0 tulosta 0 yhteensä tuloksesta ""

08/01/2024

Reading time: 4min

TN

Tomas Norrena

Hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyttö mahdollistavat teollisuuden ilmapäästöjen vähentämisen

vihreä vety vetytalous CCU

Hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyttö avaavat yrityksille uusia liiketoimintamahdollisuuksia sekä tukevat hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamista.

Hiilidioksidin talteenotto, varastointi ja hyödyntäminen (CCU/S, carbon capture and utilization or storage) on noussut useassa ilmastokeskustelussa esiin konkreettisena ratkaisuna ilmapäästöjen vähentämiseksi niin Suomessa kuin kansainvälisesti. Hiilidioksidin talteenotto on mainittu tärkeänä ilmastotoimena myös Suomen viimeisimmässä hallitusohjelmassa, mikä heijastuu kansallisiin investointitukipäätöksiin.

Swecon asiantuntijat ovat tehneet hiilidioksidin CCU/S-teknologioihin liittyviä toimeksiantoja pitkäjänteisesti jo usean vuoden ajan, ja hankkeita on aktiivivaiheessa useita eri sektoreilla.

Hiilidioksidin talteenotto on teknisesti toteutettavissa

Hiilidioksidin talteenottoon pistemäisistä lähteistä on kehitetty jo monia toimivia teknologioita, joilla on hyvä valmiusaste ja joita on kaupallisesti kattavasti saatavilla. Yksi kaupallisista ratkaisuista hiilidioksidin talteenottoon on amiinipesu. Menetelmä perustuu hiilidioksidin ja amiinin väliseen kemialliseen reaktioon, jonka avulla hiilidioksidi saadaan erotettua muista kaasuista, kuten palamisen savukaasuista. Markkinapotentiaali voidaan nähdä hyvänä myös HPC-ratkaisulle eli kaliumkarbonaattiprosessille.

Pistemäisiä lähteitä polton jälkeiseen hiilidioksidin talteenottoon (post-combustion) voivat olla esimerkiksi energian tuotantolaitokset tai sellu- ja paperitehtaat. Talteenottokohteen suotuisuuteen vaikuttavat savukaasukoostumuksen ja -määrän lisäksi esimerkiksi laitoksen sijainti ja saavutettavuus, jo olemassa oleva infrastruktuuri ja prosessihyödykkeiden saatavuus sekä mahdollisuudet teollisiin synergioihin, kuten lämpöintegraatioon.

Hiilidioksidin mahdollisia käyttökohteita

Hiilidioksidille on tunnistettu useita käyttökohteita. Viime aikoina hiilidioksidin hyödyntäminen synteettisten e-polttoaineiden valmistuksessa vihreän vedyn avulla on ollut vahvasti esillä. Lisäksi hiilidioksidin suora hyödyntäminen on mahdollista esimerkiksi elintarviketeollisuudessa tai kasvihuoneissa.

Sähköpolttoaineita tie- ja meriliikenteen käyttöön valmistettaessa hiilidioksidin kierto on suhteellisen lyhyt, sillä CO₂ vapautuu ilmakehään polttoaineiden käytön yhteydessä. Toisaalta sähköpolttoaineista esimerkiksi synteettinen metaani auttaa vähentämään fossiilista alkuperää olevan maakaasun käyttöä, minkä avulla voidaan saavuttaa päästövähenemiä.

Hiilidioksidi saadaan pidempiaikaiseen kiertoon, kun se sidotaan kiinteisiin materiaaleihin ja hyödynnetään esimerkiksi eri muovilaatujen tai rakennustuotteiden valmistuksessa.

Selvitämme erilaisten hiilidioksidin hyödyntämisreittien soveltuvuutta teollisiin hankkeisiin asiakaskohtaisesti. Tärkeitä tekijöitä esimerkiksi sähköpolttoaineiden tuotannon kannalta ovat:

  • lopputuotteen kysyntä ja ennuste kulutuksen kehittymisestä markkina-alueella
  • olemassa oleva jakelu- sekä varastointi-infrastruktuuri
  • asiakkaan nykyinen tuoteportfolio ja liiketoiminnan kehitysstrategia
  • soveltuvat investointitukielementit.

Liiketoiminnan kehitykseen liittyvää asiantuntemusta projekteissamme vahvistavat Swecon tytäryhtiö Gaia Consultingin asiantuntijat.

Hiilidioksidin varastointi vaatii kustannustehokasta logistiikkaa

Suoran hyötykäytön lisäksi hiilidioksidin varastoinnin ennustetaan lisääntyvän lähivuosina. Taustalla vaikuttaa esimerkiksi jätteenpoltosta aiheutuvien hiilidioksidipäästöjen mahdollinen luokittelu osin fossiilisiksi. Fossiilista alkuperää oleva hiilidioksidi pyritään varastoimaan pysyvästi esimerkiksi injektoimalla sitä geologisiin muodostelmiin, kuten ehtyneisiin öljylähteisiin tai syviin suolavesiesiintymiin.

Hiilidioksidin varastoinnin yksi haasteista on merkittävien pistemäisten lähteiden pitkä etäisyys varastointikohteista. Talteenotetun hiilidioksidin mahdollinen nesteytys ja siirto kustannustehokkaasti joko jatkokäsittelyyn tai satamaan on tärkeää projektien toteutettavuuden kannalta. Swecon asiantuntijat arvioivat laivaukseen liittyvien kustannusten lisäksi teknisiä ratkaisuja hiilidioksidin siirtoon maanteitä, putkistoja tai rautateitä pitkin. Tuomme tätä tietämystä asiakkaidemme tueksi jo hankkeen ensimetreillä.

Markkinatilanne ja tulevaisuuden näkymät

Pohjoismaisessa markkinassa on havaittu viime aikoina kasvavaa kysyntää biogeeniselle eli bioperäiselle hiilidioksidille. Hiilidioksidin talteenotto ja mahdollinen hyötykäyttö biopolttoaineita käyttävän energiatuotannon yhteydessä (BECCU/S) tulee lisääntymään, ja toimijat kartoittavat aktiivisesti parhaiten hiilidioksidin talteenottoon soveltuvia kohteita. Bioperäisen hiilidioksidin saatavuus voi tulevaisuudessa osin rajoittaa esimerkiksi vihreän metaanin ja muiden synteettisten polttoaineiden tuotannon lisäämistä.

Hiilidioksidin talteenottoratkaisujen kehitystä hidastaa myös varsinaisen prosessin energiaintensiivisyys. Tällaisia ratkaisuja ovat esimerkiksi hiilidioksidin talteenotto suoraan ilmakehästä (DAC, Direct Air Capture). Silti myös DAC-teknologioita tullaan tarvitsemaan tulevaisuudessa, kun hiilidioksidin talteenottoa lisätään laaja-alaisesti. Yksi mielenkiintoisista tutkimusreiteistä on DAC-laitosten ja SMR-ratkaisujen, eli pienydinvoiman, synergioiden tunnistaminen ja hyödyntäminen.

Hiilidioksidin hyötykäyttöön ja talteenottoon liittyy yhä kannattavuushaasteita. Tästä syystä kansalliset ja EU-tason tuet ovat tärkeitä. Kansainvälisen markkinan tasapuolisen kehittymisen kannalta on keskeistä, että myös EU tarjoaa teollisuudelle vahvoja tukielementtejä ja tukee näin eurooppalaisten yritysten kyvykkyyttä vihreän siirtymän hankkeissa. Myös regulaation kehittymisellä on oma vaikutuksensa markkinan suuntautumiseen.

Tomas Norrena, kehityspäällikkö, kiertotalous, tomas.norrena@sweco.fi

Kuva: Reijo Koirikivi / Studio P.S.V

Ole meihin yhteydessä!

  • Kenttä on validointitarkoituksiin ja tulee jättää koskemattomaksi.