Potentiella användningsområden för spillvärme från vätgasproduktion

Sammanfattning: Vätgas tar en allt större plats i den gröna omställningen inom gruv- och stålindustrin vilket initiativtagande projekt såsom Hybrit och H2 Green Steel bevisat. Vätgas framställs ofta från fossila bränslen vilket genererar koldioxidutsläpp men om produktionen istället sker med elektricitet från förnybara energikällor anses tillverkningen förnybar. Exempel på sådana produktionsmetoder är alkalisk elektrolys och Proton Exchange Membrane (PEM) vilka är de två metoder som utvärderats i denna rapport. Dock blir en stor del av den konsumerade elektriciteten till spillvärme där 20% anses användbar. Spillvärmen är lågvärdig med temperaturer på 75°C för alkalisk elektrolys och 50°C för PEM vilket medför att det är svårt att hitta användningsområden för den. Därför har syftet med projektet varit att undersöka vilka användningsområden som spillvärmen kan få avsättning för samt bedöma lönsamheten för dessa. De mängder spillvärme som undersöktes var 1, 3, 5, 7 och 9 MW.  Användningsområdena som undersöktes var generering av elektricitet, generering av kyla, gruvventilation, vattenrening, växthus, energilagring samt kombination av användningsområden. För att erhålla information om teknologier på marknaden gällande generering av elektricitet och kyla samt växthus kombinerades litteraturstudier med marknadsundersökningar. För gruvventilationen, vattenreningen och energilagringen konstruerades beräkningsmodeller i Excel för att samla resultat för analys.  Det var möjligt att generera elektricitet och kyla med spillvärmen från alkalisk elektrolys. Det var inte lönsamt att generera elektricitet medan lönsamheten för att generera kyla inte gick att bestämma. Gruvventilationen hade kort återbetalningstid för värmeväxlaren vid små mängder spillvärme och luftflödet 100 m3/s medan högre luftflöden gav en ökad årlig reducerad energikostnad och därmed kortare återbetalningstid. Stora mängder spillvärme kunde värma vattnet för vattenreningen från 4°C till 15°C under hela året men lönsamheten för vattenreningen kunde inte bedömas på grund av brist på information angående kostnader. Rapporter visade att det var möjligt att utnyttja spillvärme från datacenter för att värma växthus vilket innebar att det borde vara möjligt med spillvärme från vätgasproduktion. Energiförlusterna och temperatursänkningarna för energilagren var små vilket visade att det var möjligt att lagra energi från spillvärmen under perioder när den inte användes. Dock var det osäkert ifall det var lönsamt eller inte. Den mest intressanta kombinationen av användningsområden var gruvventilation och vattenrening eftersom deras maximala energibehov inträffade olika tider på året.  Flera områden bedömdes som potentiella användningsområden för spillvärmen. Dock behöver ytterligare studier utföras, speciellt gällande lönsamheten för områdena.