Hiilidioksidia (CO2) käytetään laajasti eri teollisuuden prosesseissa sekä lopputuotteissa ja vaikka CO2-päästöjä syntyy jatkuvasti, on siitä pulaa (Pennanen 2023). Bioperäisistä materiaaleista hajoamalla tai palamalla vapautuvan biogeenisen hiilidioksidin (bioCO2) talteenotto ja hyödyntäminen on merkittävä keino ilmastomuutoksen hillitsemisessä (Kärki ym. 2018, 3). Teollisuuden prosesseissa ja erilaisten käyttöhyödykkeiden lisäksi bioCO2:lla on suuri potentiaali yhdessä päästöttömästi tuotetun vedyn kanssa korvata fossiilisia polttoaineita ja vastata CO2 kysyntään sekä parantaa eri sektoreiden toimintavarmuutta (Kärki ym. 2018, 19-21).
Esimerkkinä alueellisen energiastrategian luomisessa on tällä hetkellä käynnissä Vetyä, virtaa kaakkoon – mallinnuksesta markkinoihin -hanke, jossa pyritään vauhdittamaan Etelä-Karjalan vetylaakson syntymistä (LUT-yliopisto 2023). Osana hanketta selvitetään biogeenisen metaanin tuotannossa syntyvän vedyn ja bioCO2:n hyödyntämisen mahdollisuuksia. Toimivan infrastruktuurin ja kannattavan liiketoiminnan kannalta täytyy selvittää alueelliset, jo olemassa olevat mahdollisuudet sekä kehitystarpeet yhteistyössä yritysten, kuntien, eri viranomaisten ja tutkija- ja asiantuntijayhteisöjen kanssa unohtamatta kansainvälisen liiketoiminnan mahdollisuutta. Kokonaisuudessaan toiminta edellyttää vetytalouden yritystoimijoiden osaamistarpeiden kartoittamisen sekä katsauksen paikallisten ja kansallisten koulutustarjoajien nykytarjontaan. Linkki vetyä, virtaa kaakkoon – mallinnuksesta markkinoihin -hankkeen kotisivuille.
Hiilidioksidi – keräämisestä käyttöön
Biokaasulaitoksissa prosessin sivuvirtana syntynyt CO2 vaatii puhdistamista jatkokäyttöä varten. Puhdistuksessa on huomioitava kaasun riittävä laatu riippuen käyttökohteesta. Vaikka EU:n tasolla on säädetty joitain lainsäädännöllisiä vaatimuksia, selkeä kokonaisuus puuttuu. Edellä mainitut seikat voivatkin aluksi aiheuttaa haasteita toimintasynergioiden luomisessa. Arvoketjujen optimoimiseksi tarvitaan siis tietoa hiilidioksidin lähteestä, käyttökohteesta, talteenottotekniikasta, saatavilla olevasta kuljetuksesta sekä varastoinnista (Teir ym. 2011, 28-32). Talteenoton kustannuksiin ja kannattavuuteen vaikuttaa kaasun hiilidioksidipitoisuus, talteenotto- ja puhdistusteknologia sekä järjestelmän käyttämä energian hinta. (Garðarsdóttir ym. 2018, 111-112)
BioCO2 polttoaineessa
Synteettisen metaanin tuottamiseksi tarvitaan hiilidioksidia. BioCO2:n kokonaisenergian kulutus riippuu lähteestä, talteenotosta, ja puhdistustavasta. Keräämiseen käytettyä energiatehokkuutta voidaan parantaa hyödyntämällä alueellisia mahdollisuuksia, kuten muista prosesseista syntyvää hukkalämpöä. Vedyn tuotannosta syntyy hukkalämpöä 70 ºC, jota voitaisiin hyödyntää CO2-talteenottoon tarkoitetussa prosessissa (Karjunen ym. 2018, 53) Vaikka CO2-talteenoton ja vedyn yhteistuotannossa ei voida kierrättää kaikkea prosesseissa käytettyä energiaa, toimii se suuntana alueellisen toimintasynergian optimoimisessa. Hiilidioksidipohjaisen metanolin ja metaanin tuotannossa käytetystä kokonaiskustannuksista on sähkön osuus 40–70 %, mikä osaltaan vaikuttaa tuotannon kannattavuuteen (IEA 2019).
Euroopan komission (EC 2018, 180) mukaan uusiutuvilla lähteillä ja synteettisesti tuotetuilla materiaaleilla voidaan korvata kaikki fossiiliperäiset raakaöljystä jalostetut raaka-aineet. Kysyntä on siis jatkossa valtava. Onnistuessaan vetylaakson kaltaiset alueet ja pitkälle kehittynyt kiertotalous luovat vaurautta, omavaraisuutta ja kestävän tulevaisuuden kaikille.
Kirjoittaja
Ismo Nieminen toimii TKI-asiantuntijana LAB-ammattikorkeakoulussa sekä projektipäällikkönä Vetyä, Virtaa kaakkoon – mallinnuksesta markkinoihin -hankkeessa.
Lähteet
European Commission (EC). 2018. In-Depth Analysis in Support of the Commission Communication COM(2018) 773: A Clean Planet for All – A European Long-Term Strategic Vision for a Prosperous, Modern, Competitive and Climate Neutral Economy. Knowledge for policy. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://knowledge4policy.ec.europa.eu/publication/depth-analysis-support-com2018-773-clean-planet-all-european-strategic-long-term-vision_en
Garðarsdóttir, S.Ó., Normann, F., Skagestad, R. & Johnsson, F. 2018. Investment Costs and CO2 Reduction Potential of Carbon Capture from Industrial Plants – A Swedish Case Study. International Journal of Greenhouse Gas Control. Vol 76, 111–124. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2018.06.022
International Energy Agency (IEA). 2019. Putting CO2 to Use – Creating value from emissions. Paris: IEA. Viitattu 25.7.2023. Saatavissa www.iea.org/reports/putting-co2-to-use.
Karjunen H., Sikiö, P., Lassila J., Vilppo, J., Räisänen, O., Inkeri, E., Ynjälä, T & Laaksonen P. 2022. South-East Finland Hydrogen Valley – Research report. Lappeenranta: LUT Scientific and Expertise Publications – Research Reports, 144. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-335-852-2
Kuparinen, K., Luste, S., Ruokamo, K. & Selin, J. 2022. Hiilidioksidin talteenotto paikallisen kiertotalouden mahdollistajana. Teoksessa: Sarvaala, M. (toim). Päijäthämäläinen biokiertotalous – Esimerkkejä 2020-luvulta. Lahti: LAB-ammattikorkeakoulun julkaisusarja, osa 47. 16-23. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-827-415-8
Kärki, J., Hurskainen, M., Mäkikouri, S., Melin, K., Tsupari, E., Bajamundi, C., Vehmas, T., Thomasson, T., Suomalainen, M., Lehtonen, J. & Alakangas, E. 2018. Uutta Kestävää Liiketoimintaa Bioperäisestä Hiilidioksidista – Kooste Projektin Päätuloksista. Espoo, Finland: Tekniikan tutkimuskeskus VTT. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://projectsites.vtt.fi/sites/BioCO2/www.vtt.fi/sites/BioCO2/PublishingImages/tiedotteet/BioCO2%20kooste.pdf
LUT-yliopisto. 2023. Vetyä, Virtaa Kaakkoon – Mallinnuksesta Markkinoille. Projektit. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://www.lut.fi/fi/projektit/vetya-virtaa-kaakkoon-mallinnuksesta-markkinoille
Pennanen, R. 2023. Euroopan olutpanimot kärsivät hiilidioksidipulasta – samaan aikaan CO2-päästöjä tuupataan taivaalle ympäri maailman. YLE. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://yle.fi/a/74-20017938
Teir, S., Pikkarainen, T., Kujanpää, L., Tsupari, E., Kärki, J., Arasto, A. & Aatos, S. 2011. Hiilidioksidin Talteenotto Ja Varastointi (CCS). Espoo, Finland: VTT Technical Research Centre of Finland. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa URL: http://www.vtt.fi/publications/index.jsp
Linkit
Linkki 1. LUT-yliopisto. 2023. Vetyä, Virtaa Kaakkoon – Mallinnuksesta Markkinoille. Projektit. Viitattu 24.7.2023. Saatavissa https://www.lut.fi/fi/projektit/vetya-virtaa-kaakkoon-mallinnuksesta-markkinoille
