Maatalous

Kun Raahen teräsjätti luopuu kivihiilestä, tilalle tarvitaan vetyä ja ison ydinvoimalan verran sähköä

Pohjoismaiden teräsjätti SSAB aikoo luopua kivihiilestä raudan ja teräksen valmistuksessa vuoteen 2040 mennessä.
SSAB / Åsa Bäcklin
SSAB:n pilottilaitos valmistui viime kesänä Ruotsin Luulajaan, missä kehitetään päästötöntä terästuotantoa. Fossiiliset polttoaineet aiotaan korvata uusiutuvalla sähköllä ja bioenergialla.

Masuuneissa kivihiilellä eli koksilla tehty rauta alkaa tulla tiensä päähän ilmastopäästöjen takia. Teräksen tarve ei kuitenkaan vähene. Rauta pystytään pelkistämään myös vedyllä, jolloin on mahdollista päästä hiilivapaaseen teräkseen.

Raahen terästehtaan omistava SSAB on rakentanut Ruotsin Luulajaan hiilivapaan teräksen pilottitehtaan, joka käynnistyi elokuussa. Se on ensimmäinen näkyvä vaihe ilmastoneutraalin teräksen valmistuksessa, toteaa turvallisuus- ja ympäristöjohtaja Harri Leppänen SSAB:ltä Raahesta.

Pohjoismainen teräsyhtiö on nostanut riman korkealle. Pilottilaitoksen jälkeen rakennetaan demonstraatiolaitos, josta saadaan ensimmäiset fossiilivapaat teräkset markkinoille vuonna 2026.

SSAB aikoo luopua kivihiilestä ja koksista kokonaan vuoteen 2040 mennessä, jolloin kaikki tuotettu teräs olisi hiilivapaata. Aikataulu voi tuntua pitkältä, mutta myös investoinnit ja kehittämistyö ovat mittavia, Leppänen kertoo.

Muutos on iso asia ympäristölle. Raahen terästehtaan ilmastopäästöt ovat yli seitsemän prosenttia Suomen kaikista hiilipäästöistä. Jos hiilestä luovutaan ja energia tuotetaan sähköllä, SSAB:stä tulee Suomen suurin sähkönkäyttäjä.

Leppäsen mukaan askelmerkit hiilivapaan teräksen valmistuksessa ovat tiedossa, mutta edessä on valtava määrä selvitettäviä asioita.

Kun hanketta käynnistettiin vuonna 2016, asia oli kaikille uusi. Nyt vastaavia hankkeita on vireillä joka puolella ja kiritämme toisiamme, Leppänen sanoo.

SSAB on rakentanut Luulajaan pilottilaitosta, joka käynnistyi elokuussa. 150 miljoonan euron laitos lähti käyntiin maakaasulla, mutta vähin erin siirrytään kokonaan vetyyn raudan pelkistämisessä eli erottamisessa malmista.

Pilottijakso kestää ehkä vuoteen 2024.

Teräskonsernilla on kolme rautaa valmistavaa tehdasta, joista Etelä-Ruotsin Oxelösundissa on jo alettu valmistautumista vetyyn perustuvaan tuotantoon.

Leppäsen mukaan raudan pelkistäminen vedyn avulla ei ole uutta. Menetelmä keksittiin vuosikymmeniä sitten.

Se ei silloin yleistynyt, kun kivihiili oli taloudellisesti ylivoimainen raudan erottamisessa.

Rautaa on valmistettu masuunissa tuhat vuotta eikä siirtyminen vetyyn käy hetkessä. Investoinnit ovat suuria.

Pelkästään vedestä vetyä erottelevat laitokset ovat valtavia. Eurooppaan on alkanut syntyä vetykeskittymiä, ekosysteemejä, joissa vetyä tarvitsevia laitoksia kootaan yhteen paikkaan.

Vedystä ja hiilidioksidista syntyisi myös synteettistä polttoainetta. Lappeenrannan teknillinen yliopisto on kehittämisessä pitkällä, Leppänen sanoo.

Ilmaston lämpeneminen muuttaa nyt pelikentän eikä paluuta ole. Leppänen toivoo laajaa kansainvälistä sopimusta asiasta. Teollisuudelle on tärkeää, että kattavat, globaalit ilmastotoimet saadaan voimaan mahdollisimman nopeasti.

"Kiina on suurin päästöissä, mutta maalla on myös erittäin kunnianhimoiset tavoitteet päästöjen vähentämisessä. Yhdysvalloissakin ilmapiiri on kääntynyt. Ne ovat hyviä uutisia."

Leppäsen mukaan hiilivapaa teräshanke on vielä niin varhaisessa vaiheessa, että on ennenaikaista arvioida, missä raudan pelkistämiseen tarvittava vety tuotetaan ja tullaanko sitä tekemää Suomessa.

Raahessa rautaa pelkistetään kahdessa masuunissa. SSAB:n kaavailuissa ensimmäinen Raahen masuuni sammuu 2030 ja toinen kymmenen vuotta myöhemmin.

Masuunit ovat pitkäikäisiä, ja niiden peruskorjausväli on 20 vuotta. Uuteen teknologiaan siirrytään masuunien elinkaaren tahdissa.

Vety muuttaa perusteellisesti raudan tekemisen.

Masuunissa rauta on sulaa ja vety-pelkistyksessäkin vety tavallaan palaa, mutta rauta pysyy kiinteänä, rautasienenä. Lämpötila on vain puolet masuunin 1500–1600 asteesta.

Myös energiaa kuluu vähemmän kuin masuunissa, mutta kovin tarkkaa arviota ei pysty tässä vaiheessa antamaan, Leppänen sanoo.

Vedyllä tuotettu rautasieni sulatetaan terästehtaassa yhdessä kierrätysmetallin kanssa ja valssataan muotoon.

Sähköä voidaan käyttää fossiilisten polttoaineiden sijasta teräsaihioiden kuumentamisessa ennen valssausta, mutta näin ei päästä välttämättä riittävän korkeisiin lämpötiloihin eivätkä aihiot kuumene tasaisesti.

Vaihtoehtoina tutkitaan muun muassa bioenergiaa kuten korjuujätteiden hyödyntämistä tai muuta uusiutuvaa energiaa.

Vetyyn perustuva laitos käyttää sähköä vedyn erottamiseen vedestä. Sähkön tarve on valtava. On laskettu, että Raahen masuunien korvaaminen vetyuuneilla nielee kymmenen terawattituntia sähköä vuodessa.

Se on samaa suuruusluokkaa kuin Hanhikiveen kaavaillun ydinvoimalan ykkösvaiheen tuotanto tai kaikkien Suomen tuulivoimaloiden tuotanto tällä hetkellä.

Vetyä on mahdollista varastoida ja ala kehittyy nopeasti, jolloin tuulisähkön tuotannon vaihteluita voitaisiin tasata vetyvarastoilla. Kovalla tuulella sähkön ylijäämä voidaan muuttaa vedyksi ja varastoa purkaa hiljaisen tuulen aikana.

Leppäsen mukaan terästehdas on vain yksi tulevaisuudessa sähköä tarvitsevista. Samanlaisia kasvutarpeita on lähes kaikilla aloilla. Sähkön tarve tulee kasvamaan nopeasti.

Myös sähköverkkojen ja hiilivapaan sähkön tuotannon pitää kehittyä samaa tahtia ja teollisuudella on oltava takeet siitä, että kohtuuhintaista sähköä riittää.

SSAB
Teräsaihiota valssataan levyksi Raahen tehtaalla.
Lue lisää

Tämä suomalainen terästehdas päästää enemmän kuin lentoliikenne ja melkein yhtä paljon kuin maatalous – vetyteknologian odotetaan nollaavan tuotannon päästöt

Ruotsalainen teräsyhtiö SSAB aikoo päästä eroon teräksen valmistuksen hiilipäästöistä vuoteen 2045 mennessä sekä Ruotsin että Suomen tehtailla

Fortum: Sähkön kulutus kaksinkertaistuu

Puun polttoon halutaan rajoituksia