Kun Annukka Santasalo-Aarnio opiskeli parikymmentä vuotta sitten, energiamurros eli fossiilisista polttoaineista eroon pääseminen tuntui utopialta.
”Silloin huolehdittiin lähinnä siitä, loppuvatko öljyvarat.”
Nyt tiedetään, että öljy ei lopu pitkään aikaan. Raakaöljyä on maankuoreen varastoituna enemmän kuin ihmiskunta on sitä tähän mennessä sitä käyttänyt, ja tunnetutkin öljyvarat riittävät kattamaan kulutuksen kymmeniksi vuosiksi.
”Mutta nyt näemme jo reitin siihen pisteeseen, että öljy ja muut fossiiliset voidaan jättää sinne maankuoreen, koska niistä on tullut tarpeettomia”, Santasalo-Aarnio sanoo
Raakaöljy on monin tavoin mainio tuote: kevyt ja turvallinen voimanlähde, josta voi polttoaineiden lisäksi jalostaa vaikka mitä lannoitteista muoveihin ja kemikaaleihin.
Maailmantalous siis pyörii öljyllä – ja on tehnyt niin jo 150 vuoden ajan. Siksi sen korvaaminen on niin vaikeaa.
”Mikään yksittäinen keksintö ei riitä, vaan koko energiajärjestelmä pitää miettiä uusiksi”, Santasalo-Aarnio painottaa.
”On myös tärkeää, ettemme lukittaudu yhteen materiaaliin tai teknologiaan, koska se tekisi uudesta energiajärjestelmästä haavoittuvan”, hän jatkaa.
Aalto-yliopistossa energian parissa työskentelee eri korkeakouluissa reilut neljäkymmentä professoria tutkimusryhmineen. Santasalo-Aarnion mukaan Aallon vahvuus onkin volyymin lisäksi monialaisuus. Saman katon alta löytyy osaamista koko energian arvoketjuun, mikä tekee työstä yhteiskunnalle ja teollisuudelle relevanttia ja nopeammin hyödynnettävää.
Annukka Santasalo-AarnioOn tärkeää, ettemme lukittaudu yhteen materiaaliin tai teknologiaan, koska se tekisi uudesta energiajärjestelmästä haavoittuvan.
Tänä keväänä Aallon energiaosaajien tutkimusyhteistyö tiivistyy ja monipuolistuu entisestään uuden Energiasiirtymän osaamiskeskuksen (House of Energy Transition) ansiosta. Keskuksen vaikuttavuutta vahvistaa myös neljä uutta professuuria, jotka Aalto perustaa ABB:n, Fortumin, St1:n ja Walter Ahlströmin säätiön tekemien lahjoitusten avulla.
Professuurien alat ovat tehoelektroniikka, energiastrategiat, uudet energiateknologiat ja kestävä teollinen tuotanto.
Annukka Santasalo-Aarnio sanoo niiden kuvaavan hyvin sitä, miten laajalle ulottuvasta ilmiöstä energiamurroksessa on kysymys.
”Se on tämän vuosituhannen isoin mullistus yhdessä digitalisaation kanssa. ”
Energiastrategian osaamista tarvitaan monen ison kysymyksen ratkaisemiseen. Miten rakennetaan tulevaisuuden sähkömarkkinat? Miten eri yritykset ja alueet hyötyvät muutoksesta? Miten tasapainotetaan sähköverkkoa kestämään tuotantoa, joka ei jousta entiseen tapaan?
”Kivihiilikasa voi seistä käytännössä yrityksen takapihalla ja öljy odottaa säiliössä, ja sieltä niitä saadaan käyttöön kysynnän mukaan. Uusiutuva sähkö taas on tuoretuote, joka pitää myydä kuluttajalle saman tien – tai sitten varastoida jollakin tavalla”, Santasalo-Aarnio selittää.
Uusien varastoratkaisujen, kuten tehokkaampien akkujen ja lämmön varastoinnin, lisäksi tarvitaan kulutuksen joustoa. Moni pörssisähköä ostava lataa jo sähköautonsa ja pesee pyykkinsä edullisempaan hintaan kulutuspiikin ulkopuolella.
Kotitalouksien lisäksi joustoa kaivataan teollisuuteen, joka on Suomen suurin sähkönkuluttaja. Teollisuus on perinteisesti ostanut sähköä kiinteällä sopimuksella, mutta energiamurros pakottaa sen uudistamaan tuotantoprosesseja ja jopa toimimaan useammalla toimialalla.
Yksi Energiasiirtymän osaamiskeskuksen tavoitteista onkin lisätä entisestään yhteistyötä teollisuuden kanssa sekä vauhdittaa innovaatioiden syntyä ja kaupallistamista.
Millaista osaamista yritykset yliopistolta kaipaavat?
”Yritysten oma tutkimus- ja kehitystoiminta tähtää yleensä prosessien tehostamiseen tai uusiin tuotteisiin 1–3 vuoden aikataululla. Meillä fokus on ihan uusissa ratkaisuissa, jotka voisivat tulla markkinoille 5–15 vuoden kuluttua. Me tutkijat taas saamme yrityksiltä arvokasta tietoa kuluttajien tarpeista ja kaupallistamisen haasteista”, Santasalo-Aarnio tiivistää.
Suomessa jo 96 prosenttia sähköstä tuotetaan ilman fossiilisia polttoaineita.
Energiamurroksessa on kuitenkin kyse paljon muustakin kuin sähköstä.
Raakaöljy on miljoonien vuosien aikana kokoon puristunutta biomassaa, pitkää hiilivetyketjua.
Ilman hiilivetyjä polttomoottoreilla kulkeva liikenne pysähtyisi ja monet arjelle välttämättömät tuotteet katoaisivat markkinoilta.
Hiilivedyille on kuitenkin olemassa vaihtoehtoinen lähde: Power-to-X. Se on prosessi, jossa sähkö muutetaan halutuksi tuotteeksi – kuten hiilivedyiksi.
Maallikon korvaan idea kuulostaa melkein taikatempulta, mutta Santasalo-Aarnion selittämänä onkin yksinkertainen.
”Vety saadaan hajottamalla vesimolekyylejä vihreällä sähköllä ja hiili esimerkiksi tehtaiden savukaasuista. Vedystä ja hiilestä voidaan sitten valmistaa tismalleen samoja hiilivetymolekyylejä kuin raakaöljystä. Pohjimmiltaan kyse on uusiutuvan energian varastoinnista esimerkiksi sähköpolttoaineina.”
Annukka Santasalo-AarnioKun jätämme luonnon varastoimat hiilivedyt rauhaan, emme myöskään kasvata ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta.
Ihmisen valmistamat hiilivedyt käyvät sellaisinaan nykyisiin polttomoottoreihin ja teollisuuteen. Isoin skaalauksen haaste ovat teknologian vaatimat suuret investoinnit. Polttamisesta syntyy myös hiilidioksidia, aivan kuten fossiilisista polttoaineista.
”Se on kuitenkin niin sanottua kiertävää hiilidioksidia eli hiilidioksidia, joka on kerran poistettu ilmakehästä. Kun jätämme luonnon varastoimat hiilivedyt rauhaan, emme myöskään kasvata ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta”, Santasalo-Aarnio selittää.
Santasalo-Aarnio on tutkinut energian varastointia ja konversiota eli prosesseja, joilla energiaa muutetaan muodosta toiseen, jo lähes parinkymmenen vuoden ajan.
Hänen mukaansa Suomella on energiamurroksessa monta valttikorttia. Sähköverkko on toimiva, yhteiskunta vakaa eikä vetytalouden tarvitsemasta makeasta vedestä ole puutetta. Vetytaloudessa vihreää vetyä käytetään synteettisten hiilivetyjen lisäksi esimerkiksi hiilivapaan teräksen sekä lannoitteisiin käytettävän ammoniakin valmistuksessa.
Koska Suomen maaperästä ei löydy fossiilisia polttoaineita, millään yrityksellä ei myöskään ole tarvetta jarruttaa kestävämpien ratkaisujen käyttöönottoa.
”Päinvastoin meillä yritykset ovat yhdessä sitä mieltä, että tämä tehdään ja istuvat samoissa pöydissä, kun esimerkiksi lainsäädäntöä uudistetaan”, Santasalo-Aarnio kiittelee.
Päättäjiltä hän toivoo malttia ja päättäväisyyttä globaalien epävarmuuksien ja paineiden edessä. Esimerkiksi yritysten pitää voida luottaa siihen, ettei ilmastotavoitteista jousteta, jotta ne saavat puhtaaseen teknologiaan tekemille investoinneilleen tuottoa ja uskaltavat investoida lisää.
”Usein lyhytnäköiset päätökset vain pahentavat tilannetta pidemmällä aikavälillä. Jos esimerkiksi sekoitevelvoitteeseen ei olisi koskettu, polttoaineessamme olisi nyt vähemmän bensaa, jolloin käynnissä oleva energiakriisi ei iskisi meihin yhtä kovaa”, hän pohtii.
Tulevaisuuteen Santasalo-Aarnio suhtautuu valoisasti.
”Energiamurros ei tapahdu päivässä, mutta meillä on selkeä visio ja olemme jo hyvässä vauhdissa. Maailmantilaa tuskaileville nuorille sanoisin, että tehtävää riittää ja paras keino vaikuttaa on tulla tekemään muutosta yhdessä meidän kanssa.”
ABB:n, Fortumin, St1:n ja Walter Ahlströmin säätiön lahjoitukset käytetään uusien professuurien perustamiseen. Samalla lahjoitukset tukevat Aalto-yliopiston energiasiirtymän osaamiskeskuksen perustamista.
Valtion tuki yliopistolle on laskenut. Tarvitsemme tukeasi. Tee lahjoitus toiveikkaamman tulevaisuuden puolesta!
Miten julkisista TKI-panostuksista saadaan suurin mahdollinen hyöty yhteiskunnalle? Kouluttamalla enemmän osaajia, sanoo taloustieteen professori Otto Toivanen.
Puu taipuu tutkijoiden käsissä melkein mihin tahansa, mutta metsäteollisuuden uudistaminen vaatii myös riskinottoa ja uutta ajattelua. Siksi nyt on huikea hetki opiskella alaa, sanovat asiantuntijat.
Tässä juttusarjassa kerromme Aallon työstä paremman yhteiskunnan rakentajana.
Aalto-yliopisto Junior on mahdollisuuksien tasa-arvon ja tekemällä oppimisen sanansaattaja, jonka suosio kasvaa vuosi vuodelta. Toimintaa luotsaava Veli-Matti Ikävalko kertoo, miten kurkistusikkuna Aaltoon syntyi – ja miten yliopistokipinä sytytetään.
