Vetyhypetyksestä

Energiaratkaisuna vety on ollut tapetilla mediassa viime aikoina. Kuten Ylen artikkelissa todetaan, utopia merien vedestä polttoainesäiliönä on elänyt jo vuosisadan ajan. Näin kerran Keskisuomalaisesta 70-luvulla kuvakaapatun artikkelin vedystä ja vetytalouden mahdollisuudesta, joka varsin pienin muutoksin sopisi nykyiseen uutisointiin. 70-luvun öljykriisi oli syynä silloiseen innostukseen.

Nykyisen hypetyksen motivaatioksi minä tulkitsisin niin, että epäsuorasti myönnetään, ettei sääriippuvaisen uusiutuvan sähkön (tuulisähkö) varastointi onnistu nykyisillä ratkaisuilla, tarvittavassa isossa terawattituntien mittakaavassa. Ja se rupeaa jo rajoittamaan tuuli- ja aurinkovoiman lisäyskapasiteettia. Siksi vety esitetään kuin uutena keksintönä, EU-strategiatasolta asti. Hypettäjät kysyvät, että kun kerran uusiutuvaa sähköä on ”rajattomasti saatavilla”, niin miksei siitä saatavia jatkotuotteitakin voisi olla?

Monta riskiä siinä on. Vety on palamis- ja räjähdysvaarallinen kaasu. Pienimolekyylisenä kaasuna sen varastointi ja logistiikka on erityisen haasteellista, verrattuna mihin tahansa muuhun kemikaaliin tai liikenteen polttoaineeseen. Eli kallista. Vedyn tuotantoon vaaditaan oma monimutkainen tehtaansa. Tällä hetkellä vannotaan vesielektrolyysin nimiin. Elektrolyysiin vaadittavan veden pitää olla puhdasta ts. puhdistettua juomaveden laatutasoon: järvi- tai sadevesi ei käy. Karkeasti yhdestä kilosta vettä saadaan 100 grammaa vetyä. Sivutuotteena syntyy happea (joka toki kannattaa hyödyntää). Vedyn hyötykäyttöön vaaditaan polttokennotekniikkaa, jota sitäkin on kehitetty vuosikymmeniä, mutta kaupallisia sovelluksia ei laajasti vielä ole. Polttokennossa on materiaaliteknisiä haasteita kuten vesielektrolyysissäkin. Mikä taas nostaa hintaa. Oma lukunsa on, jos elektrolyysiin käytetään sääriippuvaista tuulisähköä, jonka tuotantokapasiteetti vaihtelee suuresti lyhyessäkin ajassa. Samoin tuulen energian matkasta tuulivoimalan, elektrolyysin ja polttokennon kautta hyötykäyttöön on paljon häviöitä.

Oulun yliopiston asiantuntijat totesivat juuri, että vedyn tuotanto elektrolyysin avulla, valtakunnallisesti merkittävissä, isoissa kapasiteeteissa vaatisi merkittävästi sähköä, käytännössä uusia ydinvoimaloita. Missä on isot haasteensa siinäkin. Muitakin hiilineutraaleja vedyn tuotantotapoja on, kuten oululaisten tutkimusvaiheessa oleva valokatalyysi, joka on tosin laboratorioasteella. Samoin metaanin (löytyy maakaasusta ja biokaasusta) hajottaminen vedyksi ja hiileksi. Hiilen voi varastoida kiinteänä tuotteena ja siitä voi kehittää korkeamman jalostusasteen tuotteita, kuten nanoputkia tai akkukemikaaleja. Tätäkin kehitetään.

Teknis-taloudellisista ja turvallisuussyistä energia-kemikaalien ja liikennepolttoaineiden tuotanto on meillä varsin keskitettyä ja omille alueilleen eristettyä. Nyt kun Naantalin jalostamo on menossa alas, nestemäiset polttoaineet tehdään Porvoon Kilpilahdessa. Jotta vedyn tuotantoon saadaan jotain kaupallisesti vähänkin kiinnostavaa, teknistaloudellista järkeä, sen tuotanto ja kulutus pitäisi olla lähellä toisiaan. Tämä voidaan toteuttaa esim. terästehtaalla tai öljynjalostamolla. Näillä teollisuuden sektoreilla onkin omat vetyyn perustuvat kehityshankkeensa. Teollisilla toimijoilla etuna on myös kokemus ja osaaminen vaarallisista kemikaaleista ja prosesseista.

Asiaan on nyt kytketty myös lähienergian ajatus. Eli jos tuulivoimaa tehdään hajautetusti, niin miksei vetytehdas siihen perään? Eli joka niemeen, notkoon ja saarelmaan perustettaisiin oma tuulivoimalan ja siihen yhdistetyn tehtaan yksikkönsä, jossa maatalon isäntä käyttäisi tuulimyllyn + elektrolyyserin kautta tuottamaansa ilmastoneutraalia vetyä ehkä polttokennotekniikan avulla.  Mutta kuten on havaittu, vedyn tuotannon kaupalliset pilotoinnit kannattaa tehdä keskitetyillä teollisilla laitoksilla (turvallisuus, varastointi, logistiikka, häviöt, tuotetun vedyn hinta).

Mitä navettakokoluokan lähienergian visioihin tulee, niin teknisesti monimutkaisen kemian tehtaan kyseessä ollen, sen investointikustannukset eivät skaalaudu alas samassa suhteessa, kun laitoksen tuotantokapasiteetti pienenee. Johtuen materiaalitekniikan, vaarallisten kemikaalien sekä paine- ja lämpötilatasojen vaatimuksista. Tämä olisi helppo laskea jo tässä vaiheessa, mutta näin teknistaloudelliseen asiantuntemukseen ei taida paikallisten virkamiesten ja kehittämiskonsulttien kiinnostus riittää. Jos tulokset ovat kovin epäkohteliaita omille visioille?

Olisiko maatilan isäntä valmis ostamaan satojen tuhansien elektolyysi-polttokennoyksikön tuulivoimalansa perään, vain jotta sillä saataisiin päästötöntä energiaa siten, ettei se koskaan ole lähelläkään vuosittaista kokonaiskulutusta? Laitteiston käyttö olisi oma haasteensa. Olen samaa mieltä kuin VTT:n asiantuntija Jari Ihonen, että sikäli mikäli vetyä joskus merkittävässä määrin tuotetaan, se kannattaa tehdä keskitetysti isoilla tuotantolaitoksilla.

Voidaan sitten kysyä, että miksi biokaasun tuotanto onnistuu hajautetusti esim. maatiloilla? Biokaasua syntyy bioperäisen jätteen mätänemisestä luonnostaan mikrobien avulla. Lämpötilat ovat maltillisia, samoin prosessiin ei tarvita myrkyllisiä apukemikaaleja eikä materiaaleja. Ei korotettuja painetasoja. Väli- ja puhdistusvaiheita ei juuri tarvita, muuten kuin jalostettuun liikennekäyttöön. Verraten em. vedyn tuotannon monimutkaisuus. Pelkästään se, että elektrolyyseriin tarvittavan tuulisähkön tuotantokapasiteetti vaihtelee voimakkaasti sään mukaan, tekee oman haasteensa.

Joskus yli 10 vuotta sitten pöhinää pidettiin paikallisen biodieselin tuotannon puolesta, mutta hanke taisi torppautua dieselin laatuun, joka ei kelpaa nykyaikaisiin moottoreihin esim. henkilöautoihin. Mitä biokaasuun tulee, sen laajempi hyötykäyttö liikennepolttoaineena on sekin edistynyt hitaasti ja kaasuautot tankkaavat pitkälti fossiilista maakaasua.

Jos joku ajattelee, että paljon puhetta vedystä, vähän villoja, niin siltä se minustakin näyttää. Kuten VTT:n Ihonen toteaa, jos huimat visiot eivät toteudu, niin ihmiset ajattelevat, että eihän teknologiasta ole mihinkään. Täten kova hypetys voi olla siis haitallistakin, jos innostus sitten romahtaa.

Vetyyn liittyy myös hypetys synteettisistä ts. sähköpolttoaineista, joilla tehtäisiin raakaöljyn tapaista tuotetta kohtauttamalla vety hiilidioksidin kanssa. Tämä hiilidioksidi-kaasu pitäisi sitten erottaa erikseen ja puhdistaa, mikä monimutkaistaisi asiaa entisestään. Samoin saatu raakaöljy jalostaa esim. bensiiniksi, dieseliksi tai muiksi kemikaaleiksi. Kirjoitin siitä joskus erikseen.

Kyky visuoida asioita koetaan yleensä luovuudeksi, myönteiseksi asiaksi. Milloin mennään sitten epärealismin, utopioiden tasolle? Milloin voidaan todeta, että visionääri kärsii ylivertaisuusharhasta (mitä vähemmän tietää, sen enemmän luulee tietävänsä)?

Tekstiäni voi ehkä syyttää kyynisyydestä. Toisaalta siinä voi olla taustalla ”realismia ja kärsivällisyyttä”, mtä VTT:n Ihonen peräänkuuluttaa? Kuitenkaan, luonnonlait eivät tottele poliittisia päätöksiä. Kun vetyhype jonkin vuoden kuluttua törmää reaaliteetteihin, voidaan jo ruveta arvailemaan, että millä visioilla virkamiehet ja kehittämiskonsultit seuraavaksi Powerpointtinsa täyttävät. Tutkimus- ja kehitystyö ei kuitenkaan lopu.

P.S. Teknisten innovaatioiden kehittäminen ja kaupallistaminen on raakaa työtä, syvällistä kokemusta ja osaamista. Tiekarttajargonia suoltavista innovaatiokonsulteista ei siinä paljon apua ole,

+8
Jukka Konttinen

Mielipiteet ovat omiani, yksityisenä kansalaisena.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu