Energialähteet ja polttoaineet (Vetyteknologia, polttokennot)
Energiamarkkinat
Energian tuotanto, jakelu ja varastointi
Energiatuotanto ja -jakelu
Vahva osaaminen vauhdittaa vetytaloutta
Kuva: Pixabay
Vedyn käyttömahdollisuudet ulottuvat teollisuudesta liikenteeseen, energian varastointiin ja jatkojalostamiseen. Vetytalouden toteutuminen edellyttää avointa yhteistyötä ja osaamista koko arvoketjun osalta. Tärkeässä roolissa ovat myös toimiva infrastruktuuri ja kehittyvät teknologiset ratkaisut.
Yhteistyöllä kohti vahvaa asemaa vetytaloudessa
Suomessa ja kansainvälisesti eletään murrosvaihetta, jossa etsitään puhtaan energian ratkaisuja. Vedyn monikäyttöisyys polttoaineena, teollisuuden raaka-aineena ja energian varastointiratkaisuna antaa sille merkittävää potentiaalia osana tulevaisuuden energiajärjestelmiä.
”Vetytalouden rooli ilmastotavoitteiden saavuttamisessa on keskeinen. Se tarjoaa ratkaisuja päästöjen vähentämiseen erityisesti raskaassa teollisuudessa ja liikenteessä, ja sen potentiaali ulottuu koko arvoketjuun”, sanoo Suomen vetyklusterin toiminnanjohtaja Riitta Silvennoinen.
”Vetytalouden rooli ilmastotavoitteiden saavuttamisessa on keskeinen.
Silvennoinen on aloittanut toiminnanjohtajan tehtävässä elokuussa 2025. Aiemmin hän on työskennellyt muun muassa energiamurroksesta vastaavana johtajan St1:llä sekä kiertotalousasiantuntijana Sitralla.
”Missionani on työskennellä ilmastonmuutoksen ja luontokadon pysäyttämiseksi. Vetytalouden edistäminen on arvomaailmani mukaista, merkityksellistä ja motivoivaa työtä. Näen vetytalouden edistämisessä myös valtavan potentiaalin Suomen hyvinvoinnin kannalta”, sanoo Silvennoinen.
Suomen vetyklusterin toiminnanjohtaja Riitta Silvennoinen.
Kuva: Hydrogen Cluster Finland
Vetytaloudella on kasvupotentiaalia
Suomessa on tällä hetkellä käynnissä noin 50 erilaista vetyyn liittyvää hanketta eri puolilla maata. Projektit kattavat laajasti erilaisia hankkeita vedyn koko arvoketjun osalta aina vihreän vedyn tuotannosta lopputuotteisiin, kuten sähköpolttoaineisiin, vihreään teräkseen ja proteiineihin. Tämä kertoo alan laajasta kehityspotentiaalista ja kasvavasta kiinnostuksesta vetytalouden mahdollisuuksiin.
Silvennoinen näkee vetytalouden merkityksen Suomen 2035 hiilineutraaliuden kannalta keskeisenä. Vetytalous tuo huoltovarmuutta samalla kun se auttaa irrottautumaan fossiilisista raaka-aineista. Vetytaloudella on myös potentiaalia luoda merkittävä määrä työpaikkoja Suomeen ja lisätä valtakunnallista ja alueellista elinvoimaisuutta.
Suomessa on vahvaa osaamista muun muassa prosessiteollisuudessa sekä digitaalisten ratkaisujen, dataohjauksen ja analytiikan kehittämisessä sekä sähkö- ja automaatioteknologioissa. Vetyalan osaamista vahvistetaan jatkuvasti korkeakouluissa, joissa koulutustarjontaa kehitetään vastaamaan kasvavaa tarvetta.
”Mikäli vedyn tarjoamiin mahdollisuuksiin tartutaan ajoissa, Suomella on potentiaalia saavuttaa vahva asema kansainvälisessä kilpailussa. Yhteisellä toiminnalla voidaan lisätä todennäköisyyttä sille, että Suomeen saadaan merkittävä osuus vetytalouden arvoketjusta”, Silvennoinen sanoo.
Venttiilit ja mittalaitteet vedyn ehdoilla
Vedyn tuotanto, siirto, varastointi ja jakelu muodostavat monivaiheisen ketjun, jossa turvallisuus ja prosessien hallinta ovat keskeisiä. Jokaisessa vaiheessa tarvitaan tarkkaa mittausta ja luotettavaa virtausten hallintaa, joten kenttälaitteet, kuten venttiilit ja mittalaitteet, ovat vetytalouden kriittisiä komponentteja.
Kuva: Tecalemit Flow Oy
”Vety on teknisesti vaativa aine. Se on kevyt, syttyvä ja läpäisee helposti huokoisia materiaaleja. Oikein valitut ja suunnitellut kenttälaitteet tukevat paitsi turvallisuutta, myös tehokasta ja pitkäikäistä toimintaa”, sanoo kenttälaitteiden myyntijohtaja Jarmo Himanka Tecalemit Flow Oy:stä.
Vedyn ominaisuuksien vuoksi laitteiden materiaalivalinnat ja tiiveys korostuvat. Etenkin jakelupuolella vety esiintyy korkeassa paineessa, joten venttiilien sulkutiiveyden ja rakenteellisen kestävyyden on oltava huippuluokkaa.
”Materiaalien osalta esimerkiksi teräksen hiilipitoisuus on kriittinen, sillä väärä koostumus voi johtaa venttiilin haurastumiseen. Huokoiset valumateriaalit eivät sovellu vedyn kanssa käytettäviin venttiileihin, vaan niissä käytetään taottuja materiaaleja, jotka tarjoavat tiiviimmän ja turvallisemman rakenteen”, kertoo Tecalemit Flown venttiilien myyntijohtaja Marcus Finne.
Kuva: Tecalemit Flow Oy
Mittaamisen haasteet ja ratkaisut
Vetytalouden sovelluskohteet vaihtelevat teollisuuden matalapaineisista prosesseista jakeluketjun korkeapaineisiin ympäristöihin, mikä asettaa laitteille erilaisia teknisiä vaatimuksia käyttöympäristöstä riippuen.
”Vedyn ominaisuuksien vuoksi laitteiden materiaalivalinnat ja tiiveys korostuvat.
”Vedyn fysikaaliset ominaisuudet asettavat erityisiä vaatimuksia mittalaitteille. Etenkin matalapaineisissa olosuhteissa vedyn tarkka mittaaminen on haastavaa. Mittausperiaatteen ja laitteen rakenteen huolellinen valinta on keskeistä”, Himanka sanoo.
Vedyn jakeluinfrastruktuuri on laajenemassa, ja suunnitteilla on merkittäviä siirtoverkkoja. Jakeluverkkojen laajentuessa vuodonvalvontajärjestelmien merkitys kasvaa. Erityisesti pitkissä siirtolinjoissa tarvitaan kehittyneitä valvontaratkaisuja, jotka pystyvät paikantamaan vuotokohdan pitkän putkilinjan varrelta.
Kuva: Tecalemit Flow Oy
”Optimaalisten ratkaisujen kehittämiseksi kenttälaitetoimittaja kannattaa ottaa mukaan suunnitteluun jo varhaisessa vaiheessa, jolloin järjestelmät voidaan mitoittaa ja toteuttaa käyttöolosuhteiden mukaisesti”, lisää Finne.
Kestäviä komponentteja vetytalouden tarpeisiin
Vedyn tuotanto, siirto ja varastointi muodostavat teknisesti vaativan kokonaisuuden, jossa komponenttien luotettavuus, turvallisuus ja yhteensopivuus prosessien kanssa ovat keskeisiä tekijöitä.
”Vedyn tuotanto on laaja sovellusalue, joka asettaa erityisiä vaatimuksia pumppujen ja venttiilien materiaaleille ja rakenteille. Tärkeimpiä ominaisuuksia ovat materiaalin puhtaus, korroosion- ja kulutuksenkestävyys sekä mekaaninen lujuus”, sanoo liiketoimintajohtaja Pasi Uoti KSB:ltä.
Vetytalouden tuotantoprosesseissa, kuten alkalielektrolyysissä ja PEM-elektrolyysissä, keskeisiä ominaisuuksia ovat lisäksi tiiveys sekä kyky toimia korkeissa paineissa ja lämpötiloissa. Elektrolyysiprosesseissa käytettävien komponenttien on kestettävä vedyn ja muiden kemiallisten aineiden aiheuttamaa kulutusta ja oltava yhteensopivia prosessin vaatimusten kanssa.
Liiketoimintajohtaja Pasi Uoti KSB:ltä.
Kuva: KSB Finland Oy
Vedyn tuotantolaitoksissa käytetään erilaisia pumppuratkaisuja, jotka valitaan prosessin teknisten vaatimusten, tilaratkaisujen ja suunnittelukriteerien mukaan. Pumput voidaan asentaa joko vaaka- tai pystyasentoon riippuen käytettävissä olevasta tilasta ja prosessin rakenteesta.
”Esimerkiksi monijaksoiset korkeapainepumput soveltuvat elektrolyysiprosesseihin, joissa tarvitaan suurta painetta ja tarkkaa virtaamansäätöä, kun taas yksijaksoiset jäähdytysvesipumput tukevat prosessin lämpötilanhallintaa”, kertoo Uoti.
Teollinen osaaminen tukee vetyratkaisuja
Venttiilit ovat keskeinen osa vedyn tuotantoprosessien ohjausta, säätöä ja turvallisuutta. Niiden tehtävänä on varmistaa prosessien hallittu kulku, estää vuotoja ja mahdollistaa nopea reagointi poikkeustilanteisiin.
”Venttiilit ovat keskeinen osa vedyn tuotantoprosessien ohjausta, säätöä ja turvallisuutta.
Vedyn kaltaisten helposti syttyvien kaasujen käsittelyssä venttiilien on täytettävä tiukat räjähdysturvallisuuteen liittyvät vaatimukset, kuten ATEX-standardit.
Automaatiojärjestelmiin integroitavat taajuusohjatut pumput ja automaattiventtiilit mahdollistavat prosessien tarkan säädön ja valvonnan. Lisäksi vedyn tuotantoon liittyy puhtausstandardeja, kuten ASTM G93, jotka säätelevät materiaalien soveltuvuutta esimerkiksi hapen kanssa kosketuksissa olevissa järjestelmissä.
Vetytalouden tekniset ratkaisut nojaavat pitkälti olemassa olevaan teolliseen osaamiseen, mutta vaativat samalla tarkkaa materiaalien ja komponenttien valintaa.
”Vedyn siirrossa ja varastoinnissa voidaan käyttää komponenttiratkaisuja, joiden toimivuus on jo osoitettu muissa teollisissa sovelluksissa, kuten kemian- ja prosessiteollisuudessa. Tämä lähestymistapa tukee turvallisuutta ja taloudellisuutta, kun uusia vetyinfrastruktuureja suunnitellaan ja rakennetaan”, summaa Uoti.
Toimilaitteet vetytalouden turvallisuuden tukena
Vetytalouden kehittyessä infrastruktuurilta vaaditaan kehittyneitä teknisiä ratkaisuja. Toimilaitteilla on keskeinen rooli vetyä hyödyntävissä laitoksissa, tuotannosta ja siirrosta aina jakeluun saakka.
”Sähkötoimilaitteet ovat vetytaloudessa yleisesti käytetty ratkaisu. Ne eivät tarvitse toimiakseen paineilmaa tai hydraulinesteitä, ja tämän vuoksi niiden huoltotarve on usein pienempi kuin pneumaattisten tai hydraulisten toimilaitteiden”, sanoo AUMA Finland Oy:n toimitusjohtaja Antti Savola.
Sähkötoimilaitteet integroituvat sujuvasti osaksi vetylaitosten automaatiojärjestelmiä, tukien laajasti eri ohjausprotokollia ja väylätekniikoita, kuten uusimpia Ethernet-pohjaisia ratkaisuja.
AUMA Finland Oy:n toimitusjohtaja Antti Savola.
Kuva: Auma Finland Oy
Oikeanlaisen laitteen valinta mahdollistaa turvallisen ja tehokkaan ohjauksen myös vaativissa olosuhteissa. Sähkötoimilaitteiden tuoteominaisuudet ovat sovellettavissa vetytalouden tarpeisiin, prosessin, putkiston koon ja laitoksen vaatimusten mukaan. Tuotantolaitoksissa korostuvat tarkka prosessinohjaus ja turvallisuus, siirtolinjoilla taas etäohjattavuus. Jakelupisteissä laitteiden on oltava helposti huollettavia. Myös vedyn tarvitsemat turvallisuusominaisuudet ovat nykyisissä sähkötoimilaitteissa valmiina.
”Vety on helposti syttyvä kaasu, ja siksi laitteiden on täytettävä tiukat turvallisuusstandardit. Sähkötoimilaitteiden ATEX-hyväksyntä ja SIL 2 -taso takaavat niiden toimintavarmuuden kriittisissäkin tilanteissa”, Savola sanoo.
"Sähkötoimilaitteet ovat vetytaloudessa yleisesti käytetty ratkaisu.
Vetylinjat vaativat tarkkaa suunnittelua
Vetytalouden kasvu tuo mukanaan uusia suunnittelutarpeita. Esimerkiksi suunnitteilla oleva vetyputki Suomen länsirannikolta Ruotsiin edellyttää huolellista teknistä suunnittelua ja infrastruktuurin kokonaisvaltaista optimointia.
Sähkötoimilaitteet tarjoavat vetytalouteen turvallisen, tehokkaan ja helposti integroitavan ratkaisun, joka perustuu jo olemassa olevaan osaamiseen ja kansainväliseen kokemukseen.
AUMA-konsernin sähkötoimilaitteita on jo toimitettu saksalaiseen GET H2 Nukleus -hankkeeseen, jossa sen toimilaitteita käytetään vedyn varastointilaitoksen ohjauksessa.
”Vetyinfrastruktuurin suunnittelussa voidaan hyödyntää kokemusta, jota on saatu maakaasulle suunnitellun Baltic Connectorin jakelu- ja pumppuasemien ohjauksesta. Saadun kokemuksen perusteella sähkötoimilaitteiden tekniset vaatimukset soveltuvat vetytalouden tarpeisiin”, Savola sanoo.
Teksti: Meri Böhm
