Vad är väte?

Här på jorden finns ett stort antal väteatomer i vatten, växter, djur och naturligtvis människor. Men även om det finns i nästan alla molekyler i levande varelser är det mycket sällsynt som gas – mindre än en del per miljon i volym.

Väte kan produceras från en mängd olika resurser, t.ex. naturgas, kärnkraft, biogas och förnybar energi som sol- och vindkraft. Utmaningen är att utnyttja vätgas som gas i stor skala för att driva våra hem och företag.

Varför är vätgas viktigt som en framtida ren energikälla?

Ett bränsle är en kemikalie som kan ”brännas” för att ge användbar energi. Förbränning innebär normalt att kemiska bindningar mellan grundämnena i bränslet bryts och att grundämnena kombineras kemiskt med syre (ofta från luften).

I många år har vi använt naturgas för att värma upp våra bostäder och företag och för kraftverk för att generera el. 85 % av bostäderna och 40 % av Storbritanniens elförsörjning är för närvarande beroende av gas. Metan är huvudbeståndsdelen i ”naturgas” från olje- och gasfält.

Vi har fortsatt att använda naturgas eftersom det är en lättillgänglig resurs, det är kostnadseffektivt och det är ett renare alternativ till kol – det smutsigaste fossila bränslet som vi historiskt sett har förlitat oss på för uppvärmning och elproduktion.

När naturgas förbränns ger den värmeenergi. Men en avfallsprodukt vid sidan av vatten är koldioxid, som när den släpps ut i atmosfären bidrar till klimatförändringarna. När vi förbränner vätgas är den enda avfallsprodukten vattenånga.

Vad är skillnaden mellan blå vätgas och grön vätgas?

Blå vätgas framställs från icke-förnybara energikällor med hjälp av en av två huvudmetoder. Ångmetanreformation är den vanligaste metoden för att producera bulkvätgas och står för större delen av världens produktion. Vid denna metod används en reformer, där ånga vid hög temperatur och högt tryck reagerar med metan och en nickelkatalysator för att bilda väte och kolmonoxid.

Alternativt använder autotermisk reformering syre och koldioxid eller ånga för att reagera med metan och bilda väte. Nackdelen med dessa två metoder är att de producerar kol som en biprodukt, så avskiljning och lagring av kol (CCS) är nödvändigt för att fånga upp och lagra detta kol.

Grönt vätgas produceras genom att använda elektricitet för att driva en elektrolyser som delar vätgasen från vattenmolekyler. Denna process producerar rent vätgas utan skadliga biprodukter. En ytterligare fördel är att eftersom denna metod använder el, ger den också möjlighet att avleda eventuell överskottsel – som är svår att lagra (som överskottsel från vindkraft) – till elektrolys och använda den för att skapa vätgas som kan lagras för framtida energibehov.

Används vätgas redan som bränsle?

Ja, det finns redan bilar som drivs med vätgasbränsleceller. I Japan finns det 96 offentliga tankstationer för vätgas som gör det möjligt att tanka på samma sätt som med bensin eller diesel och inom samma tidsram som en bil som drivs med traditionella bränslen. Tyskland har 80 av dessa vätgasstationer och Förenta staterna ligger på tredje plats med 42 stationer.

Vätgas är också ett spännande lättviktsbränslealternativ för väg-, flyg- och sjötransporter. Det internationella leveransföretaget DHL har redan en flotta på 100 ”H2-panelbilar” som kan köra 500 km utan att tanka.

Vilka potentiella hinder finns det för att påskynda användningen av vätgas som en ren energi?

För att vätgas ska kunna bli ett livskraftigt alternativ till metan måste det produceras i stor skala och på ett ekonomiskt sätt, och den nuvarande infrastrukturen måste anpassas.

Den goda nyheten är att vätgas kan transporteras genom gasledningar, vilket minimerar störningar och minskar den dyra infrastrukturen som behövs för att bygga ett nytt överföringsnät för vätgas. Det skulle inte heller behövas någon kulturförändring i våra hemliv, eftersom människor är vana vid att använda naturgas för matlagning och uppvärmning, och vätgasekvivalenter håller på att växa fram.

Vad gör National Grid för att främja vätgas som ett alternativt grönt bränsle?

Vi har åtagit oss att uppnå nettonoll senast 2050, vilket innebär att vi måste börja förbereda oss för att ändra vår gasanvändning under de kommande åren. Ett av de sätt vi föreslår att göra detta är genom vätgas.

Det nuvarande National Transmission System (NTS) transporterar naturgas över hela Storbritannien, och människor, företag och industrier är beroende av vårt nät.

NTS är ett unikt och komplext nät som använder stålrör för att transportera naturgas under högt tryck. Vi måste helt och hållet förstå vilken inverkan som exponering för väte under högt tryck kan ha på rören, innan nätet kan konverteras. Omfattande tester och detaljerade försök behövs för att fastställa vilka ändringar vi kan behöva göra för att transportera vätgas på ett säkert sätt.

Under namnet HyNTS – Hydrogen in the NTS – har vi redan genomfört flera projekt för att undersöka den fysiska kapaciteten hos NTS att transportera vätgas. Dessa projekt har inte bara tittat på den inverkan som vätgas kan ha på våra rörledningar, utan också på all tillhörande utrustning som kompressorer och ventiler, samt på hur ett vätgasnät kan behöva fungera annorlunda i framtiden.