Vihreän vedyn tuotanto on keskeisessä roolissa meneillään olevassa energiamurroksessa eli siirtymisessä fossiilisista polttoaineista päästöttömään energiaan. LUTissa on tutkittu vihreän vedyn tuotannon kustannustehokkuutta ja tarvittavia teknologioita Kaakkois-Suomen olosuhteissa. Vihreää vetyä valmistetaan veden elektrolyysiksi kutsutussa prosessissa uusiutuvan sähkön, kuten tuuli- ja aurinkovoiman, avulla. Prosessi ei aiheuta lainkaan päästöjä.
”Tutkimustuloksemme osoittavat, että vihreää vetyä voidaan tuottaa veden elektrolyysillä Kaakkois-Suomessa sähköverkon ulkopuolisessa laitoksessa. Pelkällä tuulivoimalla toimiva järjestelmä on kustannustehokkain tällä vuosikymmenellä. Aurinkosähkö tulee mukaan myöhemmin kustannusten laskun myötä”, sanoo LUTin tutkijaopettaja Antti Kosonen.
”On kuitenkin tärkeää huomata, että vetyä ei ole taloudellisesti kannattavaa tuottaa pelkästään aurinkosähköllä, koska sen kapasiteettikerroin on liian pieni. Tästä syystä olisi oleellista saada ratkaistua Itä-Suomen tutkaongelmat, jotta tuulivoiman rakentaminen alueella laajassa mittakaavassa olisi mahdollista.”
Tilaa Curious People -uutiskirje
Tilaamalla uutiskirjeemme saat sähköpostiisi noin 1–2 kertaa kuukaudessa luettavaa tutkimuksestamme puhtaaseen energiaan, ilmaan ja veteen sekä kestävään liiketoimintaan liittyen.
Vedyn hinta laskee kilpailukykyiselle tasolle
Sähkön tuotantotiedot kerättiin Kaakkois-Suomessa sijaitsevasta aurinkovoimalasta ja tuulipuistosta. Tutkimus kohdistui vedyntuotantolaitoksen säätöön ja komponenttien optimaaliseen mitoitukseen, jotta tuotetun vedyn hinta saataisiin minimoitua. Tuloksista käy ilmi, että vedyn tuotantokustannukset putoavat alle kahden euron kilolta vuoteen 2030 mennessä.
Tuulivoima ainoana voimanlähteenä on edullisin ratkaisu asennuksille vuoteen 2035–2040 asti. Myöhemmin aurinkosähkö ja sähköenergian varastointi akkujärjestelmiin parantavat järjestelmän kannattavuutta ja lisäävät myös laitoksen huippukäyttötunteja. Nykyisellä komponenttien hintatasolla aurinkosähkö ja akkuvarastointi eivät vielä kannata taloudellisesti.
Tutkimuksen tuotoksia
- Laitoskonsepti vihreän vedyn tuotantoon 100 MW:n vedenelektrolyysiprosessilla, jonka voimanlähteenä on sähköverkon ulkopuolinen aurinkovoimaan, tuulivoimaan ja sähköenergian akkuvarastointiin perustuva järjestelmä.
- Laitoksen optimoitu ohjaus- ja komponenttimitoitus.
- Aurinkovoimalan ja tuulipuiston mitattuihin tuotantotehoihin pohjautuvat simulaatiot.
- Vedyn hinta alle kaksi euroa/kg vuoteen 2030 mennessä.
- Toteutuskelpoinen ratkaisu vetytalouteen Kaakkois-Suomessa.
Vihreän vedyn käyttökohteita
- Vihreä vety on tärkeää teolliselle tuotannolle, koska se vähentää merkittävästi teollisuuden ympäristövaikutuksia.
- Vihreää vetyä voidaan hyödyntää myös teräksen pelkistyksessä.
- Vihreä vety mahdollistaa raaka-aineiden, kuten raakaöljyn, korvaamisen synteettisellä metanolilla, jota voidaan käyttää esimerkiksi lannoitteiden ja synteettisten polttoaineiden valmistuksessa.
- Vihreä vety voi myös tarjota ratkaisun laiva- ja lentoliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.
Sähköistäminen tarkoittaa fossiilisten polttoaineiden korvaamista sähköllä energian, lämmön ja materiaalien tuotannossa. Puhtaan, edullisen sähkön saatavuuden varmistaminen on vetytalouden keskeinen edellytys.
”Päästöttömyys edellyttää teollisen tuotannon, kuljetusten ja lämmityksen laajamittaista sähköistämistä. Tutkimuksemme vahvistaa, että vihreä vety on toimiva ratkaisu sähköistämiseen ja sitä kautta ilmastonmuutoksen hillitsemiseen ja alueen yritysten kilpailukyvyn vahvistamiseen”, sanoo LUTin nuorempi tutkija Alejandro Ibáñez Rioja.
Tutkimusartikkeli ilmestyi äskettäin tieteellisessä julkaisussa Applied Energy (maksuton).
Lisätietoja:
Antti Kosonen
