Vedyn tuotanto ja käyttö teollisuudessa

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin Jyväskylän ammattikorkeakoulun toimeksiantona. Toimeksiantaja teetti vedystä opinnäytetyön 2021 talvella ja tämän työn tarkoituksena oli toimia jatko-osana tuolle työlle. Ilmastonmuutoksen hillitseminen hiilidioksidi päästöjä leikkaamalla on ajankohtainen aihe ja sen saavuttamiseen tarvitaan uusia keinoja. Vetytekniikan avulla hiilidioksidi päästöjä voidaan vähentää suuria määriä. Tavoitteena oli tutkia vedyn valmistusmenetelmiä ja saada lopputulos siitä, mikä menetelmistä on paras tulevaisuuden vetyhankkeille, saada tietoa mihin vetyä voidaan käyttää, jotta se palvelee tulevaisuuden hiilidioksidi neutraalisuus tavoitetta sekä tarkastella, missä vedyn tuotanto maantieteellisesti on parasta toteuttaa.

Opinnäytetyö oli kirjallisuuskatsaus vedyn valmistuksesta ja käyttökohteista teollisessa mittakaavassa. Tietoa kerättiin aihetta käsittelevistä artikkeleista ja uutisista. Vetyteknologia ja sen käyttökohteet ovat uusi aihe, jonka vuoksi tiedon keruu keskittyi juuri yllä mainittuihin lähteisiin. Kirjallisuutta hyödynnettiin prosessien kuvauksessa. Lähteiden luotettavuutta tarkasteltiin monelta kantilta ja lähteiden taustoihin perehdyttiin.

Tuloksena saatiin tutkimus, joka käsittelee vetyä aina alkuaineesta loppukäyttöpaikkoihin asti. Vedyn valmistukseen täytyy käyttää vihreää sähköä, joka tulee olemaan aurinko- tai tuulivoimalla tuotettua. Vedyn valmistus tullaan toteuttamaan käyttämällä elektrolyysiprosessia. Elektrolyysiprosessissa syntyvä hukkalämpö täytyy hyödyntää, jotta prosessin hyötysuhdetta saadaan nostettua. Hukkalämpö tullaan hyödyntämään kaukolämpöverkkoon. Vedyn suurimmiksi käyttökohteiksi osoittautuvat kemianteollisuus, jossa vedystä jalostetaan polttoaineita ja vihreän teräksen tuotanto. Vetyä voidaan myös käyttää energiavarastona sähköjärjestelmän tasapainotusta varten.

Vety hankkeissa täytyy vedyn elinkaaren tarkastelussa olla huolellinen sen vaikean varastoinnin ja kuljettamisen takia. Vedyn tuotantolaitokset täytyy sijoittaa siten, että alueella on saatavilla riittävästi vihreää sähköä elektrolyysiprosessia varten. Elektrolyysissä syntyvälle hukkalämmölle täytyy olla käyttökohde. Vedyntuotanto tulee sijoittaa sen loppukäytön osalta järkevästi joko niin, että vety saadaan suoraan käyttöön laitokselta tai se voidaan varastoida vetyverkostoon.