Teollisuus tarvitsee vihreää vetyä päästöjen vähentämiseen, mutta se on toistaiseksi liian kallista. LUT-yliopiston tuore väitöstutkimus löysi keinoja tehostaa vihreän vedyn tuotantoa niin, että sen kilpailukyky paranee merkittävästi.
Lauri Järvinen selvitti LUT-yliopistossa väitöskirjatutkimuksessaan vedyn tuotannossa käytettävien veden elektrolyysereiden sähköistä toimintaa ja niiden teholähteiden vaikutusta prosessin hyötysuhteeseen ja ohjattavuuteen. Teholähdettä parantamalla voidaan parantaa vihreän vedyn kilpailukykyä verrattuna fossiiliseen vetyyn.
Kilohinta putoaa kolmen euron tietämiin
Veden elektrolyysissa vesimolekyylit hajotetaan sähkön avulla hapeksi ja vedyksi. Kyseessä on tunnettu teknologia, mutta toistaiseksi siihen perustuu vain 0,1 % vedyn tuotannosta. Suurin syy on hinta: maakaasusta tuotetun fossiilisen vedyn kilohinta on nykyisellään noin 1–2 euroa, kun taas elektrolyysillä ja uusiutuvalla energialla tuotettu vihreä vety maksaa noin 4–8 euroa per kilo.
Järvinen tutki, miten teholähteiden aiheuttama rippeli eli aaltoisuus vaikuttaa elektrolyysereiden toimintaan. Tutkimuksen tuottaman tiedon avulla voidaan parantaa teholähteitä siten, että elektrolyysereiden dynaamisesta ajosta aiheutuvat häviöt saadaan minimoitua.
”Tutkimusryhmämme julkaisemissa simulaatioissa päästiin vedyn kolmen euron kilohintaan täysin uusiutuviin energialähteisiin pohjautuvassa tuotantolaitoksessa, jossa elektrolyyserille syötetty sähkö on tuotettu kokonaan aurinko- ja tuulivoimalla”, Järvinen sanoo.
Päästövähennyksiin teollisuudessa ja liikenteessä
Elektrolyysereiden tutkimus kohdistuu tavallisesti kemialliseen puoleen, kun taas LUTissa tutkitaan erityisesti elektrolyysereiden sähköistä toimintaa ja ulkoisia komponentteja, kuten tehonlähteitä.
”Meiltä löytyy vankkaa osaamista sähköisistä järjestelmistä, mikä on mahdollistanut uuden tutkimuksen. Se on tarpeen, jotta olisi mahdollista saavuttaa hiilineutraalius myös sellaisilla aloilla kuin kemianteollisuus tai lento- ja laivaliikenne, joiden suora sähköistäminen ei todennäköisesti ole mahdollista”, Järvinen huomauttaa.
”Energia-alalla monet isot yritykset ovat kiinnostuneita vihreän vedyn tuotannosta tulevaisuudessa. Investointi veden elektrolyysiin voi olla näille yrityksille jatkossa yhä houkuttelevampi seuraava askel kohti hiilineutraaliutta, mutta näen myös paljon mahdollisuuksia uusille toimijoille.”
Teknologian skaalaamisessa ei ole ongelmaa, ja maailmalta löytyykin jo usean sadan megawatin vedyntuotantolaitoksia, jotka käyttävät elektrolyysereitä.
Lähde: LUT uutinen 8.1.2025
Kuva Pexels
