LAB-ammattikorkeakoulu julkaisi BIOSYKLI-hankkeessa CO2-työkalun, jonka tarkoituksena on edistää alueellisen hiilidioksidin kierrätyskonseptia, joka huomioi Päijät-Hämeen hiilidioksidintuottajat – ja hyödyntäjät sekä CO2 puhdistamisen, että logistiikan. Tässä blogissa kerrottaan lyhyesti työkalun sisällöstä, joka tarjoaa tietoa CO2 kierrätyksestä niin hiilidioksidin tuottajille kuin käyttäjillekin. Linkki Alueellisen hiilidioksidin hyödynnys -sivustolle.
Hiilidioksidin tuottajat ja talteenotto
Hiilidioksidin talteenotto on useimmiten sitä edullisempaa ja tehokkaampaa, mitä suurempi kaasuvirtauksen sisältämä CO2-pitoisuus on. Hiilidioksidin talteenottoa on tutkittu eniten polttoprosessien savukaasuista, mutta teknologiaa on sovellettu myös erilaisissa teollisuusprosesseissa. Talteenotto voidaan integroida olemassa olevaan laitokseen tai toteuttaa uuden prosessin osana. Talteenottoon on kolme lähestymistapaa:
- Erotus prosessista, joka on puhdasta tai lähes puhdasta CO2
- Erotus savukaasusta
- Erotus ilmasta
(Teir ym. 2011, 11–17.)
Puhtausvaatimukset ja puhdistusmenetelmät
Hiilidioksidin puhtautta voidaan arvioida kahdesta lähtökohdasta: arvioimalla epäpuhtauksien vaikutusta hyödyntämiskohteen toimintaan ja varastointi- ja annostelujärjestelmään.
Puhdistusmenetelmät perustuvat kolmeen eri menetelmään:
- Absorptio: epäpuhtaudet pidättyvät nesteen, kaasun tai kiinteän aineen sisään. Absorptio toiseen aineeseen tapahtuu kuitenkin ilman kemiallista reaktiota.
- Adsorptio: epäpuhtaudet kiinnittyvät kiinteän tai nestemäisen aineen pintaan, kuten aktiivihiilisuodatin. Huokoiset ja hienojakoiset aineet adsorboivat usein hyvin johtuen suuresta pinta-alasta.
- Kalvoerotus: Läpäisy kalvon läpi, jolla on valikoiva läpäisevyys eri kaasulajeille
(Keskitalo 2013, 18; 38; 43.)
Logistiikka
Hiilidioksidin kierrätystä helpottaa tuottajan ja käyttäjän läheinen fyysinen sijainti, esimerkiksi saman teollisuusalueen sisällä. Saatavilla tulisi olla edullista vähäpäästöistä energiaa, minkä lisäksi tuottajan ja käyttäjän välinen etäisyys vaikuttaa erityisesti putkistokuljetuksen kustannuksiin olennaisesti. Tieliikennettä käytettäessä pitkä kuljetusmatka taas lisää kokonaispäästöjä.
Hiilidioksidin käyttäjät voidaan jakaa ryhmiin volyymin mukaisesti:
- pienet: pullotetun hiilidioksidin pienkäyttäjät
- keskisuuret: vaatii logistiikan eli tarvitaan välittäjä tai muita toimijoita tuottajan ja käyttäjän välille
- suuret: hoitavat prosessin itsenäisesti
Käyttökohteet
Maailmassa käytetään vuosittain noin 230 miljoonaa tonnia CO2, josta valtaosa, noin 130 Mt/a, lannoiteteollisuudessa urean valmistuksessa. Muita suuria käyttäjiä ovat öljyntuotanto, elintarviketeollisuus, metalliteollisuus, jäähdytys ja kasvihuoneet. Valtaosa on hiilidioksidin suoraa käyttöä, ja suurin osa raaka-ainehiilidioksidista on fossiilista alkuperää. Raaka-ainehiilidioksidin korvaaminen kierrätetyllä CO2, eli toisen prosessin jätteellä, vähentää CO2 määrää ilmakehässä ja auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta. (IEA 2019)
Kirjoittaja
Kusti Ruokamo toimii kehitysinsinöörinä LAB-ammattikorkeakoulun kiertotalouslaboratoriossa ja kiertotaloutta edistävissä hankkeissa.
Lähteet
IEA. 2019. Putting CO2 to Use. Paris: IEA [viitattu 20.1.2022]. Saatavilla: www.iea.org/reports/putting-co2-to-use
Keskitalo, E. 2013. Savukaasujen hiilidioksidin talteenottoprosessin vaikutukset olemassa olevaan monipolttoaine-CHP-voimalaitokseen. Diplomityö. Oulun yliopisto. [Viitattu 20.1.2022]. Saatavilla: http://jultika.oulu.fi/files/nbnfioulu-201305291357.pdf
Teir, S., Pikkarainen, T., Kujanpää, L., Tsupari, E., Kärki, J., Arasto, A. ja Aatos, S. 2011. Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) – Teknologiakatsaus. Espoo, Finland: VTT Technical Research Centre of Finland. 161. [Viitattu 20.1.2022]. Saatavissa: https://www.vttresearch.com/sites/default/files/pdf/workingpapers/2011/W161.pdf
Linkki
BIOSYKLI. 2021. Alueellisen hiilidioksidin hyödynnys. [Viitattu 20.1.2022]. Saatavilla: https://sites.google.com/lab.fi/biosykli-co2/etusivu?authuser=0
Kuvat
KUVA 2. JuergenPM. 2014. 258786. Pixabay. [Viitattu 20.1.2022]. Saatavilla: https://pixabay.com/images/id-258786/
