Veden voimalla -blogi: Ratkaiseeko vetytalous tulevaisuuden energiahaasteet?
Ilmastonmuutoksen tavoitteiden saavuttaminen edellyttää uusia tapoja tuottaa energiaa päästöttömästi. Yhtenä energiamurroksen ratkaisijana on nähty vetytalouden tuomat mahdollisuudet.
Energiamaailmaa ravisteleekin tällä hetkellä suuri vetybuumi. Myös Euroopan komissio on julkaissut oman vetystrategiansa ja vetyyn liittyviä projekteja viedään vauhdilla eteenpäin monien eri tahojen toimesta. Tavoitteena on, että vedystä tulee merkittävä osa eurooppalaista energiajärjestelmää.
On myös esitetty, että vety auttaa tasaamaan sähköntuotannon ja -kulutuksen vaihtelut ja mahdollistaa siten muun muassa aurinko- ja tuulivoiman lisäämisen energiajärjestelmään. Avaan hieman millaisia haasteita voi kohdata, kun siirrytään hypetyksestä todellisuuteen.
Vaikka vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, ei luonnossa esiintyvä vety ole sellaisenaan käytettävissä, vaan sitä täytyy erikseen tuottaa. Vedyn tuottamiseen on monia tapoja. Tuotantotavasta ja erityisesti sen ympäristövaikutuksesta riippuen vetyä kutsutaan eri väreillä, kuten vihreä, sininen tai harmaa. Eniten panostetaan tällä hetkellä vedyn tuottamiseen sähkövirralla elektrolyyttisesti. Vetyä saadaan, kun vesimolekyyli hajotetaan elektrolyysissä vedyksi ja hapeksi. Jotta tuotettu vety olisi ilmastoystävällistä, tulee sen valmistukseen käytetty sähkö olla ilmastoystävällistä.
Irti fossiilisista – mutta miten?
No mitä vedyllä sitten voisi tehdä? Vety voisi soveltua sellaisenaan korvaamaan useissa eri prosesseissa nyt käytettyjä fossiilisia polttoaineita. Monessa maassa on jo valmiina kaasuinfra, ja vetyä voisi hyödyntää myös esimerkiksi kotitalouksien energiana. Lisäksi vedyllä voitaisiin korvata nykyisiä liikennepolttoaineita sekä tuottaa kaukolämpöä polttolaitoksissa. Terästeollisuudessa vety voisi korvata hiilen ja näin laskea teräksen tuotannon ilmastopäästöjä merkittävästi.
Tämä kaikki kuulostaa hyvältä. Vedyn tuottaminen vaatii kuitenkin paljon halpaa sähköä, jotta se on taloudellisesti kannattavaa. Ihan yksinkertaista ei ole myöskään vedyn varastoiminen. Tehokas varastointi edellyttää joko hyvin korkeaa painetta tai hyvin alhaista lämpötilaa. Lisäksi vedyn räjähdysherkkyys luo omat haasteensa. Tulevaisuus näyttää, miten varastointiongelmat kyetään ratkaisemaan.
Soveltuisiko vety sitten esimerkiksi tuuli- ja aurinkovoimaloiden vaihtelevan sähköntuotannon varastoimiseen? Kyllä ja ei. Vetyä voidaan tehdä silloin, kun halpaa sähköä on käytettävissä ”ylenmäärin”. Jos vedystä tehdään taas uudelleen sähköä, kokonaishyötysuhde on heikko, luokkaa 25 – 35 prosenttia. Investoinnit huomioiden vedyn muuttaminen takaisin sähköksi ei vaikuta taloudellisesti järkevältä.
Joustavat energian kantajat
No miten vedyn hyödyntäminen voisi käytännössä toimia Suomessa? Ja mikä tulevaisuuden sähköjärjestelmässä jäisi vesivoiman rooliksi? Puhtaan vedyn tuottamiseen tarvitaan paljon uutta, puhdasta sähköä ja tässä olemmekin Suomessa hyvässä vauhdissa. Tuulivoimakapasiteetti lisääntyy sadoilla uusilla tuulivoimaloilla lähivuosina, eikä vauhti osoita laantumisen merkkejä.
Kehityksen seurauksena sähköntuotanto ja -hinta tulee vaihtelemaan huomattavasti nykyistä enemmän. Hinta voi vaihdella nollan tai useamman sadan euron välillä megawattitunnilta hyvinkin lyhyellä aikavälillä. Optimaalisinta olisi, jos ”nollahintaisina” aikoina ylijäämäsähköä hyödynnetään esimerkiksi vedyntuotannossa. Varastoitua vetyä voitaisiin tällöin käyttää teollisuuden eri prosesseissa korvaamaan fossiilisia polttoaineita. Toisaalta haasteeksi voi muodostua, että vetyä tarvitaan suuria määriä jatkuvasti, jolloin tuottaminen pelkästään ylijäämäsähköllä ei riitä.
Nollahintojen aikoina vesivoimaa kannattaisi säästää hetkiin, jolloin ei tuule. Tuulettomina hetkinä vesivoimaa pitäisi pystyä tuottamaan mahdollisimman tehokkaasti, mikä osaltaan hillitsisi myös sähkönhinnan nousua. Ilmaston ja yhteiskunnan kannalta huonoin vaihtoehto on, että tuulettomina hetkinä ei olisi mahdollista tuottaa vesisähköä maksimaalista määrää jolloin tarvittava sähkö jouduttaisiin tuottamaan polttamalla fossiilisia polttoaineita.
Nähtäväksi jää onko vedyn ympärillä oleva innostus ylimitoitettua vai lunastaako vety siihen kohdistuvat odotukset tulevaisuuden puhtaan energiajärjestelmän mahdollistajana. Joka tapauksessa kaikkia tapoja tuottaa sähköjärjestelmän vaatimaa joustoa tarvitaan, jotta kunnianhimoiset hiilineutraaliustavoitteet voidaan saavuttaa. Erityisesti olen vakuuttunut siitä, että matkalla kohti hiilineutraalia tulevaisuutta vesivoima on ja tulee jatkossakin olemaan ratkaisevassa roolissa. Kuten Suomen sähköjärjestelmästä vastaavan Fingridin toimitusjohtaja Jukka Ruusunen on asian hyvin kiteyttänyt: ”Joustavuus rules ja vesivoima on joustavuuden Rolls Royce!”
Kirjoittaja Timo Torvinen on Kemijoki Oy:n varatoimitusjohtaja, jonka vastuulle kuuluu mm. Sierilän vesivoimalan rakennushanke. Timo viihtyy mökin lisäksi golfkentällä, mutta myös kalastelu Pohjois-Norjan rautuvesillä on lähellä sydäntä.