Vätgaslagret redo för invigning – kan ge avgörande svar

Hybrits vätgaslager i Luleå står redo för invigning och för den forskning som är vital i den gröna omställningen. I en stor intervju berättar Vattenfalls chef för industrisamarbeten Mikael Nordlander om tekniken, säkerhetsarbetet kring explosionsrisken och hur han ser på de energiförluster som metoden innebär.

Hybrits vätgaslager i Svartöbergets inre är nu klart för invigning. Pilotprojektet för storskalig lagring av vätgas kan vara avgörande för elförsörjningen av de nya industrierna i norr.

Hybrits vätgaslager i Svartöbergets inre är nu klart för invigning. Pilotprojektet för storskalig lagring av vätgas kan vara avgörande för elförsörjningen av de nya industrierna i norr.

Foto: Pär Bäckström/frilans

Luleå2022-06-13 18:00

Han har beskrivit vätgaslagren som "underjordiska vindkraftsdammar".

– Om det här försöket lyckas blir det en mycket viktig komponent för elsystemet och den framtida industrin, säger Mikael Nordlander.

På tisdagen invigs pilotanläggningen i Svartöberget. Den är nästa steg i Hybritprojektet, där den närliggande pilotanläggningen för produktion av vätgas och framställning av fossilfritt stål är i drift sedan 2021.

undefined
Mikael Nordlander, utvecklingschef för industrisamarbeten inom Vattenfall. Vattenfall är en av tre parter i Hybrit.

Tester där vätgasen trycksätts av en kompressor ska genomföras i två år.

– Tidsplanen för Hybritprojektet är väldigt ambitiös. Därför har vi utgått från en teknik som är känd och som vi bedömer är möjlig att använda.

Tekniken benämns Lined rock cavern (LRC). Den är väl utprövad för naturgas. 

– Det finns ett naturgaslager i Halmstad. Det är 400 gånger så stort som Svartöberget och har varit i drift i 20 år. Men det lagret har i stort sett bara fungerat som "back up". Vi behöver veta att det går att "rampa" upp och ned trycket för att förbereda oss för ett elsystem som är mer väderberoende än i dag. Vidare är vätgasmolekylen mindre och ställer därmed andra krav på materialet.

undefined
Ett bergrum har sprängts. Efter att den här bilden togs har en metallbehållare svetsats på plats och därefter har betong gjutits runt den.

När det gäller vätgas är anläggningen i Svartöberget alltså unik.

Förenklat kan man beskriva det som att ett hål sprängs i berggrunden, en metallbehållare svetsas på plats och gjuts in med betong. Betongen och berget ska stå emot när vätgasen trycksätts. Lagret rymmer 100 kubikmeter gas. För att nå en fullskalig anläggning måste den skalas upp 1000-1200 gånger.

– I Svartöberget är vi på 25 meters djup. I en fullskalig anläggning är man på ungefär 150 meters djup, beroende på bergkvaliteten, säger Mikael Nordlander.

Bygget inleddes i maj förra året. Bergrum och anslutningstunnlar har anlagts. Ett ventilationsschakt har borrats från toppen av berget till bergrummets övre del. En kompressor som ska trycksätta vätgasen har lyfts in. Rörledningar är på plats.

undefined
Inte långt från vätgaslagret finns Hybrits pilotanläggning för produktion av vätgas och framställning av fossilfritt stål.

Det sista som gjorts är ingjutning av metallbehållaren.

– Vi väntar på att betongen ska härda. Sedan kan vi provköra kompressorn. Tanken är att först fylla behållaren med vatten som ett test. När den torkat ska vi använda vätgas. Det blir efter sommaren.

Hur hanterar ni explosionsrisken?

– Som alltid när det gäller industriella kemikalier så följer vi föreskrifter och ser till att verksamheten är så säker som möjligt. För att vätgasen ska antändas krävs tre saker: bränsle, luft och värme. Här håller vi vätgasen åtskild från luften. Det finns heller ingenstans för gasen att ta vägen.

Om berget spricker, är ni säkra på att metallbehållaren står emot då?

– Skulle det osannolikt nog bli ett läckage så har vi dräneringsrör utanför som leder bort gasen. Vi har alltså flera säkerhetsbarriärer. Det är värt att poängtera att hantering av vätgas i sig inte är något nytt. Den är en av baskemikalierna inom industrin.

undefined
Vätgaslagret i Svartöberget blir unikt i sitt slag.

Ni behöver skala upp pilotanläggningen 1000-1200 gånger för skapa en fullskalig anläggning. Är ni säker på att det fungerar?

– När det gäller materialet och att höja och sänka trycket, där är vi trygga med piloten kommer ge oss bra svar. Skillnaden mot en fullskalig anläggning är att man drar ut den på längden. Det går att skala upp i ett steg, är vår bedömning nu.

För att försörja de gröna industrierna behöver Sveriges energiproduktion minst fördubblas. En kraftig utbyggnad av vindkraft, i kombination med produktion och lagring av vätgas, är lösningen som från regering och myndigheter pekas ut. 

Anser du att storskalig lagring av vätgas är en förutsättning för att vindkraften ska kunna vara en avgörande del i framtidens energiförsörjning?

– Det kommer inte lösa allt, men vara en stor hjälp. Vi har ett bra elsystem där vattenkraften erbjuder flexibilitet. Genom att också buffra vätgas i stor skala kan vi försörja industrierna. Ett fullskaligt vätgaslager försörjer en fullskalig industri i tre dagar.

undefined
Lagret ligger på cirka 25 meters djup i Svartöberget.

Om erfarenheterna från pilotlagret visar att tilltänkt lagring inte är lösbar tekniskt, eller att det blir alldeles för dyrt, vad händer då? 

– Utgångsläget är fortfarande att vi har ett bra elsystem. Vi får titta på hela omställningen och hitta sätt att möta tillgång och efterfrågan i ett balanserat system. Planerbar elproduktion är ett alternativ. Varierad produktion hos industrierna ett annat.

Krävs det i så fall planerbar elproduktion som går med konstant effekt?

– Planerbar energitillförsel, skulle jag säga. Hela kedjan måste vara kostnadseffektiv och där vet vi att landbaserad vindkraft är det bästa alternativet i dag. Tillförseln kan bli planerbar genom lager. Men vi utesluter inget alternativ. Vi håller även dörren öppen för ny kärnkraft.

Om inte storskalig lagring av vätgas fungerar, faller då tanken om att försörja järnsvampsproduktionen med vindkraft?

– Det är inte så svart eller vitt. Om pilotanläggningen inte fungerar får vi analysera varför och eventuellt ta ett omtag. Pilotanläggningen är ju till för att vi ska lära oss hur vi bäst bygger anläggningarna.

undefined
Vindkraft i kombination med vätgaslager ska säkra den energi som de gröna industrierna som planeras i norr kräver.

Kritiker talar om stora energiförluster. Stämmer det att 50 procent av den elenergi som matas in i vätgasproduktionen gått till spillo när vätgasen så småningom gått genom kompressorer och är inlagrad?

– Det låter väldigt högt. Utgångsläget i dag är ju kol i en process som ger värmeöverskott. Nu byter vi till ett system som går på el men inte ger lika stora värmeöverskott. På totalen går det åt mindre energi med hybrittekniken. Det är en effektivisering att gå från masugn till hybrit.

Hur stor bedömer du då att energiförlusten är?

– Går man från el till vätgas är det obönhörligen en verkningsgrad på 70–75 procent. Men det som inte blir vätgas blir värme som kan användas om man har avsättning för det.

Ytterligare en möjlighet, som bland annat Luleå tekniska universitet lyft, är att använda vätgaslagring som "back up" i elsystemet, exempelvis som en ersättning för oljekraftverket i Karlshamn. Men att göra el av vätgas innebär i så fall ytterligare förluster. Ser du det som realistiskt?

– Om man redan byggt storskalig vätgaslagring till en industri så kan det vara kostnadseffektivt. I så fall handlar det om situationer när det är ansträngt i elsystemet och man leder av en liten ström av vätgas för att göra el några få timmar. Det är inte uteslutet att det kan konkurrera med oljekraft, säger Mikael Nordlander.

Hybrit/vätgaslagret

Den fossilfria vätgasen produceras genom vattenelektrolys med fossilfri el.

Det är viktigt att bygga lagret i ett berg med bergart som håller bra kvalitet. Berggrunden i Svartöberget består i huvudsak av amfibolit med inslag av pegmatit och röd granit.

Lagret är på 100 kubikmeter. Vätgasen ska trycksättas till upp till 250 bar. Ett lager i full skala, potentiellt på 100 000-120 000 kubikmeter som lagrar 100 GWh el omvandlad till vätgas, räcker för ett fullstort stålverk i 3-4 dagar.

Fakta: Hybrit.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!