Suomeen tarvitaan suuria kallioluolia vedyn varastointiin
VTT ja Geologian tutkimuskeskuksen tutkijoiden mukaan varastot ovat välttämättömiä, jos Suomi aikoo kasvattaa vihreän vedyn tuotantoa ja käyttöä 2030-luvulla.
Suomen vetytalouden kehitys edellyttää suuria maanalaisia vedyn varastoja, arvioivat VTT ja Geologian tutkimuskeskus GTK. Business Finlandin rahoittamassa HUG-tutkimushankkeessa selvitettiin ensi kertaa perusteellisesti, millaisia vaatimuksia vedyn varastointi asettaa Suomen kallioperässä.
Suomen tavoitteena on tuottaa vähintään kymmenen prosenttia Euroopan unionin vihreästä vedystä vuoteen 2030 mennessä. Tavoite edellyttää vedyn laajamittaista tuotantoa ja teollista käyttöä, mutta tuotantomäärien vaihtelu tuo järjestelmään joustotarpeen.
Vetyputkistojen tilavuus tarjoaa vain muutaman tunnin jouston. Useita päiviä kestävään tuotannon ja kulutuksen tasapainottamiseen tarvitaan tutkijoiden mukaan huomattavasti suurempia varastoja.
”Maanalaisten vetyvarastojen rakentaminen kestää pitkään ja vaatii runsaasti pääomia. Tutkimustyön tuloksena muodostui arvio, että 40 000 kuutiometrin varaston rakentaminen maksaa noin 30 miljoonaa euroa ja rakentaminen kestää suunnittelu- ja luvitusvaiheet huomioiden neljästä viiteen vuotta”, kertoo tutkimushanketta johtanut VTT erikoistutkija Pasi Valkokari.
Hankkeessa oli mukana lähes 20 Suomessa vetytalouden parissa toimivaa yritystä. Tutkimuksessa tarkasteltiin muun muassa varastoluolien rakennetta, operointimalleja, geologisia vaatimuksia, turvallisuutta, teknisiä ja yhteiskunnallisia riskejä, investointitarpeita sekä mahdollisia ekosysteemimalleja.
”Hanke on tuottanut arvokasta tietoa maanalaisen vetyvarastoinnin vaihtoehdoista sekä selventänyt mahdollisuuksia ja vielä ratkaisua vaativia epävarmuustekijöitä. Tulokset antavat vankan pohjan kehittää suuren mittakaavan vetyvarastointia osana tulevaisuuden vetyjärjestelmää”, sanoo Fortum Power and Heat Oy liiketoimintajohtaja Satu Sipola.
Suomessa luolat pitäisi louhia peruskallioon
Maanalaiset varastot mahdollistavat suuren varastointikapasiteetin. Vedyn sijoittaminen maan alle voi myös parantaa turvallisuutta verrattuna maanpäällisiin ratkaisuihin, joissa suuriin paineistettuihin kaasumääriin liittyy huomattavia suuronnettomuusriskejä.
Keski-Euroopassa ja Isossa-Britanniassa vetyä voidaan varastoida maanalaisiin suolakiviluolastoihin, jotka ovat luonnostaan tiiviitä. Suomessa vastaavat varastot olisi louhittava kallioperään, ja niiden tiiveys olisi toteutettava teknisin ratkaisuin.
”Kalliovetyvaraston geologinen paikanvalinta, paikkatutkimukset ja materiaalitutkimukset ovat keskeisiä, jotta ympäröivän kallioperän stabiilius voidaan varmistaa eikä turvallisuus vaarannu vedyn mahdollisesti reagoidessa muiden materiaalien kanssa”, sanoo GTK:n geologi Teemu Lindqvist.
VTT:n ja GTK:n tutkimuksessa selvitettiin suurikokoisten vetyluolastojen sijoittamista suomalaiseen peruskallioon. Tuloksena on ylätason konsepti vedyn varastointiin, joka kattaa muun muassa varaston rakenteen, operointimallit, geologisia tekijöitä ja turvallisuutta koskevat vaatimukset, tekniset ja yhteiskunnalliset riskit, investointitarpeet sekä ekosysteemimallit.
Joukko tärkeitä teknisiä, kaupallisia ja lainsäädännöllisiä kysymyksiä jäi kuitenkin avoimeksi ja vaatii jatkotutkimuksia.
”Valmistelemme parhaillaan tutkimuksen seuraavaa vaihetta yhdessä yrityskonsortion kanssa. Tavoitteenamme on jatkaa tutkimukseen perustuvien suunnitteluvaatimusten kehittämistä, jotta niiden pohjalta voidaan toteuttaa pilottilaitos ja kehittää laajemmin käyttöönotettava, monistettava varastointikonsepti”, hankkeen teollisesta yhteistyöstä vastaava Jutta Nyblom VTT:ltä kertoo.
Varastointitarve kasvaa vetytalouden mukana
Suomen vetytalous rakentuu vaiheittain. Aluksi syntyy alueellisia vetyklustereita, joissa tuotanto ja käyttö ovat lähellä toisiaan. Volyymien kasvaessa järjestelmä tarvitsee kuitenkin myös varastointia.
Pienet varastot riittävät alkuvaiheessa, mutta seuraavassa vaiheessa tarvitaan maanalaisia, 10 000–40 000 kuutiometrin keskikokoisia vetyvarastoja. Valkokarin mukaan hankkeiden käynnistämisellä on kiire, sillä suunnittelu, luvitus ja rakentaminen kestävät useita vuosia.
”Julkinen investointituki on ratkaisevan tärkeä vihreän vedyn investointien ja Suomen vetytalouden kehityksen vauhdittamiseksi sekä sen varmistamiseksi, että varastohankkeet saadaan viipymättä käyntiin. Julkisen tuen ohella hankkeiden eteneminen edellyttää tiivistä yhteistyötä arvoketjuissa, vakaata ja ennustettavaa sääntelyä sekä varmistettuja ostositoumuksia”, Valkokari sanoo.
HUG-hankkeen projektikumppanit:
AFRY Finland Oy
BusinessOulu
Danfoss Drives Oy
DEKRA Industrial Oy
EDR Medeso Oy
Energiateollisuus Ry
Fortum Power and Heat Oy
Gasgrid vetyverkot Oy
Geomachine Oy
Green North Energy Oy
Helen Oy
Lujabetoni Oy
Mincon Nordic Oy
Neste Oyj
St1 Oy
Sweco Finland Oy
Valmet Automation Oy
Vantaan Energia Oy
Hankkeen päärahoittajana toimi Business Finland. Tutkimustoiminnasta vastasivat Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Geologian tutkimuskeskus GTK.
