Övik Energis elnät öppnar upp för elektrolysörer. Liquid Winds e-metanolfabrik i Örnsköldsvik kan ge både nätbalans och lokala energiaffärer. När vätgasen ska ut i industrin kan energibolag och kraftvärmeverk hitta nya marknader för ånga, el och koldioxid.

Liquid Winds kommande etablering i Örnsköldsvik berör flera pågående energidebatter, från elnätets brister till kraftvärmens nytta. Industriell vätgas från elektrolys utmanar både teknologiska konventioner och de klassiska energiföretagens roller.

Bild: Örnsköldsvik. Foto: Wikipedia.

Elektrolys kräver till exempel mycket el. Om få år är det tänkt att Liquid Winds första e-metanolfabrik FlagshipONE ska producera över ett ton med vätgas i timmen, något som fordrar elektrolysörer med 65 MW kapacitet. Årligen ska de svälja undan uppåt 500 GWh.

– Stora elektrolysörer behöver ändå inte betyda att maxlasten i elnätet blir högre. De kan tvärt emot ha en positiv inverkan på kraftbalansen i elsystemet. Vätgastillverkningen kan backa undan och regleras ned när det blir trångt i elnätet, säger Johan Schönström, senior energirådgivare på Liquid Wind.

Energiföretaget integreras
Vid Örnsköldsviksfjärden söder om centrum ligger Övik Energis 130 MW stora biokraftvärmeverk Hörneborgsverket. Förutom el och fjärrvärme till Öviksborna levereras processånga till industriklustret i Domsjö industriområde med skogsindustrin Domsjö Fabriker och kemiföretagen Sekab och Nouryon.

Industrimiljön passar Liquid Winds etablering mycket väl, tycker Thomas Nilsson, chef för affärsutveckling på Liquid Wind. Planen är att varje år från 2024 ta hand om 70 000 ton avskild koldioxid och ur detta producera 50 000 ton förnybart drivmedel till sjöfarten. Samtidigt blir man Övik Energis nya ångkund.

– Vi kommer att bygga en väldigt integrerad anläggning som kan utnyttja flera gemensamma system och resurser tillsammans med Övik Energi, som då också kan utnyttja sina resurser bättre. Liquid Winds etablering ska också vara en god affär för det lokala energiföretaget, säger Thomas Nilsson.

Utsläppen sänks
Metanolproduktionen ska ske i anslutning till kraftvärmeverket, vars koldioxid är e-metanolens andra stora råvara. E:et i e-metanol härrör från ”elektro” som syftar till att råvaran bland annat består av vindkraft. Genom elektrolys blir vatten till vätgas som därefter blandas med biogen koldioxid i en metanolreaktor.

Med hjälp av partnern Carbon Cleans teknologi ska kraftvärmens rökgaser renas och koldioxiden koncentreras innan den går till metanolreaktorn för syntes tillsammans med vätgas. På så vis kan metanolen också bidra till att sänka kraftvärmeverkets koldioxidutsläpp.

Nätkapacitet finns
En fördel med att lägga sig nära en annan processindustri är att industriområden ofta redan har en väl tilltagen infrastruktur för el. Hörneborgsverket dimensionerades ursprungligen för två kraftvärmeblock men då det blev endast ett så finns istället kapacitet för ny vätgasproduktion.

– Här stämmer många pusselbitar överens. Även vattenreningen är väl tilltagen och passar vattenleveranserna till elektrolysen, och här finns redan både tankfarm och en hamn där vår kund kan bunkra e-metanol, säger Thomas Nilsson.

Bortom elmarknaden
I Örnsköldsvik kommer Liquid Winds elförbrukning att upphandlas direkt från vindkraftsutbyggare med ny produktion för direktleverans. Istället för befintlig el från elmarknaden kommer man ingå långsiktiga avtal med nya vindkraftparker – främst genom avtalsformen Corp PPA (Corporate Power Purchase Agreement) som ger lågt fastpris över 10–15 år.

För att hantera variationen i vindkraftsproduktionen avser Liquid Wind att samarbeta med Axpo, en ledande elhandelsaktör inom europeisk industriell kraftmarknad. När vindkraften inte levererar fullt vill man fylla upp med el från spotmarknaden, dit också överskottet säljs. Vätgaslager för energilagring och balansering gentemot elnätet (frekvensen) eller elmarknaden (kapacitet) är dock inte aktuellt. Möjligen etableras en mindre vätgasbuffert enbart för hantering av driftsvängningar mellan processavsnitten.

Vätgasen och elsystemet
Kraftnätets systembalans kan gynnas av mer elektrolys i elnäten, enligt Johan Schönström. Elektrolysörer kan bidra med avancerad styrning och efterfrågeflexibilitet som många andra industriprocesser har svårt att få till. Vätgastillverkningen kan därför enkelt ”backa undan” och regleras ned när det blir för trångt i elnätet.

Också vindkraften mår bättre av samverkan med elektrolys, menar Schönström. Om vindkraftverk ska kunna reglera ner så måste de spilla vind, och då är det bättre att reglera ned några snabba elektrolysörer.

Snabba elektrolysörer
I Örnsköldsvik kommer man använda Siemens elektrolysörer med PEM-teknologi (Proton Exchange Membrane) som är extra snabb på reglering. Membranet släpper genom elektromagnetiska protoner med högre strömdensitet (ampere per kvadratmeter) än motsvarande elektrolytvätska. PEM tacklar därför vindkraftens snabba ryck bättre än alkaliska elektrolysprocesser.

Starttiden för en PEM-elektrolysör ligger runt 10 sekunder. Den behöver ingen förvärmning eller specifik driftstemperatur, så när vindkraften varierar kan elektrolysören följa effektens brantaste lutningar ner och tillbaka upp igen.

Backar upp vindkraften
– En produktionsanläggning som den vi ska bygga i Örnsköldsvik har reglerbarhet på sekundnivå. Och vi kan stänga ner anläggningen om det uppstår kritiska situationer med effektbrist, säger Johan Schönström.

– Vi kan alltså låta vindturbinerna gå på full effekt hela tiden, reglera ner elektrolysörerna vid kapacitetsbrist i nätet och snabbt reglera dem upp igen när det åter finns kapacitet.

* * *

Övik bara början: Liquid Winds första produktionsanläggning ska stå klar 2024. Intentionen är att i högt tempo etablera nya fabriker framåt 2030, något som betyder många nya energiaffärer med olika typer av energiföretag. Planen är att expandera internationellt med licenser till lokala projektägare. Inom 15 år kan Liquid Wind vara inblandad i hundratals anläggningar världen runt.