Vähäpäästöinen vedyn tuotantoteknologia tuo vetytalouden askeleen lähemmäksi
Maakaasusta voidaan tuottaa vetyä nykyistä vähäisemmillä hiilidioksidipäästöillä ja saada sivutuotteena arvokasta hiilimateriaalia. Tiina Keipi kehitti väitöstyössään laiteteknologiaa vedyntuotantoon sekä arvioi menetelmän toteutusvaihtoehtoja ja kustannuksia.
Vetyä käytetään Suomessa suurissa määrin kemianteollisuudessa ja erityisesti öljynjalostuksessa. Kasvava käyttökohde on myös biopolttoaineiden valmistus.
– Pidemmällä tähtäimellä vetytalous, jossa vetyä käytettäisiin sähkön rinnalla energian varastointiin ja siirtoon, voisi olla kestävämpi vaihtoehto nykyiselle fossiilisiin polttoaineisiin perustuvalle energiajärjestelmällemme, kertoo TTY:llä väittelevä Tiina Keipi.
Tulevaisuuden visiona on tuottaa vetyä veden elektrolyysillä uusiutuvaa sähköä käyttäen. Toistaiseksi teknologia on kuitenkin kallis. Lisäksi sen soveltaminen laajassa mittakaavassa edellyttää uusiutuvan sähkön tuotantokapasiteetin merkittävää kasvua.
– Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi uusia ratkaisuja päästöjen vähentämiseen kaivataan nopeasti, Keipi sanoo.
Keipi tutki väitöstyössään menetelmää, jolla maakaasusta saadaan tuotettua korkeassa lämpötilassa vetyä ja kiinteää hiiltä. Kiinteän hiilen varastointi on kaasumaista hiilidioksidia helpompaa. Keipin analyysin mukaan syntyvän kiinteän hiilen laatu ja käyttömahdollisuudet vaikuttavat eniten siihen, kuinka kannattavaa uuden teknologian käyttö on.
– Syntyvää hiiltä voisi käyttää lujite- ja väriaineena kumi- ja muoviteollisuudessa esimerkiksi autonrenkaiden valmistuksessa. Laadukkaan tuotehiilen arvo nostaa menetelmän kilpailukykyiseksi verrattuna nykyisiin vedyn tuotantoteknologioihin.
Tiina Keipi kehitti myös työkaluja, jotka helpottavat teollisen mittakaavan prosessin suunnittelua. Lisäksi hän loi useita prosessivaihtoehtoja, joilla menetelmää voidaan soveltaa.
– Menetelmä sopisi parhaiten keskisuureen teolliseen vedyntuotantoon, joka tapahtuisi hajautetusti lähellä vedyn käyttökohteita. Tällöin vedyn kuljetuksesta aiheutuvat kustannukset olisivat mahdollisimman alhaiset, Keipi summaa.
Diplomi-insinööri Tiina Keipin energiatekniikan alaan kuuluva väitöskirja Technology development and techno-economic analysis of hydrogen production by thermal decomposition of methane tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa perjantaina 8.12.2017.
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4069-1
