Power-to-X (P2X) -teknologian rooli sähköverkon tasapainottamisessa

Abstract

Ilmastonmuutoksen ja hiilineutraalisuustavoitteiden seurauksena uusiutuvien energialähteiden käyttö on lisääntynyt. Uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinko- ja tuulivoimalaitosten energiantuotanto on sääriippuvaista ja tuotanto vaihtelee hetkellisesti. Sähkövoimajärjestelmässä tuotanto ja kulutus täytyy olla joka hetki tasapainossa, joten epätasainen tuotanto vaatii aiempaa enemmän ohjattavien ja joustavien energiaresurssien hyödyntämistä. Perinteisesti Suomessa joustoresurssitarpeet on täytetty pääosin joko kotimaisella tai pohjoismaisella vesivoimalla. Power-to-X-teknologia tarjoaa mahdollisuuden sähköverkon tasapainottamiseen muuntamalla ylijäämäsähköenergiaa esimerkiksi lämmöksi, vedyksi tai jatkojalostamalla se synteettisiksi polttoaineiksi. Vetyä ja synteettisiä polttoaineita on mahdollista hyödyntää energiavarastoina ja fossiilisten polttoaineiden korvaajina teollisuudessa ja liikenteessä.

Tutkielman tavoitteena oli tutkia Power-to-X-teknologian hyödyntämismahdollisuuksia sähköverkon tasapainottamiseen ja energian varastoimiseen. Tutkielmassa tarkastellaan Suomen muuttuvaa energiajärjestelmää sekä teknologian keskeisiä prosesseja, kuten elektrolyysiä ja hiilidioksidin talteenottoa. Lisäksi käsitellään Power-to-X-teknologian sovellusmuotoja, kuten Power-to-Heat, Power-to-Gas ja Power-to-Liquids. Lopuksi esitellään toiminnassa olevia ja suunnitteilla olevia laitoksia.

Tutkielman perusteella Power-to-X-teknologia tarjoaa lupaavan uuden joustoresurssin uusiutuvan energiantuotannon vaihtelevuuden hallintaan tulevaisuuden sähkövoimajärjestelmässä. Teknologian avulla sähköä voidaan varastoida kemiallisessa muodossa ja hyödyntää eri sektoreilla, kuten liikenteessä, teollisuudessa ja energiantuotannossa. Toteutuneet ja suunnitteilla olevat hankkeet viittaavat siihen, että teknologia voi muodostua merkittäväksi osaksi tulevaisuuden energiajärjestelmää.