Et vesinikuenergeetika asjus paigal püsida, peab Eesti juba jooksma

Roheline vesinik on see, mis pakub loodetavat leevendust kliimamuutustele – selline, mida ei tehta näiteks maagaasist, vaid pigem tuulest ja päikesest muundatud elektrist, lagundades sellega vett vesinikuks ja hapnikuks. Foto: Marko Saarm

Kliimamuutuste pidurdamise üks tee on süsinikku sisaldavatest kütustest täielikult loobuda. Fossiilsete ja tegelikult ka biokütuste asemele saaks astuda vesinik.

Roheline vesinik on see, mis pakub loodetavat leevendust kliimamuutustele – selline, mida ei tehta näiteks maagaasist, vaid pigem tuulest ja päikesest muundatud elektrist, lagundades sellega vett vesinikuks ja hapnikuks. Tööstusriikides on valminud vesinikuenergeetikale ülemineku kavad, hiljuti ka meie põhjanaabritel Soomes. Eestis on omavalitsustest valminud vesiniku­kava Keila linnal. Riigikantselei hangib Eesti vesinikustrateegia kontseptsiooni konsultatsiooniettevõttelt Civitta 80 000 eurole läheneva summa eest.

Ülimalt keskkonnasõbralik

Universumis laialt levinud vesinik on lihtsaima aatomiehitusega keemiline element, lihtainena lõhnatu ja värvitu gaas, mis on õhust 14,5 korda kergem. Maal ei leidu seda lihtainena, vaid kahest aatomist koosneva molekulina. Tööstusliku kemikaalina on vesinik üle maailma kasutusel olnud juba üle sajandi, seda kasutatakse nii nafta-, metanooli- kui ka ammoniaagitööstuses. Vesinikuga tehakse vedelatest rasvadest näiteks ka margariini.

Energeetikas on vesinik köitev oma märkimisväärse energiatiheduse tõttu. Nagu laguneb alalisvooluga vesi vesinikuks ja hapnikuks, tekib vesiniku juhtimisel spetsiaalsesse katalüsaatorisse – kütuseelementi – elektrivool, kuna vesiniku reageerimisel hapnikuga moodustub piisavalt elektrone. Nii saab survestatud vesinikku kasutades toota voolu autodele, bussidele, rongidele, laevadele ja ka elamutele.

Rohelise vesiniku põhine energeetika, nagu Euroopagi kliimasõbralikes tulevikuvisioonides kirjeldatud, ei küündi praegu energiasektori kärbeskaalugi tasemele. Praegusest vesinikutoodangust pärineb vaid 2 miljonit tonni elektrolüüsist ning kogutoodang oli 2016. aastal 50 miljonit tonni. 15 miljonit tonni pärines maagaasist, 9 miljonit tonni naftast ja 2 miljonit tonni söest. Neid nimetatakse siniseks, halliks ja pruuniks – rohemajanduse kontekstis on kõik ühtviisi kasutud. 28 miljonist tonnist toodetud vesinikust tehakse ammoniaaki, mis enamikus läheb väetiste tootmiseks. 13 miljonit tonni kasutatakse kütusetööstuses vedelkütuste kvaliteedi parandamiseks. 9–10 miljonist tonnist tehakse metanooli ja muud. Vesiniku energeetiline kasutus on praegu pigem episoodiline, aga suure kasvupotentsiaaliga. 2040. aastaks ennustab Rahvusvaheline Energiaagentuur (IEA) 2,7-kordset vesinikutoodangu kasvu, 137 miljoni tonnini aastas. See peab niisiis olema roheline vesinik. 2070. aastal peaks vesinikutoodang ületama poolt miljardit tonni aastas.

Goldman Sachs on ennustanud, et vesinikuturg peaks 2050. aastal ulatuma 10 triljoni euroni, mis võib aga tähendada koguni mitu miljardit tonni vesinikku igal aastal.

Kliimasõbralikult toodetud vesinik on kütuseelementides elektriks muudetav ülimalt keskkonnasõbralikult. Ülivähesel määral võib õhuhapnikku kütuseelemendist kasutades tekkida ka lämmastikoksiide, aga see on köömes, võrreldes sisepõlemismootoreist ja põletuskateldest tekkiva lämmastikuoksiidide kogusega.

Hirmud ja võimalused

1937. aastal New Yorgis süttinud õhulaev Hindenburg vermis aastakümneteks hirmu vesiniku laiatarbekasutuse suhtes. Süttimise põhjuseks polnud aga vesinik, vaid õhulaeva märg katteriie, mis ilmselt staatilise elektri toimel süttis ja pani põlema ka vesiniku. Tänapäeval pole plahvatusoht vesiniku vastu enam argument.

Norras on 1927. aastal asutatud energia- ja keemiatööstusettevõte Nel ASA näiteks tootnud vett elektrolüüsides vesinikku juba 1940. aastast alates. Survestamisel kasutatavad kompressorid töötavad aastakümneid. Korralikult hooldades töötavad vesinik­ku survestavad masinad 50 ja enamgi aastat. Vesiniku jaoks peetakse huvipakkuvaks just kõrgsurve (kuni 100-baarise rõhuga) gaasitrasside kasutamist. Kütuseelementide vallas on toimunud märkimisväärne areng: praegu kasutuses olevad vesinikubussid suudavad sama kütuseelemendiga läbida üle 300 000 kilomeetri.

Murekoht on vesinikutehnoloogia energeetilise rakendamise majanduslik potentsiaal ja konkurentsivõime.

Tehnoloogia hind alaneb peaaegu alati mastaabiefekti tõttu. Praegu on näiteks Saksamaa vesinikutanklates vesiniku hind 9,5 eurot/kg. Bloomberg NEFi hinnangul võiks rohelise vesiniku hind, võttes arvesse tootmist, ladustamist ja infrastruktuuri kulusid, olla 1,6 dollarit kilogrammi kohta juba aastal 2030 ning see võib 2050. aastaks langeda kuni ühe dollarini kilogrammi kohta.

Prognoos on ülimalt optimistlik ning osutab, et kliimaprobleemide lahendamisel võib vesinikust saada võtmelahendus. Ja mis peamine, vesinik on muundatav kohalikust puhtast energiast ja see vähendab sõltuvust impordist. Meenutame: see on olnud seni põhjus, miks on õnnestunud põlevkivi ja iseseisvuse vahele võrdusmärk panna.

Vesiniku kui energiakandja vastu on huvi lähiajaloo jooksul lainetena tõusnud ja langenud. Seetõttu pole vastavate tehnoloogiate kasutuselevõtt ka kordagi oma tegelikku potentsiaali saavutanud. Euroopa Komisjon leiab, et just praegu on aeg, kui kliimamuutusi arvestades tuleb vesinikutehnoloogiasse investeerida. Euroopa vesiniku­strateegia järgi võiks juba kümne aasta pärast taastuvallikatest vesiniku tootmine laialdaselt kasutusel olla. Paljud Euroopa riigid on investeerinud juba miljardeid, et rohelise vesiniku tootmist toetada. Ühed suuremad eestkõnelejad ja praktikud selles valdkonnas on Saksamaa ja Holland.

Soome on 2019. aastal teatanud, et 2035. aastal ollakse kliimaneutraalne. Euroopa Liidul on see eesmärk 2050. aastaks, mida on tunnustanud ka Eesti.

Soomes on tänu kütuse- ja keemiatööstusele olemas aastakümnetepikkune vesinikukogemus. Novembris avalikustatud Soome vesinikutehnoloogia teejuht sätestabki selle kogemuse ulatusliku ülekande transpordi ning energeetika valdkondadesse. Tuuleenergia, mille muutlik iseloom on olnud kritiseeritav aspekt energeetikas, muutub koos maagaasijuhtmetega selles seoses väga lubavaks lahenduseks: torujuhtmed võimaldavad rõhke kuni 100 atmosfäärini ja on head salvestusseadmed, millesse tuulikutest toodetud elektriga vett lagundades vesinikku salvestada täpselt siis, kui tuul puhub ja elektril pole kasutust. Elektrit saab tuule puudumisel toota kütuseelementidega survestatud vesinikust, mis asuvad samas juhtmestikus või muudes mahutites.

Vesinikul on laialdane roll ka metallurgias. Uuemate tehnoloogiate abil saab sellega toota ka terast. Praegused tehnoloogiad tekitavad üle 1,8 tonni süsihappegaasi iga terasetonni tootmisel. Maailmas toodetakse igal aastal peaaegu 1,9 miljardit tonni terast. Terasetootmisest moodustub üle 9 protsendi inimeste poolt iga aasta tekitatavast u 37 miljardist tonnist süsihappegaasist.

Soome vesinikukava rõhutab, et vesinikumajanduse loomine ei ole profisport, kus vähesed teevad midagi ning ülejäänud vaatavad pealt – ettevõtmise õnnestumise eelduseks on lai ühiskondlik kaasatus ning iseäranis transpordisektoris ka rahvusvaheline koostöö.

Mis toimub Eestis?

Eestis on vesiniku kasutus olnud lokaalne, paiknedes põhiliselt Ida-Viru tööstuspiirkondades. Ka puudub ulatuslik gaasivõrk ning märtsis avaldatud Eleringi Eesti gaasiülekandevõrgu arengukavas kuni 2029. aastani on ohtralt juttu küll biometaanist, aga vesinikust vaid kõhklevas toonis, mööndes, et selle kasutuse suhtes on palju ebaselgust.

Eesti on ametlikult liitunud Euroopa vesinikuinitsiatiiviga. Üks kohalikest pioneeridest on siin Keila, kus soovitakse tootma ja kasutama hakata rohelist vesinikku. Keila abilinnapea Timo Suslovi sõnul on Keilale nende plaanides hea eeldus nii Paldiski tuuleelektri lähedus kui ka Baltic-Connectori gaasitrass, mis Keilast möödub. Praegu pole linna eelarvetesse sellekohaseid kulutusi veel kavandatud.

Nagu Soome vesinikukavas rõhutatakse, on Keilaski aru saadud koostöö möödapääsmatusest ning Keila püüabki seda teha ühiselt kohalike ettevõtjate, Tartu Ülikooli,  Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi, Hollandi Nieuwegeini linna ja pikaaegse Saksamaa sõpruslinna Barsbütteliga.

Ka 350 miljoni euro jagu õiglase üleminekufondi raha, mis on mõeldud just fossiilenergeetikast valutumalt lahtisaamiseks, võiks Eestis ju ümber korraldada põlevkivisõltuvuses majandust tuule-, päikese- ning vesiniku­energeetikale. Tehniliste oskuste puuduse üle näiteks Ida-Virumaal kurta ei saa. Aga nagu on Soomeski tõdetud – ilma laialdase koostööta vesinikumajandusse ei jõua.