Epävakaa energiapoliittinen tilanne lisää myös Suomessa keskustelua siitä, miten energia-ala voi toimia kasvun ja erityisesti vihreän viennin moottorina. Laaja-alainen energiaosaaminen nähdään itäisessä Suomessa teknologisena sekä strategisena voimavarana, jonka avulla alueelliset toimijat voivat nousta kansainvälisille markkinoille.

Yritysten osaamistarpeiden tukemiseksi energiapäivillä julkistettiin Savonia-ammattikorkeakoulun ja Varkauden alueen yritysten käynnistämä Waltterin Väylä -ohjelma parantamaan sujuvaa siirtymää opinnoista työelämään. Energiaklusterin jäsenyritykset Sumitomo SHI FW ja U-Cont Oy ovat toteuttamassa ensimmäisiä pilotteja, jossa opiskelijat työskentelevät yritysten aidoissa kehittämistehtävissä osana opintojaan. Toimintamalli on lähtöisin Varkauden vahvasta historiallisesta perinteestä, jossa koulutus on aina perustunut läheiseen yhteistyöhön alueen elinkeinoelämän ja yritysten kanssa.

Teknologiakehitys keskittyy Veturiohjelmien teemojen ympärille

Energia-alan murros näkyy alueen vahvojen veturiyritysten Andritz Oy:n ja Sumitomo SHI FW Oy:n veturiohjelmissa. Molemmissa korostuu hiilineutraalius ja uusien teknologioiden kehitys ja yhteen liittäminen erityisesti hiilidioksidin talteenoton ja hyödyntämisen sekä vetyyn liittyvien arvoketjujen kautta.

Andritz Oy:n BioCircleToZero- veturiohjelman keskiössä on kehittää sellutehtaita kohti monipuolista biojalostamoa. Biojalostamoissa hyödynnetään aikaisempaa tehokkaammin selluteollisuuden sivuvirtoja kuten ligniiniä ja kuorta ja rakennetaan näiden ympärille uusia prosesseja ja arvoketjuja. Sellun tuotannon rinnalle nousevat biopohjaiset kemikaalit, tekstiilikuidut (lyocell, viskoosi) ja polttoaineet kuten biometanoli ja e-SAF.

Perinteisen metsäteollisuuden muuttaessa muotoaan kytkeytyy murroksessa oleva energiajärjestelmä osaksi teollisuuden ydintoimintaa. Sähkömarkkinoiden heiluminen ja sähkön jopa negatiiviset hinnat luovat tilanteen, jossa myös teollisesta tuotannosta tulee aikaisempaa joustavampaa. Prosesseja sähköistetään voimakkaasti ja esimerkiksi eBFB (Bubbling Fluidized Bed) -konseptissa perinteinen biopolttoainekattila yhdistetään sähkökattiloihin, lämpöpumppuihin ja energian varastointiin. Tehdas voi tuottaa lämpöä joko polttamalla biomassaa, käyttämällä sähköä tai optimoimalla näiden yhdistelmää tilanteen mukaan. Näin syntyy hybridijärjestelmä, joka reagoi sekä energian hintaan että tuotantotarpeeseen.

Vihreä vety liittää metsäteollisuuden osaksi laajempaa energiainfrastruktuuria. Vety toimii energian varastona ja välituotteena, jonka avulla voidaan valmistaa synteettisiä polttoaineita ja kemikaaleja. Sellutehtaista tulee osa Power-to-X-ekosysteemiä biopohjaisen hiilidioksidin kautta. Polton seurauksena syntyvästä hiilidioksidista (CO2) tulee talteenoton ja hyödyntämisen teknologioiden kautta erilaisten biopohjaisten kemikaalien ja polttoaineiden raaka-aine. Biojalostamo siirtyy päästöjen vähentämisestä kohti hiilen suljettua kiertoa ja jopa negatiivisia päästöjä.

Monipuolisen biojalostamon prosessit ja arvoketjut sidotaan yhteen digitaalisesti, jossa älykkäät ohjausjärjestelmät, data-analytiikka ja koneoppiminen seuraavat, ennustavat ja optimoivat biojalostamon toimintaa. Kokonaisuudesta muodostuu uudenlainen teollinen ekosysteemi.

Sumitomo SHI FW veturiohjelmassa Net Zero Energy Ecosystem (NZEE) rakentuu kestävien polttoaineiden, energian varastoinnin, hiilidioksidin talteenoton, hyödyntämisen ja varastoinnin (CCUS) sekä elinkaariratkaisujen ympärille kokonaisuus, jossa eri teknologiat muodostavat tarkasti optimoidun energiantuotantojärjestelmän.

Ohjelma tähtää biopohjaisten uusien polttoaineiden valmistukseen kaasutusprosessin kautta, jossa primäärisen energialähteiden käytöstä siirrytään jäännösbiomassojen ja jätteiden hyödyntämiseen. Kaasutusprosessissa muodostuva synteesikaasu puhdistetaan, käsitellään ja johdetaan edelleen synteesireaktioihin, jossa elektrolyysin avulla tuotettu vety ja prosessissa syntyvä happi integroidaan osaksi kokonaisuutta. Näin biomassa- ja jätepohjainen tuotanto yhdistyy sähköjärjestelmään ja muodostaa Power-to-X -tyyppisen prosessin, jossa hiilivirrat ja energiajärjestelmä kytkeytyvät toisiinsa.

Ohjelmassa kehitetään useita rinnakkaisia hiilidioksidin talteenottoteknologioita (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS), kuten polton jälkeisiä talteenottoratkaisuja, oxyfuel-prosesseja ja kalsiumkiertoon perustuvia menetelmiä. Talteen otetusta CO₂ ja vedystä voidaan valmistaa synteettisinä polttoaineita tai muita kemikaaleja. Tarkoituksena on muodostaa järjestelmä, jossa hiili ei enää virtaa lineaarisesti ilmakehään, vaan kiertää suljetussa kierrossa. Samalla teknologian kehityksen painopiste siirtyy yksittäisistä talteenottoratkaisuista kohti kokonaisvaltaista CCUS-integraatiota, jossa huomioidaan koko arvoketju prosessista tuotteeseen.

Uusiutuvan energian haasteena on tuotannon vaihtelevuus. NZEE-ohjelma pyrkii vastaamaan tähän kehittämällä pitkäkestoisia energian varastointiratkaisuja, erityisesti nestemäiseen ilmaan perustuvaa varastointia (Liquid Air Energy Storage, LAES). Varastointiratkaisujen tehtävänä on tasata sähköverkon vaihtelua, mutta myös integroitua teollisiin prosesseihin hyödyntämällä lämpö- ja kylmävirtoja.

Energian pidempiaikainen varastointi mahdollistaa verkoston, jossa energiaa siirretään, varastoidaan ja hyödynnetään optimaalisesti esimerkiksi teollisten prosessien, datakeskusten ja kaukolämpöverkon välillä. Tämänkaltaisen monimutkaisen kokonaisuuden hallinta ei ole mahdollista ilman digitaalisuutta. Datan hyödyntäminen, tekoäly ja digitaaliset kaksoset mahdollistavat dynaamisten mallien rakentamisen prosesseista, energiajärjestelmistä ja laitteista. Mallien avulla voidaan simuloida toimintaa, ennustaa muutoksia ja optimoida kokonaisuutta.

Kaikesta tästä muodostuu nettonolla-energiajärjestelmä, jossa biopohjaiset syötteet muuttuvat synteesikaasun kautta polttoaineiksi. Hiilidioksidi otetaan talteen ja kierrätetään takaisin prosessiin. Sähköä varastoidaan ja siirretään ajassa ja paikassa. Kaikkea tätä ohjataan digitaalisella järjestelmällä, joka optimoi tuotantoa, energiankäyttöä ja taloudellisuutta. Teknologinen kehitys mahdollistaa ennen kaikkea siirtymän – irrallisista ratkaisuista kohti systeemistä, moniteknologista ja jatkuvasti optimoituvaa teollista ekosysteemiä.

Veturiyrityksien ohjelmat pyrkivät hiilen suljettuun kiertoon moniulotteisilla ekosysteemisillä ratkaisuilla. Ne hakevat ohjelmiinsa mukaan myös pieniä yrityksiä, joilla on sellaista osaamista, mitä heiltä itseltään ei löydy. Uudet rohkeat innovaatiot ja teknologiset ratkaisut niin perinteisiin teknologoihin kuin digitaalisiin ratkaisuihinkin kiinnostavat molempia veturiyrityksiä.

Kriisiajan energianhuolto

Ukraina toimii tällä hetkellä konkreettisena esimerkkinä kriisitilanteen vaikutuksista energiajärjestelmään. Professori Maksym Karpash, King Danylo yliopistosta, kertoi sodan murskaavasta vaikutuksesta Ukrainan energiajärjestelmään. Siellä energiantuottajat on pakotettu muuntamaan ja sopeuttamaan tuotantoaan sekä energiansiirtoverkkoaan. Ennen sotaa Ukrainan energiankulutuksesta yli puolet tuotettiin ydinvoimalla, kolmasosa höyryvoimalaitoksilla ja loput vesivoimalla ja uusiutuvalla energialla. Energiainfrastruktuuri oli heikkoa ja energiatehokkuus matala. Lisäksi Ukrainan energiajärjestelmä oli laajasti kytketty osaksi Venäjän ja Valko-Venäjän energiajärjestelmiä. Energiantuotanto on pudonnut kolmasosaan sotaa edeltävästä tuotannosta, ja tuotannon määrä sekä verkon taajuus vaihtelevat ennakoimattomasti aiheuttaen laajaa energiapulaa.

Ratkaisuksi nähdään siirtyminen pois suurista keskitetyistä höyryvoimalaitoksista pienempiin hajautettuihin energiantuotannon ratkaisuihin kuten kaasuturbiineihin, aurinkosähkön tuotantoon ja sähkön varastointiin sekä pieniin modulaarisiin ratkaisuihin. Energiantuotannon monipuolistaminen kuten biomassan laajempi hyödyntäminen, aurinko ja tuulivoiman lisääminen, kaasugeneraattoreiden hyödyntäminen sekä sähkön varastointi akustoihin on jatkossa tärkeää. Lisäksi fyysisiä energiantuotannon rakenteita on vahvistettava tai sijoitettava maanalle. Vahinkojen nopeampaan korjaukseen on varauduttava paremmin muun muassa laajentamalla varaosien varastointia.

Kriisistä löytyy myös jotain positiivista, kriisi mahdollistaa uudenlaisen fossiilisista polttoaineista riippumattoman energiajärjestelmän rakentamisen Ukrainaan. Kriisi on luonut uusia mahdollisuuksia kansainväliselle yhteistyölle sekä pakottanut toimijat kekseliäisyyteen energiahuollon turvaamisessa. Ukrainan esimerkki toimii ennakkotapauksena energiajärjestelmien joustavuuden ja kriisinsietokyvyn vaatimuksista tulevaisuudessa. Energia ei ole enää pelkästään tuotannollinen tai teknologinen kysymys, vaan se on osa laajempaa turvallisuusympäristöä.

Suomalainen vahva osaaminen on tunnistettu Ukrainassa ja energiahuollon turvaaminen sekä kriisiaikaan että jälleenrakentamisen yhteydessä, avaa monille suomalaisille yrityksille uusia liiketoimintamahdollisuuksia.

Vihreän siirtymän yhteiskunnallinen hyväksyttävyys

Vientimarkkinoiden lisäksi on hyvä huomioida Suomeen suunnitteilla olevat yli 300 mrd € vihreän siirtymän investoinnit. Näistä investoinneista Itä‑Suomeen kohdistuu tällä hetkellä vain murto-osa noin 12 mrd €. Itäinen Suomi on jäämässä jälkeen investointien määrässä, mutta koko maahan suunniteltu investointimäärä avaa myös itäiselle Suomelle sekä alueen toimijoille mahdollisuuden kasvuun ja elinvoiman vahvistamiseen.

Puhtaan siirtymän tavoitteet hyväksytään yleisellä tasolla hyvin, paikallinen hyväksyttävyys on kuitenkin usein selvästi heikompaa. Ilmiö näkyy “ei omalle takapihalle” -asenteena, jossa hankkeiden hyödyt ymmärretään, mutta niiden vaikutuksia ei haluta lähelle omaa arkea. Vihreän siirtymän ja uusiutuvan energian hankkeiden yhteiskunnallisessa hyväksyttävyydessä on erityisen tärkeää paikallinen hyväksyntä. Hyväksyttävyys rakentuvan kolmesta keskeisestä tekijästä: ihmisten omista kokemuksista, koetusta oikeudenmukaisuudesta ja luottamuksesta hankkeiden toteuttajiin. Uusien hankkeiden hyväksyttävyys ei synny itsestään, vaan sitä täytyy johtaa aktiivisesti. Vuoropuhelun varhainen aloittaminen, aito huolien kuuntelu, hankkeiden muokkaaminen saadun palautteen perusteella sekä avoin viestintä positiivisista ja negatiivisista vaikutuksista ovat tärkeitä osatekijöitä hankkeiden hyväksyttävyyden aktiivisessa lisäämisessä. On tärkeää konkretisoida hankkeiden hyödyt, kuten taloudellinen vaikutus ja alueen elinvoiman kasvu, ilman haittoja vähättelyä.

Hyväksyttävyydessä on havaittavissa alueellisia eroja Länsi-Suomen ja Itä-Suomen välillä. Ero johtunevat siitä, että läntisessä Suomessa hankkeiden konkreettiset taloudelliset hyödyt eli vaikutus aluetalouteen ja elinvoimaan ovat selkeästi havaittavissa. Itä-Suomessa hankkeita on vielä vähän ja niiden hyödyt konkretisoituvat aluetalouteen vasta myöhemmin.

Yhteenvetona

Puhdas siirtymä ei ole pelkkä suurten yritysten vauhdittama teknologinen muutos, vaan ennen kaikkea yhteiskunnallinen muutos, joka onnistuu vain yhteistyön kautta. Yritysten, kuntien, viranomaisten ja asukkaiden välinen yhteistyö ja vuoropuhelu on ratkaisevaa, kun mahdollistetaan vihreän siirtymän hankkeiden rakentuminen itäiseen Suomeen. Alueelliset verkostot, kuten Itä-Suomen Energiaklusteri ry, voivat olla keskeisiä alustoja tämän yhteistyön rakentamisessa ja vahvistamisessa.

Itä-Suomen Energiapäivät järjestettiin kolmatta kertaa osana EU:n osarahoittamaa Pohjois-Savon Energiaklusteri -hanketta. Energiaklusterin työtä vakiinnuttamassa olivat Navitas Kehitys Oy, Savonia-ammattikorkeakoulu oy sekä Savon koulutuskuntayhtymä.

---

Kirjoittajat

Laura Leppänen, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu

Petteri Heino, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu

---