Mitä vety on?

Vedessä, kasveissa, eläimissä ja tietenkin ihmisissä on valtava määrä vetyatomeja. Mutta vaikka vetyä on lähes kaikissa elävien olentojen molekyyleissä, sitä on kaasuna hyvin vähän – alle yksi miljoonasosa tilavuusprosenttia kohti.

Vetyä voidaan tuottaa monista eri lähteistä, kuten maakaasusta, ydinvoimasta, biokaasusta ja uusiutuvasta energiasta, kuten aurinko- ja tuulivoimasta. Haasteena on vedyn valjastaminen kaasuksi suuressa mittakaavassa kotiemme ja yritystemme polttoaineeksi.

Miksi vety on tärkeä tulevaisuuden puhtaana energialähteenä?

Polttoaine on kemikaali, jota voidaan ”polttaa” hyödyllisen energian tuottamiseksi. Polttaminen tarkoittaa yleensä sitä, että polttoaineen alkuaineiden väliset kemialliset sidokset rikkoutuvat ja alkuaineet yhdistyvät kemiallisesti hapen kanssa (usein ilmasta).

Monien vuosien ajan olemme käyttäneet maakaasua kotiemme ja yritystemme lämmittämiseen ja voimalaitosten sähköntuotantoon; tällä hetkellä 85 % kodeista ja 40 % Ison-Britannian sähköntuotannosta perustuu kaasuun. Metaani on öljy- ja kaasukentiltä saatavan maakaasun tärkein ainesosa.

Olemme jatkaneet maakaasun käyttöä, koska se on helposti saatavilla oleva resurssi, se on kustannustehokas ja se on puhtaampi vaihtoehto kivihiilelle – likaisimmalle fossiiliselle polttoaineelle, johon olemme historiallisesti luottaneet lämmityksessä ja sähköntuotannossa.

Kun maakaasua poltetaan, se tuottaa lämpöenergiaa. Mutta jätetuotteena veden ohella syntyy hiilidioksidia, joka ilmakehään päästessään edistää ilmastonmuutosta. Kun poltamme vetyä, ainoa jätetuote on vesihöyry.

Mitä eroa on sinisellä vedyllä ja vihreällä vedyllä?

Sinistä vetyä tuotetaan uusiutumattomista energialähteistä jollakin kahdesta ensisijaisesta menetelmästä. Metaanin höyryreformointi on yleisin menetelmä bulkkivetyä tuotettaessa, ja sen osuus on suurin osa maailman tuotannosta. Menetelmässä käytetään reformoria, jossa höyry reagoi korkeassa lämpötilassa ja paineessa metaanin ja nikkelikatalyytin kanssa muodostaen vetyä ja hiilimonoksidia.

Vaihtoehtoisesti autotermisessä reformoinnissa käytetään happea ja hiilidioksidia tai höyryä reagoimaan metaanin kanssa vedyn muodostamiseksi. Näiden kahden menetelmän haittapuolena on, että ne tuottavat sivutuotteena hiiltä, joten hiilen talteenotto ja varastointi (CCS) on välttämätöntä tämän hiilen sitomiseksi ja varastoimiseksi.

Vihreää vetyä tuotetaan käyttämällä sähköä elektrolysaattoriin, joka pilkkoo vedyn vesimolekyyleistä. Tämä prosessi tuottaa puhdasta vetyä ilman haitallisia sivutuotteita. Lisäetuna on se, että koska tämä menetelmä käyttää sähköä, se tarjoaa myös mahdollisuuden ohjata ylimääräinen sähkö – jota on vaikea varastoida (kuten ylimääräinen tuulivoima) – elektrolyysiin ja käyttää sitä vetykaasun tuottamiseen, jota voidaan varastoida tulevia energiatarpeita varten.

Käytetäänkö vetyä jo nyt polttoaineena?

Kyllä. Jo nyt on olemassa vetypolttokennoajoneuvoja. Japanissa on 96 julkista vedyn tankkausasemaa, joilla voi tankata bensiinin tai dieselin tavoin ja samassa ajassa kuin perinteisellä polttoaineella toimivan auton. Saksassa on 80 tällaista vetyasemaa, ja Yhdysvallat on kolmantena 42 asemalla.

Vety on myös jännittävä kevyt polttoainevaihtoehto maantie-, lento- ja laivakuljetuksiin. Kansainvälisellä jakeluyhtiö DHL:llä on jo 100 ”H2-paneelipakettiautoa”, jotka pystyvät kulkemaan 500 km ilman tankkausta.

Mitkä ovat mahdollisia jarruja vedyn käytön nopeuttamiselle puhtaana energialähteenä?

Voidakseen olla elinkelpoinen vaihtoehto metaanille vetyä on tuotettava mittakaavassa ja taloudellisesti, ja nykyistä infrastruktuuria on mukautettava.

Hyvä uutinen on se, että vetyä voidaan kuljettaa kaasuputkistoissa, mikä minimoi häiriöt ja vähentää uuden vedynsiirtoverkon rakentamiseen tarvittavan kalliin infrastruktuurin määrää. Kotielämässä ei myöskään tarvittaisi kulttuurinmuutosta, sillä ihmiset ovat tottuneet käyttämään maakaasua ruoanlaittoon ja lämmitykseen, ja vetyä vastaavia vaihtoehtoja on syntymässä.

Mitä National Grid tekee edistääkseen vetyä vaihtoehtoisena vihreänä polttoaineena?

Olemme sitoutuneet saavuttamaan nettonollapäästöt vuoteen 2050 mennessä, mikä tarkoittaa, että meidän on alettava valmistautua muuttamaan kaasunkäyttöämme tulevina vuosina. Yksi keino, jota ehdotamme tähän, on vety.

Nykymuotoinen kansallinen siirtojärjestelmä (National Transmission System, NTS) kuljettaa maakaasua eri puolilla Yhdistynyttä kuningaskuntaa, ja ihmiset, yritykset ja teollisuus ovat riippuvaisia verkostostamme.

NTS on ainutlaatuinen ja monimutkainen verkko, joka käyttää teräsputkia maakaasun kuljettamiseen korkeassa paineessa. Meidän on ymmärrettävä täysin, millaisia vaikutuksia korkeapaineiselle vedylle altistumisella voi olla putkiin, ennen kuin verkko voidaan muuntaa. Tarvitaan laajoja testejä ja yksityiskohtaisia kokeita sen selvittämiseksi, mitä muutoksia meidän on mahdollisesti tehtävä, jotta vetyä voidaan kuljettaa turvallisesti.

HyNTS:n (Hydrogen in the NTS) nimellä olemme jo toteuttaneet useita hankkeita, joissa on tutkittu vetyä kuljettavan NTS:n fyysisiä valmiuksia. Näissä hankkeissa ei ole tarkasteltu vain vaikutuksia, joita vedyllä voisi olla putkistoihimme, vaan myös kaikkiin niihin liittyviin laitteisiin, kuten kompressoreihin ja venttiileihin, sekä tapoja, joilla vetyverkon on ehkä toimittava eri tavalla tulevaisuudessa.