Feasibility Study of Available Hydrogen Production Techniques in Sweden using Single-Issue LCA Carbon Footprint

Abstract: Sverige har som mål att bli helt fossilfri till år 2045. Energymyndigheten har därför tagit fram ett förslag till Vätgasstrategi för att ställa om vätgasproduktionen till att vara helt fossilfri till 2045. Idag används ca 180 000 ton vätgas, vilket motsvarar ett energiinnehåll på ca 6 TWh. Termo-kemisk omvandling av fossila bränslen står för 67% av Sveriges vätgasproduktion, medan 30% är biprodukter från industriella processer och 3% produceras med elektrolysörer. Att ersätta all fossil vätgas med elektrolysör-baserad vätgas innebär en elförbrukning motsvarande 60-126 TWh/år, vilket är en ökning på 40-80% jämfört med de 159 TWh el producerade i Sverige 2020. Energimyndigheten bedömer att vätgas har en viktig roll i att lyckas göra Sverige fossilfritt, delvis genom att den ska kunna fungera som energibärare eller energilagring för att jämna ut variationer i produktion hos förnybara energikällor. Av den anledningen kommer antagligen behovet av vätgas öka, och därmed även energibehovet för att producera vätgas öka ännu mer än 60-126 TWh/år om den fossila vätgasen ska bli ersatt med endast elektrolysör-baserad vätgas. Med tanke på begränsningar i expansion av förnybar elproduktion, kommer behovet av vätgas antagligen inte kunna täckas av endast elektrolysör-baserad vätgas. Därför bör möjligheterna för att även satsa på bio-vätgas, där vätgas produceras av antingen bakterier eller genom refinery av biobaserade råvaror, undersökas. Detta examensarbete ska undersöka möjligheter för vätgasproduktion i Sverige och jämföra olika produktionteknikers förutsättningar. En hypotes är att en hållbar strategi är att kombinera elektrolysör-baserad vätgas med bio-vätgas för att få en diversifierad produktion. Att ha olika produktionsmetoder som komplementerar varandra ger en mer stabil och säker produktion, eftersom de kommer påverkas olika av förändringar i produktionsförutsättningar i samhället. Detta arbete söker svara på följande frågor: Vilka tekniker finns tillgängliga för industriell/kommersiell produktion, var borde R&D riktas för de tekniker som inte är redo för kommersiell produktion, vilket Carbon Footprint (CF) har de olika teknikerna, en uppskattad produktionskostnad för de olika teknikerna, och vilken tillgänglighet för de olika råvarorna finns i Sverige?