Kuka, mitä tankkas ja ketä, mitä, häh
Kirjoittaja: Juha Ala-Hiiro
Juha Ala-Hiiro
Johtava asiantuntija, Teknisen Kaupan Liitto
Tällä hetkellä keskustelu vedyn mahdollisuuksista käy kiivaana teollisuudessa, liikenteessä, sähköntuotannossa ja rakennusalalla. Kyseessä ei ole kuitenkaan mikään uusi innovaatio, sillä vety on tunnettu energianlähteenä yli 200 vuoden ajan, ja maailman kenties ensimmäinen vetyauto hörähti käyntiin Woikosken vesivoimalan pihassa jo 1930-luvun alkupuolella. Nyt vihdoin näyttää siltä, että visiot muuttuvat investointipäätöksiksi. Lähes sata vuotta se otti, Sliipparitkin ehti jo hajota.
Jo 1800-luvulta alkaen keksijät ja tekniikan visioijat ovat haaveilleet suljetusta vetykierrosta. Keksittiin elektrolyyseri, jossa sähkövirta hajottaa veden vedyksi ja hapeksi. Kehitettiin myös käänteinen laite eli polttokenno. Kennossa sähköisesti varautuneet vety- ja happi-ionit kohtaavat sopivassa väliaineessa eli elektrolyytissä, muuttuvat jälleen vedeksi ja tuottavat sähkövirtaa.
Suomessa on pitkät perinteet vedyn valmistamiseen. Woikosken vesivoimalan tuottamaa sähköä käytettiin vedyn tekemiseen jo 1913. Mahtoi olla sekin näky, kun laitoksen johtajan vetyauto kaarsi pihaan 1930-luvun alkupuolella. 1927 vuosimallin hieno Packard oli muunnettu käymään vedyllä: takapenkin vetysäiliöistä kulki kupariputki moottoriin ja yhdellä vetypullollisella autolla kulki kymmenen kilometriä.
Vanha tekniikka nostaa päätään, kun maailma ympärillä muuttuu ja markkinat uskovat vihreälle vedylle olevan käyttökohteita.
Vedyn käyttöönottoa ohjaavat päästövähennystavoitteet sekä valtioiden asettamat tavoitteet vedyn tuotannolle. Lähes sata vuotta Woikosken ensimmäisten vetykokeilujen jälkeen P2X Solutions rakentaa vihreän vedyn tehdasta Harjavallassa.
Vedyn valmistaminen tarvitsee energiaa, jota voidaan tuottaa tuuli- tai aurinkoenergialla, biopolttoaineilla, kivihiilellä, öljyllä tai ydinvoimalla. Energiaa kuluu valmistamisessa vedyn paineistamiseen sekä varsinkin nesteytykseen, joka kuluttaa jopa 30 prosenttia vedyn energiasisällöstä. Voikin siis sanoa, että vety on yhtä päästötöntä, kuin sen valmistamiseen käytetty energia.
Kun elektrolyysissä hyödynnetään uusiutuvilla energiamuodoilla tuotettua sähköä, lopputuotetta kutsutaan vihreäksi vedyksi. Uusiutuvaa energiaa on saatavilla runsaasti, eikä kaikkea tuotettua sähköä voida hyödyntää sellaisenaan. Ylijäämäsähköllä tuotettu vety voidaan varastoida ja käyttää tarvittaessa silloin, kun aurinko ei paista tai tuuli puhalla.
Vedyn energia on tiiviissä muodossa, ja tämän ansiosta vety toimii tehokkaasti energian varastoijana. Siirtoputkistojen tai muun kuljetusinfrastruktuurin kautta vety soveltuu hyvin myös energian kantajaksi.
Vety tulee työkoneisiin
JCB esitteli vuonna 2021 polttokennotekniikkaan perustuvan ja vetyä polttoaineena käyttävän 24 tonnin kaivinkonemallin JCB220X. Myös vetykäyttöiset kurottaja ja kaivurikuormaaja ovat jo prototyyppiasteella. Niissä ei ole kallista polttokennoa, vaan vetyä polttoaineena käyttävä polttomoottori.
Useat työkonevalmistajat ovat myös täyssähkökäyttöisten koneiden edelläkävijöitä, ja vaihtoehtojen kehittäminen dieselmoottorin rinnalle on yksi tavoitteista. Akkuteknologia kuitenkin nostaa koneiden hintoja ja työpainoja. Minikoneita raskaammille koneille tarvitaankin muita keinoja kuin akut, kunnes akkuteknologiassa tapahtuu sekä kokoa että hintaa pienentäviä ja tehoa lisääviä innovaatioita. Joita toki kehitetään parhaillaan.
Työmaaoloihin on jo olemassa toimiva tankkausmenetelmä vedylle, eikä työkoneiden tankkaaminen juuri poikkea nykyisestä. Paineastialla varustettu ajoneuvo tuodaan koneen viereen ja tankkaus käy nopeasti. Viidellä kilolla korkeapaineistettua vetyä voidaan työskennellä kymmenen tuntia. Raskaisiin akkuihin verrattuna energiasisältö on siis aivan toisella tasolla. Vedyn energiasisällön massayksikköä kohden on myös lähes kolminkertainen bensiiniin ja dieselöljyyn verrattuna.
Työkoneiden työskentelyssä rajusti vaihteleva tehon tarve hidastaa nykyisestä kustannustehokkaasta polttomoottoritekniikasta luopumista. Päästöjen vähentämiseksi vedyn ja akkuteknologian ohella kehitetään myös vähäpäästöistä hybriditekniikkaa, monimoottoriratkaisuja, uusia polttoaineita ja kaasua. Työkoneet eivät lakkaa liikkumasta, mutta päästöt tulevat vähenemään.
Woikosken Packardinkin voi muuten tankata ensi syksystä lähtien Järvenpäässä Suomen ensimmäisellä vetytankkausasemalla.
Juha Ala-Hiiro
Tämä kirjoitus on osa TEKtalk-blogisarjaa, joka pureskelee teknisen kaupan ajankohtaisia tapahtumia ja ilmiöitä. Joka kuukausi tarjoamme syvällisiä pohdintoja ajankohtaisista aiheista, avaamme markkinanäkymiä ja tarkastelemme, miten maailmanlaajuiset ilmiöt ja trendit vaikuttavat tekniseen kauppaan Suomessa. Seuraamalla LinkedInissä hashtagia #TEKtalk bongaat kirjoituksemme tuoreeltaan.