Maailmankaikkeuden yleisin alkuaine vety esiintyy kaikkialla ympärillämme sitoutuneena muihin aineisiin. Vety on monipuolinen energiankantaja, jonka yksi suurin etu on sen tuotannon joustavuus, joka ei ole sitoutunut vain yhteen teknologiaan tai polttoaineeseen. Sitä voidaan tuottaa fossiilisten polttoaineiden lisäksi myös lähes mistä tahansa uusiutuvasta energialähteestä.
Tämä artikkeli pohjautuu Alisa Riebartschin opinnäytetyöhön ’’Hydrogen projects in Germany: A comparison of studies and practical implementation’’, joka kokoaa yhteen kokonaiskuvaa Saksan vetytalouden rakenteesta ja merkittävimmistä vihreän vedyn hankkeista energiasiirtymän näkökulmasta, vertaillen niitä tieteelliseen teoreettiseen kirjallisuuteen. Opinnäytetyö tukee Karelia-ammattikorkeakoulun Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima -hanketta tarjoamalla tietoa ja vertailukohteita Suomen ja Saksan vetytalouden kehityksen tarkasteluun.
Vihreät vetyhankkeet Saksassa
Vihreällä vedyllä on keskeinen rooli Saksan kansallisessa vetystrategiassa ja siitä on muodostunut yksi ilmastoneutraalin tulevaisuuden avainteknologioista. Vedyn liittämisellä osaksi energiajärjestelmää tavoitellaan päästövähennysten toteutumista erityisesti teollisuuden ja raskaan liikenteen osalta. Se voi tarjota monipuolisia ratkaisuja myös uusiutuvan energian varastoinnissa täyttäen energiantuotannossa syntyviä aukkoja.
Saksan kansalliseen vetystrategiaan kytkeytyvät vetytalouden tavoitteet ovat kunnianhimoisia; vetyverkon laajentaminen 1 800 kilometrillä vuoteen 2027/2028 mennessä ja vedyntuotantokapasiteetin kasvattaminen 10 gigawattiin vuoteen 2030 mennessä. Päämääränä on tehdä Saksasta koko vetytalouden arvoketjun johtava toimija.
Tavoitteet näkyvät strategisten linjausten lisäksi käytännön hankkeissa. Saksassa vihreän vedyn hankkeet ovat laajoja kokonaisuuksia, joissa tavoitteena on kehittää koko vetytalouden arvoketjua. Hankekokonaisuuksissa edistetään teollisuuden sähköistymistä, vedyn käytön laajentamista, infrastruktuurin rakentamista ja vetytalouden osaamisen kehittämistä. Opinnäytetyössä käsitellään keskeisesti Euroopan unionin hyväksymiä ja rahoittamia IPCEI-hankkeita (Important projects of Common European Interest), kansallisia johtohankkeita, suurimpia tutkimushankkeita sekä infrastruktuurihankkeita.
Hankkeet rakentuvat koko arvoketjun ympärille
Meta-analyysiin perustuvien tutkimusten mukaan 1 kg vihreää vetyä vähentää noin 5,7–25 kg CO2 -päästöjä. Analyysin tulokset perustuvat yhdeksään Power-to-X-teknologiaratkaisuun ja niiden ilmastovaikutuksia on tarkasteltu tarkemmin elinkaarianalyysin avulla. Saksan vihreän vedyn hankkeiden CO2 -päästövähennysten vertailu tieteelliseen kirjallisuuteen osoittaa, että hankkeiden laskennalliset päästövähennykset vastaavat tätä, sekä osa hankkeista jopa ylittää esitetyt vähennysarvot.
Saksassa on käynnissä kymmeniä vihreän vedyn hankkeita, joista merkittävimmiksi nousevat IPCEI-ohjelman tukemat kokonaisuudet kansallisten johtohankkeiden rinnalla. Useat tuotantohankkeet ovat kehitys- ja suunnitteluvaiheessa ja vain harvoissa tuotetaan vetyä pienissä määrin.
Opinnäytetyössä esitellään IPCEI-hankkeita H2-Infra-Wave-kokonaisuudesta. Suurissa hankekokonaisuuksissa yhdistyy koko vetytalouden arvoketju, jolloin ne eivät toimi vain irrallisina ja yksittäisinä projekteina, vaan muodostavat kokonaisuuden. Hankkeiden tulosten odotetaan luovan hyötyjä myös muille projekteille, yrityksille, alueelle tai koko yhteiskunnalle. Useimmiten hankkeiden sijoittuminen perustuu teollisen käyttäjän, kuten jalostamoiden sekä teräksen- ja kemianteollisuuden vihreän vedyn tarpeeseen ja jo olemassa olevan maakaasuputki-infrastruktuurin hyödyntämiseen. Myös satamat ja merituulivoima on huomioitu hankkeiden maantieteellisessä sijoittumisessa ja linkittymisessä osana hankkeiden rakentumista samoille alueille.
Saksassa teollisuuden pääteknologioita vihreän vedyn tuotannossa elektrolyysiteknologioihin perustuen ovat tällä hetkellä kustannustehokas ja vakiintunut AWE (Alkaline Water Electrolysis) ja vähemmän kehittynyt PEM (Proton Exchange Membrane), joka tuottaa puhtaampaa vetyä joustavammin. Tutkimuksen alla olevia elektrolyysiteknologioita ovat AEM (Anion Exchange Membrane), jolla on rakenteellisia yhtäläisyyksiä PEM-elektrolyysin kanssa. AEM keskittyy anioninvaihtokalvoon, joka kuljettaa protonien sijaan anioneja. Lisäksi tutkimukset ovat keskittyneet tehokkaaseen, korkean lämpötilan SOEC-teknologiaan (Solid Oxide Electrolysis Cell), joka ei ole vielä kaupallistamisvalmiilla tasolla. Monessa hankkeessa tarkastellaan samoja teknologisia periaatteita, mutta niiden kustannukset, eroavaisuudet, tehokkuus ja käyttökohde muodostavat keskeisimmät kriteerit, joihin teknologiset valinnat perustuvat.
Vety osana energianmurrosta vaatii myös teknologioiden lisäksi tutkimuksen, koulutuksen ja ammattiosaamisen kehittämistä ja vahvistamista. Uuden osaamisen tarve ilmenee, kun uusia teknologioita, tuotantotapoja ja käyttökohteita syntyy. Yritykset ja tutkimuslaitokset toimivat yhteistyössä hyödyntäen hankkeiden tuloksia.
Vihreän vedyn tutkimus- ja tuotantohankkeet
Seuraavissa kuvissa esitellään lyhyesti kolme laajaa kokonaisuutta ja niihin kytkeytyviä hankkeita, jotka edustavat Saksan vetytalouden eri vaiheita tutkimushankkeiden kautta sekä kolme vihreän vedyn tuotantoon liittyvää hanketta. Tutkimusohjelmien tavoitteena on täydentää ja tukea käytännön toteuttamista luoden tärkeän pohjan IPCEI-hankkeille sekä kehittää teknologioita markkinoille sopivaksi. Hankekokonaisuuksissa havainnollistuu erilaiset ja monipuoliset ratkaisut liittyen vihreän vedyn teolliseen tuotantoon, uusiutuvan energian ja elektrolyysin yhdistämiseen merellä sekä miten ammoniakki voi edistää vedyn mahdollisuuksia tuonnin ja jalostamisen osalta.
Investointikustannuksia arvioidaan alakanttiin
Saksassa vetytalouden hankkeiden rahoittaminen on laaja-alaista. Euroopan unionin jäsenvaltiot toimivat IPCEI-hankkeiden merkittävänä rahoittajana ja toimintamaina. Mittava rahoitus edesauttaa hankkeiden tavoitteiden toteutumista, mutta prosessissa piilee myös haasteita. Hankkeiden hyväksyntä sekä rahoituksen hakeminen ja saaminen on erittäin hidas ja monivaiheinen prosessi, johon pienen kokoluokan yrityksillä ei useimmiten ole osaamista tai resursseja. Lisäksi koko arvoketjua hyödyttävät vaikutukset osana hankkeen kokonaisuutta on tärkeimpiä edellytyksiä rahoituksen saamiselle. Näin ollen yksittäinen projekti ei saa tuulta alleen ilman laajempaa yhteistoimintaa hankkeiden välillä.
Vedyn markkinakasvu ei tapahdu itsekseen, vaan sen edellytyksenä on taloudellinen kilpailukyvykkyys. Yritysten investointihalukkuuteen ja kuluttajien luottamukseen vaikuttaa keskeisesti vedyn hintataso ja saatavuus. Vuonna 2020 vihreän vedyn hinta oli 2–3 kertaa korkeampi maakaasusta tuotettuun vetyyn verraten.
Opinnäytetyössä nousee esille hyvin tärkeä havainto hankkeiden investointien taloudellisen puolen ymmärtämisestä; mistä investointikustannukset realistisesti koostuvat? Vihreän vedyn tuotantoon liittyviä investointikustannuksia useimmiten arvioidaan alakanttiin. Merkittävät kustannuserät tuotantolaitteiden lisäksi muodostuvat yksityiskohtaisesta laitossuunnittelusta, luvituksesta ja projektinhallinnasta sekä laadun varmistuksesta. Lisäksi sähkön hinta vaikuttaa kriittisesti tuotantokustannuksiin, erityisesti kun vihreää vetyä valmistetaan elektrolyysiteknologiaa hyödyntäen.
Tulevaisuudessa vedyn tuotantokustannusten arvioidaan kuitenkin laskevan tällä hetkellä kalliin elektrolyysikustannusten osalta. Kuviossa 1 esitellään Saksan liittoparlamentin julkaisema kustannuskehityskaavio, jonka mukaan vihreän vedyn markkina-aseman voidaan arvioida paranevan huomattavasti, kun elektrolyysikustannukset laskevat ja fossiilisilla polttoaineilla tuotetun vedyn CO2 -verotusta kiristetään. Kaavion mukaan vuoteen 2050 mennessä vihreän vedyn hinnan oletetaan putoavan jopa alhaisemmaksi kuin fossiilisista energialähteistä tuotetun vedyn hinta.
Kaaviossa harmaa ja sininen vety on fossiilisesta polttoaineesta, eli maakaasusta tuotettua vetyä. Harmaan ja sinisen vedyn erona on se, että harmaan vedyn tuotannossa hiilidioksidi vapautuu suoraan ilmakehään, kun taas sinisen vedyn valmistuksessa syntyvä CO2 otetaan talteen erilaisilla hiilidioksidintalteenottotekniikoilla. Vihreät palkit kuvastavat vihreän vedyn tuotantoa huomioiden myös sen ennustetun hinnan kustannuskehityksen. Mustalla nuolella kuvataan tuotantokustannusten vaihteluväliä.
Avoin viestintä tukee vetytalouden kehitystä
Opinnäytetyössä lähteinä ja vertailukohteina on hyödynnetty monipuolisesti kirjallisuuden tieteellisiä lähteitä. Siinä kuitenkin todetaan, että vetyhankkeista on hyvin vähän tietoa tarjolla, jota olisi saatavilla helposti. Vetyhankkeisiin liittyvää tietoa on hajanaisesti tarjolla. Vetytalouden kehityksen tulee olla läpinäkyvää ja erityisesti avoimen viestinnän merkitys osana hyväksyttävyyttä ja vastausten tarjoaminen alaan liittyvää kiinnostusta kohtaan on erittäin tärkeää.
Mitä keskeisiä oppeja Itäinen Suomi voisi Saksan malleista hyödyntää?
Arvoketjulähtöinen ajattelu
Saksassa vetytaloutta ei kehitetä yksittäisinä teknologioina, vaan kokonaisuutena. Suomelle tämä tarkoittaa tarvetta yhdistää tuotanto, varastointi, käyttö ja infrastruktuuri jo varhaisessa vaiheessa.
Teollisen kysynnän kytkeminen varhain mukaan
Saksassa hankkeet rakentuvat todellisen teollisen tarpeen ympärille. Suomessa teollisten loppukäyttäjien aikainen sitouttaminen voisi nopeuttaa siirtymää pilotoinnista investointeihin.
Skaalautuvuuden huomiointi jo pilottivaiheessa
Saksan hankkeissa pilottien tavoitteena on usein suoraan teollinen mittakaava. Suomessa pilotit voisivat entistä selkeämmin toimia “polkuina skaalaukseen”.
Rahoituksen ja hankehallinnan realistisuus
Saksalaisissa hankkeissa korostuu ymmärrys investointien todellisista kustannuksista (suunnittelu, luvitus, projektinhallinta). Vetytalous kannattaa nähdä osana alueellista ekosysteemiä, ei yksittäisinä investointeina. Tutkimus, kehitys- ja innovaatioympäristöt ja oppimisympäristöt voivat toimia siltana pilotoinnin ja teollisen käyttöönoton välillä, erityisesti alueilla, joilla raskasta teollisuutta on vähemmän. Yhdistäminen bioenergiaan, biogeeniseen CO₂:een ja sähkövarastointiin tarjoaa alueellisen kilpailuedun verrattuna Saksan fossiiliperintöön nojaavaan infrastruktuuriin. Alueellinen ketteryys ja kokeilukulttuuri voivat toimia Suomen vastinparina Saksan raskaammille, hitaammille hankemalleille.
Saksan vetytalouden kehitys tarjoaa Suomelle ja Itä-Suomelle arvokkaita oppeja erityisesti arvoketjuajattelusta, teollisen kysynnän kytkemisestä ja hankkeiden skaalautuvuudesta. Samalla Suomen vahvuudet pilotoinnissa, tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoiminnassa ja alueellisessa ketteryydessä voivat muodostaa perustan, jonka varaan vetytalouden seuraava kehitysvaihe voidaan rakentaa.
Kirjoittaja:
Jenni Kosunen, harjoittelija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Kansikuva: Pixabay
Lähteet:
Riebartsch, A. 2025. Hydrogen projects in Germany: A comparison of studies and practical implementation. Karelia-ammattikorkeakoulu. Energia- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma. Opinnäytetyö. 3.1.2026.
Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima -hanke
