Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima- hankkeessa laadittiin Pohjois-Karjalan vetytaloutta käsittelevä paikkatietoanalyysi keväällä 2025. Paikkatietoanalyysin tavoitteena oli laatia paikkatietoon perustuva malli, johon sijoitettaisiin vedyn tuotanto- ja jalostuslaitoksille potentiaaliset kohteet. Analyysissä tuli myös arvioida uusiutuvan energiantuotannon ja päivittyvien sähkönsiirtoyhteyksien vaikutusta potentiaaliseen vedyntuotantoon.
Tiedot ja aineistot analyysin taustalla
Selvitys analyysiä varten aloitettiin ottamalla yhteys maakuntaliittoon ja hankkimalla viimeisin versio toisen vaiheen maakuntakaavasta. Toisen vaiheen maakuntakaava käsittelee energiaa ja maisemaa, joten se oli sopiva aineisto analyysin pohjaksi. Lounaistiedosta ladattiin myös Pohjois-Karjalan maakuntakaava 2040, jonka paikkatietoaineistoja käytettiin myös analyysin pohjana.
Sähköasemien sijainnit ja kytkentäkapasiteetit saatiin Fingridin verkkokiikari -palvelusta. Lisäksi oltiin yhteydessä Fingridin asiakaspäällikköön ja keskusteltiin Pohjois-Karjalan sähköverkon kapasiteetista. Uusiutuvan energian tiedoissa käytettiin tuulivoima-alueiden osalta toisen vaiheen maakuntakaavaa ja aurinkoenergian osalta Vili Mustosen laatimaa teknistaloudellista selvitystä Pohjois-Karjalan potentiaalisista aurinkoenergia-alueista. Tiedot vesivoimalaitoksista ja maakunnan energiankulutuksesta otettiin energiaviraston tilastoista ja sähköyhtiöiden verkkosivuilta.
Miten analyysi toteutettiin?
Paikkatietoanalyysin karttapohja laadittiin ArcGIS Pro-ohjelmistolla, jonka jälkeen se siirrettiin StoryMaps pohjalle. Julkaisuun lisättiin tiivistetysti havainnollistavat tekstit eri karttatasojen sisällöistä. Julkaisuun koottiin eri välilehdille vetytalouteen vaikuttavat tekijät ja potentiaaliset tuotantokohteet. Julkaisun tueksi laadittiin myös kirjallinen raportti paikkatietoanalyysistä, joka sisältää tarkemmat tiedot ja tuotantomäärien laskentaperiaatteet.
Vedyn ja vetyjalosteiden tuotantomäärät perustuvat teoreettisiin määriin, mitä lähtöaineista voi muodostua, jos kaikki molekyylit reagoivat. Laskenta perustuu siis reaktioyhtälöiden moolimassojen suhteisiin. Raportissa tarkasteltiin myös alueen biomassoista tuotettavan vedyn määrää. Vedyn tuotanto tuskin tulisi olemaan biokaasun ensisijainen käyttökohde, mutta teoriassa mahdollinen vaihtoehto.
Analyysissä määritettiin kolme kohdetta tulevaisuuden vedyntuotannolle. Määritetyt kohteet ovat Savon Voiman voimalaitoksen alue, Puhoksen teollisuusalue Kiteellä ja Enocell sellutehtaan alue Uimaharjussa.
Toteutettuun paikkatietoanalyysin voi tutustua tästä.
Paikkatietoanalyysin tuloksia esitellään myös seuraavalla videolla:
Potentiaaliset tuotantokohteet
P2X Solutions on suunnitellut vihreän vedyn ja sähköpolttoaineen tuotantolaitosta Savon Voiman tontille, jonka YVA-prosessi on viimeistelty ja hanke on saanut rakennusluvan. Toteutuessaan laitos valmistaisi vihreää vetyä ja synteettistä metaania tai metanolia. Laitoksella voitaisiin myös tuottaa merkittävä osa Joensuun kaukolämpöverkon vaatimasta energiasta.
LUT-yliopisto on toteuttanut selvityksen metanolin tuotantolaitoksesta puhoksen teollisuusalueelle vuonna 2022. Tuotantolaitoksen toteutumisen esti uusiutuvan energian puute ja Puolustusvoiminen päätös. Tuotantolaitosta varten rakennettava tuulipuisto olisi sijainnut liian lähellä itärajaa, joten päätös rakentamisesta oli kielteinen. Samalla teollisuusalueella sijaitsee Bakeliten liimatehdas, joka käyttää metanolia tuotannossaan. Teoriassa Bakelite voisi siis käyttää vedystä ja hiilidioksidista valmistettua metanolia. Käytännössä synteettisen metanolin korkea hinta kuitenkin rajoittaisi tätä mahdollisuutta.
Uimaharju valittiin potentiaaliseksi sijainniksi biogeenisen hiilidioksidin saatavuuden ja sähköaseman läheisyyden perusteella. Uimaharjuun ei olla tehty ainakaan julkisia suunnitelmia tuotantolaitoksesta minkään energiayhtiön puolesta. Uimaharjun sellutehdas on kuitenkin maakunnan merkittävin hiilidioksidin pistelähde, josta hiilidioksidia tultaisiin kuljettamaan muihinkin synteesilaitoksiin maakunnan alueella. Vedyn ja sähköpolttoaineen tuotanto suoraan alueella voisi olla kannattavaa. Hiilidioksidia jäisi kuitenkin vietäväksi muihin tuotantokohteisiin, vaikka sitä käytettäisiin suoraan tehdasalueella.
Pohjois-Karjalan mahdollisuudet ja rajoitteet
Suurin rajoite Pohjois-Karjalan vetytaloudelle on uusiutuvan energian puute. Toinen rajoittava tekijä on sähköverkon rajallinen kapasiteetti. Nykyisessä sähköverkossa on kuitenkin merkittävä kapasiteetti tuotannolle sekä kulutukselle. Suunnitellut aurinko- ja tuulivoimahankkeet vaativat kuitenkin sähköverkon päivitystä. Sähköverkon päivittyessä vedyn tuotanto mahdollistuisi suuremmassa mittakaavassa.
Pohjois-Karjala on harvaan asuttua, joka mahdollistaa suurten uusituvan energian tuotantolaitosten sijoittumisen alueelle. Suuren mittakaavan aurinko- ja tuulipuistot eivät kuitenkaan ole kaikkien asukkaiden mieleen ja vaikuttavat maisemaan ja ympäristöön. Aurinkopuistot kohtaavat vähemmän vastusta, koska ne eivät aiheuta melua tai muokkaa maisemaa yhtä huomattavasti.
Hiilidioksidin saatavuus riittää merkittävään vetyjalosteiden tuotantoon. Paras aluetaloudellinen vaikutus saadaan tuottamalla korkean jalostusasteen tuotteita eli tässä tapauksessa synteettistä metaania tai metanolia. Lisäksi jalostamattoman vedyn vienti ja varastointi on logistisesti haasteellista vedyn ominaisuuksien takia.
Vedyn valmistus elektrolyysillä tuottaa runsaasti hukkalämpöä, jota on haastava hyödyntää tehokkaasti. Joensuun tapauksessa hukkalämpö pystytään käyttämään kaukolämpöverkon energiana, mutta muissa kohteissa kaukolämpöverkon energiantarve on merkittävästi pienempi kuin syntyvän hukkalämmön sisältämä energia. Hukkalämpöä voitaisiin käyttää prosessiteollisuudessa, mutta sen suhteellisen matala lämpötila aiheuttaa haasteita. Teollisuuden vaatimat lämpötilat ovat usein korkeampia kuin elektrolyysin hukkalämmön lämpötila. Teoriassa lämpötilaa voidaan nostaa lämpöpumppujen avulla, mutta se laskee kokonaishyötysuhdetta ja vaatisi suuria investointeja lämpöpumppuihin.
Pienin askelin eteenpäin
P2X Solutionsin ja Savon Voiman yhteistyö on merkittävä askel alueen vetytaloudelle ja toimii samalla kannustimena uusiutuvalle energiantuotannolle. Vetytalous on hyvin alkuvaiheessa koko valtakunnan tasolla, joten eteneminen tapahtuu vielä pienin askelin. Suomessa on kuitenkin erittäin hyvät edellytykset suuren mittakaavan vetytaloudelle. Uusiutuvan energiantuotannon lisääntyessä ja sähköverkon päivittyessä Pohjois-Karjalasta voi tulla merkittävä osa Suomen vetytaloutta.
Kirjoittaja:
Lauri Tikka, projektityöntekijä, Karelia-ammattikorkeakoulu
Vetytalouden ja energiasiirtymän osaava työvoima -hanke
