Vedyllä omava­rai­seksi energiasta?

Sähkön­tarve kasvaa jyrkästi. Energian, lämmön ja materi­aa­lien tuotan­nossa siirry­tään käyttä­mään energian­läh­teenä yhä enemmän fossii­listen polttoai­neiden sijaan sähköä. Hiili­neut­raa­lissa tuotan­nossa tarvit­tava sähkö tuote­taan päästöttömästi.

Huoli ilmaston lämpe­ne­mi­sestä ja vaati­mukset päästöjen radikaa­lista vähen­tä­mi­sestä ovat nosta­neet vedyn energian­tuo­tan­nosta käydyn keskus­telun ytimeen. Vety ei ole energian­lähde, koska sitä ei sellai­se­naan luonnosta tavata. Vety pitää valmistaa.

Vedystä puhutaankin energian kanta­jana ja siirtä­jänä. Sen avulla uusiu­tuvaa energiaa voidaan hyödyntää tehok­kaammin ja varas­toida pidem­pään. Vety on tärkeä synteet­tisten polttoai­neiden ja kemikaa­lien raaka-aine.

Johtava asian­tun­tija Jyrki Alkio työ- ja elinkei­no­mi­nis­te­riöstä toteaa vetyä tarvit­tavan erityi­sesti sellai­silla yhteis­kunnan toimin­ta­loh­koilla, joissa päästöt­tö­myys on muilla keinoilla vaikea toteuttaa. Akkujen varassa kulkevat sähkö­autot toimivat hyvin henkilöliikenteessä.

– Raskaa­seen liiken­tee­seen sovel­tuvat vetyyn perus­tuva poltto­ken­no­tek­niikka ja vedystä valmis­tetut sähkö­polt­toai­neet paremmin. Valta­me­ria­luk­sissa voidaan käyttää polttoai­neena vedyn johdan­naista ammoniakkia, Alkio selittää.

– Käyttäes­sämme tulevai­suu­dessa tuuli­voimaa paljon nykyistä enemmän korostuu vedyn kyky varas­toida energiaa ja tasata tuulet­to­mista päivistä johtuvia tuotannonvaihteluita.

Puhtainta ”vihreää vetyä” saadaan hajot­ta­malla vettä vedyksi ja hapeksi elekt­ro­lyy­sissä sähkö­ener­gian avulla.

Puhtainta ”vihreää vetyä” saadaan hajot­ta­malla vettä vedyksi ja hapeksi elekt­ro­lyy­sissä sähkö­ener­gian avulla, käyttä­mällä siinä päästöt­tömiä energia­läh­teitä. Suuren sähkön­ku­lu­tuksen vuoksi hinta muodostuu korkeaksi. Siksi suurin osa maapallon vedystä on tuotettu maakaa­susta ”harmaana vetynä”, mistä on aiheu­tunut hiilidioksidipäästöjä.

Vihreän vedyn tuotta­minen on kallista myös huonon hyöty­suh­teen takia. Vedyn valmis­tuk­sessa sähkön energiasta noin 35 prosenttia muuttuu enemmän tai vähemmän hukka­läm­möksi. Jos vety taas poltet­tai­siin sähkön­tuo­tan­noksi, siitä voisi saada enimmil­lään 50 prosenttia talteen.

”Enemmän kuin hiilineutraali”

Vedystä ja hiili­diok­si­dista valmis­te­taan Power-to‑X ‑tekno­lo­gioiden avulla hiili­neut­raa­leja polttoai­neita, esimer­kiksi synteet­tistä metanolia ja siitä jatko­ja­los­tettua kerosiinia lentokoneisiin.

Power-to‑X (P2X) tarkoittaa sähkön muunta­mista toisiksi tuotteiksi, kuten energia­tuot­teiksi, kemikaa­leiksi tai jopa proteiineiksi.

Tutki­mus­joh­taja Petteri Laaksonen LUT-yliopiston energia­jär­jes­tel­mien tiede­kun­nasta näkee tällä alueella huikeita mahdollisuuksia.

– Voimme tehdä vedystä ja hiili­diok­si­dista korvaavia aineita bensii­nille, kerosii­nille ja diese­lille. Metanoli soveltuu myös kemian­teol­li­suuden raaka-aineeksi. Siitä voidaan valmistaa muoveja, liuot­timia ja liimoja, Laaksonen luettelee tuotteita, joiden valmis­ta­minen on aiemmin perus­tunut fossii­listen raaka-aineiden käyttöön.

– Jos käytämme valmis­tuk­seen ilmasta ottamaamme typpeä, saamme ammoniakkia, josta voidaan taas tehdä lannoit­teita ja polttoai­netta valtamerilaivoihin.

Jotta tämä kaikki voitai­siin toteuttaa, hiili­diok­sidia pitäisi ottaa talteen. Laaksosen mukaan Suomessa on isoja biopoh­jaisia hiili­diok­si­di­lai­toksia: kaikki sellu­teh­taat. Niistä on kerät­tä­vissä 24 miljoonaa tonnia hiili­diok­sidia, millä voimme valmistaa yli kaksin­ker­taisen määrän tarvit­se­miamme polttoaineita.

– Se on paljon enemmän kuin että me energian suhteen tulisimme hiili­neut­raa­leiksi tai omava­rai­siksi. Me voimme jopa viedä energia­tuot­teita. Me muutumme moder­niksi öljyval­tioksi, puhtaan energian OPEC-maaksi, Laaksonen maalailee.

RIITTÄÄKÖ SÄHKÖMME KULUTUKSEEN?

Elinkei­no­asioiden päällikkö Lauri Muranen SAK:sta oli mukana TEM:n viime vuonna asetta­massa työryh­mässä etsimässä keinoja energia-alan sektori-integraa­tion edistämiseen.

– Jos katso­taan teolli­suuden toimia­lojen omia tiekart­toja, yhtä hyvin kemian­teol­li­suu­dessa kuin metal­lin­ja­los­tuk­ses­sakin nähdään tarve päästöt­tö­mästä vedystä valta­vaksi, Muranen sanoo.

Teolli­suu­dessa kehityksen ajurina toimivat myös histo­rial­lisen korkeiksi nousseet päästö­oi­keuk­sien hinnat. Teolli­suus on Murasen mukaan saanut pitkään näitä oikeuksia ilmai­seksi, mutta ilmais­jaosta luovu­taan 2030-luvulla. EU:n Fit for 55 ‑ilmas­to­pa­ketti on tuomassa hiili­tullit torju­maan hiili­vuotoa. Hiili­tullit kohdis­tuvat viiteen tuote­ka­te­go­riaan, joista yksi on teräs.

SSAB lähtikin hyvissä ajoin kehit­tä­mään omaa fossii­li­tonta teräs­tään. Ruotsa­lai­sessa proses­sissa fossii­li­pe­räinen koksi korva­taan raudan pelkis­tä­mi­sessä vedyllä, joka tuote­taan vedestä päästö­töntä sähköä käyttä­mällä. Teräs­yhtiö on aloit­ta­massa laaja­mit­taisen tuotannon vuonna 2026. Tämä on herät­tänyt toiveita kyseisen tekniikan tuomi­sesta SSAB:n Raahen terästehtaalle.

Raahen tehdas aiheuttaa noin 7 prosenttia kaikista Suomen päästöistä ja on näin maamme suurin yksit­täinen päästö­lähde. Jotkut ovat myös pelän­neet SSAB:n sulkevan tehtaan päästö­syistä, mutta sellai­sesta yhtiö ei ole ilmoittanut.

– Muutos Raahessa maksaisi miljar­deja euroja. Sen lisäksi vedyn tuotta­mi­sessa puhutaan niin valta­vasta sähkön­ku­lu­tuk­sesta, että se karkeasti vastaisi yhden Hanhi­kiven ydinvoi­malan tuotantoa, muistuttaa Alkio.

Voimme joutua muutta­maan sähkö­mark­ki­noi­demme raken­netta, jotta saisimme inves­toin­teja liikkeelle.

Muranen tarttuu dramaat­ti­sesti kasva­vaan sähkön­tar­pee­seen. Jos oletamme Suomen teollisen raken­teen muistut­tavan tulevai­suu­des­sakin nykyistä, se tarkoittaa, että meillä on edelleenkin paljon erilaista energiain­ten­sii­vistä teolli­suutta. Kasvavaa kulutusta lisää liiken­teen sähköis­ty­minen, mutta on huomioi­tava myös siirty­minen öljyläm­mi­tyk­sestä esimer­kiksi maalämpöön.

Suomen vuotuinen sähkön­ku­lutus kasvaa TEM:n mukaan nykyi­sestä 85 terawat­ti­tun­nista (TWh) jopa 150 TWh:n tasolle 20–30 vuoden aikana. Muranen epäilee, kyetäänkö haastee­seen vastaamaan.

– Voimme joutua muutta­maan sähkö­mark­ki­noi­demme raken­netta, jotta saisimme inves­toin­teja liikkeelle.

Laaksonen pitää TEM:n arviota pienenä. Hänen mieles­tään tarvit­semme jatkossa sähköä 250–300 TWh enemmän. Laaksonen kuitenkin luottaa Suomen kykyyn houku­tella sijoit­tajia edullisen sähkön vuoksi.

TARVITAANKO VALTION VETY-YHTIÖTÄ?

Alkio mainitsee Saksan inves­toivan 8 miljardia euroa vetyta­louden edistä­mi­seen, mikä on ”järkyt­tävä summa”. Sekin, että Suomessa varat­tiin 150 miljoonaa näihin hankkei­siin, on merkit­tävä sijoitus.

Hallitus teki budjet­ti­rii­hes­sään syksyllä linjauksen, jonka mukai­sesti vuoden loppuun mennessä selvi­te­tään, onko tarvetta perustaa valtiol­linen vety-yhtiö varmis­ta­maan riittävä vedyn tuotanto ja jakelu maassamme. Linjaus on herät­tänyt vastus­tusta elinkei­noe­lämän taholta.

Muranen pitää valtion vahvempaa roolia perus­tel­tuna murros­ti­lan­teessa, jossa yhteis­kunnan sähkön­tarve ja vihreän vedyn kysyntä tulevat nopeasti monin­ker­tais­tu­maan. Siirty­mä­vai­heen ajaksi voitai­siin tarvita julkisen ja yksityisen sektorin yhteinen ”manka­layhtiö”, joka takaisi teolli­suu­delle lyhyem­mässä ajassa riittä­västi kohtuu­hin­tai­sella sähköllä tuotettua vetyä.

Mankala-periaat­teella toimivat yritykset perus­tavat voittoa tuotta­mat­toman osakeyh­tiön yhteistä tarkoi­tusta varten. Energia-alalla osakeyh­tiön osakkaat rahoit­tavat voima­lai­toksen raken­ta­misen ja ylläpidon. Vasta­vuo­roi­sesti ne saavat laitok­sesta sähköä omakus­tan­nus­hin­taan. Olkiluodon ydinvoi­malan omistava Teolli­suuden Voima tuottaa osakkail­leen sähköä tällä periaat­teella. Murasen mukaan näin on toteu­tettu myös suuri osa tuuli- ja vesivoimahankkeista.

– Malli voisi toimia vedyn­tuo­tan­nos­sakin. Vetyä proses­seis­saan tarvit­sevat yhtiöt, oli kyseessä sitten SSAB:n kaltainen teräs­jätti tai polttoai­neita valmis­tava energiayhtiö St1, löisivät hynttyyt yhteen.

– Kun tarvi­taan isoja inves­toin­teja, ne kykeni­sivät yhdessä hallit­se­maan paremmin niihin liittyviä riskejä.

Alkio tarjoaa keskus­te­luun toisen­laista näkökulmaa. Valtio on suurin omistaja vetyä valmis­ta­vassa ja käyttä­vässä Nesteessä. Neste on myös keskeinen toimija vuosi sitten perus­te­tussa yritysten yhteen­liit­ty­mässä, vetyklusterissa.

– Toinenkin valtio­nyhtiö, Fortum, on osoit­tanut kiinnos­tusta vetyyn. Voisiko valtio tavoi­tella vetyyn kohdis­tuvia päämää­riään näissä yhtiöissä, vai onko vielä tarvetta jonkin erillisen organi­saa­tion perustamiseen?

Alkio ja Muranen ovat samaa mieltä siitä, että mikäli yksikään suoma­lainen yritys ei lähtisi näitä välttä­mät­tömiä inves­toin­teja toteut­ta­maan, valtion olisi tarpeel­lista ottaa siinä aktii­vi­sempi rooli.

Laaksonen ei kaipaa valtiota mukaan teolli­seen toimin­taan. Hän ehdottaa tarkoi­tuk­seen Ilmas­to­ra­hasto Oy:tä. Valtion kehitys­yhtiö Vaken pohjalle viime vuonna perus­tettu erityis­teh­tä­väyhtiö keskittyy ilmas­ton­muu­toksen torju­mi­seen, teolli­suuden vähähii­li­syyden vauhdit­ta­mi­seen ja digita­li­saa­tion edistämiseen.

– Se lähtee rahoit­ta­maan kohteita, joihin jokin yritys on jo päättänyt laittaa rahaa. Valtio tukee sitä kakkos­si­joit­ta­jana. Pitkällä aikavä­lillä toiminnan tulee kuitenkin olla kannattavaa.