Power-to-Gas-to-Power

Abstract

Power-to-Gas-to-Power (PtGtP) -konsepti on yksi mahdollinen ratkaisu päästä eroon fossiilisista polttoaineista. Konseptin ideana on muuntaa sähköenergiaa helpommin varastoitaviksi kaasuiksi, sekä mahdollistaa kaasujen kestävän käytön osana energia-alaa. Tässä työssä esitettiin, miksi vety on keskeisessä osassa hiilivapaata yhteiskuntaa, kuinka kaasuja voidaan tuottaa sekä miten kaasuja on mahdollista hyödyntää kestävissä sovelluksissa. Työn tarkoitus on tuoda lukijalle peruskäsitys uusiutuvien energialähteiden varastoinnista kaasuun sekä kaasuista energiankantajana. Elektrolyysiteknologiat kehittyvät vauhdilla ja lukuisia hankkeita vedyn tuottamiseen on kehitteillä globaalisti. Veden elektrolyysiä pidetään peruspilarina uusiutuvan energian varastointiin. Vedyn avulla voidaan tuottaa synteettisiä polttoaineita, joilla on laajemmat sovellusalueet sekä parempi varastoitavuus kuin vedyllä. Synteettistä metaania valmistetaan metanaatiolla sekä synteettistä ammoniakkia valmistetaan Haber-Bosch-menetelmällä. Prosesseihin vety tuotetaan elektrolyysillä. Synteettisten polttoaineiden kehittämisen lisäksi vetyä voidaan käyttää esimerkiksi polttokennoissa tai terästeollisuudessa pelkistimenä. Polttokennoja voidaan käyttää paikalliseen energiantuotantoon kuten mikroverkostoihin. Polttokennoautoja on kehitetty korvaamaan perinteisiä polttomoottoriautoja. Teollisuudessa kuten sementin valmistuksessa on otettu käyttöön CCUS (Carbon Capture, Utilisation and Storage), jonka avulla vapautuva hiilidioksidi voidaan varastoida ja käyttää esimerkiksi synteesikaasujen valmistukseen. PtGtP-teknologian kehitystä sekä uusien hankkeiden aloittamista tapahtuu jatkuvasti. Teknologian etuna on tuotanto- ja kulutuspiikkien tasoitus sekä hiilipäästöjen pudotus. Power-to-Gas-hankkeet ovat osana Euroopan unionin Fit for 55 -hanketta, jonka tavoitteena on pudottaa hiilidioksidipäästöt nollaan. Globaalit hankkeet osoittavan PtG-teknologian olevan kannattava ja teknologisesti potentiaalinen konsepti energian varastointiin.