MARKO VIRKEBAU ⟩ Rohelise vesiniku müüdid ja reaalsus: kas võimatu missioon või tulevik?

Vesinikutankla Hollywoodis. Lisaks sõiduautodele on vesinik oluline tulevikukütus raskeveokitele, kuna nende elektrifitseerimine on palju keerulisem. Foto: Hydrogen Fuel Cell Partnership

Rohevesiniku massilise tootmise ja kasutamise ideel on üsna suur hulk kriitikuid. Puudusena tuuakse välja selle tootmise suurt energiakadu ja kogukulu. Kas kriitika on õigustatud või levib ka ohtralt müüte? Vastuseid pakub Eesti vesinikutehnoloogia ettevõtte Stargate Hydrogen juht Marko Virkebau.

Taastuvatest energiaallikatest toodetud roheline vesinik on viimastel aastatel muutunud tulevikutööstuste võtmesõnaks. Põhjuseks on globaalne soov asendada taastumatutest loodusvaradest toodetud kütused keskkonnasäästliku alternatiiviga.

Üheks selliseks alternatiiviks on roheline elekter, ent kõiki tööstusharusid ei saa puhtalt elektrifitseerimisega dekarboniseerida. Teatud valdkondades on vaja vesinikku. Seetõttu on ka Euroopa Liit võtnud vastu siduva kokkuleppe, mille kohaselt peab aastaks 2030 olema 42% kogu tööstuses kasutatud vesinikust roheline. Praegu on see vähem kui 1%.

Müüt: rohelise vesiniku tootmise energiakadu on liiga suur

Kriitikud väidavad, et rohelise vesiniku tootmine elektrolüüsi teel ei ole tänase tehnoloogia puhul piisavalt efektiivne. Rohelise vesiniku tootmise tõhusus on umbes 50% ehk iga 100 kasutatud energiaühiku kohta salvestatakse vesinikku ca 50 energiaühikut. Ülejäänud osa eraldub elektrolüüsi protsessi käigus soojusena või läheb kaotsi transpordil ja ladustamisel.

Tõsi, nende numbritega peab arvestama. Samas on selge ka see, et kui soovime majandust dekarboniseerida ja kasutada rohelisi kütuseid, siis ei saa me ilma rohelise vesinikuta. Vesinik on täna ainus teadaolev lahendus erinevates keemiatööstustes, terasetootmisel ning pikamaa rasketranspordis.

Esimene vesinikubuss tegi aasta tagasi proovisõite Eestis. Ilmselt need veel kohe liinile ei jõua, kuid tulevikus võib vesinik siiski piisavalt odavaks saada, et see ära tasuks. Foto: Tartu linnavalitsus

Rohevesinik on täna kiirelt kasvav valdkond, kus toimub pidev tehnoloogia arendamine. Teadlased uurivad pidevalt tõhusamaid elektrolüüsi tehnoloogiaid, uusi vesiniku säilitamise võimalusi ja transpordimeetodeid. Nii prognoositakse Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri (IRENA) uuringus, et 2030. aastaks võib elektrolüüsi tõhusus ulatuda kuni 70%-ni, võrreldes praeguse keskmise 50%-ga, mis vähendaks märkimisväärselt rohelise vesiniku tootmise energiakadu.

Lisaks tehnoloogia arengule aitab energiakadu vähendada koostöö erinevate energiavaldkondade vahel.

Näiteks rajab Utilitas Tallinnasse rohelise vesiniku tootmisüksust, kus juhitakse vesiniku tootmise käigus eralduv soojus kaugküttevõrku. Sellised sektoritevahelise sidumise lahendused muudavad energiasüsteemi tõhusamaks, paindlikumaks ja töökindlamaks. Elektrolüüsi protsessi käigus eralduva soojuse ärakasutamine muutub tulevikus standardiks ja suurendab oluliselt kogu energiasüsteemi efektiivsust.

Müüt: roheline vesinik on liiga kallis

Rohelise vesiniku tootmise ja säilitamise kulud on viimastel aastatel pidevalt vähenenud ning eeldatavasti vähenevad ka edaspidi, kui tehnoloogia paraneb ja taastuvenergia tootmine suureneb.

Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri (IRENA) 2022. aasta aruande kohaselt on rohelise vesiniku tootmise kulud vähenenud alates 2012. aastast umbes 80%. Aruandes prognoositakse, et 2030. aastaks võib rohelise vesiniku hind jõuda fossiilkütustega võrdsele tasemele.

2022. aasta ülikõrgete maagaasihindade puhul oli juba roheline vesinik mõnes riigis juba fossiilsest vesinikust odavam. Samuti on langenud vesinikuhoidlate ehitamise ja käitamise kulud. Näiteks USA energeetikaministeeriumi uuringus leiti, et uue vesinikuhoidla ehitamise maksumus on alates 2012. aastast vähenenud üle 50%.

Hea paralleelina võib tuua taastuvenergia. Näiteks 20 aastat tagasi ehk 2000ndate alguses arvati, et päikese- ja tuuleenergia hind on liiga kõrge, et saavutada laialdast kasutuselevõttu. Nüüd me aga teame, et kahe dekaadiga on langenud päikeseenergia hind 97% ning maismaatuule hind ligi 70%. Nii taastuvenergia kui ka rohelise vesiniku tootmise puhul hakkab rolli mängima mastaabiefekt ehk mida laialdasemalt neid kasutusele võetakse, seda rohkem langeb ka hind.

Müüt: rohelist vesinikku on keeruline eksportida

Kuna vesiniku energiatihedus on võrreldes maagaasi või naftaga väiksem, siis on seda keerulisem suures koguses tõhusalt ladustada ja transportida. See tähendab, et vesinikku tuleb veeldada või kokku suruda, et viia see pikamaavedudeks sobivale kujule. Lisaks on vaja spetsiaalseid veoautosid, laevu või vesiniku jaoks mõeldud torujuhtmeid.

Ka vesiniku transportimise vallas on tehnoloogia teinud edusamme. Vesiniku veeldamine ja ladustamine on muutunud soodsamaks, kasutusele on võetud standardiseeritud süsinikkiust paagid ning laevaehituses töötatakse välja spetsiaalseid laevu ja konteinereid, mis on mõeldud kokkusurutud või veeldatud vesiniku transportimiseks.

Vesiniku hoidmise kulud on olnud üsna kõrged, kuid tehnoloogia arenedes ja mastaabiefektiga on needki odavnenud kiiresti. Pildil NASA vesinikuhoidla. Foto: USA energiaamet / NASA / Wikimedia Commons

Need laevad on varustatud täiustatud turvaelementide ja isolatsiooniga, et tagada vesiniku ohutu ja tõhus transport pikkade vahemaade taha. Euroopas räägitakse tõsiselt üle-Eurooplase vesinikutorustiku loomisest, mis vähendaks kordades vesiniku transpordi kulusid.

Suurimad vesinikutranspordi arendajad on hetkel Norra, Jaapan ja Austraalia. Samuti on käimas näiteks mitmed projektid, mis aitaksid vesinikku eksportida Tšiilist Californiasse, kuna Tšiilis on suured päikese- ja tuuleenergia ressursid, mis teeb sellest ideaalse asukoha rohelise vesiniku tootmiseks.

Kuna nõudlus rohelise vesiniku järele kasvab, on oodata edasisi arenguid transporditehnoloogias ja infrastruktuuris, mis muudavad säästva energiaallika ekspordi ülemaailmselt veelgi elujõulisemaks.

Müüt: roheline vesinik pole valmis laialdaseks kasutuselevõtuks

Kuigi roheline vesinik on valdkonnana alles varajases faasis, on sellel tohutu potentsiaal muuta energiamaastikku ja aidata oluliselt kaasa süsihappegaasi heitkoguste vähendamisele kogu maailmas. Ehkki osa probleeme ootab veel lahendamist, siis on viimase kümne aasta jooksul toimunud antud valdkonnas tohutu arenguhüpe.

Rohelisel vesinikul on palju võimalikke rakendusi erinevates sektorites, sealhulgas mere- ja maismaatranspordis, lennunduses, energiatootmises, keemia- ja muudes tööstustes ja põllumajanduses.

Mitmekülgsus teeb sellest väärtusliku vahendi majanduse dekarboniseerimiseks.

Kokkuvõttes võib öelda, et pideva innovatsiooni ja infrastruktuuri arendamise korral on roheline vesinik valmis mängima olulist rolli tuleviku keskkonnasäästliku majanduse kujundamisel, tehes seda sealjuures kuluefektiivselt.