Vedyllä on mer­kit­tävä rooli vih­reässä siir­ty­mässä

Ilmas­ton­muu­tok­sen tor­ju­mi­seksi tar­vi­taan uusia tapoja tuottaa ener­giaa. Fos­sii­li­sia polt­toai­neita kor­va­taan uusiu­tu­villa, joista vety herät­tää laajaa mie­len­kiin­toa. Oilo­nilla on vedyn­pol­tosta koke­musta yli kol­men­kym­me­nen vuoden ajalta.

Vaikka vety on maa­il­man­kaik­keu­den yleisin alkuaine, sitä ei luon­nol­li­sessa muo­dos­saan esiinny maa­pal­lolla sel­lai­se­naan. Vetyä voidaan val­mis­taa esi­mer­kiksi fos­sii­li­sista polt­toai­neista tai hajot­ta­malla vettä elekt­ro­lyyt­ti­sesti sähkön avulla. Vetyä syntyy sivu­tuot­teena myös monissa kemial­li­sissa pro­ses­seissa. Yli 95 pro­sent­tia käy­te­tystä vedystä tuo­te­taan tällä het­kellä fos­sii­li­sista polt­toai­neista ja loput pää­asiassa säh­köllä elekt­ro­lyyt­ti­sesti vedestä. Elekt­ro­lyy­sillä toteu­tet­ta­van säh­köstä vedyksi -​tuotantoprosessin hyö­ty­suhde on tyy­pil­li­sesti 60–70 %. Jos tuo­tettu vety on muun­net­tava käyt­tö­koh­teessa takai­sin säh­köksi, putoaa pro­ses­sin koko­nais­hyö­ty­suhde 30 %:n luok­kaan. Vety ei tästä syystä ole tehokas rat­kaisu kor­vaa­maan suoraa sähkön käyttöä.

Uusiu­tu­valla säh­köllä tuo­tet­tua vetyä kut­su­taan vih­reäksi vedyksi sen ympä­ris­töys­tä­väl­li­syy­den vuoksi. Vihreää vetyä tar­vi­taan tule­vai­suu­dessa todella paljon. Jo pelkän nykyi­sen fos­sii­li­sen vedyn­tuo­tan­non kor­vaa­mi­nen vih­reällä vedyllä vaatii yli koko EU:n vuo­tui­sen säh­kön­ku­lu­tuk­sen 4000 TWh verran sähköä (noin 160 000 uutta isoa 6MW tuu­li­voi­ma­laa). Tästä on hyvä aloit­taa.

Ilmas­ton­muu­tok­sen tor­ju­mi­seksi on kui­ten­kin käy­tet­tävä kaikki keinot. Kaik­kialla maa­il­massa on mer­kit­tä­viä suun­ni­tel­mia vihreän vedyn tuot­ta­mi­seksi. Euroo­pan komis­sio arvioi, että Euroo­passa inves­toi­daan uusiu­tu­vaan vetyyn 470 mil­jar­din euron verran seu­raa­van kolmen vuo­si­kym­me­nen aikana.

Vedyllä nähdään vih­reässä siir­ty­mässä mer­kit­tä­vää poten­ti­aa­lia toimia ener­gia­va­ras­tona, jolla tasa­taan uusiu­tu­vista ener­gia­läh­teistä tulevia tuo­tan­to­piik­kejä. Toisin sanoen hajau­te­tuista aurinko-​ ja tuu­li­voi­ma­loista ajoit­tain syn­ty­vää yli­jää­mä­säh­köä käy­te­tään vihreän vedyn tuot­ta­mi­seen, jota puo­les­taan hyö­dyn­ne­tään varas­tona.

Vedyn polton eri­tyis­piir­teet ja sovel­luk­set

– Oilo­nilla on yli 30 vuoden kokemus vetyä sisäl­tä­vien polt­toai­nei­den pol­tosta. Meillä on useita eri­lai­sia vedylle sovel­tu­via pol­tin­mal­leja, kertoo Oilonin Chief Tech­no­logy Officer Joonas Kat­te­lus.

Polt­toai­neen vety­pi­toi­suu­den jää­dessä alle 20 %:iin kaikki Oilonin kaa­sun­polt­toon suun­ni­tel­lut polt­ti­met toi­mi­vat sel­lai­se­naan. Vety­pi­toi­suu­den ollessa välillä 20–70 %, polt­ti­men suu­tin­ra­kenne vaatii eri­kois­mi­toi­tusta. 70–100 %:n vety­pi­toi­suuk­silla tai vety­pi­toi­suu­den vaih­del­lessa tar­vi­taan yleensä vedyn polt­toon suun­ni­teltu koko­nais­rat­kaisu.

100-​prosenttinen vety eroaa maa­kaa­susta siten, että sen tiheys ja ener­gia­pi­toi­suus ver­rat­tuna tila­vuu­teen ovat pie­nempi. Puhdas vety syttyy hel­posti ja palaa erit­täin inten­sii­vi­sesti kuu­malla lie­killä. Vedyn syöttö liek­ki­vyö­hyk­kee­seen täytyy tehdä niin, ettei­vät polt­ti­men suut­ti­met ja raken­teet vau­rioidu. Myös vedyn oikean­lai­nen vir­taus­no­peus ja suun­taus on tärkeää. Esi­se­koit­ta­via polt­to­rat­kai­suja ei voida puhtaan vedyn tapauk­sessa hyö­dyn­tää. Vedyn herkän syt­ty­mi­sen takia tur­val­li­suus nousee eri­tyi­sen tär­ke­ään rooliin. Kaa­su­put­kis­toissa pitää olla mah­dol­li­suus huuh­te­luun pala­mat­to­malla kaa­sulla. Kun poltin sam­mu­te­taan, put­kisto tyh­jen­ne­tään vedystä tyy­pil­li­sesti typen avulla.

Vedyn käyttö polt­toai­neena

– Oilon on suun­ni­tel­lut ja toi­mit­ta­nut satoja polt­ti­mia eri­lai­sille vety­seok­sille eri puo­lille maa­il­maa. Käy­tet­tä­vät vety­pi­toi­suu­det vaih­te­le­vat nol­lasta aina 100 pro­sent­tiin asti. Vuosien var­rella olemme ker­ryt­tä­neet kat­ta­van osaa­mi­sen, joten meillä on hyvät val­miu­det hyö­dyn­tää vetyä pol­tin­pol­tossa, Kat­te­lus toteaa.

Tyy­pil­li­nen vedyn polton käyt­tö­kohde on kor­keita tuo­tan­to­läm­pö­ti­loja vaativa metal­li­teol­li­suus. Toinen vetyä ener­gia­läh­teenä käyt­tävä toi­miala on kemian­teol­li­suus, jossa vetyä syntyy pro­ses­sin sivu­tuot­teena. Öljyn­ja­los­ta­moille Oilon on toi­mit­ta­nut useita pro­jek­teja jalos­ta­mo­kaa­suille, joissa kaasun koos­tu­mus ja samalla vety­pi­toi­suus vaih­te­lee voi­mak­kaasti.

Teräs­teol­li­suu­dessa käy­te­tään usein ener­gian­läh­teenä pro­ses­sissa syn­ty­vää vetyä sisäl­tä­vää kok­saa­mo­kaa­sua (COG) ja mata­lam­man vety­pi­toi­suu­den masuu­ni­kaa­sua (BFG). Hank­keita on toteu­tettu myös erit­täin mata­lilla pääs­tö­ta­soilla. Oilo­nilla on myös paljon koke­musta kau­pun­ki­kaa­su­jen pol­tosta. Kau­pun­ki­kaa­sun vety­pi­toi­suus vaih­te­lee tuo­tan­to­pro­ses­sista riip­puen ulot­tuen jopa 70 pro­sent­tiin.