Otetaan lämpölaitosten savukaasuista talteen hiilidioksidi, yhdistetään se vedyn kanssa hiilivedyksi ja myydään lopputuote vaikkapa metaanina autojen polttoaineeksi. Vedyn valmistuksessa syntyvä lämpöenergia puolestaan siirretään kaukolämpöverkkoon lämmittämään koteja. Näin saadaan hiilidioksidipäästöt alas samalla kun kehitetään uutta liiketoimintaa.

Kiteytettynä tämä vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta todellisuudessa kuvio on monimutkainen ja vaatisi toteutuakseen rahaa, toimivaa yhteistyöverkostoa ja teknologiaa sekä vastausta esimerkiksi kysymykseen, kuka tuottaa vedyn?Oulun Energian kehitysjohtaja Tommi Kantola

Ongelmat ja ratkaisut ovat yhteisiä, sanoo Oulun Energian kehitysjohtaja Tommi Kantola. Yhteistyökuvioita rakennetaan esimerkiksi Oulun yliopiston kanssa ja lisää verkostoitumista tarvitaan.

”Tässä olisi nyt treffi-ilmoitus mahdollisille yhteistyökumppaneille - saa soittaa.”

Savukaasut pesuriin

Alun yksinkertaistettu malli on yksi esimerkki siitä, millaisia asioita Oulun Energialla parhaillaan pohditaan, kun tavoitteena on tuottaa energiaa hiilineutraalisti ja samalla varmistaa asiakkaille edullinen kaukolämpö.

Laanilan eko- ja biovoimalaitosten poltossa syntyvän hiilidioksidin talteenottoa Oulun Energia suunnittelee jo. Voimalaitosten piipuista vapautuva savukaasu olisi enää pääosin typpeä ja vesihöyryä, mutta hiilidioksidia enää pieni osa alkuperäisestä määrästä. Tämä tapahtuisi erillisellä hiilidioksidin talteenottolaitteistolla.

”Polttolaitoksen savukaasuihin suihkutetaan liuotinta, joka teoriassa voisi olla jopa vettä, jolloin hiilidioksidi sitoutuu siihen ja se kerätään pesurin pohjalta talteen liuoksena. Kun tätä liuosta lämmitetään, hiilidioksidi taas vapautuu”, Kantola kertoo.

Hiilidioksidi olisi syytä hyödyntää järkevästi, ja siihen vety tarjoaa tällä hetkellä varteenotettavimman ratkaisun. Yhdistämällä hiilidioksidi ja vety syntyy hiilivetyjä, joille on paljon käyttökohteita esimerkiksi teräs-, muovi-, lääke- tai lannoiteteollisuudessa. Fossiiliset polttoaineet ovat myös hiilivetyjä.

”Toisin kuin fossiiliset polttoaineet kuten maakaasu, tällaisessa prosessissa syntyvä polttoaine ei ole ehtyvä luonnonvara, vaan sitä voidaan valmistaa vaikka loputtomasti.”

Vedyn valmistus vie sähköä

Tällä hetkellä vallalla oleva vihreän vedyn valmistusmenetelmä on elektrolyysi, jossa vety valmistetaan vedestä. Vesi viedään laitteistoon, jonne johdetaan myös sähköä, joka hajottaa veden vedyksi ja hapeksi.

Elektrolyysitekniikka tarvitsee sähköä ja siinä syntyy myös lämpöä. Oulun Energian tapauksessa lämpö hyödynnettäisiin kaukolämpöverkossa.

Silloin lähes kaikki energia saataisiin hyötykäyttöön. Kuinka läheisessä tulevaisuudessa tällainen visio sitten voisi toteutua? Vedyn valmistus on jo tätä päivää. Tällä hetkellä Oulun Energialla mietitään sitä, mitkä olisivat mielekkäät sovellukset vedyn hyödyntämiseen, ja mikä olisi sopiva aikataulu. Kantola kertoo, että Oulun Energian pitäisi joko valmistaa vety itse tai hankkia se joltakin yhteistyökumppanilta.

Elektrolyysissa valtava haaste on se, että vallalla oleva teknologia kuluttaa paljon sähköä.

”Oulun Energia on sähköntuottajana tässä osa ratkaisua. Lisäämme uusiutuvaa sähkön tuotantoa tuulivoimalla, ja vastaamme haasteeseen parhaillaankin. Jos puhutaan valtakunnan- tai maailmanlaajuisesti, niin sähkön saatavuus on ratkaistava kysymys.”

Tommi Kantola pitää mahdollisena, että hiilidioksidin talteenotto Laanilan voimalaitosten savupiipuista toteutuu jo tällä vuosikymmenellä. Samoin jo tällä vuosikymmenellä onnistunee hiilidioksidin ja vedyn yhdistäminen jollakin hyödyllisellä tavalla jatkojalostuksessa. Järjestelmän rakentaminen kuitenkin vaatii investointeja, jotka ovat suuruusluokaltaan satoja miljoonia euroja – riippuen siitä, miten laajaa ratkaisua hahmotellaan. Maailmalla tällaisia teknologioita on Kantolan mukaan jo käytössä, eli kyse ei ole pelkästään tutkijoiden hahmotelmista.

Monenlaista teknologiaa ja kumppaneita

Uudet ratkaisut edellyttävät teknologiaa, Oulun Energian hahmottelemassa ratkaisussa tarvittaisiin esimerkiksi hiilidioksidin talteenottolaitteisto ja vedyn valmistuslaitteisto – Kantolan mukaan todennäköisesti elektrolyyseri. Lisäksi tarvitaan vedyn ja hiilidioksidin jatkojalostuslaitteisto. Esimerkiksi metaanin valmistuksessa tarvitaan metonointitekniikka, joka yhdistää hiilidioksidin ja vedyn – riippuen siitä, mitä lopputuotetta ollaan valmistamassa.

”Ja yksi oleellinen palikka on lämmön talteenottolaitteisto, jotta ei synny lämpöhukkaa vaan se saadaan kiertämään kaukolämpöverkossa.”

Vielä pitää löytää myös sellainen hiilivetytuote, jolle on kysyntää. Tässäkin tullaan yhteistyökumppaneihin, joita Tommi Kantola alussa kutsui mukaan.

”Ratkaisut pitää tehdä kumppanien kanssa erilaisin roolein, tällaista ei kannata tehdä yksin.”

Teollisen kumppanin rooli voisi olla esimerkiksi vedyn valmistus. Tai jos Oulun Energia valmistaa vedyn, kumppani voisi hoitaa jatkojalostuksen ja myynnin eteenpäin.

”Jo tekninen valmistusprosessi on monimutkainen ja siinä varmasti löytyy tekemistä useammalle toimijalle, puhumattakaan lopputuotteen jakelusta teollisuudelle ja kuluttajille.”

Vety-hiilidioksidi-tuotantokokonaisuuteen tarvitaan paikallinen kaukolämpöverkosto, jotta lämmön talteenotto voidaan hyödyntää. Varsinaisia lopputuotteita voidaan kuljettaa pitempiäkin matkoja.

”Perämerenkaaren alue on kiinnostava, koska täällä on jo pöhinää vedyn ympärillä ja keskustelua esimerkiksi vetyputkistosta.”

Lue lisää siitä, miten Oulun Energia kehittää tuotantoaan tulevaisuudessa!

Artikkeli on julkaistu alun perin Oulun Energian asiakaslehdessä 2/2022. Teksti Pirkko Koivu, kuvitus Virpi Vainio.