Vetyenergian rooli tulevaisuuden energiantuotannossa

Thumbnail Image

Files

master_Aho_Pekka_2025.pdf (1.16 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-05-23

Department

Major/Subject

Energy Systems and Markets

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions

Language

fi

Pages

42

Series

Abstract

The study explores the potential of green hydrogen as part of a climate-neutral energy system. It begins by outlining hydrogen’s chemical and physical properties and the entire value chain — production, storage, distribution, and use, emphasising that no single stage must become a bottleneck for overall system performance. The technical analysis explains the main electrolysis methods and various storage options, such as salt caverns, chemical carriers, and CAES facilities. It stresses that batteries smooth hourly fluctuations, whereas hydrogen secures energy supply across seasons, enabling renewable electricity to be used fully. The safety section discusses hydrogen embrittlement and the importance of standardisation, highlighting careful material selection. Economic and policy chapters assess how EU-level strategies, national programmes, and Guarantee of Origin certification build market confidence and steer investment toward green hydrogen. The work underlines the importance of infrastructure: pipeline networks and seasonal storage form the foundation on which new markets are built. Case studies add a practical dimension. The Harjavalta Power-to-X plant shows that modular scaling enables risk management and rapid technology deployment. The planned Baltic Sea Hydrogen Collector illustrates how regional cooperation can connect production hubs with demand centres while simultaneously strengthening energy self-sufficiency. In its conclusions, the study highlights hydrogen’s role as a complementary energy carrier. Key challenges are the relatively high cost of hydrogen and the so-called chicken-and-egg problem of infrastructure. To overcome these, the study recommends swift regulatory implementation, harmonisation of Guarantees of Origin, investment incentives, and circular-economy solutions for critical materials. Overall, it views hydrogen as an essential enabler of a diversified, zero-emission energy system—provided that technological, political, and market-driven measures advance in parallel.

Työ tarkastelee vihreän vedyn mahdollisuuksia osana ilmastoneutraalia energiajärjestelmää. Aluksi se esittelee vedyn kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet sekä koko arvoketjun: tuotannon, varastoinnin, jakelun ja käytön korostaen, että yksikään vaihe ei saa muodostua pullonkaulaksi järjestelmän toimivuuden kannalta. Teknisessä analyysissa avataan vedyn elektrolyysin päämenetelmät ja erilaiset varastointitavat, kuten suolaluolat, kemialliset kantajat ja CAES-varastot. Työ painottaa, että akut tasoittavat tuntikohtaisia vaihteluita, kun taas vety turvaa energiantuotannon vuodenaikojen yli, jolloin uusiutuvaa sähköä voidaan hyödyntää perusteellisesti. Turvallisuusosiossa käsitellään vetyhaurauden ja standardisoinnin merkitystä sekä korostetaan materiaalien huolellista valintaa. Talous- ja politiikkaluvut arvioivat, miten EU-tason strategiat, kansalliset ohjelmat ja Guarantee of Origin -sertifiointi luovat luottamusta markkinoille sekä ohjaavat investointeja vihreään vetyyn. Työ nostaa esiin infrastruktuurin merkityksen: putkiverkot ja kausivarastot muodostavat perustan, jonka päälle uudet markkinat rakentuvat. Käytännön näkökulmaa tuovat tapaustutkimukset. Harjavallan Power-to-X-laitos osoittaa, että modulaarinen skaalautuminen mahdollistaa riskien hallinnan ja teknologian nopean käyttöönoton. Itämeren alueelle suunniteltu Baltic Sea Hydrogen Collector havainnollistaa, kuinka alueellinen yhteistyö voi yhdistää tuotantokeskukset ja kysyntäalueet, vahvistaen samalla energiaomavaraisuutta. Johtopäätöksissä työ korostaa vedyn roolia täydentävänä energiankantajana. Haasteiksi tunnistetaan vedyn suhteellisen korkeat kustannukset sekä infrastruktuurin niin sanotun syy ja seuraus ongelman. Näiden ratkaisemiseksi suositellaan nopeaa sääntelyn toimeenpanoa, alkuperätakuiden harmonisointia, investointikannustimia ja kriittisten materiaalien kiertotalousratkaisuja. Kokonaisarviona työ näkee vedyn tärkeänä mahdollistajana monimuotoisessa ja päästöttömässä energiajärjestelmässä, kunhan teknologiset, poliittiset ja markkinaehtoiset toimet etenevät rinta rinnan.

Description

Supervisor

Lehtonen, Matti

Keywords

vety, vihreä vety, vetyenergia, vedyn arvoketju, vedyn rooli energiamarkkinoilla, vetyjärjestelmät

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506104456

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC