Janina Jokimies: Synteettiset polttoaineet avaavat Suomelle valtavan vientimahdollisuuden

LUT-yliopisto on tehnyt vuosien ajan tieteellisiä selvityksiä vetytalouden strategisista mahdollisuuksista Suomessa. Lisäksi LUT julkaisee tänä vuonna toisen energiaselontekonsa sekä rakentaa Lappeenrannan kampukselle power-to-x-laboratoriota.

LUT-yliopisto on profiloitunut voimakkaasti varsinkin vihreän siirtymän sekä uusien, vetyyn pohjautuvien power-to-x (P2X) -prosessien tutkimuksessa. LUT on selvittänyt esimerkiksi Itä- ja Kaakkois-Suomen mahdollisuuksia vihreään sähköistymiseen ja vetytalouteen. Näkökulmana oli uusiutuvan sähkön ja vedyn merkitys alueen teollisille investoinneille ja taloudellisille vaikutuksille, bioperäisten hiilidioksidipäästöjen hyödyntäminen power-to-x (P2X) -tuotannossa sekä siitä syntyvä hyvinvointi perustuen päästöttömään sähköenergiaan ja infrastruktuureihin.

”Nyt mietitään paljon sitä, miten hiilineutraalisuus saavutetaan. Vieläkin tärkeämpää olisi kuitenkin selvittää, miten saisimme hiilineutraaliudesta mahdollisimman paljon hyvinvointia ja kasvua irti”, LUT-yliopiston tutkimusjohtaja Petteri Laaksonen sanoo.

LUTin asiantuntijoiden mukaan Itä- ja Kaakkois-Suomessa tuotettu sähkö olisi avain alueen teollisuuden merkittävään kasvuun. Investointi rajavalvontaan liittyvien tutkaongelmien ratkaisemiseen maksaisi itsensä monin kerroin takaisin.

”Tutkaongelman ratkaisun kustannukset ovat vain murto-osa sen tuomista mahdollisuuksista. Jos tämä lukko aukaistaan, uusia teollisuuden mahdollisuuksia tulee vyöryen. Samalla koko Suomen energiaomavaraisuus ja sähköverkon tasapaino paranevat merkittävästi”, Laaksonen sanoo.

Itä- ja Kaakkois-Suomessa on myös paljon metsäteollisuutta. LUT on selvittänyt, miten olemassa olevaa infrastruktuuria voidaan hyödyntää biokaasun ja synteettisen metaanin sekä mahdollisesti vedyn jakelussa.

Itä- ja Kaakkois-Suomen lisäksi LUT-yliopisto on kartoittanut Perämeren alueen power-to-x-tuotannon edellytyksiä sekä Ahvenanmaan merialueiden tuulivoimapotentiaalia. Selvityksen mukaan Perämeren alueella on hyvät mahdollisuudet kehittyä hiilineutraalin teräksen, polttoaineiden ja kemikaalien teollisuuskeskittymäksi, mutta kehitys edellyttää tuulivoimakapasiteetin merkittävää kasvua. Ahvenanmaan merituulipuiston tuotto voisi selvityksen mukaan vastata lähes puolta Suomen nykyisestä sähköntuotannosta.

Muukonkankaan tuulivoimalat

P2X-laboratorio ja synteettisen metanolin pilottilaitos Lappeenrantaan

LUT tutkii power-to-x-teknologiaa (P2X), jonka perusideana on muuttaa sähköä toiseen energiamuotoon: kaasuksi, nesteeksi tai tarvittaessa takaisin sähköksi. Lappeenrannan kampukselle rakennetaan parhaillaan P2X-laboratoriota Business Finlandin neljän miljoonan euron rahoituksella. Uuden laboratorion on määrä valmistua vuoden 2025 loppuun mennessä.

Uudessa power-to-x-laboratoriossa tutkitaan vedestä ja hiilidioksidista valmistettavia synteettisiä sähköpolttoaineita ja -kemikaaleja, joilla voidaan korvata fossiilisia polttoaineita. Laboratorioon aiotaan hankkia koelaitteita veden elektrolyysin, hiilidioksidikaappauksen ja polttoainesynteesin tutkimukseen sekä digitaalisia työkaluja erilaisten ratkaisujen mallintamiseen. Toteutuksessa kiinnitetään erityistä huomiota tutkimusyhteistyön vahvistamiseen.

P2X-teknologia voi auttaa ratkaisemaan teollisuuden ja liikenteen hiilidioksidipäästöongelmat, koska tuotannon raaka-aineet saadaan ilmasta sen sijaan, että ilmaan tuotettaisiin päästöjä. P2X-prosessilla voidaan tuottaa esimerkiksi synteettistä bensiiniä, kerosiinia ja dieseliä. Prosessin raaka-aineita ovat sellutehtaan biopohjainen hiilidioksidi tai sementin valmistuksesta talteen otettu hiilidioksidi ja uusiutuvalla sähköllä, esimerkiksi tuulivoimalla, vedestä elektrolyysiprosessilla tuotettu vety.

Lappeenrantaan suunnitellaan myös Suomen ensimmäistä synteettisen metanolin pilottilaitosta LUTin ja St1:n yhteistyönä. Pilottilaitos on tarkoitus rakentaa nykyisen Finn-Sementin tehtaan yhteyteen. Teknologian taustalla on LUT-yliopiston P2X-tutkimus.

Suomi voisi tuottaa 10 prosenttia Euroopan energiasta

LUT-yliopiston tutkimusjohtaja Petteri Laaksosen mukaan synteettisten polttoaineiden ja kemikaalien laajamittainen valmistus avaisi Suomelle merkittävän vientimahdollisuuden. Hän painottaa sitä, että eurooppalainen teollisuus on uudelleensijoittumassa Suomeen ja muihin pohjoismaihin edullisen sähkön perässä.

”Teollisuus siirtyy entisiltä edullisen maakaasun alueilta maihin, joissa uusiutuvaa sähköä tuotetaan edullisesti. Samaan aikaan kaikki yhteiskunnassa sähköistyy, ja se muutos vaatii noin 3–4-kertaisen määrän sähköä nykyiseen verrattuna”, Laaksonen sanoo.

Petteri Laaksonen

Harvaanasuttu Suomi on Euroopan teollisuuden uudelleensijoittumisessa voittajien puolella. Pohjoismaiden kilpailuetuna on tyhjä maapinta-ala, jolle voidaan rakentaa edullisesti uutta tuotantoa, kun taas muu Eurooppa on rakennettu jo lähes täyteen.

Laaksosen mukaan uusiutuvan sähkön tuotantopotentiaali on reilusti yli 1 000 terawattituntia, kun taas Suomen vuosittainen sähköntuotanto oli 80 terawattituntia vuonna 2023. LUTin energiamallinnuksen perusteella Suomi voisi tulevaisuudessa tuottaa 10 prosenttia kaikesta Euroopan energiasta tuuli- ja aurinkovoimalla.

”Suomessa tuotetaan uusiutuvaa sähköä pian viisi kertaa enemmän kuin sähköä kokonaisuudessaan tällä hetkellä. Sen mahdollisuuden hyödyntäminen on tärkeää ja Suomelle suuri mahdollisuus.”

Suomessa tuotettua sähköä ja vetyä ei kannata viedä ulkomaille, vaan niitä kannattaa jatkojalostaa paikallisesti. Siksi Suomeen on tulossa Laaksosen varovaisen arvion mukaan usean sadan miljardin arvosta uusia investointeja sekä satoja tuhansia pysyviä teollisia työpaikkoja. Suomessa tuotetaan jatkossa entistäkin enemmän muun muassa metanolia ja ammoniakkia ja niistä jalostettuja kemianteollisuuden tuotteita.

Jotta Suomen mahdollisuudet voivat toteutua käytännössä, tarvitaan lisää uusiutuvan energian investointeja sekä sähkön jatkojalostukseen kannustavaa regulaatiota. Tarvittava teknologia on jo olemassa, mutta tutkimuslaitoksilla on tärkeä rooli EU:n regulaatioon vaikuttamisessa. EU käsittelee esimerkiksi uutta regulaatiota, jonka toteutuessa laiva- ja lentoliikenteen bensiiniin tulisi jatkossa sekoittaa power-to-x-teknologialla tuotettua polttoainetta.

TEKSTI: JANINA JOKIMIES

Artikkelin sisältö perustuu useisiin LUT-yliopiston energiajärjestelmien tiedekunnassa tehtyihin tutkimuksiin. South East Finland Hydrogen Valley -hanketta sekä Perämeren P2X-selvityshanketta johtivat professori Tero Tynjälä, professori Jukka Lassila ja tutkijatohtori Hannu Karjunen. Euroopan sähkön mallinnustulos (10 000 TWh) on puolestaan professori Christian Breyerin tutkimuksen tulosta. Suomen sähköntuotannon potentiaali mallinnettiin Hygcel-hankkeessa, jonka päätekijöitä ovat tutkijatohtori Hannu Karjunen ja professori Jukka Lassila.

Lisätietoja:Petteri Laaksonen, tutkimusjohtaja, LUT-yliopisto, petteri.laaksonen@lut.fi, +358 40 508 8498

LUT-yliopisto

• Tekniikan, talouden ja yhteiskuntatieteet yhdistävä kansainvälinen tiedeyliopisto.

• Kampukset sijaitsevat Lappeenrannassa ja Lahdessa, alueyksiköt puolestaan Kouvolassa ja Mikkelissä.

• LUTin energiatutkimuksen vahvuusalueita ovat muun muassa vetytalous ja power-to-x-teknologia, tehoelektroniikka ja suurnopeustekniikka sekä älykkäät sähköverkot ja energiajärjestelmän IoT-ratkaisut.

• Tutkijat kehittävät energiaratkaisuja tiiviissä yhteistyössä yritysten kanssa.

• LUT-yliopisto julkaisee joka toinen vuosi energiaselonteon, joka kuvaa Suomen energiajärjestelmän tilaa, haasteita ja kehitysmahdollisuuksia.