Julkaistu: 2024-02-29 Päivitetty: 2024-03-07 kl. 10:59
Hiilipohjaisia molekyylejä löytyy lähes kaikista materiaaleista, joita käytämme päivittäin. Polttoaineet, muovit, pakkausmateriaalit, huonekalut, vaatteet sekä jopa lääkkeet ja ravintolisät perustuvat hiileen raaka-aineena. Nykyään lähes kaikki näissä tuotteissa tarvittava hiili tulee fossiilisesta öljystä ja kaasusta, ja suurin osa siitä vapautuu jossain vaiheessa ilmakehään CO2:n, hiilidioksidin, muodossa, mikä aiheuttaa tunnettuja seurauksia ilmastolle ja elinolosuhteille maapallolla.
Mutta hiilidioksidin vapautuminen ilmaan ei ole ainoastaan haitallista ilmastolle, se on myös suurta tuhlausta. Sillä hiili voitaisiin ottaa talteen ilmasta ja käyttää uudelleen uusien tuotteiden valmistuksessa. Ja mikä parasta, sitä tehdään jo!
Norja on johtava maa, mitä tulee CCS:ään, hiilidioksidin talteenottoon ja varastointiin syvälle maaperään. Norjassa on myös Pohjoismaiden yhdessä perustaman NordCO2:n päämaja. Tämä Norjan, Tanskan, Ruotsin, Suomen ja Islannin yliopistojen yhteenliittymä keskittyy CCU:hun, mikä tarkoittaa hiilidioksidin talteenottoa ja sen käyttämistä uusien aineiden ja materiaalien valmistukseen.
Ainara Nova, tutkimusprofessori Centre for Materials Science and Nanotechnologyssa ja johtava tutkija Hylleraasin keskuksessa Oslon yliopistossa Norjassa johtaa NordCO2:ta:
"Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi maaperään on välttämätöntä, ja se tulee olemaan tärkeää, kunnes löydämme puhtaampia energialähteitä. Mutta se on myös kallista, eikä siitä saa mitään takaisin. Siksi on parempi hyödyntää hiiltä ja muuntaa se polttoaineiksi ja kemikaaleiksi ja sillä tavoin sulkea ympyrä. Ja koska meidän on lopetettava fossiilisen hiilen käyttö, tämä on tapa löytää vaihtoehtoinen hiilen lähde tarvitsemillemme tuotteille," Nova sanoo.
Yhdiste, joka on suhteellisen helppo valmistaa hiilidioksidista, on metanoli. Se vaatii vain hiilidioksidin (CO2) ja vedyn (H2) yhdistämisen, missä vety on tuotettu uusiutuvalla sähköllä ja vedellä. Metanoli on myös siksi hyvä, että se on välituote, joka voidaan muuntaa edelleen muiksi kemikaaleiksi tai polttoaineiksi.
”Tällä hetkellä tutkitaan paljon sitä, miten metanolista voidaan valmistaa monimutkaisempia molekyylejä, kuten vihreää dieseliä tai muita polttoaineita, joita kutsutaan myös e-polttoaineiksi, mahdollisimman energiatehokkaasti. Sitten voimme myös tuottaa tarvitsemamme kemikaalit, koska teollisuus tietää jo, miten siirtyä polttoaineista kemikaaleihin uudelleen ja on jo valmis tähän. Joten tämä on lupaava strategia," hän sanoo.
Temppu ja haaste on pystyä tekemään tämä muunnos tavalla, joka ei vaadi liikaa energiaa ja tietysti käyttää fossiilivapaata energiaa. Mutta jo tänään on käynnissä kaupallisia projekteja.
Yksi esimerkki on Vattenfall, joka työskentelee useiden kumppanuusprojektien parissa ottaakseen talteen CO2:ta ja yhdistääkseen sen vedyn kanssa sähköpolttoaineiden tuottamiseksi lentokoneille. Mutta samanlaisia asioita tapahtuu monissa paikoissa ympäri maailmaa.
"Islannissa eri teollisuudenalat ovat jo ottaneet talteen CO2:ta ja muodostaneet metanolia suuria määriä. He vievät myös teknologiaa muihin maihin. Myös muualla Euroopassa sekä Kiinassa on erilaisia suunnitelmia ja projekteja näiden teknologioiden toteuttamiseksi. Myös kiinteitä materiaaleja tutkitaan, esimerkiksi hiilikuidun ja myös betonin valmistamista käytettäväksi rakennusprojekteihin."
Mutta pelkkä hiilidioksidin talteenotto ei ratkaise ilmasto-ongelmaa. Fossiilisten polttoaineiden käyttö on lopetettava.
"Jos jatkamme kuten tänään, hiilidioksidin talteenotto ei koskaan pysty vähentämään CO2-päästöjä tasolle, joka on tarpeen ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi. Joten pitkällä aikavälillä meidän on myös luovuttava fossiilisten polttoaineiden käytöstä."
Metanoli: Metanoli on monipuolinen kemikaali, jota käytetään eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien polttoaineen lisäaineena, liuottimena ja muiden kemikaalien tuotannon raaka-aineena.
Polymeerit ja muovit: CO2 voidaan polymeroida muoveiksi ja polymeereiksi, tarjoten kestävän vaihtoehdon perinteisille fossiilisista polttoaineista johdetuille muoveille. Näitä CO2-pohjaisia polymeerejä voidaan käyttää pakkaus- ja rakennusmateriaaleissa ja muissa sovelluksissa.
Synteettiset polttoaineet: CO2 voidaan muuntaa synteettisiksi polttoaineiksi, kuten metaaniksi, dieseliksi tai lentopolttoaineeksi ja käyttää uusiutuvina vaihtoehtoina fossiilisille polttoaineille liikenteessä ja energiantuotannossa.
Karbonaattimineraalit: CO2 voidaan mineralisoida mineraalien, kuten kalsiumin tai magnesiumin kanssa, muodostamaan stabiileja karbonaattimineraaleja, joita voidaan käyttää rakennusmateriaaleina, kuten betonissa, tarjoten pitkäaikaisen varastointiratkaisun.
Ruoka: Jotkut mikrobit voivat käyttää ilman CO2:ta tuottamaan proteiinia. Tämä voidaan muuttaa ilmasta johdetuiksi orgaanisiksi kasviravinteiksi, kalanruoaksi tai jopa lihaksi. Teknologian löysi ensimmäisenä NASA, joka etsi tapaa tuottaa astronauttien ruokaa avaruusaluksissa.
