Jos Suomi pelaa korttinsa oikein, rooli vihreän vedyn tuottajana voi muodostua merkittäväksi. Meillä on tietotaitoa, infraa ja runsain mitoin merivettä. Vihreäksi vedyksi kutsutaan vetyä, joka tuotetaan vedestä tuuli- tai aurinkovoimalla.
– Valtio näkee, että Suomi tulee olemaan yksi suuria vedyn tuottajia Euroopassa. Meillä on myös vahva kemianteollisuus, paljon tuulivoima- ja aurinkoenergiatuotantoa ja sähkön jakeluverkosto hyvällä mallilla, professori Tanja Kallio Aalto-yliopistosta kertoo Verkkouutisille.
Palaessaan vety tuottaa vain vesihöyryä, joten vedyn hyödyntämisestä on apua ilmastonmuutoksen hillitsemisessä.
–Edessä on siirtymä kausiluontoiseen uusiutuvaan energiantuotantoon. Tuuli- ja aurinkovoimaan tarvitaan varastointikapasiteettia, ja vedyllä voi olla tässä rooli, Kallio kertoo.
Hänen mukaansa raskaan liikenteen sähköistäminen akuilla on hankalaa, jolloin vety sopisi paremmin energianlähteeksi. Polttokennoautoja on ollut jo pitkään. Meriliikenteestäkin voi tulla jatkossa merkittävä vedyn hyödyntäjä.
Vihreän vedyn hankkeisiin Suomessa on suunnitteilla jo miljardien investoinnit, esillä ovat olleet muun muassa amerikkalaisen Plug Powerin suunnitelmat. Vety kiinnostaa laajaa joukkoa yrityksiä, jotka ovat mukana Hydrogen Cluster Finland -verkostossa.
Aalto-yliopistoon perusteilla innovaatiokeskus
Aalto-yliopiston yhteyteen on perusteilla vetyinnovaatiokeskus, joka ratkoo vedyn tuotantoon, siirtoon ja varastointiin liittyviä ongelmia. Opetus- ja kulttuuriministeriö on antanut keskukselle kahden miljoonan euron alkurahoituksen, ja rinnalle etsitään yritysrahoitusta.
Tanja Kallio kuuluu uuden keskuksen johtokolmikkoon, ja hänen mukaansa keskukselle on selvä tarve.
– Vetytutkimuksessa on pulaa osaajista, ja teollisuuden mielenkiinto on suurta. Meillä on pitkät perinteet vetytutkimuksessa, mutta tutkijat ovat hajaantuneet eri puolille Aalto-yliopistoa. Halusimme koota heidät saman sateenvarjon alle. Alalla tarvitaan uudenlaisia, laaja-alaisia vetyteknologian osaajia.
Vetyinnovaatiokeskuksen johtajana toimii professori Mika Järvinen Insinööritieteiden korkeakoulusta. Kemian tekniikan korkeakoulua edustavan Kallion lisäksi johtokolmikkoon kuuluu myös professori Marko Hinkkanen Sähkötekniikan korkeakoulusta. Keskuksen toiminta alkaa täydellä teholla ensi vuonna.
Tavoitteena on kouluttaa erikoisasiantuntijoiksi sekä kotimaisia että ulkomaisia osaajia, joiden toivotaan jäävän Suomeen töihin.
Tuotannossa riittää vielä ratkottavaa
Tanja Kallio kehittää parhaillaan tutkijaryhmänsä kanssa uusia menetelmiä vedyntuotantoon. Kun vihreää vetyä tuotetaan vedestä tuuli- tai aurinkovoimalla, siihen tarvitaan elektrolyyserilaitetta, jossa katalyytit auttavat sähköenergiaa hajottamaan veden vedyksi ja hapeksi. Katalyytteina on käytetty jalometalleja, kuten platinaa, missä on omat vaikeutensa.
– Platinan saatavuudessa on ongelmia. Jalometallia käytetään muillakin kemian sektoreilla, eikä saatavuus riitä tyydyttämään tarvetta, joka nousee elektrolyyserilaitteiden tuotannosta. Elektrolyysereiden kapasiteetti tulee jopa 250-kertaistumaan vuoteen 2030 mennessä. Kapasiteetin kasvu on niin valtava, että sitä on mahdotonta tyydyttää platinavarannoilla, Tanja Kallio kertoo viitaten kansainvälisen energiajärjestön IEA:n tilastotietoihin.
Kallion ryhmä tutkii platinan entistä tehokkaampaa hyödyntämistä.
– Voidaan käyttää samaa jalometallia mutta pienempi määrä. Kehitämme nanoteknologian ratkaisuja, joissa hyödynnetään platinapinta tehokkaasti ilman partikkelikasaumia. Voidaan käyttää myös rauta- ja nikkelipohjaisia katalyyttejä, jotka eivät kuitenkaan ole yhtä tehokkaita kuin platina, Kallio sanoo.
Platinan suurimpiin tuottajiin kuuluvat Etelä-Afrikka ja sotaa käyvä Venäjä. Suomessakin tuotetaan platinaa Sodankylän Kevitsassa (joka on myyty ruotsalaiselle Bolidenille), sekä Tornion ja Koillismaan alueilla.
Siirrossa ja varastoinnissa haasteita
Maassamme on jo valmis maakaasun kuljetusverkosto, mutta sitä ei välttämättä voi hyödyntää vedyn siirrossa sellaisenaan.
– Vety on pienimolekyylisempi kaasu kuin maakaasu, ja on arvoitus, mitä muutoksia vedyn siirtäminen vaatii, Kallio toteaa.
Ratkaisematta on vielä muitakin vedyn siirtoon ja varastointiin liittyviä kysymyksiä. Vety on räjähdysaltis kaasu, joka esiintyy molekyylisenä tai sitoutuneena toiseen aineeseen.
– Vedyn varastoinnissa tutkitaan kallioluolaratkaisuja ja varastoja, joissa vetyä säilytettäisiin valmisteena, kuten synteettisenä metaanina tai ammoniakkina, Kallio jatkaa.
Hänen mukaansa energiahäviötä tulee sekä vedyn sitouttamisessa että vapauttamisessa.
EU:lla kova tavoite
EU:n tavoite on, että viidesosa jäsenmaiden energiatarpeesta katettaisiin vihreällä vedyllä vuoteen 2050 mennessä. Miten realistinen tämä tavoite on?
– Onhan se kova tavoite, mutta jos vedyn varastointiin ja kuljetukseen liittyvät ongelmat saadaan ratkottua, se ei ole aivan mahdoton, Kallio arvioi.
Vetyä on hyödynnetty kauan muun muassa lannoitteiden valmistukseen ja öljynjalostukseen.
Vetyä valmistettiin aiemmin maakaasusta erottamalla. Tuotantotapa on saastuttava, ja näin valmistettua vetyä onkin kutsuttu harmaaksi vedyksi.