Maailmanlaajuisten ilmastotavoitteiden saavuttaminen ja ilmaston lämpenemisen rajoittaminen alle 1,5 asteeseen vaatii energiasiirtymää fossiilisista polttoaineista uusiutuvaan energiaan. Teollisuudessa ja pitkän matkan kuljetusalalla siirtymään tarvitaan uusiutuvan sähkön avulla tuotettavia e-polttoaineita ja e-kemikaaleja.
LUT-yliopiston nuorempi tutkija Tansu Galimova on tutkinut keskeisiä tekijöitä, jotka pitää ottaa huomioon sähköpolttoaineiden tuotannon, kuljetusinfrastruktuurin kehittämisen ja hiilidioksidin hankinnan strategisessa suunnittelussa, jotta e-polttoaineiden ja e-kemikaalien laajamittainen käyttöönotto olisi kustannustehokasta. Tietoa tarvitaan poliittiseen päätöksentekoon ja energiajärjestelmän suunnitteluun, kun laaditaan periaatteita, strategioita ja tiekarttoja kohti päästöjen nettonollatavoitetta.
”Tämä on merkityksellistä tietoa monille maille, jotka ovat sitoutuneet ilmastotavoitteisiin ja suunnittelevat fossiilisten polttoaineiden korvaamista vihreillä sähköpolttoaineilla. Tuotantokustannukset hallitsevat usein keskustelua, mutta myös kuljetusten ja infrastruktuurin kustannukset vaikuttavat hankkeiden toteutuskelpoisuuteen”, Galimova toteaa.
Väitöskirja piirtää kuvaa globaalista energiasektorista vuonna 2050 seuraavasti:
E-polttoaineiden ja e-kemikaalien kysyntä kasvaa voimakkaasti
Tutkimustulokset osoittavat, että e-polttoaineiden ja e-kemikaalien kysyntä kasvaa tulevaisuudessa merkittävästi ja saavuttaa 3 690 TWhth vuonna 2030 ja 43 250 TWhth vuonna 2050. Samaan aikaan polttoaineiden kokonaiskysyntä sisältäen myös fossiiliset ja biopohjaiset polttoaineet laskee hieman, koska energiatehokkuus paranee ja sähköistyminen vähentää kulutusta.
Hiilidioksidia talteenotetaan laajasti ja monin keinoin
E-polttoaineiden laajamittainen tuotanto kuluttaa vuosittain 6,1 gigatonnia hiilidioksidia vuoteen 2050 mennessä. Noin 40 prosenttia tästä voitaisiin hankkia kestävästi yksittäisistä päästölähteistä, kuten sementti-, sellu- ja paperitehtaista sekä jätteenpolttolaitoksista, ja loput on kerättävä talteen ilmasta.
Tutkimus osoitti, että hiilidioksidin talteenotto yksittäisistä päästölähteistä ja niiden integrointi energiajärjestelmään voi alentaa kustannuksia, parantaa resurssien käytön tehokkuutta ja tuottaa sosioekonomisia etuja. Suomen tapauksessa e-metanolin tuotantokustannukset olisivat alhaisemmat, jos hiilidioksidia kuljetettaisiin päästölähteestä uusiutuvan sähkön tuotantopaikoille, kuin jos sähköä tai vetyä kuljetettaisiin jalostettavaksi hiilidioksidin lähteille.
Kansainvälinen kauppa voi alentaa polttoainekustannuksia jopa 38 %
Maailmanlaajuinen polttoainekauppa jatkuu, joskin pienemmällä volyymilla kuin nykyinen fossiilisten polttoaineiden kauppa, koska uusiutuvat energialähteet ovat laajalti käytössä. Galimovan mukaan kaupankäynti voi alentaa polttoainekustannuksia maailmanlaajuisesti kahdesta kahdeksaan prosenttia vuodesta ja polttoaineesta riippuen. Joissakin maissa kustannukset voivat pudota jopa 38 prosenttia, erityisesti Euroopassa ja Euraasiassa. Arviolta 23–32 prosenttia maailman e-polttoaineiden kysynnästä katetaan kansainvälisen kaupan avulla hyödyntäen sekä nykyistä kauppainfrastruktuuria että uusia järjestelmiä.
E-metanolin kuljetuskustannukset kestävät kilpailun
Väitöskirja tarkastelee myös vihreän vedyn ja e-metanolin kuljetuskustannuksia laivoilla ja putkistoilla. Pitkän matkan vetykuljetukset eivät välttämättä ole kilpailukykyisiä verrattuna paikalliseen tuotantoon, kun taas e-metanolin tuonti voi olla taloudellisesti kannattavaa. Vetyä tuotetaan ja kuljetetaan todennäköisemmin pienempien alueiden rajoissa. Muita polttoaineita on helpompi kuljettaa laivoilla, ja kauppaa voi käydä pidemmillä etäisyyksillä. Tutkimustulokset alleviivaavat tarvetta punnita eri vaihtoehtoja huolellisesti ottaen huomioon kuljetukseen liittyvät lisäkustannukset.
Kotimainen tuotanto parantaa energiavarmuutta
Kansainvälinen yhteistyö on välttämätöntä energiajärjestelmien kehittämisessä, mutta huoltovarmuuden kannalta on tärkeää rakentaa ainakin osittain kotimaista sähköpolttoaineiden tuotantokapasiteettia. Kotimainen tuotanto tukee taloutta ja auttaa pitämään kustannukset kurissa. Se myös vähentää riippuvuutta niistä maista, jotka käyvät vientikauppaa fossiilisilla polttoaineilla tai uusilla vihreän energian tuotteilla, mikä voi osaltaan edistää turvallisuutta ja rauhaa kansainvälisesti.
Curious People -uutiskirje kertoo ratkaisuista, joilla autamme yhteiskuntaa, teollisuutta ja liiketoimintaa uudistumaan sekä raivaamme tietä energiasiirtymässä ja luonnonvarojen kestävässä käytössä.
Metanolitalouden merkitys voi ylittää vetytalouden
E-metanolista voi tulla merkittävin e-polttoaine tai e-kemikaali sen monikäyttöisyyden vuoksi. E-metanolista voidaan jalostaa bensiiniä, dimetyylieetteriä, kerosiinipohjaista lentopolttoainetta ja peruskemikaaleja. Se toimisi siis paitsi laivojen polttoaineena myös muiden tuotteiden ja teollisuuden tärkeänä raaka-aineena. Galimova arvioi, että metanolitalouden käsite voikin tulevaisuudessa osoittautua jopa merkittävämmäksi kuin vetytalous, josta käydään yleisesti keskustelua.
Tansu Galimovan väitöskirja kuvaa e-polttoaineiden ja e-kemikaalien suurta merkitystä kestävissä tulevaisuuden energiajärjestelmissä, erityisesti kuljetusalalla ja teollisuudessa. Kuljetusinfrastruktuurin strateginen suunnittelu, erilaisten energiaresurssien saatavuus sekä kansainvälinen kauppa ovat keskeisiä tekijöitä, kun halutaan nopeuttaa sähköpolttoaineiden käyttöönottoa ja minimoida niiden kustannukset pitkällä aikavälillä.
Lisätietoja:
Galimovan väitös Renewable electricity-based fuels and chemicals: demand, trading, and transportation tarkastetaan Lappeenrannassa 21.11.2025 klo 12 LUT-yliopiston auditoriossa 1318 ja etänä.
