Vihreä vety – uusiutuvan energian varastoimiseen

Tuulivoimalla tuotetun sähkön varastointi vetynä

Vihreää vetyä voidaan valmistaa vedestä elektrolyysin avulla. Vesi (H₂O) voidaan pilkkoa elektrolyysin avulla vedyksi (H₂) ja hapeksi (O). Elektrolyysiin tarvitaan myös sähköä, jotta erotteluprosessi voidaan tehdä. Vihreän vedyn tuotannossa käytetään siis tuulisähkön tuottamaa energiaa, lisätään tuotantoon vettä, jolloin on mahdollista erotella talteen vety. Vety voidaan varastoida ja käyttää silloin, kun esimerkiksi tuulivoimaa ei ole tarjolla. Vedyn varastoiminen voisi siis tuoda huomattavasti enemmän sähköä ja myös tasapainoittaa sähkön hintoja. Lisäksi elektrolyysissä syntyy lämpöä, jota on mahdollista hyödyntää kaukolämpönä.

Vety (H₂) on hajuton, väritön ja mauton kaasu, jotka on vapaana alkuaineena harvinainen. Se pitää siis valmistaa. Yleisin vedyn valmistuksen tapa on maakaasun höyryreformointi. Maakaasun metaani reagoi vesihöyryn kanssa ja tuottaa vetyä (H₂) ja hiilimonoksidia (CO), jolla on haitallisia ympäristövaikutuksia. Ympäristöystävällinen tapa saada vetyä on veden elektrolyysi. Puhtaan vedyn polttamisesta ei synny lainkaan päästöjä. 

Uusiutuvaa sähköä muutetaan vedyksi, joka voidaan varastoida ja muuttaa takaisin sähköksi. Prosessissa häviää energiaa, mutta kun myös poltossa syntynyt lämpö hyötykäytetään, tulee  kokonaishyötysuhteeksi noin 60-80%. 

Edellytyksenä edullinen sähkö ja valtion tuet

Vihreän vedyn tuotanto vaatii paljon sähköä, jonka takia sähkön hinta on oleellinen tekijä valmistuksessa. Toinen olennainen tekijä on elektrolyysilaitoksen elinkaarikustannus. Tuotantolaitosten investoinnit ovat korkeita, eikä vedyn tuottaminen ei vielä ole taloudellisesti kannattavaa ilman tukia. “Ilman halpaa uusiutuvaa sähköä ei ole vetytaloutta”. 

Suomen tulisi siis lisätä sähköntuotantoa, nimenomaan uusiutuvan ja edullisen sähkön tuotantoa joka käytännössä tarkoittaa tuulivoimaa. Suomessa tuulivoima on kasvanut viime vuosina merkittävästi, ja kapasiteettia rakentaa uusia tuulivoimapuistoja on edelleen. Haasteena on kuitenkin haitat asuinympäristöissä ja Itä-Suomessa puolustusvoimien tutkat, joihin uudet tuulivoimalat vaikuttaisivat. 

Vihreän vedyn tuotantolaitokset

Suomen ensimmäinen vihreän vedyn tuotantolaitos on parhaillaan käyttöönottovaiheessa Harjavallassa. Tuotantolaitosta rakentaa suomalainen P2X Solutions ja laitoksen on tarkoitus olla toimintakuntoinen vuoden loppuun mennessä. Harjavaltaan rakentuu 20 MW:n suuruinen elektrolyysilaitteisto. Se tuottaa vihreää vetyä uusiutuvalla energialla tuotetun sähkön avulla. Hankkeeseen sisältyy lisäksi metanointilaitos uusiutuvan synteettisen metaanin tuotantoa varten.

Suunnitteilla on myös Joensuun ja Oulun tuotantolaitokset (Lähde, P2X Solutions).

Yhteenvetona: 

• Kun aurinko- ja/tai tuulivoiman tuotanto ylittää sähkön kulutuksen tarpeen, “ylimääräinen” sähkö voidaan käyttää vedyn tuottamiseen. 
• Elektrolyysin avulla voidaan tuottaa vihreää vetyä, joka on ympäristöystävällinen vaihtoehto yleiselle vedyn valmistukselle, josta tulee päästönä hiilidioksidia.
• Vetytalous ja vedyn hyödyntäminen sähkön varastoimisessa edellyttää halpaa sähköä, etenkin halpaa tuulisähköä ja laajaa tuulivoiman kapasiteettia.
• Tuulivoimaloiden laajentaminen Suomessa on mahdollista, mutta se ei tapahdu nopeasti.