Gasturbinen som håller på att färdigställas i monteringshallen på Siemens Industrial Turbo­machinery i Finspång är stor som motorn på en jumbojet. Den fungerar också i princip på samma sätt.

– Det är precis som en flygmotor, förut­ om att den är designad för att stå på back­ en, säger företagets vd Hans Holmström.

I ena änden sugs luft in och komprimeras i kompressorn. Den trycksatta luften förs vidare till brännkammaren där bränslet strömmar in och antänds. Förbränningen driver turbinen som får axeln att snurra.

I de flesta gasturbiner som lämnar fa­briken snurrar axeln i en generator som tillverkar el, ofta i kombination med en ångturbin som utnyttjar energin även i de varma avgaserna. Men gasturbiner från Finspång driver även pumpar och annan utrustning både på land och till havs.

– Våra turbiner finns över hela världen. Nästan allt vi gör går på export, säger Hans Holmström.

Thailand är till exempel en stor marknad. Dit har närmare 100 gasturbiner sålts de senaste åren. Många kunder finns även i Latinamerika. I Bolivia har Siemens i Finspång levererat turbinerna till tre gaskraftverk som nyligen byggts ut och gjorts om till kombi­kraftverk för att utnyttja bränslet bättre och få högre verkningsgrad.

Rya ställer om

Det enda kombikraftverk som Siemens levererat turbiner till i Sverige är Rya kraftvärmeverk i Göteborg som gör el och fjärrvärme. I dag eldas verket med naturgas, men tillsammans med Siemens inleds nu en satsning på att ställa om till förnybara bränslen.

– Vi är övertygade om att det blir ett jättebra exempel för att visa världen hur vi kan ställa om från fossilt till fossilfritt med hjälp av svensk teknik. Samma teknik kan vi sedan exportera till andra länder som måste göra samma sak, säger Hans Holmström.

Foto: Peter Eriksson.
"Jag hävdar att vårt projekt med att gå över och köra gasturbiner på vätgas, kanske med lite inblandning av biogas, är precis lika intressant för världens klimat som Hybrit."

Hans Holmström, vd på Siemens, Industrial Turbomachinery

Det vanligaste bränslet i dagens turbiner är naturgas. Men maskinerna kan lika gärna köras på biogas. Under de senaste tio åren har ingenjörerna i Finspång även utvecklat teknik som gör att turbinerna kan köras på vätgas.

– Vi har gjort tester med 100 procent vätgas, men innan vi kan gå ut och börja sälja behöver vi göra fler utvecklingsprov, säger Hans Holm­ström.

Klimatproblemet gör att intresset för alter­nativa bränslen har ökat enormt, berättar han.

– Det har skett en stor förändring under de senaste ett och ett halvt åren. Nu frågar kunder i Kina, Japan, Ryssland och Europa om vi kan köra på vätgas. Till och med oljebolagen är intresserade.

Växande intresse för grön vätgas

Även om det återstår en del arbete innan gas­ turbiner som kan gå på 100 procent vätgas är klara för leverans kan kunderna redan i dag blanda vätgas och naturgas. Nyligen såldes till exempel en turbin till Brasilien som ska gå på 60 procent vätgas och 40 procent naturgas. Kunden i det fallet är ett kemiföretag som vill ta hand om vätgasen som bildas som en biprodukt i processen.

Intresset växer också för att tillverka grön vätgas med hjälp av överskottsel från vind­ och solkraft. Tekniken power to gas är under snabb utveckling i exempelvis Tyskland. Där händer det allt oftare att elnätet inte klarar att ta emot all förnybar el under till exempel blåsiga dagar. I stället för att låta överskottet gå till spillo kan det ge vätgas genom elektro­ lys ur vatten. Vätgasen lagrar energin och kan användas när den behövs eller för att öka ut­ bytet av biometan vid biogasproduktion.

Fossifritt stål

Det svenska projektet Hybrit har målet att ersätta kol och koks i ståltillverkaren SSAB:s masugnar med vätgas för att minska utsläp­pen. Deras ståltillverkning står i dag för nästan tolv procent av Sveriges oxidutsläpp. Tanken är att vätgasen ska tillverkas med grön vindkraftsel genom elektrolys. Om det lyckas ska det bli världens första fossilfria stål. Projek­tet har fått stor uppmärksamhet, bland annat presenterades det på klimatmötet i New York i slutet av september.

Hans Holmström anser att elproduktion med hjälp av vätgas är en lika viktig innovation.

– Jag hävdar att vårt projekt med att gå över och köra gasturbiner på vätgas, kanske med lite inblandning av biogas, är precis lika intressant för världens klimat som Hybrit.

Alla de tiotusentals gasturbiner som i dag drivs med naturgas runt om i världen skulle med ganska enkla medel kunna ställas om till att köras på en blandning av vätgas och biogas, förklarar han.

– Så det är ingen inlåsningseffekt att investera i den här typen av gaskraftverk.

Övergången kommer dock inte att ske över en natt utan i den takt som produktionen av förnybar gas kommer i gång.

– Det förutsätter att det finns incitament för att ställa om. Det behöver bli dyrare att släppa ut koldioxid samtidigt som alternativen behöver gynnas. Annars kommer det inte att hända.

Utmaningen med att köra en gasturbin på 100 procent vätgas är att hantera vätgasens egenskaper som ger en mycket snabb förbränning. Jämfört med metan hamnar lågan när­mare spetsen på brännaren inne i maskinen. Det blir så varmt att den riskerar att smälta.

Pionjär inom 3D-teknik

Lösningen har Hans Holm­ström i en väska. Han packar upp en tung cylinderformad metallkluns med små hål längst upp.

Klunsen är en brännare anpassad för vätgas. Innanför hålen går det att skymta en fin tredi­mensionell struktur. Det är inbyggda kylkanaler som tillverkats med 3D-­teknik.

– Utan kylkanaler går det inte att bränna ren vätgas, och utan 3D-­skrivare går det inte att tillverka sådana här intrikata kylkanaler, förklarar han.

Siemens i Finspång är numera inte bara känt för sin turbintillverkning. Företaget är också en pionjär inom 3D-­teknik. Här finns en stor och avancerad 3D-­verkstad med totalt 17 stycken 3D-­skrivare för komponenter i metall.

Skrivarna används både i utvecklingsarbetet och för att skriva ut vissa utvalda delar till de serieproducerade gasturbinerna. Genom 3D-­tekniken blir det möjligt att skapa former som annars inte varit möjliga, som de finmaskiga kylkanalerna i vätgasbrännaren.

Utöver turbintillverkningen utvecklar Siemens i Finspång avancerad 3D-teknik. I verkstaden finns 17 stycken 3D-skrivare för komponenter i metall. Foto: Siemens

Det går också att ta en gammal brännare, slipa bort brännarspetsen och skriva ut en ny med inbyggt kylsystem.

– Brännartoppen måste ändå bytas ut efter 30 000–40 000 timmars drift. Det görs redan i dag med 3D­-teknik som en del i vårt serviceprogram, säger Hans Holmström.

En kund som i framtiden vill gå över till vätgas kan då få brännaren anpassad till detta.

Testkör turbiner med biogas

Precis som sina kunder vill även Siemens minska sitt klimatavtryck. I somras tecknades ett avtal med Tekniska verken i Linköping om att använda flytande biogas, LBG, för att testköra turbinerna i Finspång.

De första LBG­-leveranserna väntas efter års­skiftet, berättar provningschefen Rickard Ols­ son.

– Provkörningarna står i dag för cirka 40 procent av vår energikonsumtion och för cirka 95 procent av koldioxidutsläppen, men målet är att få ner koldioxidutsläppen till noll.

Han öppnar en stor port i monteringshallen och visar en av testriggarna där de färdiga gasturbinerna provkörs. I dag sker det med flytande naturgas från en stor tank utanför byggnaden.

Att gå över till biogas är ett av flera projekt som pågår för att minska utsläppen. Ett annat går ut på att utnyttja elen och värmen som alstras vid provkörningarna mer effektivt genom att värma upp varmvatten som via en lagringscistern ska kunna matas ut på fjärr­värmenätet.

– Det kommer att bli som en stor termos, säger Rickard Olsson.

En tredje åtgärd som utvärderas är att ta hand om gas som förångas i LNG­-tanken och använda den som fordonsgas för Siemens egna transporter. Planer finns också på att bygga en mindre demonstrationsanläggning för att tillverka vätgas med hjälp av solceller på fabrikstaket. Syftet är att lära sig tekniken och kunna visa upp den för kunder, enligt Hans Holmström.

Gasen har en viktig roll

Hans Holmström ser en ljus framtid för de medelstora gasturbiner som tillverkas i Fin­ spång och Trollhättan med effekter upp till cirka 60 megawatt. Framtidens energiland­ skap beskriver han som ett stort pussel med många olika lösningar där gasen har en viktig funktion.

I kraftverket kan både el och värme produceras. Foto: Siemens

Genom att installera ett gasdrivet kombi­kraftverk som både producerar el och värme kan en stad eller ett industriområde göra sig kvitt olja och kol. Samtidigt får de en kraftkälla som kan balansera den ojämna elproduktionen från sol-­ och vindkraft.

– Vill man bygga mycket sol och vind behövs det en balanskraft. Vi märker redan nu att behovet av att balansera mellan dag och natt ökar väldigt snabbt, säger Hans Holmström.

TEXT: MARIE ALPMAN

Läs artikeln i tidningen