Kolumnisti Atte Harjanne: Vetytulevaisuuden rakentaminen kysyy realismia

Vety on tätä nykyä kovassa huudossa. Universumin yleisin alkuaine kantaa lupausta tulevaisuudesta, jossa fossiilienergiasta on vihdoin päästy irti ja polttokennot ja synteettiset hiilivedyt tuottavat päästötöntä liikettä ja lämpöä talouden pyörittämiseen. Vetytalouden infra on vasta alkutekijöissään, mutta into on kova ja suunnitelmat suuria. Useilla mailla on kunnianhimoisia suunnitelmia ja tiekarttoja, ja EU kaavailee 10 miljoonan tonnin puhdasta vetytuotantoa vuoteen 2030 mennessä. Suomessakin on maalailtu isoja vetyvisioita, vaikka varsinainen vetystrategia vielä puuttuukin.

Vedyn tuotanto ja teollinen käyttö itsessään ei ole sinänsä uusi asia. Vetyä käytetään muun muassa öljynjalostuksessa, teräksentuotannossa ja lannoitteiden valmistuksessa, mutta nykyisellään lähes kaikki vety tuotetaan fossiilisista polttoaineista, jolloin seurauksena on myös hiilidioksidipäästöjä.

Tulevaisuuden vetytalousvisioissa vety tuotetaan päästöttömästi hajottamalla vettä vedyksi ja hapeksi sähköllä elektrolyysillä tai lämpökemiallisesti korkeilla lämpötiloilla, tai perinteiseen tyyliin, mutta höystettynä hiilen talteenotolla. Tällä puhtaalla vedyllä olisi tarkoitus korvata paitsi nykyinen vedynkäyttö, myös kattaa merkittävä siivu koko energiataloudesta. Vety kun on tarpeen ennen kaikkea sellaisessa energiankäytössä, jossa suora sähköistäminen ei välttämättä ole toimiva vaihtoehto. Tällaiseen kuuluvat muun muassa raskas liikenne maalla ja merellä, lentoliikenne ja teollisuuden prosessilämmöt.

Puhdasta vetyä tarvitaan siis hurjia määriä. Nykyisellään vetyä käytetään maailmassa noin 90 miljoonaa tonnia vuodessa ja vedyn roolin kasvaessa korvaamaan laajemmin fossiilisia polttoaineita puhutaan moninkertaisesta tarpeesta ja useisiin satoihin miljooniin tonneihin kasvavasta tuotannosta seuraavina vuosikymmeninä.

Urakka on toisin sanoen valtava, ja sen haasteet jäävät lennokkaassa vetytalouspuheessa turhan vähälle huomiolle.

“Ensinnäkin, vedyn tuottaminen tällaisessa mittakaavassa vaatii massiivisesti puhdasta energiaa. Vety ei siis ole oikeastaan energianlähde, vaan energiavarasto – jopa tämä perusasia tuntuu välillä unohtuvan.”

Ensinnäkin, vedyn tuottaminen tällaisessa mittakaavassa vaatii massiivisesti puhdasta energiaa. Vety ei siis ole oikeastaan energianlähde, vaan energiavarasto – jopa tämä perusasia tuntuu välillä unohtuvan. Energiavarastona vety periaatteessa täydentää hienosti jatkuvasti kasvavaa, vaihtelevaa aurinko- ja tuulivoimaa. Pelkällä näiden “ylijäämällä” ei kuitenkaan tuoteta läheskään riittävää määrää vetyä. Elektrolyyserien taloudellisuus myös kärsii, jos niitä pyöritetään vaihtelevan tuotannon tahdissa eikä jatkuvasti. Vedyn tarve alleviivaakin ydinvoiman roolia osana kestävää energiapalettia. 

Ydinvoima käy energialähteeksi

Valitettavasti EU:n piirissä on haluja heittää kapuloita vetytalouden rattaisiin vaatimuksilla siitä, että vihreäksi laskettavan vedyn tuotanto pitäisi olla suoraan osoitettavasti kytköksissä uusiutuvan energian tuotantoon. Ajatus on järjetön ja tarpeeton: kun päästökauppa ohjaa sähköntuotantoa, pitäisi kaiken verkkosähkön kelvata vedyn tuottamiseen ja ydinvoima tietysti kelpuuttaa osaksi vetytaloutta. Valmiiksi vaikeassa haasteessa ei kannata sitoa erikseen käsiään.

Vetytalouden energiantarvetta korostaa entisestään vääjäämätön perusfysiikka. Kaikki energian konversio ja kuljettaminen hukkaa väistämättä energiaa, ja vetytaloudessa näitä askelia tulee väistämättä monia. Matkalla vedyn tuotannosta loppukäyttöön koko prosessiin käytetystä energiasta saattaa olla käytettävissä enää alle kolmannes. Energiantarpeen ohella tämä alleviivaa vedyn järkevää hyödyntämistä: jos jokin käyttötarve voidaan kattaa suoraan sähköllä, se kannattaa tehdä niin eikä vedyn kautta. Tämä on myös perimmäinen syy sille, että vety jää henkilöautoissa marginaaliseksi käyttövoimaksi. Vetyautoilu on energiataloudeltaan varsin kehnoa.

“Energian ohella vetytalous tarvitsee hurjan määrän uutta infraa kuten tuotantolaitoksia, varastoja, putkia ja polttokennoja. “

Energian ohella vetytalous tarvitsee hurjan määrän uutta infraa kuten tuotantolaitoksia, varastoja, putkia ja polttokennoja. Vety on alkuaineista kevein, ja pienet kaasumolekyylit karkaavat helposti. Vety on myös erittäin syttymisherkkää tavaraa, kuten ilmalaiva Hindenburg aikanaan opetti. Nämä ominaisuudet tietävät vaatimuksia infrastruktuurille. Asiaa voidaan helpottaa leipomalla vedystä synteettisiä hiilivetyjä tai ammoniakkia, mutta uutta infraa tarvitaan silti. 

Vetytalouden vauhtia haastaa tietysti myös edelleen liian halpa ja tarjolla oleva fossiilienergia. Se yhdistettynä uuden energian ja infran tarpeeseen tietää haastetta siirtymään. Tästä energiasiirtymien hitaudesta, energiainertiasta, on varoittanut  tsekkiläis-kanadalainen tutkija Vaclav Smil, joka on muistuttanut synkästi, että energiatalouden siirtymissä on tupannut kestää vuosisatoja tai -kymmeniä.

Vetytalouden haasteet eivät tietenkään tarkoita sitä, etteikö vetytaloutta pitäisi rakentaa ja vauhdilla. Fossiilienergiasta on yksinkertaisesti pakko päästä mahdollisimman pian ja kattavasti eroon, ja puhdas vety on tässä tärkeässä roolissa. Jalat ilmassa keuliminen ja perusasioiden ohittaminen voi kuitenkin johtaa kehnoon politiikkaan, pullonkauloihin ja pettymyksiin. Vetytalouden keskeiset haasteet juontuvat perustuvanlaatuisesta fysiikasta. Poliitikot voivat toki säätää kaikenlaisia lakeja, mutta eivät ohittaa fysiikan lakeja. Yrittää toki voi, mutta siinä käy kehnosti.