Kansallinen ilmasto- ja energiastrategia, osa 2

Valmiiksi vetyä varten

10.12.2021, kello 09:00

Teksti Petri Sallinen | Kuva Scanstockphoto

Valmiiksi vetyä varten

Suomessa ja Euroopassa ei vielä tiedetä tarkkaan, mitä vetytalous tuo tullessaan. Vety on kuitenkin keino vähentää ilmastopäästöjä ja varastoida energiaa. Siksi vetytalouden mahdollisuuksiin kannattaa varautua.

Vetyä voi valmistaa monella eri tavalla. Sitä voi erotella maakaasusta tai sitä voi valmistaa sähkön avulla vedestä. Vety on keino varastoida energiaa kaasun muodossa ja sitä voidaan käyttää energiaraaka-aineena useissa eri kohteissa. Yksi on kuitenkin ylitse muiden: vedyn avulla voidaan vähentää merkittävästi teollisuuden ilmastopäästöjä. Jos vety tuotetaan päästöttömästi, on vetytalous keino korvata päästöjä aiheuttavien polttoaineiden käyttöä.

— Vetytalouden peruskysymys on hinta. Samalla olisi pohdittava sitä, missä kohteissa sähkö on parhaimmillaan ja missä kohteissa kannattaa käyttää sähkön avulla tuotettua vetyä — tai milloin varastoitu vety kannattaa käyttää vetynä tai jonkun muun energiamuodon raaka-aineena, toteaa Energiateollisuus ry:n energiamarkkinajohtaja Pekka Salomaa.

Teknisesti vety taipuu moneksi, mutta jokaisen energiamuunnoksen yhteydessä häviää myös energiaa. Kaikenlaisen energian varastoimisen tarve korostuu kuitenkin tulevaisuudessa. Mitä enemmän tuulivoiman kaltaiset voimakkaasti vaihtelevat tuotantomuodot tahkoavat sähköä, sitä suuremmaksi kasvaa varastoinnin ja joustojen tarve.

Ihanteellista olisi saada jokainen kilowattitunti talteen myöhempää käyttöä varten. Tulevaisuudessa sähkömarkkinoilla syntyy yhä useammin tilanteita, jolloin tuulisähköä syntyy niin paljon, että kaikelle ei ole kysyntää. Silloin tuulisähkön hinta voi painua nollaan tai jopa sen alle.

— Tuulisähköä voi varastoida akkuihin, mutta vety on edullisempi tapa, Salomaa pohtii.

Vety on siis keino hyödyntää tuotantohuippujen aikana syntyvä tuulisähkön ylitarjonta. Varastoista teollisuus saa tarvittaessa vetyä tai varastoidun vedyn avulla voidaan tuottaa sähköä silloin, kun ei tuule.

— Vety tasapainottaa sähköjärjestelmää. Se tasaa myös sähkön hintavaihteluita, Salomaa huomauttaa.

— Vetytalous on yksinkertaisesti loistava mahdollisuus, toteaa Energiateollisuus ry:n energiamarkkinajohtaja Pekka Salomaa.

Keski-Eurooppa innoissaan

Vetytalous on nyt todellinen hypetyksen aihe Keski-Euroopassa. Direktiivien, lakien ja pelisääntöjen kirjoittaminen on kuitenkin vasta alkamassa. Salomaa arvelee, että suurin osa vetytalouden säädöksistä synnytetään Euroopan unionissa. Kiistojakin vetytalouden olemuksesta on jo ehtinyt syntyä.

— Suomen kannalta oleellista on se, että kaikenlainen päästöttömästi tuotettu sähkön kelpuutettaisiin vedyn valmistuksen välineeksi. Tiukimmin asiaan suhtautuvat vaativat, että ainoastaan erityisesti vedyn valmistamista varten rakennetuilta tuulivoimalaitoksilta suoralla kaapelilla vetylaitokselle johdettu sähkö kelpaisi puhtaan vedyn raaka-aineeksi.

Salomaan mukaan tämä on kallein mahdollinen tapa tuottaa puhdasta vetyä. Suomalainen vetyklusteri ja energiateollisuus odottavat, että mikä tahansa päästöttömästi tuotettu sähkö voisi olla puhtaan vedyn raaka-ainetta ja että tarvittava sähkö voitaisiin ottaa myös kantaverkosta.

— Tässä tarvitaan aktiivista poliittista vaikuttamista unionin neuvottelupöydissä. Sitä paitsi pelkkä tuulivoimalla tuotettu sähkö ei riitä vedyn tuotannon tarpeisiin — myös muita päästöttömiä sähköntuotantomuotoja tarvitaan, Salomaa huomauttaa.

Monien mahdollisuuksien vety

Vetyä voidaan valmistaa monella eri tavalla. Vedyn erottaminen vedestä sähkön avulla — eli elektrolyysi — on ilmaston kannalta puhtain tapa, mikäli vedyn valmistamiseen käytetty sähkö on päästötöntä. Hiilen erottaminen metaanista — eli höyryreformointi — on nykyisin yleisimmin käytetty tapa. Sen sivutuotteena syntyy valtavia määriä hiilidioksidia, jotka päästetään ilmakehään.

Itse vety on yleensä vain raaka-aine tai keino varastoida energiaa. Vetyä voidaan sekoittaa esimerkiksi maakaasun joukkoon, jolloin maakaasun hiilipitoisuus pienenee. Vedystä voidaan valmistaa myös kaasumaisia tai nestemäisiä liikennepolttoaineita. Vety sopii käytettäväksi monissa teollisuusprosesseissa, jolloin vety korvaa hiilidioksidipäästöjä aiheuttavia polttoaineita. Vedyllä voidaan tuottaa myös sähköä.

Kansalaisten mielissä vety yhdistyy kuitenkin yleensä autoiluun. Vetykäyttöisiä autoja on olemassa ja etenkin Japanissa on kaupunkeja, joissa ajellaan vetykäyttöisillä henkilöautoilla. Henkilöauto ja vety on kuitenkin erittäin kallis yhdistelmä. Se tarvitsee tuekseen myös kattavan huoltoasemaverkoston.

Laivojen, raskaan maantieliikenteen tai lentokoneiden polttoaineena vety tai siitä jalostetut polttonesteet ja kaasut saattavat sen sijaan olla tulevaisuudessa kilpailukykyinen vaihtoehto.

Ilmastopolitiikan näkökulmasta vety luokitellaan sen mukaan, kuinka paljon sen valmistaminen aiheuttaa ilmastomuutosta edistäviä päästöjä. Euroopan unionissa on tekeillä luokitusjärjestelmä, joka erottelee eri tavoilla tuotetut vedyt toisistaan.

 

 

Suomalaisten vetypiilaakso

Perämeren rannikkoseuduista saattaa syntyä todellinen vetytalousalue. Sen keskiössä olisi Raahen terästehdas, jonka hiilidioksidipäästöt ovat tällä hetkellä seitsemän prosenttia Suomen kaikista vuotuisista päästöistä. Vetyyn perustuva tuotantoteknologia poistaisi kuitenkin terästehtaan hiilidioksidipäästöt.

Vetytalouden piilaakso syntyisi Suomen puolella akselille Kokkola, Raahe, Oulu, Kemi ja Tornio. Ruotsin puolella se jatkuisi Haaparannan kautta kohti ruotsalaisia terästeollisuusalueita.

— Vetyputki yhdistäisi Suomen ja Ruotsin kaupungit. Vetyputken varrelle rakennettaisiin vetyä tuottavia laitoksia, eli elektrolyysereitä. Ne saisivat sähkönsä rannikon tuulivoimaloista, merelle rakennettavista merituulivoimalaitoksista, Hanhikiven ydinvoimalaitoksesta tai kantaverkosta, Salomaa visioi.

Suomella ja Ruotsilla on yksi ylivertainen etu muihin vetyjärjestelmiä suunnitteleviin EU-maihin verrattuna: kaukolämpöverkot, jotka voivat ottaa vastaan vedyn valmistuksessa syntyvät suuret hukkalämpömäärät.

— Hukkalämpöjen hyödyntäminen kaupunkien kaukolämpöverkoissa parantaa vedyn valmistuksen kannattavuutta ja puhdistaa samalla kaukolämmön. Lisäksi hukkalämmöillä voidaan korvata kaukolämmön tuotannossa esimerkiksi turpeen ja puun käyttöä, Salomaa toteaa.

Porvoo, Imatra ja Lappeenranta ovat muita vetytoiminnalle soveltuvia alueita.

Mikä olisi valtion rooli?

Valtion omistaman vety-yhtiön perustamista on jo ehditty ehdottaa vauhdittamaan suomalaista vetyloikkaa. Salomaan mielestä yksityisen pääoman puute ei ole kuitenkaan peruste rakentaa valtiollista vety-yhtiötä.  Yksityistä pääoma on tarjolla ja yksityinen pääoma lähtee vetytalouteen mukaan, jos se on kannattavaa liiketoimintaa.

— Valtio voi parhaiten edistää vetytalouden toteutumista tukemalla vetytalouden tutkimustoimintaa, pilotointia ja innovointia. Vetyhankkeiden rahoitustakin voidaan edistää monilla eri tavoilla.

Valtiolla voi sen sijaan olla luonteva rooli vetyverkon omistajana — samaan tapaan kuin valtion omistama Gasgrid Finland Oy pitää hallussaan maakaasuverkkoa.

— Gasgrid Finland voisi hyvin omistaa myös vetyverkon, kunhan maakaasuverkon ja vetyverkon omistus eriytetään vähintään kirjanpidollisesti, Salomaa toteaa.

Vetyä tuottavat laitokset — elektrolyyserit — taas toimisivat markkinaehtoisesti samaan tapaan kuin voimalaitokset toimivat nykyisin. Elektrolyysereiden omistajat liittyvät vetyverkkoon tasavertaisin ehdoin, mutta vetyverkon omistajat eivät voisi omistaa vetyä tuottavia laitoksia.

Keskustelua ilmastostrategiasta

Valmiiksi vetyä varten -juttu on Energiauutisten viisiosaisen juttusarjan toinen osa. Juttusarjassa pureudutaan kansallisen ilmasto- ja energiastrategian (KIES) sisältämiin aiheisiin energiateollisuuden näkökulmasta. Strategia on tulossa lausuntokierrokselle ensin vuoden alussa. Eduskunta käsittelee strategiaa talven aikana.

Juttusarjan muita aiheita ovat ovat merituulivoima, ydinvoima, rakennusten lämmitys ja sektori-integraatio.


 

Sektori-integraatiota parhaimmillaan

Vetytalouden järjestelmä muodostaa selvän hankeketjun. Merellä sijaitsevat tuulivoimalaitokset tuottavat sähköä, joka siirretään kaapeleita tai kantaverkkoa pitkin vedyntuotantolaitoksille. Ne puolestaan valmistavat vetyä, joka syötetään vetyverkkoon — sivutuotteena syntyvä hukkalämpö taas imaistaan paikalliseen kaukolämpöverkkoon. Arvoketjun päässä terästehdas tai teollisuuslaitos ottaa tarvitsemansa vedyn verkosta. Lisäksi kainaloon mahtuvat kaikki ne, jotka valmistavat vedystä liikennepolttoaineita.

— Alueiden suunnittelu, kaavoitus, luvitus ja valitusten käsittely korostuvat, kun ketjua rakennetaan. Jos ketjun yhden osan luvitus kestää muita pidempään, ei koko järjestelmää saada käyntiin, vaikka kaikki muu olisi jo valmiina.

Salomaa huomauttaa, että vetytalouden toteuttaminen on sektori-integraatiota parhaimmillaan.

Vetytalouden tueksi tarvitaan samankaltaisia sääntöjä kuin sähkömarkkinoilla. Esimerkiksi millä ehdoilla toimijat liittyvät vetyverkkoon tai millä tavalla toimintoja pitäisi eriyttää.

— Suurin osa lainsäädännöstä syntyy Euroopan unionissa, kansallinen lainsäädäntö syntyy sen kylkiäisenä. Vetytalouden sääntelystä tuskin aiheutuu suurempaa ongelmaa, kunhan säätelyllä ei rajoiteta liian tiukasti vedyn tuotannossa käytettävän sähkön ominaisuuksia.

— Onnistunut säätely vaikuttaa siihen, minkälaiseksi vetytalouden kannattavuus muodostuu.

Juttusarjan ensimmäinen osa käsitteli ydinvoimaa. Sen voi lukea täältä.

Mikä ihmeen KIES?

Millä keinoilla Suomi saavuttaa ilmastopoliittiset tavoitteensa — tämän kertoo kansallinen ilmasto- ja energiastrategia KIES. Strategia osoittaa Suomen hallituksen tahtotilan: näillä politiikkatoimilla olemme ajatelleet hoitaa homman.

Strategiassa politiikkatoimia arvioidaan vaikuttavuuden ja kustannustehokkuuden näkökulmasta. Arvioinnissa käytetään apuna aina vuoteen 2040 ulottuvia skenaariolaskelmia. Niiden avulla arvioidaan eri toimialojen energiataseiden ja kasvihuonekaasupäästöjen kehittymistä.

Vaikka strategian tulokulma on kansallinen, ei Suomi Euroopan unionin jäsenenä voi sivuuttaa EU:n Suomelle asettamia velvoitteita. Strategiatyöhön vaikuttavat mm. Euroopan unionin Green Deal ja Fit for 55 -pakettien sisältämät tavoitteet.

Ilmasto- ja energiastrategia kattaa kaikki Suomen kasvihuonekaasupäästöt. Niitä syntyy päästökauppasektorilla, taakanjakosektorilla ja maankäyttösektorilla. Strategia sisältää myös hiilinielut.

 

#energiatalous #vetytalous
Jaa artikkeli:

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakkolliset kentät merkitty *

Kommentit ()

Markor
Artikkelissa oli unohdettu tieliikenne.
Vetyauto on mainio vaihtoehto akkusähköautolle.

Vetyauton tankkaa 3-4 minuutissa ja sillä ajaa noin 700 km yhdellä vetytankillisella ja uusimmilla malleilla jo yli 800 km (esim. 2024 markkinoille tuleva Renault Scenic vetyauto).

Vetyauton hyviin puoliin kuuluu myös ettei sisätilojen lämmitys lyhennä talvella toimintamatkaa eikä toimintamatka iän myötä lyhene kuten käy akkusähköautoille.

Pakkanen ei myöskään vaikuta juurikaan toimintamatkaan eikä se vaikuta vedyn tankkausnopeuteen kuten se vaikuttaa akkusähköauton latausnopeuteen.

Vetyauto jopa puhdistaa ilmaa ajon aikana.
Janne Pajunen
Todella mielenkiintoinen juttu👍
Vesa Pulkkinen
Vedyn laajamitaiseen käyttöön liittyy arvaamattomia ja tutkimattomia riskejä.

Sience.org : "The widespread use of hydrogen fuel cells could have hitherto unknown environmental impacts due to unintended emissions of molecular hydrogen, including an increase in the abundance of water vapor in the stratosphere (plausibly by as much as ∼1 part per million by volume). This would cause stratospheric cooling, enhancement of the heterogeneous chemistry that destroys ozone, an increase in noctilucent clouds, and changes in tropospheric chemistry and atmosphere-biosphere interactions."
Jarl Ahlbeck
Tuulivoiman sähköenergia voidaan toki varastoida vetyyn. Mutta yhteiskunta sähköistyy ja silloin kun ei tuule, pitää vedystä saada sähkö takaisin. Miten se onnistuu gigawattiskaalassa (tuhansia megawatteja) niin että eri paikoissa olevat kuluttajat saavat sähkönsä? Kuinka monta vetylauhdevoimalaa tarvitaan huonolla hyötysuhteella, kun CHP on vähennetty? Sähkön hinta? Eiköhän rajalliset resurssit tulisivat parempaan käyttöön jos rakennetaan pieniä ydinvoimaloita.
Mika Rossi
Jäin miettimään juttua lukiessa että, kun olin lapsi (n. 30-vuotta sitten), niin puhuttiin vedystä ja siitä kuinka vetyautot syrjäyttäisivät bensa-ja dieselautot tulevaisuudessa. Mitä tapahtuikaan? Tuli sähköautot! Muiltakin osin vedystä on puhuttu pitkään. Vetytalouden kohtalon varmaankin ratkaisee liiketoiminnallinen kannattavuus, mihin jutussakin viitataan. Jos energiaa pystytään siirtämään vetynä liiketaloudellsesti kannattavasti, niin vetytalous lähtee lentoon. Jos miettii markkinoiden kehittymistä, niin sääntelyn kiristyminen on muuttanut/muuttamassa tilannetta aikaisempaan verrattuna.