Vetytalous
Poutiainen, Panu (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024051712821
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024051712821
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutustua vetytalouteen ja vedyn tulevaisuudennäkymiin energiantuotannossa. Työssä tarkastellaan mitä vetytalous on ja miten sitä voitaisiin hyödyntää tulevaisuudessa esimerkiksi hajautetussa energiantuotannossa. Vedyllä ja polttokennoilla pystytään tuottamaan paikallisesti ja päästöttömästi energiaa. Opinnäytetyö tehdään tutkimuksena Oulun ammattikorkeakoululle, osana kansainvälistä SMART-Renew-hanketta
Uusituvista energialähteistä, kuten aurinko- ja tuulivoimasta elektrolyysillä tuotettu vety on ympäristöystävällinen tapa varastoida energiaa. Elektrolyysillä tuotetun vedyn etuna on, että se voidaan varastoida jo olemassa olevalla teknologialla. Vetyä pystytään varastoimaan korkeassa paineessa kaasuna, alhaisessa lämpötilassa nesteenä tai kemiallisesti sidottuna hydridikomplekseihin. Vety soveltuu energian varastointiin huomattavasti paremmin akkuihin verrattuna, koska se ei menetä varaustaan samalla tavalla. Vedyssä energia säilyy vuodesta toiseen, kun taas akkujen varaustaso laskee. Kaasun olomuodossa vedyn energia sisältö on 120 MJ/kg, joten suhteellisen pienellä määrällä vetyä saadaan merkittävän paljon energiaa varastoitua.
Vedyn muuttaminen takaisin sähköenergiaksi polttokennon avulla on ympäristöystävällinen tuotantomuoto, joka ei ole riippuvainen esimerkiksi sääolosuhteista. Polttokennoilla pystytään puhtaan vedyn lisäksi käyttämään perinteisiä polttoaineita, kuten maakaasua (metaani) ja biokaasua.
Suomessa Convion Oy:n kehittämä integroitu polttokennomoduuli tuottaa samasta määrästä biokaasua tuplasti enemmän energiaa verrattuna mikroturbiiniin sekä puolitoistakertaisen määrän verrattuna kaasumoottoriin. Moduulilla pystytään tuottamaan sähköenergiaa ja lämpöä vedystä ja muista perinteisistä polttoaineista. Laitteen hyötysuhde on noin 50 %, mitä voidaan pitää merkittävänä tuloksena.
Uusituvista energialähteistä, kuten aurinko- ja tuulivoimasta elektrolyysillä tuotettu vety on ympäristöystävällinen tapa varastoida energiaa. Elektrolyysillä tuotetun vedyn etuna on, että se voidaan varastoida jo olemassa olevalla teknologialla. Vetyä pystytään varastoimaan korkeassa paineessa kaasuna, alhaisessa lämpötilassa nesteenä tai kemiallisesti sidottuna hydridikomplekseihin. Vety soveltuu energian varastointiin huomattavasti paremmin akkuihin verrattuna, koska se ei menetä varaustaan samalla tavalla. Vedyssä energia säilyy vuodesta toiseen, kun taas akkujen varaustaso laskee. Kaasun olomuodossa vedyn energia sisältö on 120 MJ/kg, joten suhteellisen pienellä määrällä vetyä saadaan merkittävän paljon energiaa varastoitua.
Vedyn muuttaminen takaisin sähköenergiaksi polttokennon avulla on ympäristöystävällinen tuotantomuoto, joka ei ole riippuvainen esimerkiksi sääolosuhteista. Polttokennoilla pystytään puhtaan vedyn lisäksi käyttämään perinteisiä polttoaineita, kuten maakaasua (metaani) ja biokaasua.
Suomessa Convion Oy:n kehittämä integroitu polttokennomoduuli tuottaa samasta määrästä biokaasua tuplasti enemmän energiaa verrattuna mikroturbiiniin sekä puolitoistakertaisen määrän verrattuna kaasumoottoriin. Moduulilla pystytään tuottamaan sähköenergiaa ja lämpöä vedystä ja muista perinteisistä polttoaineista. Laitteen hyötysuhde on noin 50 %, mitä voidaan pitää merkittävänä tuloksena.