Miten hiilidioksidin talteenotto saadaan osaksi kiertotaloutta?
Uusia hiilidioksidin talteenotto- ja hyödyntämistekniikoita on kehitteillä ympäri maailmaa ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja materiaalitehokkuuden maksimoimiseksi. Nämä tekniikat mahdollistavat siirtymisen lineaarisesta fossiilipohjaisesta hiilitaloudesta päästöjä hyödyntävään kiertotalouteen.
Hiilidioksidipäästöjen talteenoton merkitys on tunnistettu olevan tärkeässä roolissa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Hiilidioksidin talteenotto on menetelmä, jossa suuri osa teollisuudessa syntyvistä hiilidioksidipäästöistä pystytään ottamaan talteen ja joko varastoimaan tai hyödyntämään raaka-aineena esimerkiksi metaanin tuotannossa.
MAB Powertec on aloittanut Lounavoima Oy:n kanssa projektin, jonka tarkoituksena on etsiä Lounavoiman ekovoimalaitokselle sopiva hiilidioksidin talteenottotekniikka. Tavoitteena on erottaa voimalaitoksen savukaasuista hiilidioksidi, joka on tarkoitus edelleen jalostaa metaaniksi. Metaania voidaan hyödyntää esimerkiksi liikennepolttoaineena. MAB Powertecin Anna Pääkkönen toimii johtavana asiantuntijana projektissa: ”Talteenottomenetelmän valintaan ja optimointiin liittyy monia vaiheita ja kriteerejä, sillä valintaan vaikuttavat mm. hiilidioksidin käyttökohteen vaatimukset hiilidioksidin puhtaudelle sekä mahdollisimman taloudellinen kokonaisratkaisu.”
Miten talteenotto tapahtuu?
Hiilidioksidin talteenotossa erilaisten hiilidioksidilähteiden, kuten voimalaitosten ja teollisuuden prosessien hiilidioksidi puhdistetaan ja otetaan talteen sen sijaan, että se vapautettaisiin ilmakehään poistokaasujen mukana. Teollisuudessa syntyvän hiilidioksidin erotukseen on olemassa ja kehitteillä useita erilaisia tekniikoita. Erotuksen jälkeen hiilidioksidi voidaan joko varastoida (Carbon Capture and Storage) tai jalostaa edelleen (Carbon Capture and Utilization).
Savukaasun hiilidioksidin talteenottoon on tarjolla useita menetelmiä. Polton jälkeisessä talteenotossa (post-combustion) hiilidioksidi poistetaan piippuun menevästä savukaasusta pesureilla. Ennen polttoa tapahtuvassa talteenotossa (pre-combustion) kiinteä polttoaine muunnetaan ensin kaasumaiseen muotoon. Hiilidioksidi poistetaan tuotekaasusta ja otetaan talteen, ja jäljelle jäävä tuotekaasu käytetään kattilan polttoaineena. Kolmas käytetty talteenottomenetelmä on happipoltto (oxy-fuel combustion), jossa käytetään puhdasta happea polttoaineen polttamiseen. Tällöin poistuva savukaasu on lähes puhdasta vesihöyryä ja hiilidioksidia, jotka voi helposti erottaa toisistaan.
Potentiaalisia hiilidioksidin varastointitekniikoita on myös monia. Hiilidioksidi voidaan johtaa esimerkiksi merenalaisiin onkaloihin, se voidaan sitoa biomassaan tai se voidaan sitoa kiinteiksi mineraaleiksi kemiallisilla reaktioilla. Talteenoton jälkeen hiilidioksidi voidaan myös jalostaa muiksi aineiksi tai materiaaleiksi, kuten kemikaaleiksi, muoviksi tai biopolttoaineiksi. Parhaassa tapauksessa esimerkiksi jalostetun biopolttoaineen käytön tuottama hiilidioksidi voitaisiin jälleen ottaa talteen ja uusiokäyttää loputtomasti. Toistaiseksi useimmat varastointi- ja hyödyntämisteknologiat ovat kehitysasteella, joskin niiden merkitys ilmastomuutoksen hillitsemisessä kasvaa jatkuvasti.
Mitä hyötyä hiilidioksidin talteenotosta on ympäristön kannalta?
Uusia hiilidioksidin talteenotto- ja hyödyntämistekniikoita on kehitteillä ympäri maailmaa ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja materiaalitehokkuuden maksimoimiseksi. Nämä tekniikat mahdollistavat siirtymisen lineaarisesta fossiilipohjaisesta hiilitaloudesta päästöjä hyödyntävään kiertotalouteen. Tämä projekti on osa suurempaa kiertotalousmallia, jossa kierrätyskelvottomat yhdyskuntajätteet muunnetaan Lounavoiman ekovoimalaitoksessa päästöttömäksi lähienergiaksi, ja samalla prosessista syntyvä hiilidioksidi kierrätetään uuteen käyttöön. Tämän lisäksi, myös hiilidioksidin talteenottoprosessissa syntyvä hukkalämpö voidaan mahdollisesti hyödyntää kaukolämpönä. ”Hiilidioksidin talteenotolla saadaan jätteenpolttosektorin päästöt minimoitua. Kun huomioidaan poltettavien jätejakeiden bioperäinen osuus, prosessi toimii hiilen sitojana. Maailmanlaajuisesti jätteenpolton hiilidioksidipäästöttömyydellä on iso merkitys ilmaston kannalta. Hiilidioksidin talteenottoprosessissa syntyvän hukkalämmön hyödyntäminen parantaa kokonaisprosessin taloudellisuutta. Tämä on merkittävä projekti koko alan kannalta,” Anna korostaa.
Lisätietoa:
Anna Pääkkönen
Johtava asiantuntija, Tekniikan tohtori
anna.paakkonen(at)mabpowertec.fi
+358 40 718 7114
MAB Powertec Oy tarjoaa osana suunnittelu- ja projektipalveluita monipuolisia selvityksiä ja asiantuntijuutta energiantuotannon konseptinrakennukseen teknologiakartoituksesta aina teknis-taloudelliseen arviointiin. Vastuullisuus ja kestävä kehitys ovat toimintamme kulmakiviä. https://mabpowertec.fi/
Tekniikka & Talous -lehti julkaisi tästä artikkelin 2.7.2020