fordon. I takt med ökade krav på utsläppsminskningar ses grå vätgas alltmer som ett område där förändring och teknikskifte kan spela en viktig roll.

Fördelar med vätgas

  • Kan lagra och transportera energi över tid och geografiska avstånd

  • Utsläppsfri vid användning – genererar endast vattenånga i bränsleceller

  • Användbar i sektorer som är svåra att elektrifiera, t.ex.

    Denna teknik är i dag mest spridd globalt men ger upphov till koldioxidutsläpp. Här nedan förklaras skillnaderna mellan de tre typerna.

    Grön vätgas

    Grön vätgas produceras genom elektrolys, där elektricitet från förnybara energikällor som sol-, vind- eller vattenkraft används för att dela vattenmolekyler i väte och syre.

    Inspirationen kommer från naturen, där vätgas ingår i ämnesomsättningen för grönalger.

    Berggren och hans kollegor har lyckats massframställa enzymet hydrogenas och aktivera det med hjälp av syntetiska järnföreningar. Eftersom vätgas i sig inte ger upphov till koldioxidutsläpp vid användning, ses den som ett intressant alternativ i flera sektorer.

    Vilken miljöpåverkan vätgas ger beror i hög grad på hur den produceras.

    Vätgas används som energibärare för att lagra, transportera eller tillföra energi, till exempel i industriprocesser, elproduktion eller som bränsle i fordon.

Vätgas är en färglös, luktfri och smaklös gas, vilket gör att den inte kan identifieras med syn, lukt eller smak. Näst största källa är industriella restströmmar, medan knappt tre procent produceras genom elektrolys. 

Vätgas förväntas framöver användas inom nya områden, mestadels i industriprocesser som ersättning för fossila bränslen, men även inom transportsektorn.

framställning vätgas

Man kan utvinna vätgas genom att skilja på vätet och syret i en vattenmolekyl, men det är inte helt enkelt.

Att framställa vätgas genom ångreformering

Ångreformering kan användas för att framställa vätgas ur kolvätebaserade bränslen, såsom naturgas eller biogas.

Industriell reformering av naturgas

Inom industrin är det idag mycket vanligt att framställa vätgas ur naturgas.

En annan metod är reformering av naturgas, där väte utvinns från fossila bränslen, vilket kan ge upphov till koldioxidutsläpp om inte utsläppen fångas in och lagras. Forskning pågår vid både KTH, Umeå Universitet, Uppsala Universitet och Lunds Universitet.

Framställning av vätgas utan platina

Idag används vanligen ädelmetallen platina när vätgas utvinns ur vatten.

Användningen är vanlig i industrier där vätgas behövs som råvara, exempelvis inom kemisk produktion. Den förekommer sällan i ren form i naturen och måste därför framställas ur andra ämnen, vanligtvis vatten eller naturgas.