Close-up of Champagne glass

Vety tulee, mutta kuinka laajasti ja miksi skenaariot vedyn käytön kehityksestä vaihtelevat niin paljon?

Kirjoittaja Leena Sivill
24/06/2021

Vety tulee, mutta kuinka laajasti ja miksi skenaariot vedyn käytön kehityksestä vaihtelevat niin paljon?

Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n globaalit ilmastoskenaariot ja Pariisin ilmastosopimus vuodelta 2015 käynnistivät vetytalouden uuden tulemisen 2010-luvulla. Päästövähennystavoitteista on siirrytty 2020-luvulle tultaessa hiilineutraalisuustavoitteisiin ja nettonollapäästötavoitteisiin, jolloin kaikki keinot on otettava käyttöön. IPCC:n skenaarioissa lähtökohtana on, että puhtaasti tai vähähiilisesti tuotettua vetyä tarvitaan sellaisiin käyttötarkoituksiin, joita on vaikeaa tai mahdotonta sähköistää tai korvata muilla hiilineutraaleilla energialähteillä suoraan.

Tästä seuraaviin jatkokysymyksiin, mm. miten integroida puhtaan tai vähähiilisen vedyn tuotanto nykyisiin energiajärjestelmiin, on haettu vastauksia ja reunaehtoja erilaisten Euroopan kehitystä kuvaavien energiaskenaarioiden avulla. Näiden tuloksena vetykeskustelu on laajentunut alkuperäisestä viitekehyksestään lämmitykseen, sähköntuotantoon sekä liikennesektorilla kaikkiin segmentteihin. Tämä nostaa vedyntuotannon tarvetta välttämättömiä käyttötarkoituksia suuremmaksi. On siis tarpeen pohtia, millä ehdoilla ja edellytyksillä vedyntuotanto näihin käyttötarkoituksiin voisi olla perusteltua.

Vedyn osuus vaihtelee eri energiaskenaarioissa

Tutkimusorganisaatioiden, edunvalvontaryhmien ja julkisen sektorin julkaisemat Euroopan laajuiset energiaskenaariot on esitetty vuoden 2015 jälkeen usein suhteessa Pariisin ilmastosopimuksen päästövähennystavoitteisiin, joilla ilmaston lämpeneminen rajattaisiin alle 2°C tai 1,5°C asteeseen vuoteen 2100 mennessä. Ensimmäinen alle 2°C tavoite vaatii hiilidioksidipäästöjen alentamista 90 % vuoden 1990 tasosta vuoteen 2050 mennessä. Jälkimmäinen 1,5°C tavoite edellyttää päästöjen nettonollatavoitetta vuoteen 2050 mennessä.

Euroopan energia- ja ilmastopoliittisessa keskustelussa yleisesti viitattuja Euroopan laajuisia energiaskenaarioista ovat esittäneet useat tahot, joiden skenaariot on esitetty alla (kuva 1). Kuvasta nähdään, että energian loppukäytön on useimmissa skenaarioissa ajateltu  vähenevän vuoteen 2050 mennessä noin neljänneksellä nykyisestä tasolle 9 000 TWhLHV. Ainoastaan WEC:in skenaariossa energian loppukäyttö kasvaisi. Vedyn ja synteettisten polttoaineiden määrät vaihtelevat skenaarioissa nollasta enintään 26 %:iin energian loppukäytöstä.

Energiaskenaariot: vedyn osuus energian loppukäytöstä
Kuva 1. Energian loppukäyttö, vedyn ja synteettisten polttoaineiden osuudet loppukäytöstä ja saavutettavat kasvihuonekaasupäästöjen vähenemät Euroopan energiaskenaarioissa vuoteen 2050 mennessä.
Vedyn raaka-ainekäyttö sisältyy energian loppukäyttöön useimmissa skenaarioissa. WEC:in skenaariossa ovat mukana EU28, Norja, Liechtenstein ja Islanti; muissa skenaarioissa alueena on EU28.

Vedyn loppukäyttö eri sektorien kesken vaihtelee suuresti skenaariosta riippuen (kuva 2 alla).

Energiaskenaariot: vedyn loppukäyttö sektoreittain
Kuva 2. Vedyn ja synteettisten polttoaineiden loppukäyttö sektoreittain valikoiduissa Euroopan laajuisissa energiaskenaarioissa vuonna 2050

Mistä nämä erot sitten johtuvat? Vedyn ja synteettisten polttoaineiden osuudet eri sektoreilla vaihtelevat pääasiassa seuraavista oletuksista johtuen:

  • Teollisuuden nykyisen fossiilisiin energialähteisiin perustuvan vedynkäytön korvaamista puhtaalla tai vähähiilisellä vedyllä ei kaikissa skenaarioissa huomioida (WEC, WindEurope), mikä rajoittaa näiden skenaarioiden käytettävyyttä. WindEuropella oletuksena on tältä osin hiilidioksidin talteenotto, ja  WEC:in skenaariossa hiilidioksidipäästöt pienenevät suhteessa vähemmän kuin muissa skenaarioissa.
  • Tietyissä skenaarioissa vetyä käytettäisiin huomattavia määriä rakennusten lämmitykseen. Tätä perustellaan vedyn syöttämisellä maakaasun sekaan maakaasuverkkoihin liittyneille lämmityskäyttäjille ja siirtymisellä 100 % vetyverkkoihin myöhemmin. Osassa skenaarioista oletuksena on siirtyminen maakaasusta suoraan muihin vaihtoehtoisiin energioihin.
  • Painotus vedyn käytölle sähkön varastointiin ja sähköjärjestelmän säätämiseen vaihtelee. Korkean sähköntuotannon skenaarioissa oletetaan, että vety voisi toimia jopa vuodenaikavarastona.
  • Liikenteen osalta kaikissa skenaarioissa oletetaan, että henkilöautot sähköistyvät. Vetyä saatetaan käyttää pieniä määriä polttokennoautoissa tämän rinnalla. Vetyä käytettäisiin lähinnä raskaassa pitkän matkan maantieliikenteessä ja meriliikenteessä. Meri- ja lentoliikenteessä hyödynnettäisiin lisäksi vedystä valmistettuja synteettisiä polttoaineita.

Poliittisella ohjauksella investoinnit oikeisiin käyttötarkoituksiin

Edellä esitetyissä energiaskenaarioissa heijastuvat intressiryhmien keskenään erilaiset tavoitteet, koska energiaskenaariot ovat luonteeltaan tarkasteluja erilaisista vaihtoehtoisista kehityspoluista, eivät ennusteita tulevaisuudesta. Yksittäisten intressiryhmien tavoitteista riippumatta ilmasto- ja energiapoliittiset ohjauskeinot tulisi perustaa yhteiskunnallisiin hyöty- ja kustannusnäkökohtiin. Skenaariotyössä haasteena ovat vedyn rinnakkaiset roolit eri loppukäyttösektoreilla ja sähkön ja vedyn tuotannon fyysinen sijoittaminen tähän kysyntään nähden. Sijainti vaikuttaa siihen, millaista infrastruktuuria vedyn kuljettaminen ja varastointi vaativat. Suurten investointipäätösten myötä tämä kustannus-hyötyoptimi muuttuu jatkuvasti. Samoin talouden ja markkinoiden kehittyminen, päästövähennysten toteutuksen nopeus ja oletukset tulevaisuuden teknologiavaihtoehdoista ja kustannustasoista vaikuttavat energiaskenaarioissa käytettäviin oletuksiin ajan myötä.

Yksittäisten intressiryhmien tavoitteista riippumatta ilmasto- ja energiapoliittiset ohjauskeinot tulisi perustaa yhteiskunnallisiin hyöty- ja kustannusnäkökohtiin.

Energia- ja ilmastopoliittisten ohjaustoimenpiteiden suunnittelussa auttaa palaaminen IPCC:n ilmastoskenaarioihin ja sen muistaminen, että kaikki vety pitää tuottaa puhtaalla tai vähähiilisellä energialla. Vety siis kilpailee markkinapaikasta muiden puhtaiden ja vähähiilisten energiaresurssien ja raaka-aineiden kanssa. Vetykeskustelussa tullaan lopulta tuotteiden ja palvelujen elinkaarivaikutuksiin: millaisin päästöin tuote tai palvelu syntyy, mitä päästöjä käyttöön liittyy ja miten tuote tai palvelu on poistettavissa käytöstä. Vetytalouden poliittisten ohjauskeinojen suunnitteluun on siksi hyvä sisällyttää elinkaarinäkökulma energiaskenaarioiden lisäksi.

Vety ei ole itsetarkoitus vaan väline saavuttaa ilmastotavoitteet siellä, mihin muut keinot eivät olisi vaikutuksiltaan ja kustannuksiltaan soveltuvampia. Esitettyjen lukujen valossa vetytalous on teollisuudelle ja teknologia- ja palvelualojen yrityksille suuri liiketoimintamahdollisuus, joka kuitenkin edellyttää hyvin suunniteltua poliittista ohjausta, jotta toteutus suuntautuu kokonaisuuden kannalta oikeisiin ratkaisuihin.

Lisätietoja:

Leena Sivill

Principal, energian liikkeenjohdon konsultointi