Vety, kemialliselta merkiltään H, on kevein alkuaine. Maailmankaikkeudessa se on erittäin yleinen. Maapallolla vety esiintyy pääasiassa eri yhdisteissä, joista varmaan vesi H2O on se tutuin. Vetyä on runsaasti myös eri hiilivedyissä ja niitähän ovat esimerkiksi tutut polttoaineet kuten maakaasu (metaani), öljytuotteet ja kivihiili.
Puhdas vety H2 on kahden vetyatomin muodostama molekyyli ja esiintyy normaalioloissa kaasumaisena. Se on kaasuna väritön, hajuton, mauton ja myrkytön sekä sopivassa seossuhteessa myös helposti palava.
Vety on väritöntä. Miksi julkisuudessa vilisee ties minkä väristä vetyä? Vety on yht’äkkiä valkoista, harmaata oranssia, vihreää ja mitä vielä? Olen tähän koonnut määritelmiä ”erivärisille” vedyille. Joku saattaa joukosta puuttuakin.
Valkoinen vety
Valkoinen vety on luonnon omaa kaasumaista vetyä geologisissa esiintymissä. Tätä vetyä ei tarvitse tuottaa. Se vain kerätään talteen. Vety voi olla sekoittuneena muihin kaasuihin, jolloin se pitää erotella sopivalla menetelmällä. Vetyä on havaittu esimerkiksi öljy- ja kaasuesiintymissä, timanttikaivoksissa ja vulkaanisen toiminnan yhteydessä.
Oranssi vety
Oranssi vety liittyy valkoiseen vetyyn sekä hiilidioksidin talteenottoon ja varastointiin. Yksi tapa säilöä kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi talteen otettua hiilidioksidia on pumpata sitä veteen liuotettuna rautapitoisiin mineraaliesiintymiin. Sopivissa geologisissa olosuhteissa (lämpötila ja paine) mineraalien sisältämät raudan, magnesiumin ja kalsiumin oksidit, vesi ja hiilidioksidi reagoivat tuottaen karbonaatteja ja vetyä. Vapautuva vety voidaan kerätä talteen.
Vihreä vety
Vihreä vety on tällä hetkellä se vety, josta ainakin Suomessa eniten puhutaan. Vihreää vetyä tuotetaan vedestä elektrolyysin avulla. Elektrolyysi on sähkövirran avulla aikaansaatu kemiallinen reaktio. Vedyn valmistuksessa veteen johdetaan sähköä ja vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi
(H2O -> H2 + ½ O2). Elektrolyysin kannalta ei ole väliä, millä tavalla käytetty sähkö on tuotettu. Tuloksena syntyvää vetyä kutsutaan vihreäksi silloin, kun sähkö on tuotettu uusiutuvilla energiamuodoilla – useimmiten tarkoitetaan tuulisähköä.
Keltainen vety
Keltainen vety valmistetaan ihan kuten vihreäkin, elektrolyysissä sähkövirran avulla. Keltainen väri viittaa aurinkoon eli nyt sähkön alkuperä on aurinkopaneeleissa. Usein aurinko- ja tuulisähkö niputetaan yhteen ja puhutaan vain vihreästä vedystä.
Pinkki vety
Sama tuotantomenetelmä on edelleen käytössä: elektrolyysi. Sähkön alkuperä on nyt ydinvoima. Tämänkin vedyn kohdalla voidaan puhua päästöttömyydestä kasvihuonekaasujen suhteen. Joskus ydinsähköllä tuotettua vetyä on kutsuttu myös punaiseksi tai violetiksi vedyksi.
Turkoosi vety
Turkoosi vety valmistetaan metaanista pyrolyysiprosessissa katalyyttien avulla. Pyrolyysi eli kuivatislaus on prosessi, jossa käsiteltävää ainetta kuumennetaan hapettomassa ympäristössä. Usein apuna käytetään myös katalyytteja. Metaani hajoaa kiinteäksi hiileksi ja vetykaasuksi (CH4 -> C + 2H2). Metaani on yleensä maakaasua mutta yhtä lailla prosessi toimii biokaasusta erotetulla metaanilla. Pyrolyysilla voidaan vetyä tuottaa myös nestemäisistä öljytuotteista.
Harmaa vety
Tämä on tällä hetkellä yleisimmin käytetty tapa tuottaa vetyä teollisuuden tarpeisiin. Vety erotetaan metaanista (maakaasusta) höyryreformoinnin avulla, siis kuumalla vesihöyryllä (CH4 + H2O -> CO + 3H2). Prosessissa syntynyt hiilimonoksidi CO (häkä) reagoi höyryn kanssa vesikaasuprosessissa, josta saadaan reaktiotuotteina lisää vetyä ja hiilidioksidia (CO + H2O -> CO2 + H2). Hiilidioksidi vapautetaan ilmakehään kasvihuonekaasuksi. Kemiallisten reaktioiden lisäksi hiilidioksidipäästöjä tulee reaktioon vaadittavan korkean lämpötilan tuottamiseen käytettävän maakaasun palamisesta.
Sininen vety
Sinisen vedyn tapauksessa vedyn tuotantoprosessi on muuten aivan sama kuin harmaalla vedyllä mutta syntynyt hiilidioksidi otetaan talteen ja varastoidaan. Näin vältetään kasvihuonekaasupäästöt.
Musta ja ruskea vety
Musta vety valmistetaan kivihiilestä, ruskea ruskohiilestä, kaasuttamalla. Samaan tapaan voidaan käyttää muitakin hiiltä sisältäviä raaka-aineita, vaikkapa biomassaa tai muovijätettä. Kaasutuksessa raaka-aine, happi ja vesihöyry reagoivat korkeassa lämpötilassa. Vety erotetaan syntyvästä synteettisestä kaasusta vesikaasuprosessin avulla. Myös tämä vedyn valmistusprosessi tuottaa paljon hiilidioksidipäästöjä itse tuotantoprosessin reaktiotuotteena sekä polttoaineen palamisesta.
Valmistusprosessista riippumatta vetyä voidaan käyttää samoissa käyttökohteissa – sehän on vetyä. Valmistuskustannuksissa on isoja eroja ja ainakin tällä hetkellä mustanharmaat menetelmät ovat edullisimpia. Uusiutuvaan energiaan ja/tai uusiutuvien raaka-aineiden käyttöön perustuvat prosessit herättävät kuitenkin tällä hetkellä suurta kiinnostusta ja niiden odotetaan tulevan kannattaviksi uusiutuvien synteettisten polttoaineiden kysynnän oletettavasti kasvaessa tai päästökaupan myötä kasvihuonekaasupäästöjen hinnan noustessa.
Lue lisää:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.1c02501
https://www.alicat.com/orange-hydrogen-and-white-hydrogen/
https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/hydrogen-colour-spectrum
