Vätgaspipeline för västkustens industrier är lönsamt för samhället

– Fossilfri vätgas till ett konkurrenskraftigt pris är avgörande för att många industrier ska klara sin omställning. Vår studie visar att det blir både billigare och enklare för Sverige att leva upp till EU:s klimatmål om elnätet förstärks och vindkraften byggs ut på västkusten innan industrins elbehov till vätgasproduktion ökar, säger Sofia Rosén, doktorand på Chalmers och knuten till Mistra Electrification.

I dag produceras hälften av all vätgas till västkustens industrier från fossilgas. I omställningen till fossilfrihet är ett alternativ att i stället använda el och vatten, där slutprodukterna bland annat är elektro- och biobränslen till flyg- och sjöfartsbranschen. Forskare från Chalmers och Göteborg Energi har undersökt olika scenarier för hur energisystemet kan utvecklas perioden 2030–2080 i Göteborg, Stenungsund och Lysekil. I det mest kostnadseffektiva scenariot görs utbyggnaden av elnät och investeringar i havsbaserad vindkraft innan industrins elbehov ökar.

I det minst gynnsamma scenariot elektrifierar industrierna först, vilket leder till ett behov av tillfälliga biogasdrivna kraftverk. Det skulle innebära att den totala systemkostnaden blir 18 procent högre än det billigaste scenariot.

– Vår studie visar att i slutändan kommer systemet se ungefär likadant ut, men om investeringar görs i rätt ordning kan samhället undvika dyra mellanlösningar. Ska industrins elektrifiering bli både hållbar och ske till lägsta kostnad krävs att elnät eller lokal fossilfri elproduktion kommer på plats i takt med att industrin ställer om, säger Lisa Göransson, docent i energiteknik vid Chalmers.

Resultaten visar på en kostnadseffektiv utbyggnad av havsbaserad vindkraft utanför Lysekil, Stenungsund och Göteborg. Elen används till att producera vätgas, som transporteras mellan kommunerna i pipelines.  Det mest kostnadseffektiva är en investering som möjliggör 50 procents överkapacitet för produktion av vätgas ihop med vätgaslager, eftersom vätgasproduktionen då kan ske vid låga elpriser. Det förutsätter dock att elektrolysörer blir billigare över tid i takt med att produktionen skalas upp.

I en studie från 2025 visar Sofia Rosén att det är kostnadseffektivt och samhällsekonomiskt lönsamt för de tre kommunerna att gemensamt bygga vätgaspipelines.

– Med överkapacitet i elproduktionen går det att producera vätgas när elen är billig och lagra den i bergrum så att den kan användas när elpriserna är höga. Avgörande för industrins omställning är havsbaserad vindkraft och förstärkta elnät som samspelar med lagring och pipelines för vätgas. En pipeline för vätgas mellan Göteborg, Stenungsund och Lysekil gör att industrierna där får tillgång till den vätgas de behöver, säger Sofia Rosén.

Tre olika studier från forskare med koppling till Mistra Electrification har analyserat hur energisystemet på västkusten kan möta industrins behov av omställning. Studiernas resultat visar hur omställningen kan ske lägsta kostnad för samhället, inte vad som är företagsekonomiskt mest lönsamt. Utgångspunkten är att industrins vätgasbehov mer än fördubblas, från dagens cirka 6,4 TWh som produceras med fossilgas, till 14 TWh som produceras fossilfritt. Industrins elbehov tillgodoses genom ny havsbaserad vindkraft, solparker och leverans av el från omgivande regioner, där bland annat kärnkraftsel ingår.

Den senaste studien har analyserat investeringar i:

Studien är finansierad av Göteborg Energi och bakom står Sofia Rosén, Lisa Göransson och Maria Taljegard från Chalmers samt Mariliis Lehtveer från Göteborg Energi.

Sofia Rosén har i en tidigare studie även analyserat hur vätgas från elektrolysörer kan produceras och distribueras till lägsta samhällsekonomiska kostnad, för att ställa om industrin i Göteborg, Stenungsund och Lysekil. Investeringen i pipelines mellan de tre kommunerna beräknas i studien till cirka 1,3 miljarder kronor. Elektrolysörernas investeringskostnad beräknas till 26–30 miljarder kronor.

Det samhällsekonomiskt mest kostnadseffektiva resultatet är att Göteborg och Lysekil blir nettoimportörer av vätgas, medan Stenungsund blir nettoexportör.

Timely delivery of electricity for industrial hydrogen demands: path dependencies in the transition of urban energy systems

Generation and distribution of hydrogen for industry electrification in

urban energy systems

Modeling of a “Hydrogen Valley” to investigate the impact of a regional pipeline for hydrogen supply

Cirka 95 procent av den globala vätgasproduktionen sker i dag från fossila källor, som naturgas. Fossilfri vätgas kan vara avgörande för att bland annat raffinaderier och kemiindustrier ska kunna bli fossilfria. Den kan produceras av elektrolysörer, som med fossilfri elektricitet delar upp vattenmolekyler till syrgas och vätgas. Den fossilfria vätgasen kan då ersätta fossil vätgas.