Vety ja e-polttoaineet tekevät läpimurtoa

Suunnitelmat pikaisesta siirtymisestä fossiilisista uusiutuviin polttoaineisiin kaikessa laivaliikenteessä Itämeren alueella julkaistiin 14. kesäkuuta 2021. Uudet polttoaineet voivat olla vihreää ammoniakkia, metanolia tai vetyä, joita saadaan veden elektrolyysistä tuulivoiman tuottamalla energialla. Erillisen projektin, Bornholm Bunker Hubin, tavoitteena on perustaa polttoaineen varastoinnin ja alusten tankkaamisen infrastruktuuri, jossa aluksia uudistetaan uusien polttoaineiden käyttöön ja varmistetaan polttoaineiden saatavuus joko paikallisella tuotannolla tai ulkoisista lähteistä.

Projekti on melko tavanomainen vihreän vedyn hanke siinä mielessä, että se vaatii uusia varastointitiloja ja ratkaisuja vedyn tai ammonikin käsittelyyn laajassa mittakaavassa (keskitetysti) satamassa ja pienemmässä mittakaavassa (paikallisesti osana laitteistoa) polttoainetankkeina aluksissa.

P2X ja e-polttoaineet

Hiilineutraaliutta ja uusia teknologioita tarvitaan monilla aloilla, jos ilmaston lämpeneminen halutaan pysäyttää. Uusiutuva energia, kuten tuuli- ja aurinkovoima ja vesivoima korvaavat fossiilisia polttoaineita. Kotitalouksien lämmityksessä sähköä voidaan käyttää suoraan esimerkiksi lämpöpumpuissa, jotka muuntavat sähkön tehokkaasti lämmöksi. Vastaavasti suurin osa polttomoottorillisista henkilöautoista voidaan helposti vaihtaa sähköautoihin.

Kaikkia aloja ei kuitenkaan ole yhtä helppoa sähköistää. Kun tarvitaan suuria määriä energiaa, akut eivät pysty tallentamaan siirtämään sitä riittävästi. Raskas liikenne, vesistökuljetukset ja lentoliikenne vaativat kaikki nestemäistä tai kaasumuodossa olevaa polttoainetta, koska akkujen painon takia ne eivät sovellu näihin kohteisiin. Näihin sopiva ratkaisu on vihreä vety tai ammoniakki tai muut e-polttoaineet.

Uudet vihreät polttoaineet valmistetaan yleensä elektrolyysillä, jossa sähköä käytetään veden jakamiseksi eri elementteihin, vedyksi ja hapeksi. Mikäli sähkö tulee uusiutuvasta lähteestä, voidaan puhua vihreästä vedystä. Vetyä voidaan käyttää suoraan tai sitä voidaan käyttää kemiallisessa prosessissa muiden aineiden valmistuksessa. Näitä aineita ovat metaani (synteettinen maakaasu), metanoli (nestemäinen polttoaine, jota voidaan käyttää polttoaineena tai raaka-aineena muissa teollisuuden prosesseissa), ammoniakki ja lentopetroli. Näistä teknologioista käytetään nimeä Power-to-X tai P2X, jossa X tarkoittaa tuotettua ainetta. Polttoaineita kutsutaan usein sähköpolttoaineiksi tai e-polttoaineiksi, mikä viittaa uusiutuvan energian käyttöön niiden valmistuksessa ja eroihin verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin.

Uuden teknologian käyttöönottoa laajentamassa

Maailmanlaajuisesti toimivana insinööri- ja suunnittelualan konsulttiyrityksenä Ramboll avustaa energiayhtiöitä ja infrastruktuurin omistajia siirtymään pilottiprojekteista varsinaisen P2X-teknologian käyttöön. Elektrolyysilaitteistojen testaaminen on tänä päivänä edennyt megawattien tasolle. Tavoitteena on saavuttaa 100 MW:n tai suurempi taso ennen vuotta 2030. Tuotantomäärien havainnollistamiseksi 1 MW:n elektrolyysi tuottaa tyypillisesti 20 kg vetyä tunnissa tai noin 220 normikuutiota.

Maanalainen vedyn varastointi

Vedyn käyttö energialähteenä kansallisissa energiajärjestelmissä vaatii uutta infrastruktuuria ja suurta vedyn varastointikapasiteettia. Hyvä tilaisuus edulliselle, laajamittaiselle ja joustavalle vedyn varastoinnilla ovat luonnolliset suolaluolat tai kalliohalkeamat. Vedyn varastointimahdollisuudet suolakerrosten halkeamissa tai vastaavissa muodostelmissa Euroopassa on arvioitu merkittäväksi (>100 petawattituntia), ja se jakautuu useiden EU-maiden alueelle. Vedyn varastoiminen suolamuodostumissa voi olla nopea tapa kasvattaa varastokapasiteettia Euroopan nopeasti kasvavan vetytalouden tarpeisiin.

Hiilidioksidin talteenotto ja käyttö elektrolyysissä

Biomassa käyttävä voimalaitos valmistautuu e-polttoaineiden tuotantoon uusiutuvalla energialla. Hiiltä sisältävä polttoaine vaatii eloperäisen lähteen hiilidioksidille. Laitokselle on siten tulossa hiilidioksidin talteenotto savukaasuista. Samalla laitokseen tulee elektrolyysi vihreän vedyn valmistamiseksi vedestä. Lopuksi hiilidioksidi ja vety yhdistetään vihreäksi e-polttoaineeksi, jota käytetään kuljetuksissa. Nämä toimenpiteet sisältävät insinöörisuunnittelun, riskien arvioinnin, tarvittavat luvat ja asiakirjojen hankkiminen lopullisen investointipäätöksen saamiseksi.