Ruotsissa testataan ratkaisua, joka mullistaisi yhteiskunnan ja romauttaisi päästöt – ja idea voi tulla käyttöön ensimmäisenä Suomessa

Yksi ainoa terästehdas aiheuttaa seitsemän prosenttia Suomen koko hiilijalanjäljestä. Tämä voi kuitenkin muuttua.

ilmastonmuutos
SSAB:n Raahen tehtaan kaksi masuunia kuvattuna maasuunien hiili-injektiolaitoksen katolta.
SSAB:n Raahen tehtaan kaksi masuunia ovat Suomen ainoat. Uusi teknologia siirtää hiiltä syövät tuhatvuotista teknologiaa edustavat laitokset historiaan.Timo Sipola / Yle

Kyse on valtavan suuresta ja merkittävästä asiasta. Tämä käy hyvin nopeasti ilmi, kun kuuntelee asiantuntijoiden puhetta Pohjois-Ruotsissa pian alkavasta kokeilusta, jonka tarkoituksena on lähes kokonaan poistaa teräksen valmistamisen hiilijalanjälki.

Terästeollisuus tuottaa 7–9 prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Se on noin kolme kertaa enemmän kuin lentoliikenne maailmanlaajuisesti aiheuttaa.

Helsingin yliopiston ympäristöekonomian professori Markku Ollikainen ei säästele kehujaan arvioidessaan teräsyhtiö SSAB:n Suomessa ja Ruotsissa valmistelemaa teknologista muutosta.

– Kyseessä on oppikirjaesimerkki siitä, mitä ihmiskunnan pitäisi tehdä ilmaston lämpenemisen ehkäisemiseksi.

Sillä tulee Ollikaisen mukaan olemaan suuri merkitys maailman hiilitaseeseen eli siihen, kuinka paljon hiilidioksidia ilmakehässä on.

Raahen terästehtaan omistava ruotsalaisyhtiö aikoo muuttaa Suomen ja Ruotsin terästuotannon kokonaan fossiilivapaaksi. Jos menetelmä osoittautuu toimivaksi ja se tulee käyttöön, Suomen päästöistä lähtisi noin seitsemän prosenttia. Sen verran nimittäin nykyään aiheuttaa Raahen terästehdas.

Grafiikka SSAB: n hiilidioksidipäästöistä.
Terästeollisuus on merkittävin hiilidioksidilähde sekä Suomessa että Ruotsissa.Asmo Raimoaho / Yle

Teknologia hyödyntää vetyä, ja se on sinänsä jo olemassa. Vielä on kuitenkin paljon ratkaistavia kysymyksiä. Valtava päästövähennys edellyttää etenkin sitä, että terästä valmistavat maat kuten Suomi, Ruotsi ja Kiina mullistaisivat koko sähköntuotantonsa ja sähköverkkonsa.

Vanha teknologia tuottaa enemmän hiilidioksidia kuin terästä

Rautaa on valmistettu nykyisin käytössä olevalla masuunitekniikalla yli tuhat vuotta.

SSAB:n Luulajan tehtaan masuuni
Uusi teknologia siirtää hiiltä syövän, tuhatvuotista teknologiaa edustavan, SSAB:n masuunin historian romukoppaan.Timo Nykyri / Yle

Samalla kun valmistetaan rautaa ja terästä, syntyy hiilidioksidia. Terästehtaat tuottavat itse asiassa enemmän hiilidioksidia kuin terästä: yhtä terästonnia kohti syntyy 1,6 tonnia hiilidioksidia.

Vaikka teknologia on ikivanhaa ja kaipaa uudistamista, teräksen tarve ei ole katoamassa mihinkään.

Sitä tarvitaan erityisen paljon kehittyvissä maissa nykyaikaisen infran rakentamiseen. Myös kehittyneissä maissa teräksen tarve kasvaa. Se tulee tulevaisuudessa korvaamaan heikommin kestäviä materiaaleja esimerkiksi rakentamisessa ja jopa luonnonsuojelussa: esimerkiksi suojelualueiden pitkospuina ja portaina teräs on ylivertainen materiaali.

maisema Luostolta itään
Puuta huomattavasti pitkäikäisemmät ja halvemmat teräsrakenteet lisääntyvät luonnonsuojelualueilla. Kuvassa Luoston uudet teräsportaat. Annu Passoja / Yle

Yksi tehdas tuottaa valtavat päästöt

SSAB:n Raahen terästehdas on 7 prosentin osuudella Suomen hiilijalanjäljestä maan ylivoimaisesti suurin hiilidioksidilähde. Se on pahempi kuin Suomen kaksi seuraavaksi suurinta co2-lähdettä, Nesteen Porvoon jalostamo ja Hanasaaren B-voimalaitos yhteensä.

Terästeollisuuden muuttaminen päästöttömäksi uuden teknologian avulla auttaa yrityksiä säästämään esimerkiksi päästökaupassa valtavia summia.

– Se on hillitön kilpailuetu sitä kehittävälle yhtiölle. Ja jos teknologia leviää muualle maailmaan, se on globaali ratkaisu isoon ongelmaan, sanoo Helsingin yliopiston ympäristöekonomian professori, Suomen ilmastopaneelin puheenjohtaja Markku Ollikainen.

Toissa vuonna tehdyn selvityksen mukaan raakaraudan tuottaminen uudella menetelmällä oli 20–30 prosenttia kalliimpaa kuin hiilellä. Sen jälkeen päästökaupassa hinnat ovat kuitenkin koventuneet, joten nykyään ero ei ole yhtä suuri.

SSAB:n Raahen tehtaan nauhavalssaamo.
Masuunista rauta siirretään Raahessa sulaton kautta valssaamolle, missä siitä tehdään teräslevyjä ja teräskeloja. Marko Väänänen / Yle

Myös Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkönkäyttötekniikan professori Juha Pyrhönen korostaa että, mikään yhtiö ei ryhdy tällaiseen hyvää hyvyyttään, vaan näkee siinä paremman liiketoiminnan mahdollisuuksia.

– Tämän parempaa uutista ei voi ollakaan, sanoo Pyrhönen.

Myös yhteiskunnassa tarvitaan vallankumousta

SSAB:n Luulajassa testaama teknologia perustuu vetyä ja sähköä hyödyntävään uuteen teknologiaan. Hiilidioksidin sijasta prosessissa syntyy sivutuotteena vettä

SSAB:n ympäristöjohtaja Harri Leppänen luonnehtii muutosta vallankumoukseksi.

Vallankumous ei kuitenkaan tarkoita vain hiilidioksidipäästöjen katoamista. Uusi menetelmä vaatii valtavia määriä nimenomaan hiilineutraalisti tuotettua sähköä, jos koko menetelmän halutaan olevan päästötön.

– Tulevaisuuden fossiilivapaassa yhteiskunnassa hiilidioksidivapaan sähkön saatavuus merkitsee samaa kuin kivihiili ja öljy nykyisessä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvassa yhteiskunnassa, sanoo Leppänen.

Sähköä vaaditaan yhden ydinvoimalan verran

Raahen tehtaan rautamäärän tuottamiseen vedyn avulla tarvitaan noin kymmenkertainen määrä sähköä nykyiseen verrattuna, eli noin 10–12 terawattituntia vuodessa. Se on noin kuudesosa koko Suomen sähköntuotannosta.

Sähköä tarvitaan enemmän kuin Raahen terästehtaan viereen Pyhäjoelle kaavaillun ydinvoimalan vuosituotanto on ja suurin piirtein saman verran kuin mitä Olkiluodon kaksi toiminnassa olevaa reaktoria tuottavat vuodessa.

Rajusti kasvava sähkön tarve sopii hyvin SSAB:n sähköntoimittajalle, hankkeessa mukana olevalle Vattenfallille.

SSAB:n pilottilaitoksen teknologia tulee aikanaan korvaamaan taustalla näkyvän Luulajan terästehtaan masuunin.
Vetyreaktiolla toimiva pilottilaitos SSAB:n tehdasalueella on jo rakentumassa. Taustalla näkyy nykyinen masuuni. Timo Sipola / Yle

Ruotsi vie tällä hetkellä sähköä ulkomaille noin Olkiluodon nykyisen tuotannon verran eli 15 terawattituntia vuodessa.

Käytännössä Ruotsin sähkö on lähes fossiilivapaata jo nyt. Suomessa 79 prosenttia sähköntuotannosta oli fossiilivapaata eli hiilidioksidineutraalia viime vuonna.

Uudessa raudantuotantoprosessissa tarvittava vety tehdään sähköllä. Vattenfallia asia kiinnostaa myös toisin päin.

Se toivoo, että samalla ratkeaisi se, miten vaikkapa tuulivoimalla tuotettua sähköä saisi varastoitua tyynten päivien varalle.

Vedyn uskotaan ratkaisevan monta ongelmaa

Talvella tuulee enemmän kuin kesällä, ja talvella myös kulutetaan enemmän sähköä kuin kesällä. Vuodenaikojen kesken sähkö siis jakaantuu melko hyvin, mutta ongelma onkin esimerkiksi viikkotasolla, kertoo Vattenfallin tuotekehitysjohtaja Mikael Nordlander.

Silloin kun tuulee ja paistaa, mutta kaikki uusiutuva sähkö ei mene kaupaksi, sen voisi hänen mukaansa varastoida vetyyn pilvisiä ja tuulettomia päiviä varten.

– Akkujen käyttö on hyvin kallista, joten näemme vetytekniikan tässä suhteessa mielenkiintoisena, sanoo Nordlander.

Käytännössä varastointi tapahtuisi siten, että päivinä, jolloin energiaa on reilusti saatavilla, sitä käytettäisiin erottamaan vedessä olevat vetyatomit happiatomeista. Vety säilyisi joitakin viikkoja varastossa, ja prosessissa se muutettaisiin takaisin vedeksi. Näin valmistettava vety sopii myös sähkön varastointiin, koska se voidaan muuttaa myös takaisin sähköksi.

Professori Markku Ollikainen sanoo, että jos terästeollisuudessa kehitetään hyviä käytäntöjä vedyn hyödyntämiseksi, se on askel kohti vedyn hyödyntämistä muillakin aloilla.

Paljon on vielä ratkaistava

Koska kyseessä on täysin uudenlainen menetelmä, moni siihen liittyvä asia on vielä ratkomatta.

Yksi esimerkki on se, että fossiilivapaan teräksen valmistuksessa käytettävän rautapelletin pitää olla entistä laadukkaampaa ja myös pelletin tuotannon pitää olla hiilivapaata. Valmista teknologiaa tähän ei ole.

SSAB kuitenkin uskoo, että tarvittavat ratkaisut löytyvät. Luulajan tehdasalueelle rakennettava pilottilaitos otetaan käyttöön ensi kesänä.

Laitosta ovat pystyttämässä SSAB:n tytäryhtiön Ruukki Constructionin pohjoispohjalaiset asentajat.

SSAB:n vetyterästeknologian pilottilaitostyömää Luulajassa.
Noin 150 miljoonan euron hintaisen pilottivaiheen suurin investointi on parhaillaan rakennettava 50 metrin korkeuteen kohoava pilottilaitos.Timo Nykyri / Yle

SSAB:lla on Pohjoismaissa masuuneja Raahessa, Luulajassa ja Oxelösundissa. Uuden teknologian myötä nämä masuunit jäävät historiaan. Tämä kuitenkin tapahtuu vaiheittain, ja päästöttömyyteen päästään kokonaan vasta vuosien päästä.

Uutta teknologiaa kokeillaan pilottimittakaavassa noin kolmen vuoden ajan. SSAB:n on suunnitellut olevansa kokonaan fossiilivapaa vuonna 2045.

Suomen hallitus on kuitenkin asettanut tavoitteeksi, että Suomi olisi hiilineutraali jo 2035. SSAB aikoa tutkia, voiko se nopeuttaa muutosta Suomen osalta.

Suomi ja Ruotsi kilpailuun sähkön hinnasta

Pilottivaiheen jälkeen SSAB miettii erikseen, mihin vetylaitokset sijoittuisivat – Ruotsiin, Suomeen vai jonnekin muualle.

Käytännössä edessä on kahden maan kilpailuttaminen. Hiilivapaalla sähköllä kun ei ole maailmanmarkkinahintaa, vaan sen hinta muodostuu alueellisesti. Tällä hetkellä sähkö on SSAB:lle Ruotsissa huomattavasti halvempaa kuin Suomessa.

Teräksen valmistamiseen vedyn avulla tarvitaan kuitenkin todella paljon sähköä. Se tarkoittaa uusien sähköverkkojen rakentamista ja monenlaista muutakin infrastruktuuria. Pelkästään korkeajänniteverkon rakentaminen on pitkä prosessi.

Terästä tehdään SSAB:n Raahen terästehtaan nauhavalssaamolla.
Uudelleen lähes sulaksi kuumennettujen teräaihioiden käsittely nauhavalssaamolla valmiiksi teräskeloiksi on näyttävää toimintaa. Valssaamo on Raahen tehtaan suosituin tutustumiskohde.Marko Väänänen / Yle

SSAB:n mukaan sähkön saatavuus on hyvin olennaista vetyreaktorin sijoituspaikan kannalta.

Käytännössä siis SSAB edellyttää sen suunnitelmia tukevaa energia- ja ilmastopolitiikkaa, riittävää hiilidioksidivapaan sähkön saantia ja alhaista sähkön verotusta.

– Nyt tarkastelemme, millä meidän toimipaikallamme on parhaat edellytykset reaktorin sijainniksi. Nopea lupaprosessi on myös tärkeä näkökulma, sanoo SSAB:n teknologiajohtaja Martin Pei.

Vetyreaktorin sijaintipaikka ei välttämättä ole sama kuin paikka tai paikat, joissa tapahtuu sitä seuraava teräksen valmistaminen.

Mitä tekee Kiina?

Ruotsi, Suomi ja SSAB ovat maailman mittakaavassa todella pieniä tekijöitä. Raahen tehtaan tuotanto on vain noin 2 promillea maailman teräksen tuotannosta. Lisäksi pohjoismaalainen terästeollisuus on jo nyt maailman ympäristöystävällisintä.

Puolet maailman terästeollisuudesta sijaitsee Kiinassa, missä on paljon myös suhteellisen vanhoja ja saastuttavia terästehtaita. Kiinan hiilidioksidipäästöistä peräti 25–30 prosenttia tulee terästeollisuudesta. Isoja teräksentuottajia ovat myös Japani, Intia, Yhdysvallat ja Venäjä.

Kiinassa terästeollisuus tuottaa yli neljänneksen hiilidioksidipäästöistä.
Kiinassa terästeollisuus tuottaa yli neljänneksen hiilidioksidipäästöistä.Asmo Raimoaho / Yle

Vetyteknologiaan voidaan siirtyä vain siellä, missä hiilineutraalia sähköä on saatavilla.

Nykyisessä tuotannossa tarvittavalla hiilellä on maailmanmarkkinahinta, joka on sama kaikille. Vetyreaktoriteknologiassa keskeisen tuotannontekijän, sähkön, hinta taas määräytyy alueellisesti.

Kiina ja Intia ovat kehittäneet viime vuosina (siirryt toiseen palveluun) uusiutuvaa energiantuotantoa (Maailma.net) voimakkaasti.

Se tarkoittaa myös sitä, että niiden edellytykset ottaa käyttöön myös vetyteknologiaa terästeollisuudessa paranevat koko ajan.

Sekä SSAB:n teknologiajohtaja Martin Pei että SSAB Europen ympäristöjohtaja Harri Leppänen uskovat Kiinankin pystyvän modernisoimaan tehtaitaan.

Aikaa se kuitenkin vie.

Uusi teknologia hävittää hiilidioksidipäästöt.
Uusi teknologia hävittää hiilidioksidipäästöt terästuotannosta kokonaan. Vedystä odotetaan ratkaisijaa aikamme suurimpaan ongelmaan. Asmo Raimoaho / Yle

Voit keskustella aiheesta kello 22:een saakka!