Hydrogen Storage

Lösningar för underjordisk lagring

Vätgaslagring kan snart ersätta fossila bränslen och bana väg för ett klimatneutralt Schweiz. Fram till dess måste de tekniska och ekonomiska möjligheterna med vätgaslagring utforskas. Implenia är glada över att vara involverade i olika initiativ och därmed bidra till att främja förnybara energikällor.

Vad är vätgaslagring?

Väte är det lättaste och samtidigt det vanligaste kemiska grundämnet i universum. Dess unika egenskaper gör det till ett utmärkt bränsle för kraftförsörjning: Ett kilo vätgas ger nästan lika mycket energi som tre kilo bensin. Dessutom är både produktionen och användningen av vätgas lägre och mer hållbar än för konventionella fossila bränslen. För att vätgas ska fungera som energileverantör krävs säkra och effektiva lagringssystem för vätgas .

Vätgaslagring - framtidens energilagring?

Vätgas har länge stått i fokus för den europeiska klimatpolitiken, som en hoppfull ledstjärna för energiomställningen och utfasningen av fossila bränslen i ekonomin. Men innan vätgas faktiskt kan användas som energibärare måste vetenskapen fortfarande övervinna ett betydande hinder: effektiv vätgaslagring är avgörande för transport, lagring och användning, men utgör ett problem på grund av gasens volatilitet.

Därför testar olika forskargrupper för närvarande olika metoder för vätgaslagring som utnyttjar fysikaliska och kemiska knep.

Denna artikel behandlar följande aspekter

Utsläppsfritt byggande tack vare vätgas
Vätgaslagring inom forskning - arbetsflödet för vätgaslagring i energihubben Subspace
Nyckeln till energiomställningen?
Tekniska utmaningar med vätgaslagring i bergtunnlar
SchweiziskaSTES
Lagring i en bubbla i sjön (BILS)

Utsläppsfri konstruktion tack vare vätgas

Det norska cleantechföretaget TECO 2030 och Implenia Norge har fått finansiering från det norska statsägda bolaget Enova för att tillsammans utveckla vätgasdrivna lösningar för byggarbetsplatser. — TECO 2030 och Implenia får offentligt stöd för att utveckla lösningar för utsläppsfria byggarbetsplatser

Som pionjär inom hållbarhet är Implenia Norge mycket glada över att samarbeta med det norska cleantech-företaget TECO 2030 för att utveckla vätgasenergilösningar för utsläppsfria byggarbetsplatser. Med stöd av Implenia konstruerar TECO 2030 en bränslecellsgenerator som ska testas på Implenias byggarbetsplatser och senare ersätta dieselgeneratorer.

På så sätt kan utrustningen på byggarbetsplatserna snart inte längre vara beroende av fossila bränslen utan istället drivas av el som genereras från vätgas. De enda avfallsprodukter som produceras är vattenånga och varm luft. Detta är ett avgörande steg mot klimatneutralt byggande - ett mål som Implenia har arbetat mot i flera år.

Projektet är en del av den norska regeringens plan för att eliminera användningen av fossila bränslen inom bygg- och transportsektorn fram till 2025. Det subventioneras av det norska statsägda bolaget Enova med ett generöst bidrag på 15,6 miljoner norska kronor.

Vätgaslagring inom forskning - Subspace Energy Hubs arbetsområde för vätgaslagring

Subspace Energy Hub är ett initiativ för innovativa energiprojekt med fokus på lagringsteknik, i synnerhet vätgas. I arbetsgruppen för vätgaslagring undersöks möjligheten att lagra vätgas i tunnlar i hårt berg. Om detta lyckas kan ett utrymmesbesparande, säkert och kostnadseffektivt sätt att lagra energi under jord snart vara tillgängligt.

Nyckeln till energiomställningen?

Entréområdet till Hagerbachs testgalleri. Två identiska robotar med fyra ben står på ett betonggolv. — Hagerbach Test Gallery är en anläggning för forskning och utveckling inom gruvdrift och tunneldrivning.

På Implenia vet vi att underjorden ibland kan vara lösningen för att komma framåt. Som en del av arbetsflödet Hydrogen Storage syftar Subspace Energy Hub till att visa att underjorden är en viktig byggsten i energiomställningen. Om testerna är framgångsrika kan stora mängder vätgas lagras i bergtunnlar, vilket säkerställer en stabil energiförsörjning.

Subspace Energy Hub undersöker inte bara den tekniska genomförbarheten, utan även den ekonomiska lönsamheten i att använda grön vätgas som en förnybar energikälla för att minska koldioxidutsläppen.

Tekniska utmaningar vid lagring av vätgas i bergtunnlar

Två arbetare håller på att svetsa i en mörk, underjordisk miljö.

Inte bara vätgasens egenskaper i sig, utan även de speciella förhållandena under jord ställer höga krav på konstruktionen av en lagringsanläggning för vätgas: för att hålla den flyktiga gasen på plats krävs en särskilt tät mantelkonstruktion.

Mellan manteln och den omgivande berggrunden måste det installeras en tvångsmässig återfyllning för att säkerställa en jämn fördelning av påfrestningarna och därmed förhindra att manteln skadas. En förutseende vattenhantering är också nödvändig för att undvika lokala tryckpunkter och läckage. Slutligen måste regelbunden övervakning (Structural Healt Monitoring) utföras för att kontrollera om den faktiska utvecklingen motsvarar de ursprungliga beräkningarna eller om några justeringar behöver göras.

Schweiziska edsförbundet planerar ett klimatneutralt Schweiz till 2050

Den federala regeringen inser också potentialen i underjordisk värmelagring. Tillsammans med de berörda federala myndigheterna planerar förbundsrådet nu att optimera användningen av säsongsbaserad värmelagring under jord. På så sätt strävar man efter målet att göra Schweiz klimatneutralt till 2050 och minska_{CO2-utsläppen} genom att utnyttja alla tillgängliga alternativ.

Schweiz-STES

Schematisk bild av en geotermisk värmepump som används för att värma och kyla ett hus.

SwissSTES (STES står för "seasonal thermal energy storage") bedriver även forskning inom området vätgaslagring. Flaggskeppsprojektet syftar till att minska Schweiz beroende av fossila bränslen och bana väg för ett_CO2-neutralt samhälle_. För detta ändamål utvecklar och implementerar olika schweiziska forskningsinstitut och industriella partners STES-tekniker som vätgaslagring. Implenia ingår också i forskningsgruppen SwissSTES.

Förvaring av bubblor i sjön (BILS)

Forskarna arbetar med projektet "Bubble in the Lake Storage" (BILS). — BILS-projektet undersöker flexibla behållare tillverkade av material som plast eller textil. De används för att förvara varma vätskor i vattendrag.

Frågan om hur vätgas ska kunna lagras på ett säkert och effektivt sätt är inte det enda hindret på vägen mot ett klimatneutralt Schweiz. Energilagringssystem kräver nämligen utrymme - en resurs som bara finns tillgänglig i begränsad utsträckning i landets stadsområden.

Medan Subspace Energy Hub letar efter en lösning på detta i underjordiska bergtunnlar, har SwissSTES, med hjälp av Implenia, valt ett annat tillvägagångssätt. En av SwissSTES metoder kallas"Bubble in the Lake Storage" (BILS).Det innebär att stora energilagringsanläggningar placeras i sjöar som inte är gjorda av styva material utan av en flexibel hud - en "bubbla i sjön" - vilket gör att lagringsanläggningarna kan byggas och demonteras snabbt och kostnadseffektivt.

SwissSTES och Implenia testar för närvarande detta innovativa tillvägagångssätt i Genèvesjön. Om bubbel-i-sjön-lagring kan realiseras tekniskt och ekonomiskt skulle förnybar energi kunna lagras på botten av schweiziska sjöar i framtiden.