Kaupallinen yhteistyö Fortum

Teknologia hiilidioksidin talteenottoon on jo olemassa, mutta tuleeko siitä kannattavaa?

Norjassa toivotaan hiilidioksidin varastoinnista kannattavaa liiketoimintaa, suomalaistutkijaa kiinnostaa enemmän talteenotetun CO2:n hyödyntäminen uusiksi tuotteiksi. Teknologian kehittämiseen tarvitaan vielä taloudellisesti tuettuja pilottihankkeita, kuten Fortum Varmella Oslossa. VAPAA LUKUOIKEUS

Fortum
Maapallo Fortumin pääkonttorin aulassa näyttää, miten hiilidioksidivirrat liikkuvat ilmakehässä. Punaisinta on Kiinan ja itäisen Euroopan yllä.

”Kyseessä on oikeastaan sama asia, jota on sanottu aurinkovoimasta, tuulivoimasta ja akuista: ei ole taloudellisesti kannattavaa, ei siitä synny bisnesmallia, liian kallista, vaatii liikaa tilaa. Aluksi se onkin ­– vaatii tukea ja rahoitusta, jotta syntyy volyymia ja isoja kehitysaskeleita. Olen varma, että näemme samanlaisen kustannuskäyrän kuin aurinkovoimassa ja akuissa.”

Näin sanoo Jannicke Bjerkås hiilidioksidin talteenotto- ja varastointiteknologia CCS:stä. Bjerkås johtaa Fortum Oslo Varmen CCS-pilottiprojektia, jossa on tarkoitus kaapata talteen savukaasujen hiilidioksidi laitoksesta, joka tuottaa jätteestä sähköä ja kaukolämpöä oslolaisille.

Projektissa ovat mukana myös hiilidioksidin talteenottoteknologiaan erikoistunut valtionyhtiö Gassnova sekä öljy-yhtiöt Equinor, Shell ja Total, jotka vastaavat CO2:n kuljetuksesta merenpohjavarastoon.

”Tutkimusvaiheen olemme jo ohittaneet, nyt meidän pitää rakentaa laitos ja oppia kokemuksista”, sanoo Jannicke Bjerkås Fortumin Oslon CCS-pilottiprojektista.

Pilottiprojektin alkuvaiheesta on nyt toimitettu raportti Norjan energiaministeriöön. Laitoksen toteutus vaatii päätöksen jatkorahoituksesta, jota odotetaan ensi vuoden aikana. Jos tämä aikataulu pitää, laitos voisi olla toiminnassa syksyllä 2024.

”Teknologiapuolella case on jo kypsä, tiedämme että teknologia toimii ja laitos käyttää hyvin tunnettuja komponentteja. Innovointia vaativa osa on olemassa olevan voimalan ja uuden laitoksen integrointi. Suunnittelemme myös tässä prosessissa syntyvän lämmön hyödyntämistä kaukolämpönä ja siinä näemme todennäköisesti kehitystä, parempia ja edullisempia ratkaisuja”, kertoo Bjerkås.

Tavoitteena hiilinegatiivinen prosessi

Fortumin ja Oslon kaupungin yhteisyritys Oslo Varmella on maan suurin kaukolämpölaitos, joka polttaa 400 000 tonnia jätettä vuodessa ja tuottaa yhtä monta tonnia hiilidioksidia – tämä 400 000 tonnia on myös otettavissa talteen. Jos CO2:n talteenotto saadaan toimimaan, prosessi on vahvasti hiilinegatiivinen, koska jäte on 58-prosenttisesti bioperäistä.

CCS:n kustannushaasteita ovat sen vaatima runsas sähkönkulutus sekä hiilidioksidin kuljetus- ja varastointikustannukset.

”Hyödynnämme jätteenpolttolaitoksessa syntyvää höyryä, mutta CCS-prosessi vaatii silti paljon energiaa. Energiatehokkaampi prosessi on myös jotakin, mitä voimme edelleen kehittää. Tutkimusvaiheen olemme jo ohittaneet, nyt meidän pitää rakentaa laitos ja oppia kokemuksista.”

Kustannushaaste on sekin, että Oslo Varme ei kuulu EU:n päästökauppajärjestelmään, kuten maan teollisuus. Siksi yrityksellä ei tällä hetkellä ole taloudellisia kannustimia CO2:n talteenottamisellelle.

”Koska tämä on ensimmäinen täysimittainen projekti, se on myös kallein. Voimme olettaa, että seuraava projekti on edullisempi. Siihen asti kunnes saamme teknologian kypsempään vaiheeseen, tarvitsemme ulkopuolista rahoitusta”, Bjerkås sanoo.

Norjan valtio on ollut halukas tukemaan pilottihankkeita, koska sitä kiinnostaa nimenomaan CO2:n varastointi merenpohjaan. Norjan länsirannikolla on runsaasti entisiä öljy- ja kaasualtaita, joihin mahtuisi yllin kyllin CO2:ta muualtakin Euroopasta.

 Alkuinnostuksesta realismiin

Hiilidioksidin talteenottoteknologiat ovat tähän asti noudattaneet samanlaista hypekäyrää kuin moni muukin innovaatio: Ensin niistä innostutaan valtavasti ja odotetaan teknologian  ratkaisevan kaikki ongelmat, tässä tapauksessa poistavan ilmastonmuutosta kiihdyttävät CO2-päästöt. Innostusvaihetta seuraa pettymys ja paluu maan pinnalle. Sen jälkeen kehitystyö jatkuu realistisemmin odotuksin.

”Eurooppa on edelläkävijä hiilidioksidin talteenoton kehittämisessä ja Suomi on hyvää eurooppalaista tasoa. Viisi-kymmenen vuotta sitten oli buumi, jossa CCS:ssä nähtiin enemmän mahdollisuuksia, sitten tuli takapakkia ja nyt ollaan taas lähdössä uudelleen liikkeelle”, kuvaa tilannetta kestävyystieteen apulaisprofessori Jarkko Levänen Lappeenrannan-Lahden teknillisestä yliopistosta.

Jos ilmaston lämpeneminen halutaan pitää tavoitteiden mukaisessa 1,5 asteessa, tämä edellyttää globaalisti merkittäviä, vuositasolla 7–14 Gt:n hiilidioksidin talteenottovolyymejä. Tämä taas vaatisi 5000–10 000 CCS-laitosta vuoteen 2050 mennessä.

Näistä luvuista ollaan vielä kaukana. Neljä viidestä maailman CCS-hankkeesta on demo- tai pilotointivaiheessa, ja suuren mittakaavan hankkeita on menossa vasta kymmenkunta. Tällä hetkellä hiilidioksidia otetaan vuosittain talteen noin 0,04 Gt.

Hiilidioksidin talteenoton kriitikot ovat esittäneet, että jos CCS tulee laajasti käyttöön, se voi hidastaa fossiilienergiasta luopumista ja siten tekohengittää nykyisiä saastuttavia energiajärjestelmiä.

Levänen näkee, että ilmastonmuutosta pitää lähestyä useilla eri strategioilla samanaikaisesti. Tärkeintä on vähentää päästöjä radikaalisti. 

”Samaan aikaan meidän tulee kuitenkin kehittää ja ottaa nopeasti käyttöön teknologioita, jotka leikkaavat syntyviä päästöjä tehokkaasti ja mahdollistavat niin kutsutut negatiiviset päästöt. Fakta kuitenkin on, että erityisesti kehittyvät maat tulevat käyttämään vielä pitkään fossiilista teknologiaa ja CCS voi siten auttaa syntyvien haittojen vähentämisessä merkittävästi”, sanoo Levänen.

Parin vuoden takaisessa tieteellisessä artikkelissa arvioidaan, että hiilidioksidin talteenotosta tulee taloudellisesti kannattavaa, kun CO2-tonnin hinta päästökaupassa nousee 65–75 euroon. Nykytaso ei ole vielä ylittänyt 30 euroa. Kehitystä kohti kannattavaa liiketoimintaa tukee myös teknologian kustannusten lasku sen yleistyessä.

”Luulen, että kannattavuus saavutetaan sitä kautta, että CO2-tonnin hinta nousee. Tämä tapahtuu, kun alkaa olla poliittista tahtotilaa ja teollisille osapuolille alkaa olla sitovaa osallistua päästökauppamekanismiin. Nämä yhdessä alkavat luoda painetta, jolla CCS tulee kilpailukykyiseksi.”

CO2 voi olla myös bisnesmahdollisuus

Levänen painottaa, että hiilidioksidi ei ole ainoastaan ongelma, vaan se voi olla myös liiketoimintamahdollisuus. Tähän ajatteluun perustuu CCU-teknologia, jossa hiilidioksidi talteenoton lisäksi myös hyödynnetään jollakin tavalla, esimerkiksi raaka-aineena uusille tuotteille.

Mikä hiilen talteenotto?

  • CCS: carbon capture and storage, hiilidioksidin talteenotto ja pitkäaikainen varastointi
  • CCU: carbon capture and utilization, hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen uusissa tuotteissa
  • Nettohiilinegatiivinen: tuote tai prosessi, joka sitoo enemmän hiilidioksidia kuin päästää sitä ilmakehään

Jos CO2 yhdistetään teräksentuotannon sivuvirtoihin, voidaan tuottaa kalsiumkarbonaattia täyte- tai päällysteaineeksi paperiteollisuuteen ja näin vähentää kalkkikiven tarvetta. Toinen vaihtoehto on bio-CCS, jossa biomassoja raaka-aineena hyödyntävässä energiantuotannossa syntyvä hiilidioksidi otetaan talteen ja muokataan edelleen korkeamman jalostusasteen tuotteiksi.

Yksi jalostusmahdollisuus ovat synteettiset polttoaineet, joissa yhdistetään kemiallisessa synteesissä hiilidioksidista saatava hiili ja vedestä saatava vety. Näin syntyy esimerkiksi synteettistä metanolia, metaania ja dimetyylieetteriä, joita voidaan käyttää polttoaineina tai kemianteollisuuden raaka-aineina.

 CCU-teknologioiden potentiaaliksi on arvioitu, että niillä voisi vuositasolla sitoa 2–10 gigatonnia CO2:ta vuoteen 2050 mennessä. Tämä ei ole vielä kovin suuri siivu vuotuisista päästöistä.

”Eivät nämä määrät silti mitättömiä ole. On hyvä pitää mielessä, että kun edetään päästövähennysten tiellä, hiilidioksidin sitomisen suhteellinen osuus kasvaa jatkuvasti”, sanoo Levänen.

CCU-teknologioista on myös olemassa pilottihankkeita, mutta niiden kaupallistaminen ei ole yhtä lähellä kuin CCS:n.

CCU:n hyödyntämisen tiellä on myös lainsäädännöllisiä esteitä. Tällä hetkellä nimittäin CO2:n talteenotto- ja varastointilaitosten ei tarvitse palauttaa päästöoikeuksia EU:n päästökaupassa, mutta CCU-laitoksilla tällaista poikkeusta ei ole. EU-lainsäädännön termistö on otettu muun muassa Suomessa lähes sellaisenaan käyttöön, ja siinä CCS määritellään teknologiaksi, jolla hiilidioksidi otetaan talteen ja varastoidaan sen jälkeen maahan tai merialueelle. 

”Tämä on varmaankin tehty hyvässä tarkoituksessa, mutta se lukitsee teknologian kehitystä todella paljon: jos CO2 sidotaan vaikkapa kasveihin, maahan tai teollisuuden sivuvirtoihin, näitä ei lasketa automaattisesti samalla tavalla”, Levänen sanoo.

Markkinapaikka hiilidioksidin poistolle

Uusia liiketoimintamahdollisuuksia etsii myös Puro.earth, Fortumin omistama startup-yritys, joka on rakentanut maailman ensimmäisen hiilidioksidin poiston markkinapaikan. Puron perustana toimi havainto, jonka mukaan jo nyt on olemassa yrityksiä, joiden tuotteet perustuvat nettohiilinegatiivisen prosessiin – ne siis sitovat enemmän hiilidioksidia kuin päästävät sitä.

”Tärkeintä on, että sidotun hiilidioksidin määrä pystytään mittaamaan ja se on varmistettavissa. Yhtä tärkeää on myös, että hiilidioksidi pysyy riittävän kauan poissa kierrosta. Puro-markkinapaikan sääntöjen mukaan minimiaika on 50 vuotta, mutta tällä hetkellä käytössä olevissa menetelmissä poistetaan hiilidioksidia kierrosta vähintään 60 vuodeksi”, kertoo Puron tarjonnan kehittämisestä vastaava Marianne Tikkanen.

Puron kumppaneiksi on tähän mennessä päätynyt biohiilen ja CLT-hirsielementtien tuottajia. Nämä hiiltä sitovat lopputuotteet ovat niin arvokkaita, että se takaa pitkän käyttöiän.

Puro ja Den Norske Veritas verifioivat toimijan prosessin ja myöntävät sille CORC-poistosertifikaatteja. Näitä sertifikaatteja myydään siitten huutokaupassa yrityksille, jotka haluavat neutraloida päästöjään. CO2-tonnin hinnalla päästökaupassa viitataan yleensä oikeuteen tuottaa 1 tonnin hiilidioksidipäästö. Puron tavoitteena on, että myös ilmakehästä poistetulle hiilidioksidille muodostuu markkinahinta.

CO2:n poisto osaksi päästökauppaa?

Puron sertifikaattien myyjien ja ostajien joukkoon kuuluu tällä hetkellä 23 yritystä. Tässä kyseessä on päästökaupan ulkopuolisten toimijoiden markkina, joka on vahvassa kasvussa maailmalla.

”Esimerkiksi verkkomaksualusta Stripe ja verkkokauppa Shopify ovat ilmoittaneet käyttävänsä miljoonia dollareita nettonegatiivisten päästöjen kasvattamiseen. Parhaillaan on meneillään keskustelu, ketkä muut lähtevät mukaan. Tämä on tosi kiinnostavaa liikehdintää kysyntäpuolella”, arvioi Puron huutokauppajärjestelyistä vastaava Antti Vihavainen.

”Meillä on ollut hämmästyttävän paljon kysyntää Brysselin suuntaan: pohditaan, miten hiilidioksidin sidonnan saisi jonakin päivänä osaksi päästökauppaa”, Vihavainen jatkaa.

Päästöjen vähentäminen on suhteellisen helppoa alkuun, kun lähtötaso on korkea, mutta nollaan on lähes mahdoton päästä ilman jonkinlaista neutralointia. Suosituin kompensointivaihtoehto metsän istuttaminen ei kuitenkaan takaa, miten pitkäksi aikaa hiilidioksidi sitoutuu pois kierrosta.

Puro on vasta käynnistänyt toimintansa, mutta tavoitteena on mahdollisimman suuri skaalautuvuus. Parhaassa tapauksessa hiilensidonnasta tulevat lisätulot laskevat hiilinegatiivisten tuotteiden hintaa, lisäävät niiden kysyntää ja hiilidioksidia saadaan pois kierrosta entistä enemmän.

”Ensi vaiheessa haluamme tehdä tästä yhtä ison jutun kuin EU:n päästökauppa on – se olisi ensimmäinen virstanpylväs”, sanoo Marianne Tikkanen.

Heidi Hammarsten

Piditkö artikkelista?

Rekisteröidy ja kokeile MustReadia 14 päivää maksutta