Viime vuosina maat ympäri maailmaa ovat edistäneet vetyenergiateollisuuden kehitystä ennennäkemättömällä vauhdilla. Kansainvälisen Hydrogen Energy Commissionin ja McKinseyn yhteisesti julkaiseman raportin mukaan yli 30 maata ja aluetta on julkaissut vetyenergian kehittämisen etenemissuunnitelman, ja maailmanlaajuiset investoinnit vetyenergiahankkeisiin nousevat 300 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuoteen 2030 mennessä.
Vetyenergia on vedyn fysikaalisten ja kemiallisten muutosten prosessissa vapauttamaa energiaa. Vetyä ja happea voidaan polttaa lämpöenergian tuottamiseksi, ja polttokennot voivat myös muuntaa ne sähköksi. Vedyllä on paitsi laaja valikoima lähteitä, myös hyvä lämmönjohtavuus, puhtaus ja myrkyttömyys sekä korkea lämpömäärä massayksikköä kohden. Vedyn lämpösisältö samassa massassa on noin kolminkertainen bensiiniin verrattuna. Se on tärkeä raaka-aine petrokemian teollisuudelle ja polttoaine avaruusraketeille. Ilmastonmuutoksen torjunnan ja hiilineutraaliuden saavuttamisen vaatimusten kasvaessa vetyenergian odotetaan muuttavan ihmiskunnan energiajärjestelmää.
Vetyenergiaa suositaan paitsi sen hiilidioksidipäästöjen puuttumisen vuoksi vapautumisprosessissa, myös siksi, että vetyä voidaan käyttää energian varastointiaineena korvaamaan uusiutuvan energian volatiliteettia ja ajoittaisuutta ja edistämään jälkimmäisen laajamittaista kehittämistä. Esimerkiksi Saksan hallituksen edistämä "sähköstä kaasuksi" -teknologia tuottaa vetyä puhtaan sähkön, kuten tuuli- ja aurinkoenergian, varastoimiseksi, joita ei voida käyttää ajassa, ja kuljettaa vetyä pitkien matkojen päähän tehokasta jatkokäyttöä varten. Kaasumaisen olomuodon lisäksi vety voi esiintyä myös nestemäisenä tai kiinteänä hydridinä, jolla on erilaisia varastointi- ja kuljetustapoja. Harvinaisena "kytkentäenergiana" vetyenergia voi paitsi toteuttaa joustavan muunnoksen sähkön ja vedyn välillä, myös rakentaa "sillan" sähkön, lämmön, kylmän ja jopa kiinteiden, kaasun ja nestemäisten polttoaineiden yhteenliittämiseksi puhtaamman ja tehokkaamman energiajärjestelmän rakentamiseksi.
Vetyenergian eri muodoilla on useita sovellusskenaarioita. Vuoden 2020 loppuun mennessä vetykäyttöisten polttokennoajoneuvojen maailmanlaajuinen omistus kasvaa 38 % edellisvuoteen verrattuna. Vetyenergian laajamittainen käyttö laajenee vähitellen autoteollisuudesta muille aloille, kuten liikenteeseen, rakentamiseen ja teollisuuteen. Rautatieliikenteessä ja laivoissa käytettynä vetyenergia voi vähentää pitkän matkan ja raskaiden kuormien kuljetusten riippuvuutta perinteisistä öljy- ja kaasupolttoaineista. Esimerkiksi viime vuoden alussa Toyota kehitti ja toimitti ensimmäisen erän vetypolttokennojärjestelmiä laivoihin. Hajautettuun energiantuotantoon sovellettuna vetyenergia voi tuottaa sähköä ja lämpöä asuin- ja liikerakennuksille. Vetyenergia voi myös suoraan tarjota tehokkaita raaka-aineita, pelkistäviä aineita ja korkealaatuisia lämmönlähteitä petrokemian, rauta- ja terästeollisuuden, metallurgian ja muun kemianteollisuuden käyttöön, mikä vähentää tehokkaasti hiilidioksidipäästöjä.
Vetyenergiaa ei kuitenkaan ole helppo saada eräänlaisena toissijaisena energiana. Vetyä esiintyy pääasiassa vedessä ja fossiilisissa polttoaineissa yhdisteiden muodossa maapallolla. Suurin osa olemassa olevista vedyn tuotantoteknologioista perustuu fossiiliseen energiaan, eikä se pysty välttämään hiilidioksidipäästöjä. Tällä hetkellä uusiutuvan energian vedyn tuotantoteknologia on vähitellen kehittymässä, ja hiilidioksidipäästötöntä vetyä voidaan tuottaa uusiutuvan energian avulla ja veden elektrolyysillä. Tutkijat tutkivat myös uusia vedyn tuotantoteknologioita, kuten veden aurinkofotolyysiä vedyn tuottamiseksi ja biomassan käyttöä vedyn tuottamiseksi. Tsinghuan yliopiston ydinenergian ja uuden energiateknologian instituutin kehittämän ydinvoimalla tuotetun vedyn tuotantoteknologian odotetaan alkavan demonstroida 10 vuoden kuluttua. Lisäksi vetyteollisuuden ketjuun kuuluvat varastointi, kuljetus, täyttö, käyttö ja muut linkit, joihin liittyy myös teknisiä haasteita ja kustannusrajoituksia. Esimerkiksi varastoinnissa ja kuljetuksessa vety on pienitiheyksistä ja vuotaa helposti normaalissa lämpötilassa ja paineessa. Pitkäaikainen kosketus teräksen kanssa aiheuttaa "vetyhaurastumista" ja vaurioittaa jälkimmäistä. Varastointi ja kuljetus ovat paljon vaikeampia kuin kivihiilen, öljyn ja maakaasun.
Tällä hetkellä monissa maissa uusi vetytutkimus on täydessä vauhdissa, ja teknisten vaikeuksien voittamiseksi on tehostettava ponnisteluja. Vetyenergian tuotannon, varastoinnin ja kuljetusinfrastruktuurin jatkuvan laajenemisen myötä myös vetyenergian kustannuksilla on paljon laskuvaraa. Tutkimukset osoittavat, että vetyenergiateollisuuden ketjun kokonaiskustannusten odotetaan laskevan puoleen vuoteen 2030 mennessä. Odotamme vetyyhteiskunnan kehittymisen kiihtyvän.
Julkaisun aika: 30.3.2021