Eurooppalainen vetyselkäranka (EHB) – Kartta, koridorit & kustannukset

Mikä on Eurooppalainen vetyselkäranka (EHB)?

Hydrogen has been expected to play a significantly larger role in our energy infrastructure for some time now. Overall, it has not yet come to fruition, with battery electric vehicles (BEVs) making much more progress than hydrogen-based systems.

Samaa voidaan sanoa energian varastoinnista, sillä tiheämmät verkostot, akkupaketit ja muut energian varastointimuodot, kuten pumpattu vesivoima, ovat laajentuneet paremmin kuin vety.

Keskeinen syy on, että energian infrastruktuurin on oltava laajalle levinnyt, tehokas ja tiheä, jotta se olisi taloudellisesti järkevää. Sähköverkot pystyivät jo ottamaan vastaan enemmän sähköajoneuvoja ja koneita korvaamaan fossiilisia polttoaineita, kun taas vety vaati täysin uuden infrastruktuurin.

Osittain tämän ongelman ratkaisemiseksi Euroopassa käynnistetään uusi massiivinen megaprojekti: Eurooppalainen vetyselkäranka (EHB) -aloite.

Tämä aloite kokoaa yhteen 33 energian infrastruktuuriyrittäjää, käytännössä yhden jokaiselle EU-maalle ja naapurimaille (se sisältää myös Norjan, Sveitsin, Yhdistyneen kuningaskunnan ja Ukrainan).

Lähde: EHB

Tavoitteena on kehittää koko-Eurooppalainen infrastruktuurisuunnitelma omistetulle vetykuljetusverkostolle, joka kattaa sekä vedyn kuljetuksen että varastoinnin.

Miksi Eurooppa tarvitsee vetyä (akkujen ja verkkojen ohella)

Jos akut ja sähköajoneuvot ovat tähän mennessä olleet sähköistämisen ja fossiilisten polttoaineiden korvaamisen eturintamassa, niilläkin on rajoituksia.

Yksi on se, että sähköä on erittäin vaikea varastoida suurina määrinä. Jos todella haluaisimme varastoida vain muutaman päivän sähköntuotantoa EU:n mittakaavassa, tarvitsisimme satoja kertoja enemmän akkuja kuin tällä hetkellä on asennettu JA projekteissa.

Toinen on se, että kaikkia fossiilisten polttoaineiden käyttötarkoituksia ei voida helposti korvata sähköllä. Pitkän matkan meriliikenne vaatii tiheämpää polttoainetta kuin akut voivat tarjota, samoin kuin lentoliikenne. Useat teollisuudenalat tarvitsevat myös erittäin voimakasta lämpöä, jonka vain maakaasu (tai vety) voi tuottaa, kuten metallurgia, kemikaalien tuotanto jne.

Tuotannon, varastoinnin ja kysynnän tasapainottaminen

Koska vety on täysin uusi tuote, se ei voi luottaa olemassa oleviin infrastruktuureihin, joita käytetään öljyn, kaasun tai sähkön kuljettamiseen, ainakaan suuressa mittakaavassa.

Tämä on erityisen tärkeää, koska vedyn mahdolliset tuotantopaikat sijaitsevat ihanteellisesti lähellä runsasta vesivarantoa ja uusiutuvan energian tuotantopaikkoja. Nämä eivät välttämättä ole parhaat paikat vedyn varastointiin tai siellä, missä vedyn kulutus on kysyntää.

Siksi tarvitaan tehokas vedyn kuljetus tuotannosta varastoon ja varastosta kuluttajille.

Miten vetyä siirretään: putkistot, kuorma-autot ja laivat

Vetyä voidaan kuljettaa kahdessa muodossa: paineistetuna kaasuna tai nestemäisenä. Nestemäinen vety on järkevämpää pitkän matkan tai mannerten välisten kuljetusten yhteydessä, koska se vähentää aluksessa tarvittavaa tilavuutta.

Kuitenkin maalla pitkän matkan kuljetuksissa kaasumuooto on suositeltavampi, koska nesteytys kuluttaa merkittävän osan vedyn varastoidusta energiasta, heikentäen sen taloudellista kannattavuutta.

Viimeisessä kuljetusosassa, erityisesti ajoneuvoille tai pienemmille teollisuuden tarpeille, kuorma-autokuljetus on todennäköisesti hyvä vaihtoehto paikallisten säiliöiden täyttämiseen polttoasemilla ja tuotantolaitoksissa.

Kuitenkin pitkille matkoille vedyn kaasun luonnollinen, melko alhainen tiheys tekee putkistokuljetuksesta paljon paremman vaihtoehdon.

Tässä yhteydessä voidaan todeta, että vety on samankaltainen kuin maakaasu, joka on merkittävästi kalliimpaa nestekaasun (LNG) muodossa. Toisin kuin maakaasu, jonka saatavuus on sidoksissa geologiaan, vetyä voidaan käytännössä tuottaa missä tahansa, missä energiaa on saatavilla, esimerkiksi Espanjan aurinkoisesta säästä Pohjanmeren tuuliseen ympäristöön.

Lopulta, jos Yhdysvaltain LNG osoittautuu vaihtoehdoksi Venäjän kaasulle Euroopassa, ainoa kotimainen vaihtoehto, joka on sekä edullinen että sopiva energian varastointiin ja teollisuuden tarpeisiin, olisi paikallisesti tuotettu vety.

EHB:n rakentaminen: 2030 ja 2040 tiekartat

Koko-Eurooppalainen visio

EHB:n lopullinen tavoite on siirtyä tähän mennessä suosituista ”vetyklustereista” kohti globaalia vetyverkkoa, joka risteilee koko mannerta. Tämän muutoksen odotetaan tuottavan 330 miljardia euron säästöjä, mahdollistaen saman tason vedyn tuotannon ja hyödyntämisen.

Keskeinen tekijä kustannussäästöjen takana on, että suurempi yhteyksien määrä vähentää varastoinnin ja redundanssin tarvetta. Esimerkiksi, jos tuottavuus tuulettomana viikkona on alhaista Pohjanmeren klusterissa, etelän Euroopan aurinkovoimala voi lähettää tuotantoa pohjoiseen.

Tavoitteena on tuottaa 20 miljoonaa tonnia (Mt) vetyä vuodessa, mikä vastaa 665 terawattituntia (TWh) energiaa.

Lähde: EHB

Sen tulisi järjestäytyä muutaman vetyalakoridorin ympärille:

• Suuri ja tiheä verkosto, jonka keskipisteenä on Alankomaat ja joka yhdistää Pohjanmeren tuulivoimalat.
• Ranskalais-espanjalainen lohko, joka kulkee pohjoiseen Rhône-joen laakson kautta ja yhdistää Pariisin ja Reinin laakson.
• Puolalais-baltialainen-skandinaavinen yhteys, joka yhdistää Euroopan pohjoisen mantereeseen.
• Italiano-itävaltalainen linja, joka yhdistää nämä maat Saksan verkostoon ja mahdollisesti myös Pohjois-Afrikkaan.
• Kreikkalainen ja Balkanin linja, joka yhdistää Euroopan muihin osiin.

Lähde: EHB

Jokaisessa näistä koridoorista muutama valittu yritys osallistuu Eurooppalaisen vetyselkärangan rakentamiseen ja toimintaan.

Lähde: EHB

Kaiken kaikkiaan suurin kysyntä ennustetaan keskisen Euroopan alueelle, jonka jälkeen seuraavat Pohjanmeri (Iso-Britannia, Irlanti, Norja, Tanska) sekä Ranska‑Espanja‑Portugali.

Lähde: EHB

Suunnitelma tunnistaa myös mahdolliset luonnolliset paikat, joita voidaan käyttää vedyn varastointiin, kuten suolakuopat, aquiferit tai ehtyneet kaasukentät (useimmat sijaitsevat Ranskassa, Espanjassa, Italiassa ja Saksassa).

Lähde: EHB

2030–2040

Pyyhkäise vierittääksesi →

Vuodelle 2030 projekti näkee ensimmäisten rakenteiden luomisen, jotka yhdistävät suurimman osan Euroopan maista vedyn kuljetusta varten, käyttäen sekoitusta uusista putkistoista ja uudelleenkäytetyistä kaasuputkistoista.

Putkistojen kokonaispituus vuoteen 2030 mennessä olisi 32 616 km (20 266 mailia), joista 16 864 km (10 478 mailia) olisi uudelleenkäytetty.

Lähde: EHB

Vuoteen 2040 mennessä tavoitteena on tiheyttää tätä verkkoa merkittävästi, erityisesti rakentamalla tiheä verkosto Puolassa, Ruotsissa, Balkanilla ja Ranskan itärannikolla, lisää putkistoja Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja sen yhdistämiseksi, sekä putkisto, joka kulkee Sveitsin läpi.

Lähde: EHB

Putkistojen kokonaispituus vuoteen 2040 mennessä olisi 57 662 km (35 829 mailia), joista 34 290 km (21 306 mailia) olisi uudelleenkäytetty.

Molemmat nämä arviot ovat tarkistettuja lukuja, jotka myöntävät, että maakaasun käyttöä on jatkettava pidempään kuin alun perin arvioitiin, Venäjän hyökkäyksen Ukrainaan seurauksena.

Koska näiden kehitysten ja toimitusvarmuuden kasvaneen merkityksen vuoksi, useita tällä hetkellä toiminnassa olevia maakaasuputkistoja on tarkoitus käyttää pidempään kuin aiemmin odotettiin, mikä selittää, miksi suuri osa ennustetusta kasvusta johtuu uudesta vedyn putkistoinvestoinnista.

Eurooppalaisen tuotannon ulkopuolella

Suunnitelma ei ainoastaan tarkastele Euroopan maiden tuotantoa, vaan myös naapurimaiden runsaista uusiutuvan energian resursseista, joihin voidaan tarttua.

Siksi se sisältää myös laskelman elektrolyysikapasiteetin rakentamisesta Pohjois-Afrikassa 24 GW ja Ukrainassa 8 GW, jotka kehitetään vuoteen 2030 mennessä.

Lisää tuotantoa ja yhteyksiä voitaisiin harkita myös muiden maiden kanssa, esimerkiksi Turkin, Israelin tai jopa Egyptin ja Persianlahden valtioiden kanssa.

Nesteytetyn vedyn tuonti voisi myös olla mahdollisuus, riippuen teknologisesta innovaatiosta, joka alentaa vedyn kustannuksia (joko alhaisemmilla uusiutuvan energian kustannuksilla tai alemmilla vedyn tuotantokustannuksilla), ja Eurooppalaisen vetyselkärangan yhteys useimpiin Euroopan pääsatamiin ottaa tämän vaihtoehdon myös huomioon.

Kustannukset: putkistot vs. sähkölinjat, kaasu ja LNG

Verrattuna sähkölinjoihin

Euroopan energiajärjestelmän siirtäminen polttoaineesta ja kaasusta vetyyn voi olla järkevää ilmastonmuutoksen torjumisen ja energian itsenäisyyden palauttamisen näkökulmasta, ei vain Venäjältä vaan myös Yhdysvalloista.

Kuitenkin se toimii vain, jos se on taloudellisesti järkevää ja voi kilpailla reilusti muiden energianlähteiden kanssa, mukaan lukien vihreä vaihtoehto vahvistetuista verkkoista ja sähköautoista.

Ensimmäinen osa vertaa energian kuljetuskustannuksia sähkölinjojen käyttöön.

Onneksi vetyputkistot, vaikka ovat massiivisia infrastruktuureja, käyttävät vähemmän harvinaisia materiaaleja kuin sähkölinjat ja muuntajat (joihin tarvitaan kuparia), mikä johtaa paljon alhaisempaan kustannukseen per kuljetettu “TWh”, 2–4‑kertainen halvempi uusiin tai uudelleenkäytettyihin (kaasuputkistosta) vetyputkistoihin verrattuna ilmavirtasähköyhteyksiin.

Jalanjälki on myös tärkeä tekijä näin mittakaavassa. Vety on myös energiatehokkaampi kuin sähkölinja, sillä yksi putkisto kuljettaa jopa neljä kertaa enemmän energiaa.

Lähde: EHB

Verrattuna kaasuun ja LNG:hen

Tässä vertailu on hieman monimutkaisempi, koska se riippuu paljon ilmastonmuutoksen ja hiilidioksidipäästöjen hinnoittelusta.

Yleisesti ottaen on todennäköistä, että maakaasu, jota kuljetetaan putkistolla, on tällä hetkellä halvempi. Tämä johtuu siitä, että kuljetuskustannus on samankaltainen, ja vedyn tuotanto on edelleen kalliimpaa kuin maakaasu (ilman hiiliveroja).

Verrattuna LNG:hen tilanne on hieman epäselvempi, koska se vaatii sekä putkiston sisämaakuljetuksiin että kaasun nesteytyslaitosten rakentamista Euroopassa. Lisäksi USA:n tai Qatarin nesteytyslaitosten kustannus ja nesteytyksessä menetetty energia tekevät tästä kaasusta kalliimpaa.

Joten niin kauan kuin runsaasti maakaasua ei ole saatavilla putkistoilla, realistisesti ainoastaan Venäjältä saatavilla oleva skenaario on epätodennäköinen, Eurooppalainen vetyselkäranka on järkevä verrattuna LNG-toimituksiin, vaikka hiilidioksidipäästöjä ei oteta huomioon.

Lisäksi suurin osa kotimaiseen vedyn tuotantoon ja logistiikkaan sijoitetusta rahasta syötetään EU:n talouteen, ja se auttaa vähentämään energian tuonnista johtuvia kauppataseen alijäämiä.

Eurooppalaisten energiamarkkinoiden yhtenäistäminen

Eurooppalaisen energian selkärangan merkittävä vaikutus on sen taloudelliset hyödyt uusiutuvan energian hankkeille. Kun vihreän energian osuus verkossa kasvaa, ylikapasiteetin ongelma matalan kysynnän jaksoissa kasvaa.

Tämä voi johtaa siihen, että suuri määrä sähköä, joka tuotetaan tuulisina tai aurinkoisina jaksoina, menee hukkaan, koska paikallinen sähköverkko ei pysty käyttämään sitä juuri sillä hetkellä.

Suuri vedyn tuotantokapasiteetti voisi paikallisesti imeä tämän tuotantoylijäämän ja kuljettaa sen sitten edullisesti alueelle, jossa tuotanto on tällä hetkellä riittämätöntä.

Tämä on todennäköisesti erityisen tärkeää kysynnän tasapainottamisessa Etelä- ja Pohjois-Euroopan välillä:

• Pimeät talvipäivät pohjoisessa voivat hyödyntää edelleen hyvän aurinkotuotannon eteläisistä maista.
• Myrskyiset viikot pohjoisessa huonon sään aikana voivat auttaa tasapainottamaan alhaista aurinkotuotantoa mantereella.

Koridorit, jotka yhdistävät alueita, joilla on runsaasti uusiutuvan energian resursseja, eivät ainoastaan palvele vedyn tuontia, vaan myös parantavat integroitua energiajärjestelmää yhdistämällä erilaisia uusiutuvia lähteitä, kuten offshore‑tuulivoimaa pohjoisessa ja aurinkopaneeleja etelässä.

Samaa voidaan sanoa vihreän energian tuotannon ja energian kysynnän epätasapainosta kesän ja talven välillä.

Yleisesti ottaen kesällä on suurempi uusiutuvan energian tuotanto, erityisesti aurinkovoiman ansiosta, kun taas energian kulutus kasvaa talvella, pimeämpinä päivinä, erityisesti lämmitystarpeiden vuoksi Pohjois‑Euroopassa.

Koska vety on paljon energiatehokkaampaa suoraan poltettaessa kuin takaisin sähköksi muunnettaessa, kesän ylijäämäaurinkoenergian varastointi vedyn muodossa ja sen polttaminen talvella lämmitykseen auttaa vähentämään maakaasun kysynnän pitämistä alhaisena talvella ja uusiutuvien energialähteiden käyttöä sen sijaan.

Kaiken kaikkiaan Eurooppalaisen vetyselkärangan vaikutus voi olla myös tehdä uusiutuvista hankkeista kannattavampia, vaikka niiden osuus kokonaisenergiantuotannosta kasvaa jatkuvasti, mikä muuten lisäisi hukkaan menevää kapasiteettia.

Mitä Euroopan on tehtävä nyt (lupamenettelyt, rahoitus, integrointi)

EHB:n raportit korostavat, että Euroopan päätöksentekijöiden on toimittava nopeasti tämän projektin toteuttamiseksi.

Tämä johtuu pitkälti siitä, että vedyn projektin 2–3 vuoden rakennusaika on itse asiassa lyhyempi kuin monimutkainen 4‑vuotinen prosessi, jossa kaikki suunnittelu ja lupamenettelyt tehdään.

Lähde: EHB

Tästä syystä EHB ehdottaa muutamia keskeisiä toimenpiteitä, jotka Euroopan maat voivat toteuttaa mahdollisimman pian:

• Selkeyttämällä sääntelyä, mikä edistää uusien ja uudelleenkäytettyjen vetyinfrastruktuurien nopeampaa kehittämistä.
• Yksinkertaistamalla ja lyhentämällä suunnittelu- ja lupamenettelyjä.
• Helpottamalla vedyn, maakaasun ja sähkön infrastruktuurien integrointia.
• Rahoitusresurssien vapauttaminen lisäämällä alueellisten sääntelijöiden joustavuutta ja mahdollisesti valtion takaamia lainoja.

Yhteenveto

Eurooppalainen vetyselkäranka on ehkä kaikkein kunnianhimoisin Euroopan projekti energiansuojelun ja vihreän siirtymän osalta tähän mennessä.

Ainutlaatuisesti se pyrkii yhdistämään Euroopan maiden moninaisen energian infrastruktuurin yhtenäiseen visioon, eikä hajanaiseen lähestymistapaan, jossa erilliset maiden vihreät aloitteet yhdistetään.

Mikä saattaa hidastaa projektia sen asetettuun tavoitteeseen nähden, on vaikeus koordinoida tällaista hanketta vähintään 33 maan välillä. Tämä voi olla erityisen haastavaa, jos jotkut keskeiset maat eivät täytä rooliaan tehokkaasti, kuten Ranska, Saksa ja Puola, jotka ovat tärkeimmät yhteyslinkit kaikille viidelle Eurooppalaiselle vetykoridorille, ja ovat merkittävimmät maantieteellisen merkityksensä vuoksi.

Rahoitus voi myös muodostua esteeksi, sillä Euroopan alue kokee pitkäaikaista taloudellista lamaa ja ohjaa valtion budjetteja paitsi energian itsenäisyyteen myös sotilasmenojen suuntaan.

Sijoittaminen Eurooppalaiseen vetyselkärangan innovaattoriin

Engie / NaTran (ENGI.PA)

Aiemmin tunnettu nimellä GRTgaz, ja nykyään uudelleenbrändätty NaTraniksi osoittamaan sitoutumistaan siirtyä maakaasun kuljetuksen ohi, yritys on osa ranskalaista energiajättiläistä Engieta, joka on aktiivinen sähkön tuotannossa ja jakelussa, maakaasussa, ydinvoimassa, uusiutuvassa energiassa, kaupunkien energiassa ja öljyteollisuudessa, ja omistaa 60,8 % NaTranista.

GRTgas/NaTran on mukana kolmessa viidestä Eurooppalaisen vetyselkärangan koridorista (Länsi‑Eurooppa, Pohjanmeri, Etelä‑ ja Keski‑Eurooppa ilman Puolaa).

Kaiken kaikkiaan NaTran operoi suoraan 32 500 km:n mittaista korkean paineen putkistoa Ranskassa sekä 14 maanalaisia varastoyksikköä ja 4 LNG-terminaalia Ranskan rannikkoyhteydessä.

Lähde: NaTran

Yhteensä yritys työllistää 3 854 henkilöä ja kuljetti 588 TWh kaasua vuonna 2024.

NaTranilla on siis laaja kokemus kaasun käsittelystä, ja sillä on myös kaksi tytäryhtiötä Ranskan ulkopuolella:

• Elengy, Euroopan johtaja LNG-terminaalipalveluissa,
• NaTran Deutschland, MEGAL‑siirtoverkoston operaattori, joka yhdistää Tšekin, Saksan, Itävallan ja Ranskan.

NaTranin panoksen ydin EHB:ssä on H2Med, transnationaalinen Euroopan vetyputkistokoridorin, joka yhdistää Portugalin ja Espanjan Ranskaan. Se pystyy kuljettamaan noin kaksi miljoonaa tonnia vetyä Ranskaan vuosittain, mikä kattaa 10 % Euroopan unionin arvioiduista vedyn tarpeista.

Vedyn lisäksi NaTran edistää myös muita vaihtoehtoisia biokaasuratkaisuja, mukaan lukien jätteistä tuotanto, esimerkiksi biokaasu, pyrogasifikaatio, hydroterminen kaasifikointi, ja e-metanin tuotanto (uusiutuvasta vedystä ja kierrätetystä CO2:sta).

Suurempi Engie‑konserni, aiemmin tunnettu nimellä GDF Suez, on energiajättiläinen ja yksi kymmenestä suurimmasta julkisesti noteeratusta ranskalaisesta yrityksestä liikevaihdon perusteella. Konserni syntyi GDF:n (“Gas De France” – Ranskan Kaasu) ja Suez SA:n (toimii vesihuollossa ja -käsittelyssä, jätehuollossa ja energiassa) fuusiosta vuonna 2006, jolloin siitä tuli silloin maailman toiseksi suurin energiayhtiö.

Fuusion jälkeen Engie on hankkinut muita energiayhtiöitä, kuten International Power (toimintaa …), muodostaen Engie Energy International, ranskalaisen aurinkoenergia-alan yrityksen Solairedirect, Houstonissa toimivan akkuvarastoyrityksen Broad Reach Power, sekä 90 % Transportadora Associada de Gás (TAG) -yrityksestä, joka oli Brasilian suurin maakaasun siirtojärjestelmä omistaja vuonna 2019.

Lähde: Engie

Laajentuessaan NaTranin vetyyn ja sen keskeiseen rooliin Eurooppalaisessa vetyselkärankaprojektissa, sekä viimeisen vuosikymmenen hankintojen myötä Engie on maakaasu- ja sähköyhtiö, joka omaksuu vahvasti energiasiirtymän, ja kehittyy ei vain ranskalaiseksi vaan myös kansainväliseksi johtajaksi vähähiilisten energiamuotojen, kuten biokaasun, vedyn ja ydinvoiman, alalla.