Suomi tarvitsee vetytalouden selkärangaksi suuria kallioluolia vedyn varastointiin
VTT:n ja Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) yhdessä Suomen vetytalouden yritysten kanssa tekemä laaja tutkimustyö esittää, että Suomeen rakennettaisiin suuria maanalaisia vetyvarastoja. Ne ovat kriittinen elementti, jotta Suomi nousee 2030-luvulla Euroopan vetytalouden johtoon. Tulosten mukaan kymmenientuhansien kuutiometrien varasto maksaa kymmeniä miljoonia ja rakennushanke vie vuosia. Siksi varastohankkeiden käynnistämisellä on kiire.
Suomen tavoitteena on nousta Euroopan vetytalouden johtavaksi maaksi ja valmistaa vähintään 10 prosenttia EU:n vihreästä vedystä 2030. Tämä edellyttää vihreän vedyn suuren mittakaavan tuotantoa ja teollista käyttöä. Vedyn tuotantovolyymit vaihtelevat suuresti, joten järjestelmän tasapainoinen toiminta vaatii vedyn varastointia. Vetyputkistojen tilavuus antaa muutaman tunnin joustovaraa, mutta useamman päivän tasapainotukseen tarvitaan suuria maanalaisia 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:n erikoistutkija Pasi Valkokari.
VTT ja GTK ovat Business Finlandin rahoittamassa yhteistutkimuksessa selvittäneet ensi kertaa perusteellisesti vedyn varastoinnin vaatimuksia Suomen olosuhteissa. HUG-hankkeessa oli myös mukana lähes kaksikymmentä Suomen vetytaloudessa toimivaa yrityskumppania.
“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 liiketoimintajohtaja Satu Sipola Fortum Power and Heat Oy:stä.
Kalliovarastojen suunnittelu ja turvallisuus vaativat jatkotutkimusta
Vedyn maanalaiset varastot mahdollistavat erittäin suuren varastointikapasiteetin. Vedyn sijoittaminen maan alle parantaa myös turvallisuutta merkittävästi verrattuna maanpäällisiin ratkaisuihin, joissa suuriin paineistettuihin kaasumääriin liittyy huomattavia suuronnettomuusriskejä. Keski-Euroopassa ja Iso-Britanniassa varastointia varten on käytettävissä maanalaisia suolakiviluolastoja, jotka ovat luonnostaan tiiviitä. Suomessa varastoluolia täytyy louhia kallioperään, jossa tiiveys saavutetaan teknisin ratkaisuin.
Suomen kiteinen kallioperä ei pidätä vetyä johtuen hauraista geologisista rakenteista, kuten raoista ja siirroksista. Runsas rakoilu ja erityisesti siirrokset voivat myös heikentää varaston vakautta, minkä vuoksi niiden sijainti ja ominaisuudet ovat tärkeimpiä vedyn kalliovarastojen paikanvalinnan kriteereitä. Kalliovarasto tulisi sijoittaa riittävän etäälle merkittävistä siirroksista.
Kriteerejä pitäisi kuitenkin tarkentaa, sillä varastoa ei aina voida sijoittaa geologisesti parhaalle alueelle esimerkiksi vedyn tuotannon, kysynnän tai infrastruktuurin sijainnin vuoksi. Lisäksi korkea varastointipaine voi ajan myötä avata kallioperän rakoja, mikä korostaa tarvetta tarkemmille rakoilututkimuksille.
“Kalliovetyvaraston geologinen paikanvalinta, paikkatutkimukset ja materiaalitutkimukset ovat keskeisiä, jotta ympäröivän kallioperän stabiilius voidaan varmistaa, eikä turvallisuus vaarannu vedyn mahdollisesti reagoidessa muiden materiaalien kanssa”, geologi Teemu Lindqvist GTK:lta sanoo.
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 sanoo.
Vetytalous kehittyy vaiheittain
Suomen vetytalouden odotetaan kehittyvän vaiheittain. Ensin syntyy alueellisia vetyklustereita, mutta vedyn tuotannon ja käytön kasvaessa järjestelmä vaatii jo vetyvarastoja. Pienen tilavuuden varastot riittävät aluksi, mutta pian tarvitaan keskikokoisia maanalaisia vetyvarastoja, joiden tilavuus on 10 000–40 000 kuutiometriä.
“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”, Pasi 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
Päärahoittajana toimi Business Finland. Tutkimustoiminnasta vastasivat Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Geologian tutkimuskeskus GTK.
Tutustu tutkimusraporttiin VTT:n verkkosivuilla (englanniksi):
Hydrogen underground (pdf)
Tiedote VTT:n verkkosivuilla:
Suomi tarvitsee vetytalouden selkärangaksi suuria kallioluolia vedyn varastointiin
Lisätietoja
Geologian tutkimuskeskus GTK
Teemu Lindqvist, projektipäällikkö
Puh. 029 503 2171
teemu.lindqvist@gtk.fi
VTT
Pasi Valkokari, erikoistutkija ja HUG-hankkeen projektipäällikkö
Puh. +358 40 827 8919
pasi.valkokari@vtt.fi
