Vihreä vety on avainasemassa Euroopan energiamurroksessa, mutta luotettavan tuotannon varmistaminen vaatii vaihteleviin olosuhteisiin soveltuvaa teknologiaa. VTT:n kehittämä PEM-teknologiaan perustuva elektrolyyseri on suunniteltu ja rakennettu juuri tähän tarpeeseen. Se on avaimet käteen -ratkaisu, joka tuottaa puhdasta vetyä missä ja milloin sitä tarvitaan – myös pohjoisissa olosuhteissa.
Siirtymä kohti hiilineutraalia taloutta edellyttää valtavia määriä puhdasta vetyä. Vedyn tuotanto elektrolyysin avulla on jo vakiintunut menetelmä, mutta kaupallisesti kilpailukykyisten ja joustavien ratkaisujen tarve kasvaa jatkuvasti.
Tähän tarpeeseen VTT on kehittänyt PEM-teknologiaan perustuvan elektrolyyserin. Se yhdistää vuosien tutkimusosaamisen konkreettiseksi, teolliseen käyttöön soveltuvaksi tuotteeksi.
Merikonttiin rakennettu järjestelmä on heti valmis vedyntuotantooon
VTT:n kehittämä järjestelmä on rakennettu merikonttiin, joka sisältää kaiken oleellisen vedyntuotannon käynnistämiseen. Tarvitaan vain kolme ulkoista syötettä: sähkö, vesi ja typpi. Tämän jälkeen järjestelmä on valmis tuottamaan vetyä.
Konttiratkaisun keskeinen etu on sen valmistettavuus: koko järjestelmä rakennetaan ja testataan tehdasolosuhteissa valmiiksi, minkä jälkeen se voidaan kuljettaa ja ottaa käyttöön halutussa kohteessa nopeasti. Tämä poikkeaa merkittävästi perinteisestä mallista, jossa elektrolyyserin osat kuljetetaan erikseen ja koko järjestelmä kootaan vasta paikan päällä.
Järjestelmä on täysin automatisoitu: käynnistys tapahtuu nappia painamalla, ja laite hoitaa itsenäisesti sekä tuotannon hallinnan että turvallisuustoiminnot. Jos jokin poikkeama havaitaan, järjestelmä ajaa itsensä turvalliseen toimintatilaan automaattisesti. Tämä mahdollistaa vedyntuotannon myös syrjäisissä kohteissa, joissa jatkuva laitteiston valvonta tai henkilöstön läsnäolo ei ole mahdollista tai kustannustehokasta.
Erityisesti pohjoisten olosuhteiden vaatimukset on huomioitu järjestelmän suunnittelussa alusta alkaen. VTT:n järjestelmä toimii luotettavasti myös arktisissa lämpötiloissa – kullanarvoinen ominaisuus kaikille yrityksille, jotka aikovat laajentaa vedyntuotantoa Pohjoismaihin ja muille kylmille alueille.
Järjestelmään on integroitu teollisuuslämpöpumppu, joka ottaa talteen elektrolyysissä syntyvän hukkalämmön ja nostaa sen myös talvikaudella hyödynnettävälle tasolle. Lämmön talteenotto tekee järjestelmästä energiatehokkaan ja avaa myös uusia liiketoimintamalleja: vedyntuottaja voi myydä samanaikaisesti sekä puhdasta vetyä että lämpöä, mikä parantaa investoinnin kannattavuutta.
Suomalaista osaamista ja teollisten toimijoiden tukea
Järjestelmä on kehitetty läheisessä yhteistyössä suomalaisten teollisuustoimijoiden kanssa. Business Finlandin rahoittamassa projektissa mukana olleet yritykset ovat tehostaneet suunnittelu- ja valmistusprosessia esimerkiksi automaatio- ja tehoelektroniikkaosaamisellaan.
Pilottijärjestelmä otettiin käyttöön vuonna 2024, ja se on sen jälkeen toiminut testausalustana sekä muissa VTT:n tutkimuksissa että kumppanien hankkeissa. Järjestelmä soveltuu erinomaisesti esimerkiksi komponenttivalmistajille, jotka haluavat testata ja validoida omia tuotteitaan teollisuustason ympäristössä, mutta pienemmässä kokoluokassa.
Järjestelmän kotimaisuus ei ole vain periaatekysymys. Vallitsevassa geopoliittisessa ympäristössä luotettavat toimitusketjut ja teknologinen omavaraisuus ovat entistä tärkeämpiä asioita, joilla varmistetaan myös liiketoiminnan sujuvuus. Suomalaisille toimijoille kotimainen järjestelmä tarkoittaa lyhyempiä toimitusaikoja, parempaa saavutettavuutta tukipalveluihin ja kevennettyä riippuvuutta ulkomaisista toimittajista.
Miksi juuri PEM-teknologia?
Elektrolyysiteknologioita on useita, ja jokaisella on omat vahvuutensa. PEM-teknologia erottuu edukseen erityisesti kolmella ominaisuudella, jotka tekevät siitä erinomaisen valinnan uusiutuvaan energiaan perustuvaan vedyntuotantoon:
Nopea vaste vaihtelevaan tehoon. Tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto vaihtelee jatkuvasti. PEM-elektrolyyserillä vedyntuotannon tehoa voidaan säätää sekunneissa vastaamaan kulloinkin käytettävissä olevaa sähkötehoa.
Laaja käyttöalue. PEM-teknologialla vedyntuotantoa voidaan tehdä joustavasti myös osakuormilla, mikä tarkoittaa, että järjestelmää ei tarvitse sammuttaa, kun sähkön hinta on korkealla – tuotantoa voidaan sen sijaan pitää käynnissä minimiteholla ja skaalata nopeasti ylös, kun sähkö halpenee.
Paineistettu ja puhdas vety suoraan prosessista. PEM-elektrolyyserillä tuotettu vety on korkealaatuista, minkä ansiosta sen vaatima jatkoprosessointi on yksinkertaista. Lisäksi PEM-elektrolyyseri kykenee esipaineistamaan tuotetun vedyn jopa usean kymmenen baarin paineeseen, jolloin jatkopaineistus yksinkertaistuu merkittävästi.
VTT:n PEM-elektrolyyseristä hyötyvät erityisesti:
- Vedyntuottajat, jotka etsivät joustavaa ja automatisoitua ratkaisua uusiutuvaan sähköön perustuvaan vedyntuotantoon
- Energiayhtiöt, jotka haluavat yhdistää vedyntuotannon ja lämmön talteenoton osaksi kaukolämpöjärjestelmää
- Teollisuustoimijat, jotka tarvitsevat puhdasta, paineistettua vetyä prosesseihinsa
- Komponenttivalmistajat ja teknologiatoimittajat, jotka haluavat testata ja validoida tuotteitaan todellisessa elektrolyysiympäristössä
- Investoijat ja tuotantohankkeiden kehittäjät, jotka arvioivat vedyntuotantoinvestointeja pohjoisissa olosuhteissa.
VTT:n asiantuntijat ovat valmiina suunnittelemaan ja toteuttamaan räätälöityjä eri mittaluokan ratkaisuja, jotka palvelevat vedyntuotantoon panostavien yritysten tarpeita parhaalla mahdollisella tavalla.
Ota yhteyttä ja suunnitellaan yhdessä yrityksesi tarpeisiin sopiva kokonaisuus – oli kyseessä sitten testausyhteistyö, kaupallistamista edistävä kumppanuus tai mittatilauksena kehitetty vedyntuotannon ratkaisu.
Tutustu asiantuntijoihimme
Kaj Nikiforow Vuodesta 2008 asti VTT:llä työskennellyt Kaj Nikiforow on erikoistunut PEM-polttokennojärjestelmiin ja PEM-elektrolyysijärjestelmiin monipuolisesti: kokemusta on kertynyt järjestelmien suunnittelun, rakentamisen, testauksen, turvallisuuden varmistamisen ja mallintamisen parissa. Käytännönläheisyyttä arvostava Kaj nauttii työssään erityisesti vetyteknologian käytännön ongelmien ratkomisesta ja suunnitelmien saattamisesta käytäntöön. Kaj näkee tieteen perusteltujen päätösten tärkeimpänä ajurina, mutta peräänkuuluttaa myös rohkeuden puolesta: virheet ovat usein paras opettaja.
Olli Himanen on työskennellyt vetyyn, polttokennoihin ja elektrolyysiin liittyvän tutkimus- ja tuotekehitystyön parissa vuodesta 2002. Hän toimii VTT:llä vedyn tuotantotiimin tiimipäällikkönä ja Aalto-yliopistossa työelämäprofessorin tehtävissä. Olli haluaa omalla työllään edistää vihreän vedyn laajamittaista tuotantoa ja hyödyntämistä. Olli toivoo, että suomalaiset yritykset alkaisivat valmistaa vihreään vetyyn liittyviä tuotteita nykyistä laajemmassa mittakaavassa.
Jatka lukemista
Palvelu:
Vetyteknologia ja polttokennot
Jaa
