Tuulivoima mahdollistaa Suomen kehittymisen Euroopan johtavaksi vetytaloudeksi

Vety on tunnettu energian kantajana jo yli kahdensadan vuoden ajan ja se on olennainen osa teollista toimintaa. Nyt vetytalous nähdään myös yhtenä tulevaisuuden energiajärjestelmän kulmakivistä. Uusiutuvalla ja päästöttömällä energialla tuotetulla vedyllä voidaan myös vaikuttaa hiilineutraaliuden saavuttamiseen teollisuudessa, sillä päästöttömästi valmistettu vety mahdollistaa vihreän teräksen ja kemikaalien tuotannon. Lisäksi uusiutuvalla ja päästöttömällä energialla tuotettua vetyä voidaan käyttää liikenteen polttoaineena tai sitä voidaan hyödyntää synteettisten polttoaineiden valmistukseen yhdessä esimerkiksi biogeenisen hiilidioksidin kanssa.

Suomen Vetyklusteri perustettiin edistämään vetytaloutta Suomessa vuonna 2021, jolloin mukana oli 36 yritystä ja 5 teollisuusliittoa. Nyt jäsenyrityksiä on jo yli 80. Vetyklusterin toiminta on erittäin aktiivista Suomessa ja herättää paljon kiinnostusta myös kansainvälisesti. Suomelle tärkeitä yhteistyökumppaneita vetytalouden edistämisessä ovat erityisesti muut pohjoismaat, tärkeimpänä Ruotsi ja Viro erityisesti yhteisten projektien kautta, sekä Saksa, joka tulee tarvitsemaan teollisuuden vihreään siirtymään merkittäviä määriä vetyä myös ulkomailta.

Suomella on merkittävän tuulivoimapotentiaalin ansiosta mahdollisuudet tuottaa yli 14 prosenttia EU:n päästöttömästä vedystä vuonna 2030. Tuodakseen esille Suomen mahdollisuuksia ja kertoakseen tarvittavista toimenpiteistä Vetyklusteri julkaisi kesäkuussa vetytalousstrategian “Suomi: Johtava vetytalouden ekosysteemi Euroopassa vuonna 2035”. Lisäksi Suomella on kova tavoite olla hiilineutraali jo vuonna 2035, ja vetytaloudella on tämän tavoitteen saavuttamisessa merkittävä rooli.

Myös muu Eurooppa tavoittelee hiilineutraaliutta

Käytännössä fossiiliset polttoaineet täytyy korvata puhtaalla sähköllä sekä vedyllä ja sen johdannaisilla. Myös monissa teollisuuden prosesseissa fossiilisia raaka-aineita voi korvata vedyllä. Siirtymä tulee kuitenkin vaatimaan mittavia investointeja erityisesti infrastruktuuriin, energian- ja vedyntuotantoon sekä puhtaiden raaka-aineiden jalostamiseen. On ennustettu, että vetysiirtymä voi tuottaa globaalisti lähes 3 triljoonan euron markkinan vuoteen 2050 mennessä. On myös todennäköistä, että energiaintensiivinen teollisuus hakeutuu jatkossa nimenomaan niihin maihin, joissa puhdasta sähköä ja vetyä on tarjolla kilpailukykyisimpään hintaan. Suomen kilpailuetuna on mittava puhdas sähköntuotanto ja sen erittäin kilpailukykyinen hinta. Suomessa tuulivoiman tuotantokustannukset ovat jopa yli 30 % verrokkimaita matalammat.

Globaali vetytalous avaa valtavia liiketoimintamahdollisuuksia ja houkuttelee suuria investointeja. Vety tulee olemaan keskeinen tekijä Euroopan pyrkiessä hiilineutraaliuteen, minkä vetyklusterin yritykset ovat jo tunnistaneet ja ryhtyneet toimeen.

Suomi on etulyöntiasemassa

Vetytalousstrategiassa esitettyjen laskelmien mukaan Suomen vedyntuotanto voi 2035 olla 100 TWh. Näin merkittävä kasvu tuottaisi 34 miljardia euroa lisäarvoa Suomen taloudelle ja synnyttäisi yli 100 000 uutta työpaikkaa. Vetytalous luo Suomeen hyvinvointia myös vähentämällä riippuvuutta tuonnista useilla teollisuuden aloilla ja vahvistamalla omavaraisuutta ja huoltovarmuutta.

Suomi on etulyöntiasemassa: meillä on vakaa yhteiskunta, hyvin suunniteltu infrastruktuuri, Euroopassa kilpailukykyinen hinta puhtaalle verkkosähkölle, hyvä tuuli- ja aurinkovoiman suhde sekä valtavasti potentiaalia molempien lisärakentamiseen. Vetyä voidaan käyttää sähkön varastointiin, kun sähköä on ajoittain ylimäärin. Jos sähköstä on pulaa, vetyä voidaan muuttaa takaisin sähköksi.

Suomen muita vahvuuksia ovat vahva teknologiaosaaminen ja digitaaliset ratkaisut, laaja teollinen osaaminen ja prosessien tehokkuus, puhdas vesi ja biogeeninen (bioperäinen eli bioenergiantuotannosta tai metsäteollisuuden prosesseista syntyvä) hiilidioksidi. Lisäksi meillä on erinomaiset edellytykset sektorikytkennälle esimerkiksi hyödyntämällä vedyntuotannossa syntyvä lämpö tehokkaasti kaukolämmöntuotannossa. Suomella on lisäksi vahva ja luotettava sähköverkko, mikä osaltaan varmistaa vakaan ja turvallisen investointiympäristön.

Koulutukseen ja osaamisen kehittämiseen on satsattava jo nyt

Vedyn – kuten tuulivoimankin – tuotannolle on tärkeää, että investoinnit saadaan nopeasti liikkeelle, eivätkä ne jää käsittelyjonoihin odottamaan lupaprosessien etenemistä. Vetytalous nostaa puhtaan sähkön kysynnän aivan uudelle tasolle, joten myös sähkön tuotantoa ja siirtoyhteyksiä koskevat investoinnit pitää saada etenemään vauhdilla. Tämä edellyttää koko
luvitusprosessin tehostamista.

Myös uusi hallitusohjelma korostaa Suomen mahdollista roolia puhtaan energian suurvaltana. Aika ryhtyä toimeen on nyt, sillä kiihdytys vetytalouden johtajaksi vaatii tehokasta yhteistyötä yli toimialojen. Myös koulutukseen ja vetyyn liittyvän osaamisen kehittämiseen on satsattava, sillä pula vetytalouden osaajista voi hidastaa alan kehittymistä merkittävästi.

Toimeen on onneksi jo ryhdytty ja Suomessa on laitettu liikkeelle useita vetyhankkeita. Suomesta investointikohteena ovat kiinnostuneita myös ulkomaiset toimijat.

Vetytalous tarjoaa Suomelle mahdollisuuden ottaa selkeä rooli eurooppalaisen energiapolitiikan johtajana ja perustaa se uuteen markkinaehtoiseen vetytalouteen, jossa olemme vakaa ja yhteistyökykyinen toimija. Roolimme ja historiamme yhteiseen EU-politiikkaan sitoutuneena toimijana tukee neuvottelutavoitteitamme vetymarkkinan rakentamisesta koko Itämeren ympärille. Kunnianhimoinen, mutta realistinen tulevaisuudenkuva on otettava osaksi teollisuuspoliittista ajatteluamme – vaikka varsinainen voittaja onkin ilmastopolitiikka.

Vetyturvallisuus varmistetaan varautumalla

Vihreän vedyn käyttö tulevaisuudessa edellyttää uudenlaisen infrastruktuurin kehittämistä, kuten tuotantolaitoksien sijoittelua, varastointiratkaisuja, kuljetus- ja siirtoverkostoja ja tankkausasemia. Vedyn tuotantoon, ja käyttöön ja laitehuoltoon tarvitaan myös koulutusta ja osaavia ammattilaisia. Vetytalouden kehittyessä on hyvä tiedostaa, että vihreä vety on syttymis- ja räjähdysherkkä kaasu, joka on hankala havaita, sillä se on hajuton, mauton ja väritön, myös palaessaan.

Vaikka vihreä vety tarjoaa ihmiskunnalle monia tärkeitä etuja ja mahdollisuuksia ilmastonmuutoksen hillitsemiseen, tuoteparannuksiin ja energian varastointiin, siihen liittyy myös joitain riskejä ja haasteita. Vetysiirtymä tuo mukanaan erityisten käytäntöjen ja standardien tarpeita turvallisuuden varmistamiseksi. Kiwa Inspectan asiantuntijan Pertti Auerkarin mukaan riskeihin ja haasteisiin voidaan kuitenkin varautua ja ennaltaehkäistä ikäviä tapahtumia.

”Vedyn tuotannossa, siirrossa ja käytössä on nojattu yleisesti amerikkalaisen öljyteollisuuden luomiin painelaite- ja putkistostandardeihin ja -ohjeisiin, sillä esimerkiksi vastaava vetyputkistojen eurooppalainen suunnittelustandardi on vielä tekeillä. Säännösten osittaisten puutteiden vuoksi tulkinnoissa voi olla kansallisia eroja esimerkiksi Saksan ja Suomen kesken. Harmonisointi alalla on yhä keskeneräistä,” Auerkari toteaa.

Vedyntuotannon turvallisuusriskien vuoksi tarvitaan päällekkäisiä varojärjestelmiä. Vety on erittäin kevyt kaasu, joka haihtuu helposti ilmakehään avoimissa tai muuten hyvin tuuletetuissa tiloissa. Se on kuitenkin erittäin helposti syttyvää. Suljetuissa tai huonosti ilmastoiduissa tiloissa palovaara on ilmeinen.

”Vetyliekki palaa lähes värittömänä ja on huomaamaton, vaikka sen lämpötila on peräti 2000 astetta. Vetypaloa ei voi havaita etäältä eikä se juuri säteile lämpöäkään. Antureiden
on oltava herkkiä ja vedylle suunniteltuja, jotta vetyvuodot ja -liekit voidaan luotettavasti havaita”, Auerkari painottaa.

Tuotantolaitosten käytön ja ylläpidon henkilöstöllä on oltava todennettu pätevyys ja lupa vetylaitoksessa työskentelemiseen. Henkilöstön on normaalin toiminnan lisäksi tiedettävä, miten toimia vedyn vuoto-, palo- ja räjähdystilanteissa. Toiminta- ja hätäsuunnitelmien ja -ohjeiden tulee olla selkeät ja kaikki työntekijät koulutettu niiden noudattamiseen.

Vetylaitoksessa liikkumista rajoitetaan

”Vetylaitoksille menoa vältetään ja niitä käytetään pääasiassa etäohjauksella. Jos ihmisen on sinne mentävä, varotoimena on käytetty niinkin yksinkertaista keinoa kuin puukeppiä. Vetyvuoto tai -palo havaitaan, kun virtaus tai lieska iskee edellä heilutettavaan puukeppiin ennen kuin ehtii aiheuttaa vahinkoa”, Auerkari toteaa.

Ajanmukaiset vuoto- ja liekki-ilmaisimet ovat silti ensisijaisia, ja teknologian kehitys on parantanut niiden herkkyyttä ja tarkkuutta havaita poikkeamat ajoissa. Auerkari ei kuitenkaan koe suurinta turvallisuushuolta teollisista tuotantolaitoksista, sillä niiden turvalliset käytännöt ovat pitkälti olemassa ja Tukes valvoo ja päivittää niitä koskevia ohjeistuksiaan.

”Enemmänkin näkisin riskejä, kun tai jos vedyn käsittely hajautuu laajaan käyttöön esim. kotitalouksien kulkuneuvoissa ja tankkausasemilla. Silloin vedyn läheisyydessä on paljon enemmän toimijoita ja ihmisiä. Huolta keventää tällä hetkellä, ettei vety ole vielä lyönyt läpi henkilöautojen polttoaineena. Toki joka tapauksessa jakeluasemat ja autot pyritään varmasti rakentamaan riskejä minimoiden. Myös se, miten ylläpidon pätevöityjä vetyosaajia riittää pienessä maassa on ajattelemisen aihe turvallisuuden kannalta”, Auerkari pohtii.

Vetysiirtymä luo uudenlaista infrastruktuuria

Tuotannon lisäksi vedyn varastointi ja kuljetus edellyttävät usein korkeita paineita tai alhaisia lämpötiloja, mikä lisää teknisiä riskejä ja vaatii erityisiä turvatoimia. Vetykuljetuksia liikkuu maanteillä jo nyt, mutta varsin pieniä määriä kerrallaan.

”Tuotannon lisääntyessä teknologia kehittyy, mutta vedyn siirtämiseen tarvitaan teräsputkistoa ja säiliöitä, jotka lisäävät myös vuotojen riskiä. Laitosten ja niiden osien sijoittelu on yksi tärkeä turvallisuustekijä. Kun mahdollista, vetyä pyritään tekemään paikallisesti lähellä käyttökohdetta, jolloin sen siirtämisen ja varastoinnin tarve vähenee”, Auerkari kertoo.

Kasvu luo mahdollisuuksia myös vetyturvallisuuden kehittämiseen. Tekoälyn ja etävalvonnan avulla on mahdollista hallita vedyn tuotantoa ja käyttöä reaaliaikaisesti ja turvallisesti. Teknisen osaamisen lisäksi myös yhteisten säädösten luominen ja noudattaminen sekä yhteistyö eri alojen välillä on tärkeää huomioida jo vetyinnostuksen varhaisessa vaiheessa. Vedyntuotannon kasvaessa ja siitä kilpailtaessa jopa vientituotteena on myös varauduttava vetyonnettomuuksiin, joita voidaan rajoittaa ennakoinnilla ja yhtenäisillä hätäsuunnitelmilla.

Ei sähkön tuhlailulle

On tärkeää, että vihreän vedyn tuotantoprosessit suunnitellaan erityisesti turvallisuusnäkökulma huomioiden, mutta muiltakin osin kestävästi. Vihreää vetyä tuotetaan eniten elektrolyysillä, jossa vesi hajotetaan sähkövirralla vedyksi ja hapeksi. Pertti Auerkarin mielestä on tuhlausta, jos vetyä tuotetaan huonolla hyötysuhteella eli jos tuulivoimasta tuotettua sähköä kuluu kohtuuttoman paljon siihen nähden, mikä määrä sillä saadaan tuotettua vetyä. Yksi suurimmista haasteista vihreän vedyn laajamittaiselle käytölle onkin sen kustannus. Teknologisten innovaatioiden ja kasvun odotetaan kuitenkin laskevan vihreän vedyn tuotantokustannuksia tulevaisuudessa.

Monissa vedyn tuotantoprosesseissa kulutetaan myös vettä, mutta Auerkarin mielestä vesivarannot eivät ole ainakaan Suomessa vaarassa ehtyä. ”Vedyn tuotantovolyymit eivät ole vielä kuvitelmissakaan mitään suurta. Suurin osa tuotantoprosessissa käytetystä vedestä, esimerkiksi polttoaineeksi tuotettu vety, myös palautuu vedeksi ja asettuu kiertoon”.

Kasvava kiinnostus vihreän vedyn tuotantoon luo merkittävästi tutkimus- ja kehitystyötä sekä investointeja alalle. Monet maat ja yritykset ovat sitoutuneet kehittämään vihreän vedyn tuotantokapasiteettia ja luomaan turvallista infrastruktuuria sen käytölle. Uusien tekniikoiden ja innovaatioiden avulla myös riskejä voidaan vähentää.

Kaiken kaikkiaan vetyturvallisuuden hallinta edellyttää monitahoista lähestymistapaa, joka yhdistää säädökset ja standardit, valvovat viranomaiset, turva- ja hälytysjärjestelmät ja uuden teknologian, koulutuksen sekä yleisen tietoisuuden lisäämisen.