Jämförelse mellan vindkraft och SMR-kärnkraft som energikälla till vätgasproduktion åt SSAB Oxelösund

Sammanfattning: SSAB är Sveriges största utsläppare av växthusgaser. Förbränning av koks i masugnarna, där järnmalmen omvandlas till råjärn, resulterar i enorma utsläpp av koldioxid. Sveriges mål; att inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser år 2045, har inneburit att SSAB måste revolutionera sina processer till att bli 100 % fossilfria. Den ersättande processen som står i fokus är direktreduktion av järnmalm, där vätgas används istället för koks. Denna process skulle innebära en 100 % fossilfri stålframställning, så länge grön vätgas används; vätgas framställd genom vattenelektrolys med förnybara energikällor. Detta arbete syftar till att undersöka vilken energikälla och elektrolysteknik som skulle vara bäst lämpad för vätgasframställning för, specifikt, SSAB Oxelösund. De energikällor som jämförs i rapporten är vindkraft och SMR. De elektrolysörer som undersöks är alkalisk elektrolys och PEM-elektrolys i kombination med vindkraft, och HTSE i kombination med SMR. De aspekter som teknikerna jämförs med är teknikens tillgänglighet, kostnad, kapacitet och pålitlighet. Vindkraftens användning i Sverige har ökat kraftigt det senaste decenniet samtidigt som kostnaden för vindkraftsel har sjunkit, vilket bland annat beror på att vindkraft utvecklas mot allt större kraftverk med högre effekt. Alkalisk och PEM-elektrolys är båda mogna tekniker som används kommersiellt. Alkalisk elektrolys har större kapacitet och används i större skala, medan PEM är mer flexibel och bättre lämpad för intermittenta energikällor, som till exempel vindkraft. SMR-kärnkraft är kärnkraftverk baserade på små modulära reaktorer som produceras standardiserat på stor skala. Dessa reaktorer används knappt kommersiellt men det råder hopp om att de ska vara nästa stora steg för kärnkraften, i synnerhet i anslutning till stora industrier. När det gäller vätgasframställning med SMR tror man att reaktorerna kommer kunna kombineras med HTSE, en elektrolys som utnyttjar ånga, speciellt ångans värmeenergi, för att uppnå hög effektivitet. HTSE är en teknik som också är i kommersialiseringsfasen men den har för närvarande en kortare tidslinje än SMR. Resultatet av litteraturstudien visar på att vindkraft är det enda alternativet för SSAB Oxelösund inärtid, medan SMR kan vara ett bättre alternativ i framtiden när tekniken blir mogen. PEM-elektrolys är bäst lämpad att kombineras med vindkraft i dagsläget, men alkalisk elektrolys kan bli viktigare i framtiden i takt med att den mer stabila havsbaserade vindkraften byggs ut. Stora utvecklingsbehov finns fortfarande hos elektrolysörerna för att de ska bli billigare och ha högre kapacitet. Det finns indikationer på att SMR i kombination med HTSE är en perfekt teknik för framställning av vätgas, men det ligger 10 år framåt i tiden.