En av vätgasens stora fördelar är att man kan lagra den även under lång tid till relativt låg kostnad. Behovet av att kunna lagra elektricitet växer i takt med att utbyggnaden av förnybara energikällor ökar.

Sol, vind och vågkraft är till naturen ojämna som energikällor. Det medför att ibland produceras mer energi än vad elnätet kan ta emot och den går då till spillo genom att exempelvis vindkraftverk stoppas. Vid andra tillfällen är efterfrågan på el stor, men tillgången är låg på grund av att det inte blåser och solen har gått ner.

Om de förnybara källorna ska kunna bli dominerande i framtidens energisystem, krävs därför metoder för mellanlagring. Här kan vätgas fungera som effektutjämnare och lager för överskottsenergi. Det skulle göra energisystem baserade på till exempel vindkraft mer flexibla och bidra till att öka takten för utbyggnaden av förnybar energi. Att lagra energi i vätgas ger möjlighet att lagra större energimängder än i till exempel batterier.

Behov av lagring av förnybar energi

Storskaliga, centrala energilager har använts i ungefär ett sekel i form av att vatten pumpas upp till en högt belägen damm när el finns i överflöd för att sedan gå genom turbiner till en lägre damm när elbrist råder (pumped hydro). I och med att elproduktion från vind- och solenergi ökar och de platser där vatten kan pumpas på ett lämpligt sätt för pumpkraft är kraftigt begränsade, blir det ännu mer intressant
att titta på alternativa lagringsmöjligheter.

Det som karaktäriserar de traditionella energilagringsmetoderna är hög effektivitet, men små möjligheter att klara av de lagringsbehov som krävs för en övergång till en överhängande del förnyelsebar el. Solceller och vindkraft visar stora variationer, inte bara mellan dag och natt utan även mellan flera dagar beroende på molnighet respektive vindvariationer.

Fokus har därför gått från effektivitet till lagringspotential när intermittent (oregelbunden) energi införts i högre grad i elnäten. Detta ter sig naturligt då den el som genereras intermittent går till spillo om ingen direkt avsättning finns och den inte heller lagras. Om så är fallet är mängden energi som kan lagras viktigare än effektiviteten, eftersom alternativet är att den inte kan användas överhuvudtaget när exempelvis vindkraftverk stoppas.

En mer decentraliserad energilagring av de här oregelbundna energikällorna kan dels minska ansträngningen på ledningsnätets kapacitet, dels ge möjlighet till självförsörjning av energi för elabonnenter.

Vätgas har här en viktig roll att fylla eftersom energitätheten är hög och lagring kan även ske över längre perioder, vilket behövs i småskaliga självförsörjande system med en förnyelsebar energi där utrymmet ofta är begränsat.

Självförsörjning

I och med plushusprojekt och liknande har intresset ökat för självförsörjning. Huvudspåret för energilagring har då varit batterier, vilket emellertid är en relativt dyr lagringsmetod om det gäller mer än lagring för korta perioder, exempelvis timmar.

Vätgas och bränsleceller kan ge värme och el till byggnader. För att minska sårbarheten i telenätet, i samband med stormar eller andra störningar, kan den här tekniken användas i reservkraftsystem till basstationer och telefonväxlar.

Bränslecellssystem som drivs av vätgas har endast vattenånga som utsläpp. Ett bränslecellssystem Släpper inte heller ut några lokala förureningar. Systemen är därmed lämpliga för miljöer som är känsliga med avseende på luftkvalitet, såsom inomhusmiljöer, gruvor, skyddsrum, naturkänsliga områden, tätbebyggda områden, samt mobila system vid olyckor.

Egenskaperna hos denna typ av system är bland annat: tystgående jämfört med motordrivna generatorer, avgasfri, kan användas i slutna utrymmen, lämpliga då miljön värderas extra, kan konstrueras för minimalt underhåll, kan ge lång drifttid gentemot batterier, effektiv fjärrövervakning av systemkondition och bränslelager möjlig.

Energilagring för reservkraft

Då det svenska elnätet är väldigt stabilt med en hög ”up-time” är det generella behovet lågt för reservkraftsystem, dock finns det funktionskritiska ställen där konsekvenserna av ett strömavbrott kan bli stora. Där är ett reservkraftsystem en relativt billig lösning för att säkra funktionalitet så som säkerhet, kommunikation och infrastruktur.

Kostnad

Kostnadsberäkningar visar på en relativt hög kostnad initialt för tillverkning av ett fåtal enheter. Vid tillverkning i 1000-tal sjunker styckkostnad emellertid snabbt. Ytterligare kostnadsreduktion förväntas uppnås när bränslecellbranschen ytterligare skalar upp med fler och billigare komponenter framtagna för denna typ av system.

Vätgas kan lagras på flera sätt

  • Gasflaskor: vätgas komprimeras till 30-700 bars tryck och förvaras i gasflaskor. Gasflaskor kan rymma från några liter till tusentals kubikmeter beroende på applikation.
  • Kyltankar: Vätgas som lagras i flytande form behöver först kylas ner till –253 grader Celsius. Denna process kräver en del energi, ca 10-20 % av energiinnehållet, vilket gör att det lönar sig först vid relativt långa transporter, eller om slutanvändaren behöver flytande väte. En sådan slutanvändare kan vara flygplan med antingen bränsleceller och elmotorer eller driver jetmotorer med vätgas. Flytande vätgas distribueras vanligtvis inte i Sverige utan den närmaste marknaden är Tyskland.
  • Metallhydrider: vätgas kan lagras i vissa metaller under tryck. Metoden ger ett relativt högt energiinnehåll, men metallhybriderna är tunga vilket gör dem olämpliga för transportapplikationer där de främst används i ubåtar. Metallhydrider är ett aktivt forskningsområde där målet är att mångdubbla vätgaslagringskapaciteten per viktenhet för att bli konkurrenskraftig med trycksatt vätgas i fler applikationer.