Vätgas har stor potential som koldioxidfri energibärare. Här är en titt på drivkraften bakom denna allmänt tillämpbara teknik.
Vätgas kan spela en central roll för att hjälpa världen att nå nettonollutsläpp
nollutsläpp senast 2050. Som ett komplement till andra tekniker, inklusive förnybar energi och biobränslen, har vätgas potential att
för att minska koldioxidutsläppen i industrier som stål, petrokemi, gödningsmedel, tunga fordon (på väg och i terräng), sjöfart och luftfart, samt för att stödja flexibel kraftproduktion (bland andra tillämpningar). År 2050 skulle vätgas kunna bidra med mer än 20 procent av de årliga globala utsläppsminskningarna.
Vätgasens potentiella roll i den bredare energiomställningen undersöks i en serie branschrapporter som författats av McKinsey och Hydrogen Council - ett globalt, vd-ledda initiativ med medlemmar från mer än 140 företag. I rapporterna undersöks bland annat hur efterfrågan på vätgas skulle kunna omforma de nuvarande marknaderna för el, gas, kemikalier och bränslen, behovet av att skala upp vätgasproduktionen, särskilt ren vätgas (som tillverkas med förnybara energikällor eller med åtgärder för att minska utsläppen), och vad som måste hända under det kommande decenniet för att nå målen om noll nettoutsläpp.
Drivkraften bakom vätgas har accelererat under det senaste året, vilket beskrivs i Insikter om vätgas 2022,1 ett nyligen publicerat perspektiv på läget inom vätgasindustrin. Både investeringar och projektutveckling har ökat. Det finns dock fortfarande ett finansieringsgap.
De följande fem diagrammen visar hur vätgas kan spela en nyckelroll i en framtid med låga koldioxidutsläpp.
År 2050 kan vätgas bidra med mer än 20 procent av de årliga globala utsläppsminskningarna.
En del av netto-noll-ekvationen
År 2050 kan ren vätgas bidra till att minska koldioxidutsläppen med sju gigaton per år, vilket motsvarar cirka 20 procent av de mänskligt drivna utsläppen om världen fortsätter på den nuvarande globala uppvärmningsbanan.2 Genom att komplettera andra tekniker, såsom förnybar energi och biobränslen, har vätgas potential att minska koldioxidutsläppen
en rad olika sektorer, till exempel: industri (ståltillverkning, ammoniaksyntes för produktion av gödningsmedel), långväga markmobilitet (som bränsle för tunga lastbilar), sjöfart och luftfart (för att producera syntetiska bränslen för fartyg) och uppvärmning av byggnader. Vätgas kan också användas för flexibel långtidslagring
för elnät. Industri och transport står för den största delen av vätgasens minskningspotential, som har en kumulativ utsläppsminskningspotential på 80 gigaton CO2 fram till 2050.
Ren vätgas kan bidra med så mycket som 80 gigaton CO2-reduktion fram till 2050, varav det mesta kommer från industriell användning och transporter.
Investeringarna ökar
Mer än 680 storskaliga vätgasprojekt har tillkännagivits globalt,3 vilket motsvarar
till $240 miljarder i direktinvesteringar. Projekten omfattar produktion i gigaskala, storskalig industriell användning, transporter och infrastruktur. I Europa, som står för
314 av de tillkännagivna projekten förväntas vätgas spela en viktig roll för att uppnå målen för minskade koldioxidutsläpp, med användning inom industriella tillämpningar, transport och kraftproduktion. I Asien står Kina för ungefär hälften av de totala tillkännagivandena. Bland de tillkännagivna projekten i Kina fokuserar de flesta på vätgasanvändning inom transport. I Nordamerika bör vätgasproduktion bidra till att öka regionens inhemska försörjning av koldioxidsnål energi inom flera olika tillämpningar.
Dessutom har exportnav för vätgas tillkännagivits i Afrika, Latinamerika, Mellanöstern och Oceanien. Dessa hubbar skulle kunna tillgodose den växande efterfrågan i till exempel Asien och Europa.
Mer än 680 storskaliga vätgasprojekt har tillkännagivits globalt,
Renare framtid
Idag produceras det mesta av vätgasen med fossila bränslen, även kallat grå vätgas. Att uppfylla vätgasens potential som ett sätt att minska koldioxidutsläppen
verktyg kommer att kräva en betydande uppskalning av
ren vätgas, som kan produceras med
med förnybara energikällor (ofta kallat grön vätgas) eller med fossila bränslen i kombination med åtgärder för att avsevärt minska utsläppen, t.ex. avskiljning, användning och lagring av koldioxid (ofta kallat blå vätgas). Efterfrågan på
ren vätgas skulle kunna öka till cirka 660 miljoner ton per år fram till 2050.
Den totala planerade produktionen av grön och blå vätgas fram till 2030 har nått mer än 26 miljoner ton per år - en siffra som i stort sett har fyrdubblats sedan 2020. Produktionskostnaderna för ren vätgas förväntas sjunka snabbt under det kommande decenniet. Med en produktionskostnad på cirka $2 per kilo kan ren vätgas bli kostnadsmässigt konkurrenskraftig i många tillämpningar.
Greening stål
Stålindustrin är en av världens mest koldioxidutsläppande industrier. Till stor del på grund av användningen av kokskol i produktionsprocessen står stål för cirka 8 procent av de globala årliga utsläppen. Även om det kommer att krävas initiala investeringar för att genomföra övergången, har vätgasbaserad ståltillverkning potential att kraftigt minska industrins fotavtryck: stål förväntas generera cirka 8 procent av efterfrågan på ren vätgas 2030, men kan stå för nästan 20 procent av de utsläpp som undviks via vätgas det året.4 Mer än 50 ståltillverkningsprojekt med ambitioner om grön vätgas har tillkännagivits över hela världen, med Europa som ett centrum för tidig tillväxt.
Globalt har 52 ståltillverkningsprojekt med ambitioner om grön vätgas godkänts av
har offentliggjorts, med tidig tillväxt i Europa.
med tidig tillväxt centrerad till Europa.
Finansieringsgap
Trots vätgasens framfart återstår ett betydande investeringsgap för att den ska kunna bidra fullt ut
till minskade koldioxidutsläpp. För att uppnå en väg till nettonoll kommer det att krävas ytterligare direktinvesteringar på $460 miljarder fram till 20305 - vilket minskar klyftan mellan de $240 miljarder i aviserade projekt och
$700 miljarder i nödvändiga investeringar. Investeringsgapet kan delas upp i tre kategorier:
- - Produktion. Produktion av ren vätgas har det högsta antalet aviserade investeringar, men det är också det segment som har
största investeringsbehoven. Det nuvarande investeringsgapet är ungefär $150 miljarder fram till 2030. - - Transmission, distribution och lagring. Investeringar i denna del av värdekedjan är avgörande för att möjliggöra tillgång till kostnadskonkurrenskraftiga vätgasleveranser, till exempel genom att ansluta regionerna med de lägsta produktionskostnaderna till efterfrågehubbar, utveckla tankningsinfrastruktur för fordon eller bygga rörledningar för att försörja industrianläggningar. Ett investeringsgap på mer än $165 miljarder återstår.
- - Tillämpningar för slutanvändning. Möta den förväntade efterfrågan inom vätgasens olika slutanvändningsområden, inklusive stålproduktion
och transport, kommer att kräva ytterligare investeringar på $145 miljarder, med det största absoluta gapet inom mobilitet. Nya industriapplikationer som stål kommer att kräva betydande investeringar - cirka $35 miljarder - för utlägg som nya anläggningar. Stål är dock också ett av de mest avancerade segmenten bland de annonserade investeringarna, med cirka hälften av de nödvändiga investeringarna annonserade.
Ett investeringsgap på cirka $460 miljarder kvarstår i hela vätgasområdet
värdekedja.
Hur ledare kan bidra till att maximera vätgasens potential i en ekonomi med nollutsläpp
För att vätgas ska kunna bli en central aktör i energiomställningen är det avgörande att det sker en uppskalning under det kommande decenniet. Beslutsfattare och företagsledare kan överväga åtgärder inom tre nyckelområden:
- - Skapa efterfrågan. Företagen kan spela en roll genom att göra branschomfattande omställningsåtaganden, medan beslutsfattarna kan skapa incitament - till exempel genom att införa direkta stödmekanismer och föreskriva kvoter eller mål.
- - Utveckling av infrastruktur. Det krävs initiala investeringar för att utveckla storskalig infrastruktur som möjliggör distribution, till exempel rörledningar och tankningsinfrastruktur.
- Uppskalning av produktionen. Efterfrågan på vätgas kommer att nå massmarknaden först när det finns tillgång till ren vätgas till låg kostnad. Detta kommer att kräva en uppskalning av elektrolyskapaciteten och åtföljande kapacitet för förnybar energi, samt utbyggnad av infrastruktur för avskiljning, användning och lagring av koldioxid. Ju tidigare dessa investeringar i produktion i gigaskala görs, desto tidigare kommer vätgas att nå kostnadskonkurrenskraft.
För att vätgas ska kunna bli en central aktör i energiomställningen är det avgörande med en uppskalning under det kommande decenniet.
