Svensk stålindustri bygger unikt lager för vätgas

2018-02-02 10:32  

Stålindustrins satsning på fossilfri tillverkning kräver enorma lager av vätgas. Det ska nu testas i pilotskala – i ett lager som troligen blir först i världen i sitt slag.

Bolagen SSAB, LKAB och Vattenfall arbetar gemensamt för att stålindustrin ska ställa om till en fossilfri tillverkning. I projekt Hybrit har företagen gjort en förstudie och planerar nu en pilotverksamhet i norra Sverige.

Tanken är att vätgas ska användas för direktreduktion av järnmalm i stället för kol. På så sätt försvinner koldioxidutsläppen från masugnen. Den enda restprodukten blir vatten.

Konceptet bygger på att fossilfri elektricitet ska användas för att framställa vätgas genom elektrolys av vatten. Det är en process som kräver stora mängder elektricitet. Hybrit-projektet räknar med att 15 TWh kommer att behövas totalt per år för att ställa om Sveriges stålproduktion.

-Under förstudien har vi inte sett några stora hinder när det gäller själva produktionen av vätgas. Det är en väldigt modulär teknik, så det blir inte så konstigt att skala upp den. Sedan är det klart att skalan gör att det blir en ansträngande situation med elinfrastrukturen, säger Mikael Nordlander, som jobbar med forskning och utveckling på Vattenfall.

Ett par elektrolysörer kommer att köpas in till vätgasframställningen i Luleå under pilotfasen. För att serva ett helt stålverk skulle troligen drygt 100 enheter behövas.

Även lagring av vätgas kommer att testas i pilotverksamheten.

- Lagring är det tekniska element som det är mest nyhet i. Vi vill testa att lagra vätgas i pilotfasen och har kikat i förstudien på olika alternativ. Det vi landat i som mest intressant är trycksatt lagring i klädda bergrum, berättar Mikael Nordlander.

Det innebär att ett cylinderformat bergrum kläs med ett invändigt ytskikt, till exempel av metall, för att det ska bli tätt. Just tätheten är en utmaning eftersom vätemolekylen är så liten att gasen kan slinka ut genom ytterst små håligheter.

Sedan komprimeras vätgasen med hjälp av ett tryck på cirka 200 bar för att ta mindre utrymme i anspråk.

Lagret i Luleå blir sannolikt det första av sitt slag i världen.

- Sådana lager har byggts tidigare för naturgas, men inte för vätgas. Och vi har bara kunnat hitta ett naturgaslager av denna typ i hela världen, utanför Halmstad. Det är på 40 000 kubikmeter, säger Mikael Nordlander.

Exakt hur stort vätgaslagret i Luleå kommer att bli är ännu inte beslutat. Det ska avgöras under projekteringsfasen.

För att kunna serva ett fullstort stålverk, med en årsproduktion på två miljoner ton, behöver ett vätgaslager omfatta mellan 20 000 och 100 000 kubikmeter (se faktaruta), beroende på hur länge lagret ska kunna förse stålverket med vätgas.

Det man framför allt vill utvärdera under pilotfasen är att det invändiga ytskiktet, som troligen blir av stål, håller tätt och att materialet klarar upprepade tryckförändringar när vätgas fylls på eller tappas ur.

Tror du att Sveriges hela stålproduktion verkligen kommer att genomföra den här omställningen?

- Ja, det tror jag. Jag ser inte vad alternativet skulle vara, säger Mikael Nordlander.

Räkneexempel för lagerbehovet

Vattenfall räknar med att ett stålverk med en årsproduktion på 2 miljoner ton (cirka 250 ton per timme) behöver cirka 15 ton vätgas i timmen för direktreduktion av järnmalm.

För att producera 15 ton vätgas i timmen behövs cirka 750–800 MW elektricitet.

Ett lager som ska kunna förse stålproduktionen med vätgas för 1 respektive 5 dygn skulle då behöva lagra 360 respektive 1 800 ton vätgas. Med vätgasens densitet på 0,08988 kg per normalkubikmeter blir det 4 miljoner respektive 20 miljoner normalkubikmeter.

Trycksatt till 200 bar blir då storleken på bergrummet cirka 20 000 kubikmeter för ett dygns lagerkapacitet. Om lagret i stället ska kunna klara att förse stålproduktionen med vätgas under 5 dygn behöver utrymmet vara cirka 100 000 kubikmeter.

Källa: Vattenfall

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt