Miksi Euroopan polku puhtaaseen energiaan kulkee kaasun kautta?

Maakaasu eli metaani on fossiilisista polttoaineista vähäpäästöisin; sen CO2-päästöt ovat noin puolet pienemmät kuin kivihiilellä ja vain kolmanneksen ruskohiilen päästöistä. Hiilen korvaaminen kaasulla vähentää kokonaispäästöjä sadoilla miljoonilla tonneilla vuosittain Euroopassa. Pitkällä aikavälillä myös maakaasu on korvattava puhtaalla kaasulla, jotta päästöt saadaan nollaan. Mutta mitä on puhdas kaasu? Mikä on puhtaan kaasun rooli tulevaisuuden energiajärjestelmässä?

Kaasu näkyy ja tuntuu keskieurooppalaisten kansalaisten ja yritysten arjessa eri tasolla kuin Suomessa. Sähköä pitää aina tuottaa saman verran kuin sitä kulutetaan. Pohjoismaissa tasapainon ylläpitämisessä auttaa runsas vesivoima, mutta manner-Euroopassa tuuli- ja aurinkoenergian tuotannon heilahteluja tasoitetaan kaasuvoimaloilla.

Joustavilla kaasuvoimaloilla sähköä voidaan tuottaa nopeasti tarvittava määrä esimerkiksi poikkeuksellisen kylmällä säällä tai silloin, kun ei tuule tai paista. Kaasuvoiman myötä tasapainottavaa sähköä on riittävästi saatavilla, joten vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa, kuten tuuli- ja aurinkovoimaa, voidaan rakentaa enemmän.

Lisäksi maakaasulla lämmitetään noin puolet eurooppalaisista kodeista ja pyöritetään suurta osaa teollisuudesta. Kaasua kulutetaan Euroopassa enemmän kuin sähköä – kokonaisuutena Euroopan kaasunkulutus on jopa 10-kertainen Pohjoismaiden sähkönkulutukseen verrattuna. Kaasu on siis erittäin tärkeä osa Euroopan energiajärjestelmää.

Lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä hiilen korvaaminen maakaasulla on yksi tehokkaimmista ilmastotoimista – vuodesta 2014 alkaen maakaasun käyttö Euroopan sähköntuotannossa on noussut noin 40 prosenttia ja samalla päästöt ovat laskeneet neljänneksellä. Päästövähennysten lisäksi maakaasulla turvataan se, että heilahtelut tuuli- ja aurinkoenergian saatavuudessa eivät vaaranna sähkön saatavuutta.

Kaasun puhdistuminen etenee Euroopassa vahvasti 2030-luvulla

Pitkällä aikavälillä päästöistä on päästävä eroon myös joustavassa kaasuun perustuvassa sähköntuotannossa. Yksi lupaavimmista vaihtoehdoista on maakaasun korvaaminen vedyllä.

Vetykaasun tuotanto itsessään tarvitsee paljon sähköenergiaa, mutta koska vetyjärjestelmä tulee olemaan joustavampi varastojensa ansiosta, se voi kuluttaa sähköä joustavasti silloin kun siitä ei ole pulaa. Näin vedyntuotanto – aivan kuin maakaasu nyt – tulee helpottamaan tuuli- ja aurinkoenergian lisärakentamista.

Joustavan sähköntuotannon ja -kulutuksen lisäksi vety tarjoaa hyvän keinon vähentää päästöjä niissä kohteissa, joissa sähköistäminen on vaikeaa mutta fossiilisista polttoaineista olisi päästävä eroon. Tällaisia ovat esimerkiksi lämmitys, kemianteollisuus, raskas liikenne ja teräksen valmistus. Näillä sektoreilla vetykaasu voi korvata öljyä, hiiltä ja maakaasua.

Eurooppa on lisäksi maailman johtava biokaasun tuottaja. Lämmityksessä, sähköntuotannossa sekä kasvavassa määrin myös liikennepolttoaineena käytettävä biokaasu tarjoaa ratkaisun maatalouden metaanipäästöjen leikkaamiseen sekä orgaanisen jätteen kierrätykseen. Biokaasun tuotantopotentiaali on kuitenkin rajallinen esimerkiksi vetyyn verrattuna.

Kaasun muuttaminen puhtaaksi on suuri muutos ja se tarkoittaa uudistustarpeita myös kaasun jakeluverkostoille. Samoissa putkissa voidaan kuitenkin siirtää maakaasun sijaan puhdasta kaasua. Selvitysten mukaan Euroopan olemassa olevan kaasuverkoston hyödyntäminen on järkevää ilmastotavoitteiden täyttämiseksi ja säästää lisäksi satoja miljardeja euroja. Putkiverkoston lisäksi osa maakaasuvarastoista on helposti muunnettavissa vetykäyttöön, mikä on edellytys laajan vetytalouden syntymiselle.

Saksa on toiminut Euroopassa edelläkävijänä vetytalouden käynnistäjänä. Maa on tärkeä solmukohta sekä maakaasun, uusiutuvan energian että teollisuuden osalta, joka tulee tarvitsemaan runsaasti sähköä ja vetyä päästövähennyksiinsä.

Myös Suomella voi olla yhdessä muiden Pohjoismaiden kanssa tärkeä rooli vetytaloudessa. Pohjolan hyvät tuuliolosuhteet tarjoavat edullista sähköä vedyn valmistukseen. Kaasun kehitys avaa siis mielenkiintoisia näkymiä myös Suomen talouteen.

Kysymyksiä kaasusta

Mitä maakaasu on?

Maakaasu on lähes kokonaan metaanista koostuva kaasu, jota syntyy maan sisällä biomassan hajotessa. Maakaasu on fossiilisista polttoaineista vähäpäästöisin; sen CO2-päästöt ovat noin puolet pienemmät kuin kivihiilellä ja vain kolmannes ruskohiilen päästöistä.

Suomessa saatavilla olevaa maakaasua voidaan hyödyntää sähköntuotannossa ja lämmityksessä sellaisenaan. Maakaasusta voidaan jalostaa edelleen myös nesteytettyä maakaasua (LNG) ja paineistettua maakaasua (CNG).

Suomessa maakaasua käytetään erityisesti kaukolämmön ja sähkön yhteistuotannossa sekä prosessiteollisuudessa. Kotitalouskäytössä kaasun käyttö keskittyy Helsinkiin, missä kaasuliekkiä hyödynnetään ruuanlaitossa. Maakaasun käyttö myös liikennepolttoaineena on kasvussa.

Euroopassa maakaasua käytetään huomattavasti enemmän ja laajemmin kuin Suomessa. Maakaasulla lämmitetään noin puolet eurooppalaisista kodeista ja pyöritetään suurta osaa teollisuudesta. Euroopan maakaasunkulutus on 10-kertainen Pohjoismaiden sähkönkulutukseen verrattuna. Pääosa maakaasusta kuluu kotien lämmitykseen.

Mitä biokaasu on?

Biokaasu on 100 % uusiutuva energiamuoto, sillä sitä voidaan valmistaa lähes mistä tahansa eloperäisestä raaka-aineesta. Tällaisia raaka-aineita ovat muun muassa biojäte, jätevesiliete, lanta ja teollisuuden ylijäämäjäte. Suurin potentiaali on peltobiomassassa, jota valmistetaan muun muassa viljelykasvien syömäkelvottomista osista.

Pohjoismaissa biokaasua käytetään eniten Ruotsissa ja Tanskassa. Biokaasua käytetään lämmityksessä ja sähköntuotannossa, mutta kasvavana käyttökohteena on myös liikenne, sillä liikennepolttoaineista biokaasu on vähäpäästöisin.

Lämmityksessä, sähköntuotannossa sekä kasvavassa määrin myös liikennepolttoaineena käytettävä biokaasu tarjoaa ratkaisun maatalouden metaanipäästöjen leikkaamiseen sekä orgaanisen jätteen kierrätykseen. Biokaasun tuotantopotentiaali on kuitenkin rajallinen esimerkiksi vetyyn verrattuna.

Mitä vety on ja kuinka se voi ratkaista energiahaasteet?

Vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, mutta maan ilmakehässä sitä on hyvin vähän. Se on alkuaineista kevyin ja sillä on korkein energiatiheys. Vety on tunnettu energianlähteenä jo yli kahdensadan vuoden ajan, mutta vety on jälleen noussut kuumaksi aiheeksi energia- ja ilmastokeskustelussa. Miksi? Puhtaan vedyn polttamisesta ei synny lainkaan päästöjä – ainut lopputuote vesihöyry, jota voidaan käyttää vaikka sähköntuotantoon.

Tulevaisuudessa saamme energiaa yhä enemmän auringosta ja tuulesta. Joskus tulee kuitenkin tilanteita, jolloin aurinko- tai tuulivoima ei tuota riittävästi sähköä. Silloin tarvitaan energian varastointia.

Lyhytaikainen varastointi onnistuu vesivoiman avulla, mutta meillä pohjoisilla leveysasteilla tarvitaan tulevaisuudessa energian kausivarastointia kuukausien ajaksi. Yksi ratkaisu tähän on Power to X eli ”sähkön muuntaminen energiamuotoon X”. Menetelmä toimii esimerkiksi näin: kun aurinko- tai tuulivoimaa on tarjolla runsaasti, voidaan sähköisellä elektrolyysillä tehdä vetyä, joka voidaan varastoida myöhempää käyttöä varten. Suurten vetymäärien tuottamiseen voidaan tarvita myös sitä varten rakennettuja kokonaisia tuuli- ja aurinkopuistoja.

Tänä päivänä maakaasu on vielä tärkeässä roolissa energian tuotannon ja kulutuksen tasaajana varsinkin Keski-Euroopassa. Kaasun rooli liittyy joustavuuteen. Noin 70 prosenttia kaasun kulutuksesta on sääriippuvaista, jolloin kaasu toimii juuri tuuli- ja aurinkovoiman tasapainottajana. Kaasun varastointi on helppoa ja Euroopalla on hyvin varastokapasiteettia. Tulevaisuudessa maakaasua voidaan kuitenkin korvata vedystä tuotetulla, uusiutuvalla ja hiilineutraalilla kaasulla.

Vedystä voi myös löytyä ratkaisu fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen raskaassa liikenteessä. Tällä hetkellä vetyyn perustuvat niin sanotut e-polttoaineet ovat vielä liian kalliita kilpaillakseen fossiilisten polttoaineiden kanssa. Pitkällä aikavälillä niiden odotetaan kuitenkin olevan tärkeässä roolissa rekka-, lentokone- ja laivaliikenteessä.

Vety on kilpailukykyinen ratkaisu myös moniin teollisiin prosesseihin, joissa siirtymä päästöttömyyteen on samaan aikaan välttämätöntä mutta toisaalta vaikeaa pelkästään sähköistämällä. Vedyllä voidaan korvata fossiilisia polttoaineita esimerkiksi kemianteollisuudessa sekä teräksentuotannossa.

Puhtaampi maailma

Asiaa ilmiöistä ja teemoista, jotka ovat tärkeitä koko maailman tulevai­suu­delle ilmas­ton­muu­toksen hillinnän ja energian näkökul­masta.