Lentokoneisiin saatetaan tankata tulevaisuudessa polttoainetta, jonka raaka-aineena on käytetty suomalaisen sellutehtaan piipusta tupruttavaa hiilidioksidia.
Tällaisen mahdollistavaa teknologiaa kehittää nyt Tampereen yliopistosta ponnistava yritys. Sen tavoitteena on tuottaa synteettistä uusiutuvaa lentopolttoainetta eli sähköpolttoainetta tavalla, joka olisi nykymenetelmiä edullisempi.
Sähköpolttoaineen raaka-aineeksi tarvitaan vihreää, eli kestävästi tuotettua vetyä sekä hiililähde.
Liquid Sun tutkii, kuinka metsäteollisuudessa syntyvistä hiilidioksipäästöistä saadaan tuotettua hiilimonoksidia teollisessa mittakaavassa, eli suuria määriä ja nykyisiä teknologioita halvemmalla.
Nyt yritys tuottaa hiilimonoksidia Hervannassa sijaitsevassa miniatyyritehtaassa.
– Tarkoituksena on tarkastella dataa ja kehittää prosessia siten, että pääsemme myöhemmin pilotoimaan isommassa laitoksessa, toimitusjohtaja Pasi Keinänen sanoo.
Suurin haaste on kannattavuus
Kansainvälisen ilmakuljetusliiton IATAn mukaan paras keino ilmailun päästöjen vähentämiseen olisi lisätä uusiutuvien lentopolttoaineiden (SAF) käyttöä.
Teknologian tutkimuskeskus VTT:n bioenergiaan erikoistunut tutkimusprofessori Juha Lehtonen arvioi, että isoin hidaste sähköpolttoaineen yleistymisessä on tuotannon heikko kannattavuus.
– Tuotantokustannuksen on ajateltu olevan enemmän kuin 3 000 euroa tonnilta, mikä on moninkerroin verrattuna nykyisten fossiilisten lentopolttoaineiden tuotantokustannukseen.
Sähköpolttoaineen raaka-aineet syntyvät sähkökemiallisissa prosesseissa. Tarvitaan siis paljon sähköä.
Jos esimerkiksi kaikkeen liikenteeseen Suomessa käytettävät polttoaineet tehtäisiin hiilidioksidista ja vedystä, tarvittaisiin uusiutuvaa sähköä noin kaksinkertainen määrä verrattuna Suomen nykyiseen sähkön kokonaiskulutukseen, Lehtonen laskee.
Liquid Sunin Keinäsen mukaan heidän kehittämässään menetelmässä hiilidioksidi pelkistyy matalammassa lämpötilassa kuin teknologialla tähän mennessä.
Matalan lämpötilan järjestelmän voi ajaa nopeasti alas ja ylös. Hiilimonoksidin tuottamista voi ohjata aikoihin, jolloin sähkön hinta on halvimmillaan.
– Me voidaan leikata ne kalleimmat piikit pois ja saada kaikkein edullisinta synteettista hiililähdettä, mitä voidaan tehdä, Keinänen sanoo.
Teknologiajohtaja Harri Ali-Löytty näkee menetelmän etuna myös sen, että hiilimonoksidin tuottamiseen tarvittavaa raaka-ainetta löytyy ”taivaan täydeltä”.
Suomen metsäteollisuudessa syntyy vuosittain 20 miljoonaa tonnia hiilidioksidia, joka tupruttaa käytännössä kokonaan harakoille.
EU velvoittaa SAF:in käyttöön
Ensi vuonna EU:n alueella astuu voimaan velvoite, jonka myötä kaksi prosenttia käytettävistä lentopolttoaineista tulee olla SAF:ia. Velvoite kasvaa portaittain.
Toistaiseksi SAF-polttoaineita on valmistettu uusiutuvista öljypitoisista jätteistä ja tähteistä, kuten käytetyistä paistinrasvoista.
Jäteöljyjen määrä ei riitä kattamaan tarvetta, joka uusiutuville lentopolttoaineille tulevaisuudessa on, sanoo Nesteen uusiutuvien polttoaineiden liiketoiminnasta vastaava johtaja Alexander Kueper.
Tämä kannustaa polttoaineiden valmistajia kehittämään vaihtoehtoisia menetelmiä SAF:in kannattavaan tuottamiseen. Yksi niistä on juuri talteenotetun hiilidioksidin sekä vihreän vedyn hyödyntäminen.
Tätä tutkii myös maailman suurimpiin uusiutuvien lentopolttoaineiden valmistajiin kuuluva Neste.
Vuonna 2030 EU velvoittaa osan käytettävästä SAF:ista olevan nimenomaan sähköpolttoainetta. Se asettaa teknologiakehittäjille aikarajan ja toisaalta kannustaa investoijia kehittämiseen mukaan, Keinänen sanoo.
Teknologian valmistuminen on ajan kysymys
Kaikkiaan uusiutuvien lentopolttoaineiden valmistusmenetelmiä on useita, joista Liquid sunin menetelmä on vain yksi.
VTT:n Juha Lehtonen arvioi, että hiilidioksidista hiilimonoksidin tuottamiseen on myös valmiimpia teknologioita, kuten käänteinen vesikaasun siirtoreaktio.
Hän arvelee, että tällaiset teknologiat tulevat käyttöön ennen Liquid sunin menetelmää.
– Yleisesti on kuitenkin tärkeää kehittää uusia teknologioita tälle alueelle ja on mahdollista, että kyseinen teknologia tuo kustannushyötyjä. Itsessään hiilidioksidin suorapelkistysteknologioiden kaupallistuminen on merkittävä saavutus.
Lehtonen arvioi, että esitetyn menetelmän mukaista kaupallista laitosta saadaan odottaa vielä kymmenisen vuotta. Pasi Keinänen on tätä optimistisempi.
Ensi vuonna yritys ryhtyy rakentamaan pilottilaitosta Kemijärven Patokankaalle nousevaan biopuistoon. Laitoksen on pyrkimys aloittaa toimintansa siellä vuonna 2026.
Tähtäimessä on hyödyntää energia- ja kuitupuun jalostuksessa syntyviä hiilidioksidipäästöjä osana prosessia, jonka lopputuotteena syntyy valmista SAF:ia.
Keinänen pitää mahdollisena, että toimiva kaupallinen SAF-laitos voisi pöhistä jo kolmen vuoden kuluttua.