Hiilidioksidin talteenotto, hyödyntäminen ja varastointi voivat vaikuttaa liian hyviltä ollakseen totta. Mikä rooli näillä teknologioilla on siirtymisessä kohti fossiilivapaata tulevaisuutta? Mitkä ovat niiden hyödyt ja haitat?
Ilmastokriisin pahentuessa ja haasteiden moninkertaistuessa kaikkien on suunnattava katseensa kohti fossiilivapaata tulevaisuutta ja hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. Päästöjen vähentäminen näyttäisi olevan selvä ja suoraviivainen askel eteenpäin. Liikenteen sähköistäminen, sähkönkäytön tehokkuuden parantaminen, fossiilisilla polttoaineilla toimivan lämmityksen vähentäminen sekä vedyntuotannon ja -käytön lisääminen teollisuudessa ovat joitakin toimenpiteitä, joita on jo otettu käyttöön.
- Tavoitteena on vähentää päästöjä puoleen vuoteen 2030 mennessä ja saavuttaa nollapäästöt vuoteen 2050 mennessä, jotta voimme välttää ilmastonmuutoksen vakavimmat seuraukset. Paine kasvaa jatkuvasti, mitä kauemmin viivyttelemme. Samalla on syytä optimismiin, sillä uusiutuvan sähkön kustannukset ovat laskeneet, mikä tekee siirtymisestä uusiutuviin energialähteisiin huomattavasti houkuttelevampaa, sanoo Amandine Denis-Ryan, toimitusjohtaja Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA) -organisaatiossa.
Yksi potentiaalinen tie eteenpäin on hiilidioksidin talteenotto, hyödyntäminen ja varastointi (CCUS). Tämä tarkoittaa hiilidioksidin poistamista ilmakehästä ja sen joko hyödyntämistä tai varastoimista. Ensimmäinen suora ilman talteenotto-, hyödyntämis- ja varastointimenetelmä otettiin käyttöön Islannissa vuonna 2021, ja sen jälkeen on kehitetty yhä useampia hankkeita. Denis-Ryanin mukaan on epäselvää, mikä lopullinen vaikutus menetelmällä on.
- Luulen, että päästöjen vähentämisellä on suurempi rooli kuin hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla. CCUS:llä voi olla merkitystä tietyissä erityissovelluksissa, mutta sen vaikutus kokonaisvaltaiseen päästövähennykseen on melko rajallinen. Siksi energiatehokkuudella, sähköistämisellä ja polttoaineen vaihdolla on todennäköisesti suurempi merkitys, arvioi Denis-Ryan.
CCUS:llä on edessään haasteita, sillä sen investointikustannukset ovat merkittävät eikä se ole vielä tuottanut odotettuja tuloksia, vaikka se on ollut käytössä jo jonkin aikaa.
Teknologia on kuitenkin edelleen suhteellisen uutta. Viimeisten kahden vuoden aikana tutkijat Placid Atongka Tchoffor Ruotsin Chalmersin teknillisestä yliopistosta ja Jan Suchorzewski Gdańskin teknillisestä yliopistosta Puolasta ovat johtaneet yhtä Ruotsin ensimmäisistä CCUS-hankkeista. He tutkivat mahdollisuuksia ja haasteita käyttää kaivosteollisuudesta peräisin olevia alkalipitoisia jäännösmateriaaleja hiilidioksidin talteenottoon. Erityisesti he arvioivat, miten karbonaatiotuotteita voitaisiin hyödyntää erilaisissa sovelluksissa, kuten rakennusmateriaaleissa.
- CCUS on laaja termi, ja tarvittavan investoinnin määrä riippuu paljon käytetystä teknologiasta. Hankkeessamme aloitamme materiaaleilla, jotka sisältävät magnesiumia ja kalsiumia, jotka molemmat voivat sitoa hiilidioksidia. Menetelmää kutsutaan karbonaatioksi, ja sitä voidaan käyttää normaaleissa lämpötiloissa ja paineissa. Jos nopeat tulokset eivät ole ensisijainen tavoite, voidaan käyttää passiivista karbonaatiota, jossa materiaali saa seistä kuukausia tai jopa vuosia sitomassa ilmakehän hiilidioksidia, selittää Atongka Tchoffor.
Hanke on yhteistyöprojekti Ruotsin tutkimuslaitosten, RISEn, Chalmersin teknillisen yliopiston ja Turun yliopiston välillä. Hankkeen kokeet ovat osoittaneet, että karbonaation kautta luodusta materiaalista on mahdollista valmistaa puhtaita tuotteita. Atongka Tchoffor sanoo, että rakennus-, maali- ja selluteollisuus ovat aloja, joilla karbonaatiotuotteet voivat olla erityisen hyödyllisiä.
Denis-Ryan uskoo myös, että CCUS voi olla elinkelpoinen, ainakin pienemmässä mittakaavassa.
- Teollisuudessa on mahdollista sähköistää monia prosesseja tai korvata fossiiliset polttoaineet vihreällä vedyllä. Uskon, että CCUS voi näytellä pientä mutta keskeistä roolia alueilla, joilla ei tällä hetkellä ole uusia energiaratkaisuja, kuten sementtiteollisuudessa.
Vaikka Denis-Ryan ja Atongka Tchoffor eivät ole täysin yksimielisiä CCUS:n potentiaalista, molemmat ovat yhtä mieltä siitä, että teknologioita tarvitaan ilmastonmuutoksen haasteisiin vastaamiseksi mahdollisimman kattavalla tavalla.
- Emme saavuta ilmastotavoitteita ilman hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia (CCS) sekä CCUS:ää. Meillä on öljyn- ja metallintuotantoa, paljon paperitehtaita ja energia-alan yrityksiä. Mitä meidän pitäisi tehdä kaikelle niiden päästämälle hiilidioksidille? Etenkin haastavien teollisuudenalojen päästöille? Tarvitsemme teknologioita talteenottoon, varastointiin tai prosessointiin, sanoo Atongka Tchoffor.
Onko hiilidioksidin varastoimiseen tarpeeksi tilaa?
- Se ei ole suuri ongelma juuri nyt. Hiilidioksidin varastoimiseen on runsaasti tilaa. Painavampi ongelma tällä hetkellä on infrastruktuurin puute, joka tarvitaan hiilidioksidin keräämiseen, kuljettamiseen ja varastoimiseen. Siinä on haaste, toteaa Atongka Tchoffor.
Tämä on CCUS
Hiilidioksidin talteenotto, hyödyntäminen ja varastointi (CCUS) on menetelmä, jossa hiilidioksidia otetaan talteen, usein suurista päästölähteistä, kuten fossiilisia polttoaineita käyttävistä teollisuuslaitoksista ja/tai suoraan ilmakehästä. Hiilidioksidi voidaan sitten käyttää paikan päällä tai puristaa, kuljettaa ja varastoida syvissä geologisissa muodostelmissa. Hiilidioksidia voidaan hyödyntää metanolin ja polymeerien tuotannossa, raaka-aineena hiilikuitujen tuotannossa sekä monissa muissa sovelluksissa.
--> Lue lisää energiatekniikan projekteista
Yllä olevassa kuvassa Climeworksin suora ilman talteenottolaitos Islannissa. Kuva: Climeworks.
