Vedyn mahdollisuudet korkean lisäarvon tuotteissa

Vetyyn ja uusiutuvaan energiaan suuntautuvat investoinnit ovat nousseet uutisotsikoihin viime aikoina. Myös Xamkissa on tartuttu tähän teemaan, jonka tutkimista myös Kymenlaakson liitto haluaa edistää. Aiheen tiimoilta onkin käynnistynyt Xamkissa kaksi uutta hanketta vuoden 2023 aikana.

Vihreän vedyn tuotantoa selvitetään yhteensä 31 hankkeessa eri puolella Suomea. Puhtaan vedyn käyttökohteita löytyy esimerkiksi teräs-, kemian- ja energiateollisuudesta. Vihreällä vedyllä on iso potentiaali olla muuttamassa energiasektoria vähäpäästöisemmäksi. Vedyn tuotannossa sivutuotteena syntyy myös valtava määrä hukkalämpöä, joka onkin Xamkin hankkeessa tarkastelun kohteena.

Monissa vetyyn liittyvissä investointihankkeissa on tavoitteena jatkojalostaa tuotettu vihreä vety korkeamman lisäarvon tuotteiksi. Tyypillisiä vedystä valmistettavissa olevia korkeamman lisäarvon tuotteita ovat metanoli, metaani ja ammoniakki.

Yhtenä skenaariona vedyntuotannon hukkalämmön hyödyntämishankkeessa selvitetään Kymenlaakson maakunnassa syntyvien biogeenisten hiilidioksidipäästöjen määrästä valmistettavissa oleva metaanin ja metanolin tuotantopotentiaali. Lisäksi lasketaan tätä määrää vastaava tarvittava vedyntuotannon ja sähköenergian määrä sekä syntyvän hukkalämmön määrä.

Metanolia ja metaania voidaan käyttää polttoaineina monissa eri sovelluksissa, lisäksi metanoli on tärkeä teollisuuskemikaali kemianteollisuuden raaka-aineena. Ammoniakkia puolestaan voidaan käyttää maatalouden tarpeisiin muun muassa lannoitteiden valmistuksessa, kemianteollisuudessa tai tulevaisuudessa energiankantajana.

Vedyn merkitys merenkulun vihreässä siirtymässä

Kansainvälisessä kauppamerenkulussa polttoaineina on vuosikymmeniä olleet erityyppiset raskaat polttoöljyt, mutta vihreän siirtymän ja tiukentuvan ympäristösääntelyn myötä sektorilla on tapahtumassa askel askeleelta muutosta. Energiatiheiden ja suhteellisen edullisten raskasöljyjen korvaamista ilmastoystävällisimmillä vaihtoehdoilla tutkitaan myös Xamkissa.

Merenkulussa käytettäville polttoaineille on asetettu kasvihuonekaasuintensiteettirajat FuelEU Maritime -aloitteessa, joka astuu voimaan vuonna 2025. Näillä rajoituksilla vähennetään asteittain merenkulun polttoaineiden kasvihuonekaasuintensiteettiä vuoden 2020 referenssitasosta. EU:ssa on tarkoitus luoda myös minimivero merenkulun fossiilisille polttoaineille, mutta tämä ehdotus on edennyt hitaasti unionin toimielimissä.

Vety itsessään ei ole meriliikennekäyttöä ajatelleen paras mahdollinen ratkaisu johtuen vedyn matalasta energiatiheydestä tilavuusyksikköä kohden. Vetypohjaiset polttoaineratkaisut voivat kuitenkin olla tulevaisuudessa yksi vaihtoehto korvaamaan fossiiliset polttoainetuotteet. Vedystä valmistettua metanolia tai metanolijohdannaisia on esitetty erääksi vaihtoehdoksi fossiilisille öljyille tai maakaasulle. Lisäksi typestä ja vedystä tuotettu ammoniakki olisi periaatteessa kokonaan hiilivapaa polttoaine.

Tutkimusjohtaja Annukka Lehikoinen ja tutkija Emilia Luoma Meriturvallisuuden ja -liikenteen tutkimusyhdistyksestä kertovat, että asiaa tutkitaan myös Merikotkan hankkeissa. Suomen Akatemian rahoittamassa Gyroscope-projektissa vaihtoehtoisiin polttoaineisiin liittyviä haasteita ja mahdollisuuksia sekä tulevaisuuden suuntaviivoja tarkastellaan merilogistiikan vihreän digitaalisen energiasiirtymän kontekstissa yhdessä tutkijoiden ja keskeisten sidosryhmien kanssa.

Digitalisaatio ja operatiiviset muutokset eivät yksin riitä siirtymän tavoitteiden saavuttamiseksi, vaan suuri rooli on myös vaihtoehtoisilla polttoaineilla. Vetypohjaisten polttoaineiden käyttöönotossa nähdään kuitenkin vielä useita systeemisesti toisiinsa linkittyviä haasteita liittyen muun muassa tuotantoon, jakeluinfrastruktuuriin, turvallisuuteen ja lainsäädäntöön. Haasteiden ratkominen ja vedyn täyden potentiaalin käyttöön valjastaminen edellyttää siis tiivistä yhteistyötä niin merisektorin sisällä kuin yhteiskunnan eri sektoreiden välillä.

Vetyinvestoinnit Kaakkois-Suomessa

Kaakkois-Suomeen suunnitelluissa vetyinvestoinneissa on huima potentiaali. Suunnitteilla olevia vihreän vedyn tuotantolaitoksia on kolme kappaletta: Kotkaan (Ren-Gas), Kouvolaan (Solvay Chemicals) sekä Haminaan (STR Tecoil).

Ren-Gasin suunnitteleman Kotkan hankkeen tarkoituksena on tuottaa 18 000 t/a vihreää vetyä, josta jatkojalostetaan synteettistä metaania 35 000 t/a teollisuuden ja liikenteen tarpeisiin. Kouvolaan suunnitteilla olevan vihreän vedyn tuotantolaitoksen vetyä on tarkoituksena hyödyntää Solvay Chemicalsin omassa prosessissa vetyperoksidin tuotannossa.

Haminaan suunnitteilla oleva vihreän vedyn tuotantolaitos on jo olemassa olevan STR Tecoil Oy:n öljynregenerointilaitoksen yhteydessä olevan vihreän vedyn tuotannon laajennus. STR Tecoil muuttaa jäteöljyn vihreän vedyn ja uusiutuvan sähköenergian avulla uudelleen käytettäväksi laadukkaaksi öljyksi ekologisella tavalla.

Alueen vahvuudeksi on investointien sijoittumisen kannalta nostettu vakaa ja vahva sähköverkko sekä jatkojalostamisen kannalta runsaat biopohjaiset hiilidioksidilähteet, jotka syntyvät pitkän metsäteollisuusperinteen seurauksena. Korkeamman lisäarvon investointien saamiseksi alueelle tarvitaan myös korkeatasoista TKI-toimintaa ja koulutusta, joka vahvistaa alueen kansainvälistä kilpailukykyä.