Hiukkasen lähempänä puhdasta vallankumousta

Vaasan Kivihakaan nouseva rakennuskokonaisuus tavoittelee energiaomavaraisuutta pitkällä aikavälillä.

– Lite närmare en ren revolution

Vetytalous on nyt kaikkien huulilla, mutta miten varmistaa se, että suomalaiset ja pohjalaiset ovat paalupaikalla hyödyntämässä vihreän vedyn mahdollisuuksia? Tuulisella rannikolla on erinomaiset mahdollisuudet olla jopa Euroopan vetykeskus, ja käynnissä on jo useita pilottihankkeita.

Vätgasekonomi är nu på allas läppar men hur kan vi säkerställa att finländarna och österbottningarna ligger i framkant när det gäller att dra nytta av den gröna vätgasens potential? Den blåsiga kusten har utmärkta möjligheter att bli Europas vätgascentrum, och flera pilotprojekt är redan i gång.

Vety ei ole uusi asia teollisuuden käytössä, mutta sen mahdollisuudet vihreän energian tuotannossa ja varastoinnissa ovat vielä valtaosin käyttämättä. Tällä hetkellä teollisuus käyttää harmaaksi kutsuttua vetyä, jonka tuotannossa syntyy melko paljon hiilidioksidia. Vihreällä vedyllä tarkoitetaan elektrolyysin lopputuotosta, jonka valmistusprosessissa veden molekyylit pilkotaan vedyksi ja hapeksi. Vaikka itse prosessi on käytännössä päästötön, elektrolyysiprosessi kuluttaa paljon sähköä.

Tässä kuvaan astuu tuulivoima, jonka tuotantomahdollisuudet ovat Pohjanlahden rannikolla hyvät. Uusiutuvan sähkön ansiosta vetylaitoksista saadaan aidosti vihreää energiaa, jolla on käyttömahdollisuuksia esimerkiksi fossiilittomana teräksen pelkistysaineena, ammoniakin ja metanolin valmistuksessa sekä polttoaineena polttokennoissa tai vetykäyttöön sovitetuissa moottoreissa.

Lisäksi vihreä vety toimisi energiavarastona aurinko- ja tuulisähkölle, joiden saatavuus ei ole vakaata. Tehokkaalla varastoinnilla uusiutuvan sähkön riittävyys voitaisiin taata myös silloin, kun sitä tuotetaan vähän, eli tuulettomina ja pimeinä kausina.

Euroopan ilmastoneutraaliutta edistävän vetystrategian tavoitteena on tehdä vedystä vihreän energian kulmakivi vuoteen 2050 mennessä. Vedyn tulisi silloin kattaa noin neljännes kokonaisenergiantarpeesta.

Viktigt att hålla själv i trådarna

På många sätt är tiden nu mogen för en vätgasrevolution. Energikrisen har nu senast tvingat oss att överväga nya produktions-, lagrings- och distributionssätt, och möjligheterna med vätgas har beaktats.

– Nationell uppmärksamhet i media ökar också intresset för regionala projekt, säger Kaisa Penttilä som är doktorand på Hanken.

Penttilä är projektchef för H2 Ecosystem Roadmap for Ostrobothnia, som inte bara undersöker den ekonomiska potentialen för utnyttjande av vätgasenergi utan också i praktiken skapar nätverk mellan österbottniska företag som är intresserade av vätgas. Hon påpekar att åtgärder bör vidtas nu för att trygga den lokala kompetensen och det lokala ägandet, så att fördelarna med vätgasekonomin inte går förlorade till utländska företag. Även Kjell-Owe Ahlskog, direktör för konsultbolaget Alcea, poängterar samma sak. Hösten 2021 publicerade Alcea i Korsholm Future Cleantech Solutions-projektets analys över de framtida vätgasekonomiska möjligheterna för små och medelstora företag i Kvarkenregionen. Det som gör regionen speciell är den stora vindkraftspotentialen och den märkbara regionala efterfrågan på väte i både Finland och Sverige, säger Olli Sipilä som är vd för bolaget för gasöverföring Gasgrid Finland.

– Uppskattningsvis 48 gigawatt vindkraft kan byggas där fram till 2040. Efterfrågan på vätgas beräknas ligga på 65 terawattimmar år 2050.

Finland nämns

Goda och förmånliga vindkraftsutsikter har också lockat utländskt kapital till Finland. Kapitalinvesteraren Prime Capital planerar att investera 150 miljoner euro i en 100 megawatt vätgasanläggning i Kristinestad tillsammans med CPC Finland. Vätgasanläggningen kopplas sömlöst till de vindkraftsparker som vindkraftsbolaget CPC Finland byggt i Kristinestad och Isojoki. De första 31 anläggningarna tas i bruk i slutet av året.

– Samtidigt har vätgasanläggningen förberetts vid sidan om, bland annat genom att undersöka utsikterna för genomförandet av projektet och tillståndsgivningen, berättar CPC Finlands vd Erik Trast.

Tillståndsprocessen tar sin tid, men om allt går enligt planerna så kan byggandet av anläggningen påbörjas 2024 och verksamheten inleds tidigast 2025.

– PVO:s gamla kraftverk lämpar sig väl för produktion av e-metanol från vätgas och koldioxid. Det finns redan en köpare av e-metanolen, och köparen har ett distributionsnät för produkten. I Tyskland finns det massor av gasmotorer som kan använda e-metanol som bränsle.

Enligt Mathias Bimberg, infrastrukturchef på Prime Capital AG, är Finland ett attraktivt investeringsland tack vare sitt goda elnät och sina relativt låga produktionskostnader för vindkraft. Han tror att deras exempel kan locka även andra investerare till Finland.

– Det finns gott om plats för vindkraftverk i Finland och marknaden är stor. I Tyskland till exempel finns det mycket mindre mark att tillgå, och om man där ville producera grön el enbart från vindkraft skulle man behöva 730 000 kraftverk i stället för de nuvarande 30 000.

Turvaa ja työpaikkoja

Sijoittajan viesti on lupaava, koska toteutuakseen kunnianhimoiset suunnitelmat vedyn käytöstä vaativat myös yksityistä rahoitusta, jonka kasaaminen pelkästään kotimaisin voimin saattaa VASEKin teettämän selvityksen mukaan olla hankalaa. Julkista rahoitusta sen sijaan on tarjolla nyt runsaasti EU:n strategian vuoksi.

– On tärkeää, että alueen yritykset ovat mukana projekteissa, joita toteutetaan. Kun pilotoidaan toimivia ratkaisuja, meillä on vahva pohja globaaleille markkinoille, sanoo Kaisa Penttilä.

Vety tuo Pohjanmaan ja Keski-Pohjanmaan maakuntiin hyvinvointia monella tapaa. Ensinnäkin alueella voidaan luoda teknologiajohtajuutta, joka on vientituote. Toiseksi voidaan vaikuttaa vetyratkaisuilla alueen omaan hiilineutraaliuteen ja energiaomavaraisuuteen. Kolmantena meillä on otolliset olosuhteet vedyn tai synteettisten polttoaineiden vientiin.

Kaikki tämä vaatii osaamista ja poikii työtä paitsi uusiutuvan sähkön tuotantoon, myös laitteiden ja infrastruktuurin rakentamiseen ja huoltoon. Koska jo nyt moni paikallinen toimija on mukana muun muassa H2 Ecosystem Roadmap for Ostrobothniassa, tieto ja osaaminen kasvavat alueella jatkuvasti.

– Koulutus ja tutkimus ovat silti keskeinen osa verkostoa ja hankkeiden onnistumista. Vaasan ammattikorkeakoulu ja Novia suunnittelevat jo ensimmäisiä vetyaiheisia kurssejaan, ja lisäksi suunnittelemme yhteistyötä muun muassa Lappeenrannan yliopiston kanssa.

Yhdessä enemmän

Jotta vedystä saataisiin kaikki hyöty irti, kannattaa alueella puhaltaa yhteen hiileen. Alcean Kjell-Owe Ahlskog muistuttaa, että kaikille riittää kyllä tästä kakusta yhteistä hyvää. Suuret yritykset toimivat hyvinä suunnannäyttäjinä ja raivaavat tietä pienten seuratessa perässä. Esimerkiksi Wärtsilän, EPV Energian ja Vaasan Sähkön yhteishanke H-Flex-E yhdistää uusiutuvan vedyn tuotannon ja varastoinnin vedyn käyttöön Wärtsilän kehittämässä moottorivoimalaitoksessa. Nimensä mukaisesti H-Flex-E:n vahvuus on joustossa, jota se tuo sähkömarkkinoihin.
– Prosessin joka vaihetta pystytään hyödyntämään taloudellisesti, ja samalla taataan, ettei vetyä, happea, lämpöä ja sähköä mene hukkaan, kertoo hankkeen projektipäällikkö Tauno Kekäle Merinovasta.
Kaikki haastateltavat pitävät yhteistyötä Ruotsin kanssa kullanarvoisena muutenkin kuin koulutuksen saralla: SSAB:n tapaiset jätit nostavat suunnitelmat astetta isompaan liigaan, ja yhdessä on myös paremmat saumat tulla huomatuksi globaaleissa neuvottelupöydissä.

Suomessa Gasgrid ja Ruotsissa Nordion Energi kehittävät yhdessä putkiverkostoa, joka yhdistää Perämeren maa- ja merituulivoiman kysynnän keskittymiin kuten Jällivaaraan ja Kiirunaan. Noin tuhannen kilometrin pituisen putken pitäisi olla toiminnassa vuonna 2030. Putken avulla voi sekä siirtää että varastoida vetyä.

Ehkäpä Pohjanmaan rannikko voi tulevaisuudessa tosiaan olla kuten elinkeinoministeri Mika Lintilä maalaili Vaasa EnergyWeekillä maaliskuussa: Euroopan Persianlahti.

VETY VARASTOI ENERGIAA

  • Vety on alkuaineista yleisin ja kevein.
  • Suurin osa maapallomme vedystä on sitoutuneena veteen. Sellaisenaan sitä ei ole missään, vaan se täytyy aina valmistaa.
  • Ei palaessaan aiheuta hiilidioksipäästöjä, mutta valmistusprosessi vie paljon energiaa.
  • Koska vety on hyvä energian varastoija, sitä kannattaa valmistaa uusiutuvan sähkön voimalla ja vapauttaa siihen sitoutunut energia sitten, kun sitä tarvitaan.
  • Varastoidaan tavallisesti kaasun muodossa.
  • Vedyn alueellisen kysynnän arvioidaan ylittävän 30 terawattituntia vuoteen 2030 mennessä ja olevan noin 65 terawattituntia vuoteen 2050 mennessä.
  • Suuri osa tästä vedystä on tarkoitus tuottaa käyttämällä Perämeren alueen runsasta maa- ja merituulikapasiteettia.

Metaanin täydellinen muodonvaihdos

Fossiilisesta polttoaineesta vetyä ja puhdasta, kiinteää hiiltä. Siinä pähkinänkuoressa kokkolalaisen Hycamite TCD Technologies Oy:n idea.

Maakaasun ja biokaasun metaanimolekyylit pilkotaan katalyyttien ja lämmön avulla prosessissa, joka kuluttaa reilun kymmenyksen energiaa verrattuna elektrolyysiin ja neljäsosan siitä, mitä höyryreformointilaitos kuluttaisi.

Näin syntynyttä vetyä voidaan käyttää teollisuudessa sekä puhtaan energian tuottamiseen. Kiinteälle hiilelle puolestaan on kysyntää esimerkiksi akkuteollisuudessa.

– Kyse ei ole vain vedyn ja hiilen tuottamisesta, vaan tässä tarvitaan kaikenlaisia toimijoita ketjun varrelle. Työvoiman tarve on kasvava, sanoo Hycamiten toimitusjohtaja Laura Rahikka.

Rahikan mukaan kiinnostus teollisuuden vähähiilistämiselle on nyt kova. Hycamiten valttina on myös skaalattavuus, joka houkuttelee strategisia sijoittajia. Pilottilaitoksen pitäisi olla toiminnassa ensi vuonna.

Yhtiön hallituksen puheenjohtaja Matti Malkamäki toteaa, että vedyn puolesta puhuu myös saumaton liittäminen biokaasutalouteen, jota on kehitetty Pohjanmaan ja Keski-Pohjanmaan alueella ansiokkaasti.

– On hienoa päästä rakentamaan teollisen tuotannon pilottia nyt, kun vetybisneksen odotetaan lähtevän nousukiitoon.

Håll koldioxidutsläppen under kontroll med hembränning

Det åtta våningar höga huset i Stenhaga i Vasa och dess sidobyggnad ser helt vanliga ut men det finns stora planer för dem. Husen som byggs av Wasagroup kommer att anslutas till ett containerbaserat vätgassystem som gör att fastigheten kan bli helt självförsörjande med energi.

Joakim Berg som är bolagets utvecklingsdirektör inom energiteknik öppnar upp för en unik idé:

– Fastighetens egen elektrolysanläggning producerar vätgas som lagras i ett gaslager under 450 bars tryck. När ytterligare energi behövs för uppvärmning på vintern kan vätgasen sedan användas i bränsleceller för att producera el och den vägen driva jordvärmepumparna.

Tillståndsprocessen för pilotprojektet samt tillgången på delarna till elektrolysanläggningen är långsamma så enligt Berg kunde det bli klart 2025.

Byggnaderna och byggandet står för mer än en tredjedel av alla utsläpp av växthusgaser, och enligt ARA används upp till hälften av energiförbrukningen för uppvärmning. Därför lönar det sig att förbättra byggnadernas koldioxidneutralitet.

– Det bästa med vår lösning är att den kan anpassas till byggnadens storlek. Det kan också löna sig att använda en gemensam elektrolysanläggning för flera hus.

Jäte-energialaitoksesta rekkojen polttoainetta

Jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, vuonna 2025 Westenergyn jäte-energialaitos Mustasaaressa tuottaa synteettistä metaania, jota voidaan käyttää liikenteen polttoaineena. Näin jätelaitoksen savukaasusta syntyvät hiilipäästöt muuttuisivat puhtaaksi LSNG-metaaniksi, jolla kulkisi laskennallisesti 500 rekkaa, tuhat kuorma-autoa tai kaksi Merenkurkussa liikennöivää matkustaja-autolauttaa kokonaisen vuoden.

– Hanke on hyvin aikataulussa, odotamme investointipäätöstä ensi vuoden alkupuolella, sanoo Westenergyn liiketoimintatiedon johtaja Juha Ripatti.

Synteettisen metaanin lisäksi prosessin sivutuotteena syntyy lämpöä, joka hyödynnetään kaukolämmön tuotannossa sekä teollista happea. LSNG:n siirrossa ja jakelussa käytetään jo olemassa olevaa maa- ja biokaasun jakeluverkostoa.

– Haluamme puhdistaa Westenergyn tuotannosta viimeisetkin hiilipäästöt. Näin saamme käyttöön kaikki materiaalivirrat, joita jäte-energialaitoksella syntyy.

Prosessissa otetaan talteen savukaasun hiilidioksidi, tuotetaan vetyä elektrolyysin avulla, yhdistetään metanointiprosessilla vety ja hiilidioksidi synteettiseksi metaaniksi ja sitten nesteytetään syntynyt metaani liikennepolttoaineeksi. Tämä tehdään uusiutuvan tuulisähkön voimalla, osana seitsemän yrityksen yhteistä EnergySampo CCU-hanketta.

– Haluamme näyttää maailmalle, että meillä on uuden sukupolven tehokas ja vientikelpoinen laitos. Paikallisten vaikutusten lisäksi jätämme tässä globaalin kädenjäljen edelläkävijöinä yhdessä teknologiakumppaneidemme kanssa.

Lähteet: Vasek, Gasgrid

 

TEKSTI: NADIA PAAVOLA
KUVAT | BILDER: HAASTATELLUT | DE INTERVJUADE, WASAGROUP, WESTENERGY
KÄÄNNÖS: MICAELA LINDAHL-PALMROOS

Påverka och nätverka

- BLI MEDLEM I HANDELSKAMMAREN