Cars, coal re-use
Kirjoittanut:
Matti Tähtinen, Janne Kärki ja Hanna Veltheim

Hiilen uusiokäyttö voi hillitä ilmastonmuutosta tehokkaasti

Mistä ilmaston lämpeneminen johtuu? Liiallisesta ilmakehän hiilidioksidista. Mistä saadaan tulevaisuudessa ravintoa maailman kasvavan väestön lautaselle? Tehdään sitä hiilidioksidista! Mistä saadaan polttoainetta autoihin ja kerosiinia lentokoneisiin? No hiilidioksidista! Mistä on tulevaisuuden muovit tehty? Arvaat varmaan – hiilidioksidista nekin.

Näkemys
Teollisuusyhtiöt
Ilmasto ja ympäristö

Kuvitellaanpa tulevaisuus, jossa hiilen uusiokäyttö on vakiinnuttanut paikkansa eräänä yhteiskunnan arkipäiväisistä toimintatavoista.

Olet ajamassa töihin autollasi, ja ohitat teollisuusalueen. Näet paikallisen terästehtaan piiput, joista tulee lähes pelkkää vesihöyryä. Hiilidioksidi on erotettu tehtaan savukaasusta pois. Olet kuullut, että myös viereiset teollisuusleipomo, bioetanolitehdas ja olutpanimo keräävät talteen toimintansa sivutuotteena syntyvää hiilidioksidia. Sähkörekat noutavat hiilidioksidia ahkerasti ja vievät prosessointitehtaalle.

Nämä tehtaat ovat tuttuja kaikille tässä tulevaisuuden skenaariossa. Lähes jokaisen suuren kaupungin laitamille on jo pystytetty sellaisia.

Itse tehdas ei ole ulkoa päin tavallista teollisuushallia kummoisemman näköinen. Enemmän kunnioitusta herättääkin sen kylkeen rakennettu hiilidioksidia suoraan ilmakehästä erottava laitos, joka myös ruokkii tehdasta edellä mainittujen teollisuuslähteiden lisäksi.

Tämä laitos on jättimäinen kokoelma valtavia tuulettimen näköisiä rakennelmia vieri vieressä, yksi toisensa päällä. Päivin ja öin nämä ilmanpuhdistajat hurraavat, imien hiilidioksidipitoista ilmaa sisään ja puhaltaen hiilidioksiditonta ulos. Putkia pitkin niiden keräämä hiilidioksidi kulkee suoraan prosessointitehtaaseen.

Mitä kaikkea tällä talteen otetulla hiilidioksidilla sitten tehdään? Esimerkkejä on lukemattomia.

Uuden kännykkäsi kuoret on tehty muovista, joka on tehty hyödyntäen hiilidioksidia. Olet maistanut ruokaa, joka sisältää ilmakehän hiilidioksidin avulla tuotettua proteiinia. Viime etelän lomalle lensit uusiohiiltä käyttävällä lentokoneella.

Niin ja onhan autosi polttoainekin uusiohiilestä tehtyä. Se on kuin biopolttoainetta mutta kierrätyselementillä. Sitä kutsutaan kansankielessä sähköpolttoaineeksi tai sähköbensaksi. Nimi johtuu siitä, että niiden sisältämä energia tulee kokonaan uusiutuvasta sähköstä. Uusiutuvasta sähköstä tehdään elektrolyysiteknologialla vettä pilkkoen vetyä ja vedystä edelleen hiilidioksidin avulla hiilivetyjä – siis myös liikenteen polttoaineita.
 

Terminologiaa avattuna

  • Hiilen kierto: Alkuaine hiilen (C) luonnollinen kierto ilmakehän, vesistöjen ja maaperän välillä. Vesistöissä ja maaperässä hiili on sitoutuneena erilaisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi. Palamisen tai hajoamisen kautta hiili siirtyy ilmakehään hiilidioksidina (CO2) ja esimerkiksi kasvien yhteyttämisen kautta se sitoutuu taas kiinteään muotoon. Ilmastonmuutoksen pääaiheuttaja on fossiiliperäinen eli maankuoresta kaivettu hiili, joka ei enää olisi kuulunut luonnolliseen hiilikiertoon.
  • Hiilen uusiotalous: Teollisuudesta tai ilmakehän hiilidioksidista taltioitua hiiltä hyödynnetään yhteiskunnassa laajasti siten, että se on sitoutuneena esimerkiksi materiaaleihin, kemikaaleihin tai polttoaineisiin. Näiden käyttö voi palauttaa hiilen ilmakehään, mutta vähentää tarvetta kaivaa fossiilista hiiltä maan alta.
  • Hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen (carbon capture and utilisation, CCU): Erilaiset menetelmät ja teknologiat, joilla hiilidioksidia saadaan talteen, jonka jälkeen se hyötykäytetään joko sellaisenaan tai jatkojalostuksen jälkeen.
  • Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (carbon capture and storage, CCS): Erilaiset menetelmät ja teknologiat, jolla hiilidioksidia saadaan talteen ja varastoidaan pysyvästi, esimerkiksi geologisiin muodostumiin.

Useita miljardeja tonneja, mutta silti vain muutamia prosentteja

Laitetaanpa hiukan jäitä hattuun ja palataan nykyhetkeen.

Yllä kuvailtu hiilen uusiotalous perustuu teknologioihin, joita kutsutaan yhteisnimellä CCU eli ”carbon capture and utilisation”, suomeksi hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen. Tämän kattokäsitteen alle mahtuu valtava määrä erilaisia teknologioita ja mekanismeja. Jo tänä päivänä hiilidioksidia hyödynnetään globaalisti yli kolme kertaa niin paljon kuin koko Suomen energia- ja teollisuuslaitokset sitä päästävät. Silti ala kokonaisuutena on vielä lapsenkengissä, ja monet ratkaisut vasta kehittelyasteella.

Hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen kuulostaa houkuttelevalta lääkkeeltä ilmastonmuutokseen, mutta sen mittakaava on hyvä ymmärtää. Hiilidioksidin hyödyntämisen pidemmän aikavälin kokonaispotentiaaliksi on arvioitu noin kaksi gigatonnia hiilidioksidia vuodessa. Vertailun vuoksi ihminen aiheuttaa tällä hetkellä hiilidioksidipäästöjä noin 37 gigatonnia vuodessa, eli kyse olisi noin viiden prosentin osuudesta.

Lisäksi on tärkeä sisäistää, että hiili kuitenkin lopulta palautuu aina ilmakehään, kun siitä tehty aine palaa tai hajoaa. Esimerkiksi silloin, kun ajelet tällä sähköbensaa käyttävällä autollasi. Hiilen uusiokäyttö kuitenkin korvaa fossiilisia öljypohjaisia polttoaineita, mistä juuri tuleekin sen ilmastohyöty.

Kolmas hiilidioksidin hyödyntämisen rajoitus liittyy sen tarvitsemaan energiaan. Kuten yllä kuvattiin, hiilidioksidin jalostaminen erilaisiksi hiilivedyiksi vaatii vetyä. Vedyn erottaminen vedestä teollisessa kokoluokassa taas vaatii valtavia määriä päästötöntä sähköenergiaa.

Vaikka päästöttömän energian hinta on laskemassa, ainakaan vielä se ei ole niin matala, että hiilen uusiokäyttöön perustuvat ratkaisut olisivat kaupallisesti kannattavia isossa mittakaavassa. Toisaalta hiilidioksidin hyötykäytöllä saadaan varastoitua energiaa hiilivetyihin, mikä mahdollistaa tuuli- ja aurinkosähköön perustuvan tulevaisuuden yhteiskunnan.

Pohjoismaiset edelläkävijät näyttävät esimerkkiä

Rajoituksistaan huolimatta hiilidioksidin hyödyntämisen potentiaali on valtava. Jo yksinään mahdollisuus korvata liikenteen, erityisesti lentoliikenteen polttoaineita hiilidioksidista ja vedystä jalostetuilla hiilivedyillä aiheuttaa merkittävän korvaushyödyn.

Pohjoismaat ovat suunnannäyttäjiä tässäkin uudessa teknologiassa. Jokaisessa niistä on esimerkiksi käynnissä erilaisia projekteja, joissa hiilidioksidia jatkojalostetaan erilaisiksi hiilivetytuotteiksi. Näitä ovat esimerkiksi tanskalainen BioCat Project, norjalainen Nordic Blue Crude, islantilainen Carbon Recycling International ja suomalainen Soletair Power.

Hyvä esimerkki poikkeuksellisen uraauurtavasta ratkaisusta on puolestaan suomalainen Solar Foods, joka tekee uusiutuvan energian avulla vedestä ja hiilidioksidista ihmisravinnoksi kelpaavaa proteiinia ilman tarvetta peltopinta-alalle.

Lisäksi Pohjoismaista löytyy jo paikkansa vakiinnuttaneita liiketoimintoja, jotka uusiokäyttävät hiiltä. Niihin kuuluu esimerkiksi ruotsalainen yhteisprojekti, jossa bioetanolivalmistaja Lantmännenin sivutuotehiilidioksidi viedään putkia pitkin naapuri AGA:n tiloihin, joissa siitä tehdään hiilihappoa.

Teoriassa hiilidioksidin hyödyntämisteknologioita käyttämällä on mahdollista tehdä kaikkia samoja materiaaleja kuin fossiilisella hiilelläkin. Yllä mainittujen polttoaineen ja ruoan lisäksi valtava potentiaali piilee tietenkin kemianteollisuudessa, jossa hiilidioksidista voidaan jatkojalostaa erilaisia hiilivetypohjaisia tuotteita muovimateriaalit mukaan lukien.

Lisäksi hiilidioksidia voidaan käyttää betonin kovetusaineena mineraalikarbonoinniksi kutsutun prosessin avulla. Se sitoutuu tuolloin betoniin pystyvästi, mikä huomattavasti kompensoi betoniin tarvittavan sementin valmistuksessa syntyviä hiilidioksidipäästöjä.

Factories
Hiilidioksidin uusiokäytöllä on paljon potentiaalia ja sillä voidaan vähentää fossiilisen hiilen louhintaa. Yksinään se ei kuitenkaan riitä ihmelääkkeeksi ilmastonmuutosta vastaan.

Tulevaisuuden ratkaisijat tarvitsevat investointeja

Hiilidioksidin hyötykäyttö on osa suurta murrosta, jonka ilmastonmuutos yhteiskunnassamme on laittanut alulle. Maailmalla etsitään nyt kuumeisesti erilaisia teknologioita, joilla fossiilisten hiilivetyjen käyttöä voidaan korvata ja vähentää hiilidioksidipäästöjä.

Jotta alussa esitelty utopia voisi käydä toteen, tarvittaisiin paljon paitsi poliittista tahtoa, myös investointeja. Tässä valtavan laajassa markkinoiden murroksessa pienet, innovatiiviset toimijat voivat ketteryytensä ansiosta saada aikaan potentiaaliltaan valtavia ratkaisuja, mutta ne tarvitsevat toimiakseen rahoitusta – myös riskirahaa.

Nykyinen maailmanaika voisi olla erinomainen hetki sijoittaa hiilen hyötykäyttöön liittyviin innovaatioihin. On aivan mahdollista, että ne nousevat tulevaisuudessa nykypäivän öljyjättien kokoisiksi toimijoiksi. Samalla voisi oman sijoitustoiminnan kautta osallistua ilmastonmuutoksen vastaiseen taisteluun.
 

Funds Magazinella on nyt oma sovellus - hae se täältä!

MyInvest-sovellus tarjoaa suomalaisille sijoittajille ajankohtaisia juttuja rahastoista, sijoitusmarkkinoista ja kestävästä säästämisestä.

Oletko valmis sukeltamaan sijoittamisen kiehtovaan maailmaan?