Mr. Vätgas lagrar solenergin till vintern

Han tillverkar vätgas på sommaren och klarar vintern med ­bränsleceller. Drygt tre år har gått sedan Hans-Olof Nilsson kapade kontakten med elnätet hemma i villan. Nu sprider han sitt energisystem till lägenheter, förskolor – och en tankstation.

Containern är lika grå som novemberhimlen. Men vätgaspionjären Hans-Olof Nilsson är på soligt humör när han tar emot i ett lugnt industriområde norr om Göteborg. Här installerar han sitt vätgassystem som sparar sommarens solel till vinterhalvåret.
– Jag vill visa hur himla enkelt det är att lagra förnybar energi. Och solen finns överallt, även om den är bakom molnen just nu, säger han och lyfter undan en kabeltrumma så att vi kommer in i elcontainern, som den kallas.

Läs mer: Han skippar elnätet – med bränsleceller i källaren
Där inne samsas en bränslecell med batterier och solgula växelriktare i prydliga rader.
I tre andra containrar kopplas hundratals röda gastuber samman, medan en elektrolysör och en kompressor installeras i varsin container i Danmark och Södertälje.
Utrustningen är bekant för alla som har hälsat på hemma hos familjen Nilsson i göteborgsförorten Angered några kilometer härifrån. Fler än 3 000 energiintresserade besökare har vallfärdat till 500-kvadratsvillan, som är självförsörjande med hjälp av vätgas som tillverkas i källaren. Energisystemet ger all värme och el som behövs. Året om. Elen räcker dessutom till att driva familjens två elbilar, en Renault Zoe och en BMWi3.

”Jag vill visa hur himla enkelt det är att lagra förnybar energi.”
Hans-Olof Nilsson, vätgaspionjär

Anstormningen av besökare fick Hans-Olof Nilsson att inse att här finns en affärsidé. För ett drygt år sedan startade han Nilsson Energy AB tillsammans med två kolleger för att ta tekniken till marknaden. Snart ska de första kunderna få systemet installerat i flerfamiljshus, förskolor och en tankstation. Allt för att säsongslagra sommarens solenergi till vintern och – i bästa fall – bli självförsörjande på både värme och el.

Det är bråda dagar för Hans-Olof Nilsson, som är elingenjör i botten. Om några veckor ska de första containrarna utanför Göteborg tas i drift, i Mariestad.
– Jag kopplar allt själv, men jag dokumenterar och fotograferar momenten så att andra elinstallatörer ska kunna göra jobbet i framtiden, säger han innan vi kliver in i bilen.
Han har lånat en fossilbil för att ta med Elinstallatören på en vätgasresa. Resplanen är tajt, och ingen av Hans-Olof Nilssons båda elbilar klarar sträckan utan laddning.

Läs mer: Åtta saker du inte visste om stirlingmotorn för hemmabruk

—
Att smälla upp solceller på taket räcker inte för att klara energibehovet året runt. Under sommarhalvåret kan solen ge ett rejält eltillskott. Men på hösten sjunker elproduktionen obönhörligt i takt med att dagarna blir kortare och solens strålar svagare.

Samtidigt finns stora ambitioner att införa mer förnybar energi från både sol och vind
i elsystemet. Det är här vätgasen kommer in i bilden.
– Vätgas gör att elen kan lagras tills den behövs och tekniken kan därför spela en nyckelroll för att klara klimatmålen, säger professor Peter Leisner, som är enhetschef på forskningsinstitutet Rise i Borås.
Japan, Tyskland och Kalifornien ligger i vätgastäten. I Japan har exempelvis politiker och stora energibolag ställt sig bakom en nationell strategi om att bygga energisystem på vätgas. Delar av infrastrukturen finns redan på plats eftersom landet sedan tidigare har runt 200 000 villapannor med bränsleceller, som drivs av naturgas som omvandlas till ­vätgas. Även i Tyskland har politiker och industri fattat beslut om att främja vätgas.
– Men i Sverige är energipolitiken mer svängig och det har varit väldigt svagt med finansiering av projekt, säger Peter Leisner.
Att lagra solel i vätgas är inte särskilt tekniskt komplicerat. På sommaren tillverkar solcellerna mer el än vad byggnaden behöver. Överskottselen matas till en elektrolysör som spjälkar vatten. Ut kommer vätgas som komprimeras och lagras i tankar. På vintern omvandlar en bränslecell sedan vätgasen till el igen.

”Vätgas gör att elen kan lagras tills den behövs och tekniken kan därför spela en nyckelroll för att klara klimatmålen.”
Peter Leisner, forskningsinstitutet Rise

Restprodukterna är syre från elektrolysören och vatten från bränslecellen. I övrigt finns inga utsläpp. Alla komponenter som behövs finns att köpa på marknaden, och tekniken är inte beroende av strategiska material som exempelvis litium och kobolt, råvaror som ingår i batterier. Det här är fördelar som vätgasens anhängare brukar lyfta fram.
Men det finns kritiker också. ”För låg verkningsgrad och för dyrt” brukar belackarna säga.
– Jo, det har nästan blivit ett mantra, men det stämmer inte riktigt. Kostnaden är mycket lägre jämfört med att lagra elen i batterier och verkningsgraden är högre än för förbränningsmotorn, säger Erik Wiberg, som är omvärldsanalytiker på Vätgas Sverige och projektledare på Rise.
Att säsongslagra solel i batterilager skulle vara så dyrt att det är orealistisk. Batterierna har alldeles för låg kapacitet, och Hans-Olof Nilsson har räknat ut att hans villa skulle behöva 428 stycken Teslabatterier för att klara vinterhalvåret. En sån installation skulle bli svindyr och väldigt skrymmande. Det är därför han lagrar energin i 200 gasflaskor i ett förråd på tomten i stället.
Vätgassystemet har faktiskt ett batterilager som också lagrar solel. Det används för att driva huset nattetid och ladda elbilarna. Inte för säsongslagring.
Men även om vätgaskonceptet är billigare än ett jättebatteri är kostnaden alltför hög för vanliga villaägare, än så länge. Tekniken befinner sig fortfarande i kommersialiseringsfasen, och först när volymerna ökar och priserna sjunker kan den breda villamarknaden bli aktuell. För ägare av större fastigheter kan däremot kalkylen vara lockande redan nu.
Verkningsgraden då? I Hans-Olof Nilssons energisystem ligger utbytet på cirka 60 procent om man räknar både el och värme. Om 10 kWh solel matas in på sommaren kan 3 kWh el och 3 kWh värme plockas ut på vintern.

Läs mer: Hemmafixarens misstag när stickproppen skulle bytas

Vi parkerar vid ett miljonprogramsområde i utkanten av Vårgårda. Här pågår en totalrenovering där sex slitna huskroppar byggs om och får en stilren arkitektur. Dessutom förvandlas de till Sveriges första flerfamiljshus med egen produktion och lagring av vätgas. Anders Eriksson, förvaltare på kommunala Vårgårda bostäder, möter upp på byggarbetsplatsen.
– Det går inte att se att det är samma hus i grunden, säger Anders Eriksson, när vi söker oss en lerfri väg genom byggstängslet.
Det första huset är redo för inflyttning om några veckor. Och visst ser längan toppmodern ut efter renoveringen.
Husen har fått nytt klimatskal, tjockare isolering och ett tredje våningsplan med solceller på taket. Samtidigt har det gamla fjärrvärmesystemet kopplats bort. Den egenproducerade vätgasen ska förutom värme och varmvatten även ge all fastighetsel. Men hushållen behåller sina elabonnemang till att börja med. När systemen är intrimmade kanske vätgasen räcker även till lägenheterna.

”Fastighetsvärdet ökar, och att få gratis energi känns väldigt tilltalande. Vi räknar ju med att solen fortsätter att lysa i många år till.”
Jan Thorsson, vd Vårgårda bostäder

I det nya teknikrummet på husgaveln har VVS-montörerna installerat värmepumpar och ackumulatortankar, medan elektrikerna nästan hunnit dra färdig elen. Näst på tur står batterier, bränsleceller och växelriktare som Nilsson Energy ska installera längs två tomma väggar. Ur golvet sticker ett väldigt tunt rör fram.
 – Jo, många blir förvånade över att ett rör på åtta millimeter räcker, men det är där vätgasen kommer in, säger Hans-Olof Nilsson.
Andra ändan av röret mynnar ut i områdets tidigare pannrum som ska förvandlas till en ­liten vätgasfabrik med elektrolysör, kompressor och gastuber. Allt installerat i containrar. Men först ska taket lyftas. Dels för att få plats med containrarna staplade på varandra, dels för att skapa en rejäl luftspalt mellan tak och ytterväggar. God ventilation är en viktig säkerhetsåtgärd där vätgas lagras.
De sex huskropparna får totalt 172 lägenheter, och kostnaden för hela energisystemet inklusive solceller blir cirka 225 000 kronor per lägenhet. Till projektet har Vårgårda bostäder fått både investeringsstöd för nyproduktion och installationsstöd för solceller och batterier. Bostadsföretagets nästa steg blir att bygga två nya hyreshus med totalt 30 lägenheter som också ska anslutas till vätgassystemet.

Varför satsar ni på vätgas?
– Att nå målet om ett fossilfritt samhälle är en enorm utmaning och det är bråttom. Vi vill gå i bräschen med miljösmarta lösningar och göra en kraftfull satsning, säger vd Jan Thorsson.

Blir investeringen lönsam?
– Det beror på hur du räknar. Fastighetsvärdet ökar, och att få gratis energi känns väldigt tilltalande. Vi räknar ju med att solen fortsätter att lysa i många år till.

Vilka reaktioner har ni fått?
– Intresset är enormt, och vi har jättemånga studiebesök från fastighetsbolag, kommuner och energibolag från hela landet, säger Jan Thorsson.

Läs mer: Kolla in elfelen som fick Elsäkerhetsverket att klippa strömmen

—

Säg vätgas och många associerar till Hindenburg, det vätgasdrivna luftskeppet som förvandlades till ett brinnande inferno utanför New York 1937. Och visst är vätgas en väldigt reaktiv och brännbar gas som kan explodera vid ”rätt” förutsättningar. För att det ska smälla krävs en viss koncentration av vätgas, tillräckligt med syre plus uppvärmning, kanske i form av en gnista.
Å andra sidan har vätgas länge varit en av de vanligaste industrigaserna, och många företag har stor erfarenhet av att lagra och hantera gasen på ett säkert sätt. Ett exempel är Autoliv som huserar några hundra meter från miljonprogramshusen i Vårgårda. Bilsäkerhetsföretaget använder en vätgasblandning för att blåsa upp sina krockkuddar.
– Självklart ska man ha respekt för vätgas, och det finns en teoretisk risk för explosion. Men om anläggningen är rätt installerad behöver man inte vara orolig, säger säkerhetskonsulten Kjell Enevoldsen som har varit med och planerat Autolivs vätgasanläggning och är rådgivare till Nilsson Energy.
En säkerhetsmässig fördel är att vätgasen är så flyktig. Den blandar sig fort med luften och späds ut. Kjell Enevoldsen rekommenderar att använda gastuber i stället för stora tankar för lagringen. Då blir läckaget mindre om en behållare skulle springa läck. Och ju mindre gasmängd, desto snabbare blandas utsläppet med luften.

”Självklart ska man ha respekt för vätgas, och det finns en teoretisk risk för explosion. Men om anläggningen är rätt installerad behöver man inte vara orolig.”
Kjell Enevoldsen, säkerhetskonsult 

Eftersom vätgasen är lätt stiger den snabbt och lägger sig i taket om det skulle uppstå en läcka. Därför gäller det att säkerställa att gasen kan ta sig ut och att det inte finns risk för gnistbildning i taket. Andra exempel på säkerhetsåtgärder är att aldrig förvara brännbara föremål i närheten av vätgasen och att skydda anläggningen från krockar med fordon. Dessutom krävs extremt känsliga detekteringssystem. Vid ett läckage ska systemet larma och automatiskt stänga av tillflödet av gas.
Att det finns många myter om vätgasrisker tror Kjell Enevoldsen delvis beror på okunskap.
– Många tycker att vätgas känns nytt och ovant. Samtidigt tänker folk kanske inte på att de förvarar andra explosiva brandfarliga gaser i slutna utrymmen, som svetsgaser i garaget eller gasolflaskor i husvagnen, säger han.

Läs mer: Här är elfelen bakom den ödesdigra elbilsladdningen

—

Vi lämnar Vårgårda och pratar vätgas hela vägen till Mariestad. Hans-Olof Nilsson berättar om byggaren som har planer på ett mikronät med 20 villor. Ett annat företag vill ha reservkraft för att säkra samhällskritiska
 funktioner. En fastighetsägare vill ha ett våningsplan off-grid i sitt nya kontorshus. Ett bostadsbolag vill bygga ett självförsörjande äldreboende. Allt baserat på soltillverkad vätgas. Och han berättar om industriprojektet Hybrit, som har som mål att göra Sveriges stålproduktion fossilfri med hjälp av vätgas. Det sista projektet är Hans-Olof Nilsson inte inblandad i, men det är intressant ändå.
Väl framme i Mariestad har skymningen fallit för länge sen. Vätgastankstationen ser öde ut men Harald Bouma, projektledare på Vänerenergi, kliver fram ur skuggorna.
– De syns kanske inte, men där är våra solceller, säger han och pekar ut i mörkret.
Tankstationen togs i drift för snart två år sedan, och hittills har all vätgas fraktats hit med lastbil. Tack vare den nyinstallerade solcellsparken på 250 kWp ska anläggningen bli självförsörjande. Världens första helt solcellsdrivna tankstation för vätgas, enligt Mariestads kommun. Solelen ska producera runt 4 ton vätgas om året, tillräckligt för 20 bränslecellsbilar som kör 20 000 km per år. Så många fordon tankar inte i Mariestad ännu, men Vänerenergi räknar med en ökning.

Solel ska även lagras i batterier. Energi­bolaget ska testa om batterilagret kan användas för att hjälpa elnätet med lastbalansering och frekvensreglering. De tjänsterna kan exempelvis komma till nytta när vindkraftparken i närheten ger ett elöverskott. Eller när effektuttaget är stort. På sikt är planen att även dra fram ett fjärrvärmenät till tankstationen för att ta till vara spillvärmen som uppstår i bränsleceller och elektrolysör.

”Vi vill visa att det går att vara självförsörjande och förskolorna blir även ett visningsprojekt för besökare som är intresserade av förnybara energisystem.”
Harald Bouma, Vänerenergi

Satsningen ingår i Mariestads projekt Electrivillage, som syftar till att testa och demonstrera hållbara transportlösningar och energisystem. Där ingår även två förskolor som ska drivas med sol och vätgas med hjälp av Nilsson Energys teknik. Den första förskolan börjar byggas i början av 2019.
– Vi vill visa att det går att vara självförsörjande och förskolorna blir även ett visningsprojekt för besökare som är intresserade av förnybara energisystem, säger Harald Bouma.
Fast helt ”off-grid” blir förskolorna inte till att börja med. Tillagningsköket kräver mycket energi och försörjs till att börja med från elnätet. På sikt är målet att koppla loss även köket.

—

Innan Hans-Olof Nilsson rullar vidare till sin egen vätgasvilla hemma i Ange-
red frågar vi om några utmaningar. Kostnaden till exempel. Hans-Olof Nilsson säger att han är övertygad om att priserna kommer att falla om några år när elektrolysörer och bränsleceller tillverkas i större volymer. Men med dagens priser krävs hyfsat stora projekt och bidrag för att ro investeringen i hamn. En teknisk utmaning är att styra när solelen ska användas i byggnaden, lagras i batteriet eller producera vätgas.
Företaget har utvecklat styralgoritmer som bland annat tar hänsyn till väderdata, energi- och effektbehov. Allt för att ta vara på solenergin så effektivt som möjligt.
– Men den största utmaningen är inte tekniken utan att hitta folk att rekrytera till företaget. De ska både ha intresset och en vidvinkelsyn på hela konceptet från solceller via vätgas till el i vägguttaget. Jag kan ju inte åka runt och montera och skruva i alla projekt i den takten som det här växer, säger Hans-Olof Nilsson.­