Pohjois-Karjalassa riittää edellytyksiä vetytaloudelle
Paikkatietoanalyysissä määritetyt kohteet ovat Savon Voiman voimalaitoksen alue, Puhoksen teollisuusalue Kiteellä ja Enocell sellutehtaan alue Uimaharjussa.
Vihreän vedyn ja sähköpolttoaineiden tuotantoa tulossa Joensuuhun
P2X Solutions on suunnitellut vihreän vedyn ja sähköpolttoaineen tuotantolaitosta Savon Voiman tontille, jonka YVA-prosessi on viimeistelty ja hanke on saanut rakennusluvan. Toteutuessaan laitos valmistaisi vihreää vetyä ja synteettistä metaania tai metanolia. Laitoksella voitaisiin myös tuottaa merkittävä osa Joensuun kaukolämpöverkon vaatimasta energiasta.
Metanolia Puhoksella?
LUT-yliopisto on toteuttanut selvityksen metanolin tuotantolaitoksesta Puhoksen teollisuusalueelle vuonna 2022. Tuotantolaitoksen toteutumisen esti uusiutuvan energian puute ja Puolustusvoiminen päätös. Tuotantolaitosta varten rakennettava tuulipuisto olisi sijainnut liian lähellä itärajaa, joten päätös rakentamisesta oli kielteinen. Samalla teollisuusalueella sijaitsee Bakeliten liima- ja hartsitehdas, joka käyttää metanolia tuotannossaan. Teoriassa Bakelite voisi siis käyttää vedystä ja hiilidioksidista valmistettua metanolia. Käytännössä synteettisen metanolin korkea hinta kuitenkin rajoittaisi tätä mahdollisuutta.
Uimaharjulla tarjolla biogeenistä hiilidioksidia
Uimaharju valittiin potentiaaliseksi sijainniksi biogeenisen hiilidioksidin saatavuuden ja sähköaseman läheisyyden perusteella. Uimaharjuun ei olla tehty ainakaan julkisia suunnitelmia tuotantolaitoksesta minkään energiayhtiön puolesta. Uimaharjun sellutehdas on kuitenkin maakunnan merkittävin hiilidioksidin pistelähde, josta hiilidioksidia tultaisiin kuljettamaan muihinkin synteesilaitoksiin maakunnan alueella. Vedyn ja sähköpolttoaineen tuotanto suoraan alueella voisi olla kannattavaa. Hiilidioksidia jäisi kuitenkin vietäväksi muihin tuotantokohteisiin, vaikka sitä käytettäisiin suoraan tehdasalueella.
Sähköntuotantoa tarvitaan lisää
Suurin rajoite Pohjois-Karjalan vetytaloudelle on uusiutuvan energian puute. Toinen rajoittava tekijä on sähköverkon rajallinen kapasiteetti. Nykyisessä sähköverkossa on kuitenkin merkittävä kapasiteetti tuotannolle sekä kulutukselle. Suunnitellut aurinko- ja tuulivoimahankkeet vaativat kuitenkin sähköverkon päivitystä. Sähköverkon päivittyessä vedyn tuotanto mahdollistuisi suuremmassa mittakaavassa.
Tilaa riittää
Pohjois-Karjala on harvaan asuttua, joka mahdollistaa suurten uusituvan energian tuotantolaitosten sijoittumisen alueelle. Suuren mittakaavan aurinko- ja tuulipuistot eivät kuitenkaan ole kaikkien asukkaiden mieleen ja vaikuttavat maisemaan ja ympäristöön. Aurinkopuistot kohtaavat vähemmän vastusta, koska ne eivät aiheuta melua tai muokkaa maisemaa yhtä huomattavasti.
Parhaat hyödyt korkealla jalostusasteella
Hiilidioksidin saatavuus riittää merkittävään vetyjalosteiden tuotantoon. Paras aluetaloudellinen vaikutus saadaan tuottamalla korkean jalostusasteen tuotteita eli tässä tapauksessa synteettistä metaania tai metanolia. Lisäksi jalostamattoman vedyn vienti ja varastointi on logistisesti haasteellista vedyn ominaisuuksien takia.
Miten hyödyntää hukkalämpö?
Vedyn valmistus elektrolyysillä tuottaa runsaasti hukkalämpöä, jota on haastava hyödyntää tehokkaasti. Joensuun tapauksessa hukkalämpö pystytään käyttämään kaukolämpöverkon energiana, mutta muissa kohteissa kaukolämpöverkon energiantarve on merkittävästi pienempi kuin syntyvän hukkalämmön sisältämä energia.
Hukkalämpöä voitaisiin käyttää prosessiteollisuudessa, mutta sen suhteellisen matala lämpötila aiheuttaa haasteita. Teollisuuden vaatimat lämpötilat ovat usein korkeampia kuin elektrolyysin hukkalämmön lämpötila. Teoriassa lämpötilaa voidaan nostaa lämpöpumppujen avulla, mutta se laskee kokonaishyötysuhdetta ja vaatisi suuria investointeja lämpöpumppuihin.
Vetytalous ottaa ensiaskeleita
P2X Solutionsin ja Savon Voiman yhteistyö on merkittävä askel alueen vetytaloudelle ja toimii samalla kannustimena uusiutuvalle energiantuotannolle. Vetytalous on hyvin alkuvaiheessa koko valtakunnan tasolla, joten eteneminen tapahtuu vielä pienin askelin. Suomessa on kuitenkin erittäin hyvät edellytykset suuren mittakaavan vetytaloudelle. Uusiutuvan energiantuotannon lisääntyessä ja sähköverkon päivittyessä Pohjois-Karjalasta voi tulla merkittävä osa Suomen vetytaloutta.
Kirjoittaja on Karelia ammattikorkeakoulun projektityöntekijä Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima -hankkeessa.
Paikkatietoanalyysi Pohjois-Karjalan vetytalouspotentiaalista
Tutustu paikkatietoanalyysiin tästä
Tiedot ja aineistot analyysin taustalla
Paikkatietoanalyysin pohjaksi hankittiin ajantasaiset maakuntakaavat sekä sähköverkon ja uusiutuvan energian tuotannon tiedot. Toisen vaiheen maakuntakaava käsittelee energiaa ja maisemaa, joten se oli sopiva aineisto analyysin pohjaksi. Lounaistiedosta ladattiin myös Pohjois-Karjalan maakuntakaava 2040, jonka paikkatietoaineistoja käytettiin myös analyysin pohjana.
Sähköverkon tiedot kerättiin Fingridin palveluista ja asiantuntijahaastattelusta. Uusiutuvan energian ja energiankulutuksen tiedot koottiin maakuntakaavoista, selvityksistä sekä viranomaisten ja sähköyhtiöiden aineistoista.
Miten analyysi toteutettiin?
Analyysi tehtiin ArcGIS Pro -ohjelmalla ja julkaistiin StoryMaps-alustalla selittävine teksteineen. Julkaisu esittelee vetytalouteen vaikuttavat tekijät ja potentiaaliset tuotantopaikat. Julkaisun tueksi laadittiin myös kirjallinen raportti paikkatietoanalyysistä, joka sisältää tarkemmat tiedot ja tuotantomäärien laskentaperiaatteet.
Vedyn ja vetyjalosteiden tuotantomäärät perustuvat teoreettisiin määriin, mitä lähtöaineista voi muodostua, jos kaikki molekyylit reagoivat. Laskenta perustuu siis reaktioyhtälöiden moolimassojen suhteisiin. Raportissa tarkasteltiin myös alueen biomassoista tuotettavan vedyn määrää. Vedyn tuotanto tuskin tulisi olemaan biokaasun ensisijainen käyttökohde, mutta teoriassa mahdollinen vaihtoehto.
Mikä hanke?
Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima -hanke alkoi elokuussa 2024. Hanke keskittyy pääsääntöisesti osaamistarpeiden tunnistamiseen ja koulutuksen kehittämiseen. Osana hankkeen työpakettia laadittiin paikkatietoanalyysi vetytalouden potentiaalista Pohjois-Karjalan alueella. Paikkatietoanalyysin tavoitteena oli laatia paikkatietoon perustuva malli, johon sijoitettaisiin vedyn tuotanto- ja jalostuslaitoksille potentiaaliset kohteet. Analyysissä tuli myös arvioida uusiutuvan energiantuotannon ja päivittyvien sähkönsiirtoyhteyksien vaikutusta potentiaaliseen vedyntuotantoon.
