view updated

Vetyautojen ylistys on fysiikan tosiasiat sivuuttavaa humpuukia, sanovat kriitikot – HS selvitti, mikä vetyhehkutuksessa on totta ja mikä katteetonta hypeä

Anni Lassila

https://www.hs.fi/talous/art-2000007982651.html, 18.5.2021

Vetyautojen ylistys on fysiikan tosiasiat sivuuttavaa humpuukia, sanovat kriitikot HS selvitti, mikä vetyhehkutuksessa on totta ja mikä katteetonta hypeä

Vihreä vety voi vähentää Suomen hiilidioksidipäästöjä valtavasti, mutta se ei johdu autoista eikä polttokennoista. Päästötöntä sähköä ja vetyä tuottavia laitoksia tarvitaan joka tapauksessa valtavia määriä.

Anni Lassila HS

17.5. 16:52 | Päivitetty 18.5. 11:55

VETYTALOUS tulee juuri nyt vastaan kaikkialla, etenkin jos seuraa työkseen taloutta ja teollisuutta. Eurooppa pyrkii nollaamaan hiilidioksidipäästönsä. Se edellyttää, että sähkö ja polttoaineet tuotetaan vähäpäästöisistä energianlähteistä.

Uusiutuvalle tuuli- ja aurinkosähkön tuotannolle on kuitenkin ominaista tuotannon suuri vaihtelu, ja siksi sähköä pitäisi pystyä varastoimaan ja siirtämään jotenkin. Vihreän vedyn uskotaan toimivan jatkossa tuona energiavarastona akkujen ohella.

Vihreää vetyä tuotettaisiin elektrolyysillä, jossa vesi hajotetaan päästöttömästi tuotetun sähkön avulla hapeksi ja vedyksi. Käyttämällä vetyä esimerkiksi polttokennoissa se on mahdollista muuttaa takaisin sähköksi. Vedystä voi valmistaa myös nestemäistä polttoainetta.

VETYHEHKUTUS on saanut jotkut kokeneet energiateknologian asiantuntijat näkemään punaista.

Kriitikot muistuttavat toimitukselle lähettämissään viesteissä fysiikan tosiasioista, kuten hyötysuhteista ja tehohäviöstä. Polttokennot ja vedyn hyödyntäminen eivät ole uusia keksintöjä, vaan niitä on tutkittu pitkään.

Teknologian tutkimuskeskus VTT:ssä vetyyn liittyvää teknologiaa tutkitaan koko ajan. HS kävi läpi VTT:n asiantuntijoiden kanssa, mikä vetyhypessä kannattaa ottaa vakavasti ja mihin kannattaa suhtautua varauksella. Asiantuntijoiden mukaan vihreällä vedyllä on mahdollista vähentää päästöjä ainakin viidellä eri tavalla.

1. Teollisuuden käyttämän vedyn korvaaminen vihreällä vedyllä leikkaisi kaksi prosenttia päästöistä

ASIANTUNTIJOIDEN mukaan järkevintä olisi aloittaa korvaamalla vihreällä vedyllä teollisuuden jo nykyään käyttämää vetyä.

Pelkästään Suomessa vetyä tuotetaan noin 150 000 tonnia vuodessa. Siitä yli 99 prosenttia tehdään maakaasusta, öljystä tai hiilestä.

Esimerkiksi maakaasusta vetyä saadaan höyryreformoinnilla, jossa kaasun sisältämä hiili hapetetaan. Syntyvä hiilidioksidi vapautuu ilmaan.

Vedyn ylivoimaisesti suurin käyttäjä on Nesteen Porvoon-jalostamo. Toiseksi suurin käyttäjä on metsäyhtiö UPM:n mäntyöljystä uusiutuvaa dieseliä valmistava laitos Lappeenrannassa.

”Fossiilisen vedyn korvaaminen puhtaalla vedyllä soveltuvin osin olisi hyvä lähtökohta. Suomen nykyisestä vedyn tuotannosta aiheutuu yli miljoona tonnia hiilidioksidipäästöjä, joka on runsaat kaksi prosenttia kaikista päästöistä”, sanoo tutkimusryhmän vetäjä Olli Himanen VTT:stä.

Toistaiseksi ongelma on vihreän vedyn kallis hinta verrattuna fossiiliseen vetyyn. Mutta teknologiat kehittyvät, ja sääntely voi muuttaa kilpailuasetelmia.

Haasteena on myös uusiutuvan sähkön riittävyys. Pelkästään teollisuuden käyttämän vedyn korvaaminen vihreällä vedyllä vaatisi Himasen mukaan päästötöntä sähköä noin yhdeksän terawattituntia vuodessa eli Suomen kaikkien nykyisten tuulivoimaloiden tuotannon.

Sähköä käytetään kaiken kaikkiaan Suomessa vajaat 90 terawattituntia vuodessa.

2. Hiilen korvaaminen teräksen tuotannossa poistaisi suuren päästölähteen

TERÄSTEOLLISUUDESSA etsitään kiivaasti keinoja vähentää päästöjä. Yksi ratkaisu on vety. Teräsyhtiö SSAB aikoo korvata vähitellen nykyiset koksia käyttävät masuunit vetyä käyttävällä pelkistysprosessilla ja valokaariuuneilla.

Rautamalmi pelkistetään nykyään hiiltä sisältävällä koksilla, joka sitoo malmin sisältämästä rautaoksidista hapen. Sivutuotteena syntyy paljon hiilidioksidia. Yksin SSAB:n Raahen-terästehdas tuottaa noin seitsemän prosenttia koko Suomen hiilidioksidipäästöistä.

Vetyä käyttävässä pelkistyksessä sivutuotteena syntyy vettä.

Terästeollisuuden muuttaminen vetyä käyttäväksi vaatii paljon vihreää vetyä ja sen tuottaminen suuren määrän päästötöntä sähköä.

3. Vedyllä voisivat toimia polttokennoautot

”VEDYN käyttämistä henkilöautojen polttoaineena on korostettu yleisessä keskustelussa paljon, vaikka se on vedyn käyttökohteista sieltä huonoimmasta päästä”, sanoo tutkimusryhmän vetäjä Marko Paakkinen VTT:ltä.

Paakkisen mukaan ainakin henkilöautoissa ja kaupunkibusseissa tulevaisuuden ratkaisu on hyvin todennäköisesti sähkö eikä vetyä käyttävä polttokenno.

Syitä on ainakin kolme:

Kun sähkö ladataan akkuun, joka pyörittää auton moottoria, hyötysuhde on ylivoimaisesti parempi kuin jos sähköllä tuotetaan ensin vetyä, joka sitten poltetaan auton polttokennoissa.

Vetyautossa sähkön sisältämästä energiasta 68 prosenttia menetetään ennen kuin auton pyörät pyörivät. Osa tästä häviöstä on tosin mahdollista käyttää hyväksi esimerkiksi elektrolyysilaitoksesta talteeen otettavana kaukolämpönä tai talvella auton lämmittämiseen.

Vedyn jakeluverkosto olisi toisaalta kallis rakentaa.

Paakkisen mukaan myös monet sähköautoihin liittyvät ongelmat, kuten pula akkujen raaka-aineista, tullaan ratkaisemaan.

”Akut kehittyvät vauhdikkaasti lähivuosina niin energia- ja tehotiheyden, tuotantokustannusten, eettisen ja kestävän tuotannon kuin kriittisten materiaalienkin osalta. Autoteollisuus laittaa ehdottomasti suurimmat panokset nyt sähköautoihin”, Paakkinen sanoo.

Polttokennoilla voi Paakkisen mielestä olla paikka raskaassa liikenteessä.

4. Vedystä voisi valmistaa synteettisia polttoaineita

VIHREÄSTÄ VEDYSTÄ on mahdollista valmistaa yhdessä hiilidioksidin kanssa hiilivetyjä ja niistä ihan tavallisia nestemäisiä polttoaineita.

Näillä niin sanotuilla synteettisillä tai sähköpolttoaineilla, samoin kuin biomassasta valmistettavilla dieselillä ja kerosiinilla, voi tutkijoiden mukaan olla käyttöä erityisesti lento- ja laivaliikenteessä. Pitkän matkan lentojen tai rahtilaivojen sähköistäminen ei ole vielä pitkään aikaan näköpiirissä.

Valtamerilaivoissa polttoaineen pitää olla yleensä nestemäisessä muodossa, jotta se on mahdollista kuljettaa riittävän pienessä tilassa.

”Nestemäiset polttoaineet ovat energiatiheyden kannalta tehokkaita. Laivaliikenteessä tutkitaan myös esimerkiksi vedystä ja typestä valmistetun ammoniakin ja metanolin käyttöä polttoaineena”, Paakkinen sanoo.

5. Vety voisi tasapainottaa sähköjärjestelmää

SÄHKÖJÄRJESTELMÄN tasapainottaminen vedyllä on mahdollista. Tällaisessa tasapainottamisessa vetyä tuotetaan ensin sähköllä varastoon. Kun sähköstä on pulaa, varastoidusta vedystä tuotetaan sitten polttokennoilla jälleen sähköä.

Menetelmän ongelma on kallis hinta. Energiaa myös häviää matkan varrella enemmän kuin jos sähkö varastoitaisiin akkuihin.

Olli Himasen mukaan muuhun käyttöön vetyä tuottavat elektrolyysilaitteistot voisivat tasapainottaa järjestelmää niin, että ne toimivat pienellä teholla silloin kun sähköstä on pulaa ja täydellä teholla kun sähköä on ylen määrin.

Tehokkuutta parantaisi myös, jos elektrolyysissä syntyvä hukkaenergia eli lämpö saataisiin hyötykäyttöön.

”Järjestelmiä pitäisi kehittää kokonaisuutena”, Himanen sanoo.

Vaikka vedyn käyttökohteista vain osa toteutuisi, kysyntää on tiedossa valtavasti. Tällä hetkellä kysyntä esimerkiksi elektrolyysilaitteistoista on niin kiivasta, että hinnat ovat nousseet. Tulevaisuudessa ne varmasti laskevat.

Kaksi asiaa onkin hypetyksestä huolimatta Paakkisen mukaan selvää:

”Uusiutuvaa sähköntuotantoa ja vedyn valmistamiseen käytettäviä elektrolyysilaitoksia tarvitaan valtavia määriä. Sitä ei kenenkään kannata enää kyseenalaistaa.”