Vattenfall planerar att bränna vätgas i sitt nederländska gaskraftverk Magnum. I konsortiet H2M samarbetar man med Equinor som förbereder leverans av vätgas från avkarboniserad naturgas. Även om det är långt till kommersiell succé är tanken att ta täten i en växande nisch.

När Vattenfall 2009 köpte den nederländska energikoncernen Nuon ingick sex gaskraftverk i köpet, däribland det högeffektiva gaskraftverket Magnum vid Groningens kust upp mot den tyska gränsen. Sedan starten 2013 bränner Magnum naturgas för sin elproduktion på totalt 1,3 GW i tre stora block.

Bild: Kraftverket Magnum. Foto: Koos Boertjens, Vattenfall.

Naturgasen kommer från det närbelägna Groningenfältet, ett av Europas största landbaserade gasfält. Vattenfalls plan är att bygga om en av Magnums enheter på drygt 400 MW till vätgas, preliminärt från 2023.

En bärande del i projektet är Vattenfalls samarbete med Equinor, den norska statens olje- och gasproducent. Magnums vätgas ska komma från ångreformerad norsk naturgas som anländer till Nederländerna som trycksatt gas genom existerande gasinfrastruktur från Nordsjön.

Naturgas och CCS
Därför har Vattenfall och Equinor bildat konsortiet H2M tillsammans med den nederländska gasinfrastrukturägaren Gasunie. Syftet är att lära sig hanteringen av koldioxidfri gaskraft i industriell skala.

På holländsk mark ska naturgasen ångreformeras, en teknik för dekarbonisering som skiljer kolet från gasen. Naturgas utan CO2 är vätgas. Alla ångreformeringsanläggningar som finns idag släpper däremot ut koldioxid.

– Ångreformering får inte koldioxiden att försvinna. I Magnum-projektet ska därför kolet efter ångreformering skeppas som flytande CO2 tillbaka till Equinors lagringsplats for koldioxid i Nordsjön, säger Mikael Nordlander, portföljchef för dekarbonisering inom Vattenfall.

Populär jämförelse
Ett ton vätgas genererar hela tio ton CO2, som Equinor då kan lägga i samma geologiska deponi som man idag pratar om i industriella CCS-sammanhang för koldioxidavskiljning och lagring. För att sätta projektet in i ett folkligt perspektiv har Equinor vid flera tillfällen jämfört konceptets möjligheter med antalet elbilar. Om ett gaskraftverk på Magnums storlek konverteras till koldioxidfri vätgas blir det av med fyra miljoner ton CO2.

Det motsvarar utsläppen till två miljoner bensinbilar, enligt Steinar Eikaas, chef för Equinors lågkarbonlösningar. Bara i Europa finns idag fler än 400 stora gaskraftverk.

Vattenfalls perspektiv
Vattenfall är inne i vätgasprojektet som elproducent då gaskraftverk används till elproduktion. I motsättning till Vattenfalls, SSAB:s och LKAB:s projekt HYBRIT där Vattenfall ska producera fossilfri vätgas från el via elektrolys (spaltning) av vattenmolekyler så kommer processen i Magnum att gå motsatt väg, från vätgas till el.

Målet med H2M är dock inte att skapa snabba vinster, enligt Vattenfalls strategichef Andreas Regnell. Han är tveksam så som marknadsförutsättningarna ser ut framöver. Gasens verkningsgrad blir mycket låg i förhållande till den el man får ut, menar han.

– Det ger mycket dyr förbränning i slutskedet. Koldioxidfri gas från Nordsjön blir därför svår att skala upp till en kommersiell marknad där vätgas inte får kosta mycket mer än naturgas, säger Andreas Regnell.

Det hjälper heller inte mycket om man istället skulle minska transpotkostnader genom att använda vätgas från lokala elektrolysörer. Vätgasens

Andreas Regnell. Foto: Maria Rosenlöf.

verkningsgrad sjunker till 35 procent och ännu lägre om inte spillvärmen från elektrolysören kan användas. Till det kommer att effektivitetsgraden i en gasturbin generellt ligger lågt, runt 40 procent, menar Andreas Regnell.

Räddar gasen
Att H2M ändå fortsätter ska ses i större sammanhang och ur flera synvinklar. EU kommer att behöva mycket gas framöver, men det är inte alls säkert att det blir så länge som många tror. EU-kommissionens prognoser i förhållande till klimatmålen visar en minskande import av naturgas på mellan 51 och 81 procent till 2050.

Om någon istället kan hitta ett användbart koncept som konverterar naturgas till CO2-fri vätgas med hjälp av CCS kan det vara guld värd, även politiskt och klimatekonomiskt (med subventioner?). Här väntar också flera halvmogna men intressanta marknader. Process- och kemiindustrin använder idag stora mängder industriell vätgas som härrör från naturgas, men där koldioxiden släpps direkt ut i atmosfären efter ångreformeringen.

Gaskraft för elnät
För den som framöver kan ta hand om koldioxiden kan alltså en större marknad stå för dörren. Brittiska pilotprojekt har också visat att övergång till vätgas i naturgasnät för slutkunder kan göras med hanterbara investeringar i infrastrukturen. Inte minst blir man teknologiägare på en ny marknad för gaskraftverk som snabbt kan få behov av konvertering från naturgas till vätgas. För gaskraft behövs även om gasen ändrar form.

Gaskraftverkens elproduktion är mycket viktig för de europeiska elnätens effekt- och frekvensbalans då de producerar el med stor flexibilitet i produktionen. Åren framöver kommer gaskraft dessutom att bli allt viktigare då det europeiska elnätet blir allt mer väderberoende. Koldioxidutsläppen ska reduceras med mer vindkraft, som i sin tur någon gång i framtiden kanske kan balanseras av koldioxidfri vätgas.

Kort och lång sikt
Det är med andra ord långsiktigheten som motiverar i H2M-projektet. Vattenfalls tanke är att den som har lärt sig behärska den storskaligheten på en hanterbar kostnadsnivå snabbt kan ta revir när tillfälle ges, även om det idag är svårt att hitta de ekonomiska incitamenten.

– Om du jämför med direkt elektrifiering blir energiförlusterna väldigt stora med vätgas i gaskraftverk. Det kommer därför ta lång tid innan gaskraftverk kan börja använda vätgas som bränsle i någon större omfattning. Troligtvis kommer den marknaden aldrig att bli särskilt stor, säger Andreas Regnell.

Ändå skissar Vattenfalls ingenjörer på vätgaskraft som spetslast och flexibel buffert i det europeiska elsystemet?
– Ja, inget är omöjligt om du redan har ett gaskraftverk stående och du kör tillräckligt många timmar. Det blir fort mycket dyrt, kanske uppåt 150 euro per MWh eller mer, men det kan det kanske vara värt i extrema situationer, säger Andreas Regnell.

* * *