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. Kaikki tarvittava vety siis tuotetaan. 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 tuulivoimalaloista ajoittain syntyvää ylijäämäsähköä käytetään vihreän vedyn tuottamiseen, jota puolestaan hyödynnetään varastona. Vedyn hyödyntämisellä nähdään erityistä potentiaalia myös logistisissa sovelluskohteissa, jotka ovat vaikeimpia sähköistää, kuten lento ja meriliikenteessä, sekä monissa teollisuusprosesseissa, joissa tarvitaan korkeita prosessilämpötiloja.

Suurin osa tuotetusta vedystä käytetään nykyisin raaka-aineena kemiallisissa prosesseissa kuten esimerkiksi öljynjalostuksessa. Se on kuitenkin myös erinomainen polttoaine joko puhtaana tai seoksissa.

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.

50 % vetysovellus.

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 % vetysovellus.

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. Öljyn jalostamoille 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. – Teknisesti ottaen vety on meille vain yksi polttoaine toisten joukossa. Se on erinomainen polttoaine, kunhan vedyn erityispiirteet vain huomioidaan suunnittelussa, Kattelus toteaa.