Ratkaisu: ilmasta polttoainetta

Aurinkoa tai tuulta, vettä ja hiiltä – siinä raaka-aineet öljyn korvaavaan, päästöttömään polttoaineeseen. Tuulesta temmattu ajatus? Ei lainkaan.

Yksi päästöttömän energiajärjestelmän kantavista ajatuksista on varastoida energiaa hiilidioksidista ja vedestä valmistettuihin hiilivetyihin, kuten maakaasuun, bensaan tai dieseliin. Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja VTT:n yhteistyössä kehittämä Soletair-koelaitos on tehty tähän tarkoitukseen. Tutkitussa menetelmässä kaikki raaka-aineet saadaan käytännössä ilmasta.

Kyseessä on yksikertainen idea, jossa yhdistetään olemassa olevaa teknologiaa: hiilidioksidin talteenottoa, vedyntuotantoa ja näiden synteesejä erilaisiksi lopputuotteiksi.

Hiilineutraali hiilivety, onko sellaista?

Soletair-laitoksessa on kolme peräkkäistä laitteistoa. Ensimmäinen laitteisto erottaa vedyn vedestä. Apuna käytetään elektrolyysiä, jossa aurinko- tai tuulisähköstä tuotetun sähkövirran avulla vesimolekyylit hajotetaan vety- ja happikaasuiksi. Sähkö saadaan LUT:n katolla sijaitsevasta aurinkovoimalasta.

Toinen laitteisto kaappaa prosessissa tarvittavan hiilen talteen ilmasta. Kolmas laitteisto yhdistää vedyn ja hiilen hiilivedyiksi eli polttoaineeksi. Se tapahtuu synteesin kautta. Synteesissä kahdesta tai useammasta raaka-aineesta muodostuu uusi yhdiste. Hiilivetyjä syntyy, kun vety ja hiilidioksidi reagoivat keskenään korkeassa paineessa ja lämpötilassa.

Järjestelmässä tapahtuva energiatuotanto on hiilidioksidin suhteen neutraali, koska tällä tapaa valmistettujen polttoaineiden päästöt otetaan uudestaan käyttöön hyödyntämällä ne energiajärjestelmän hiilenlähteenä.

Prosessin lopputuotteena syntyy siis uusiutuvaa ja hiilineutraalia raakaöljyä, mistä voidaan valmistaa bensaa, dieseliä, kerosiinia sekä muovien ja lääkkeiden raaka-aineita.

Kirkkaalta nesteeltä näyttävä lopputuote kelpaa kemiallisilta ominaisuuksiltaan sellaisenaan jalostamolle. Koelaitos tuottaa myös kiinteää, vahamaista tuotetta, joka muistuttaa perinteistä parafiinikynttilää.

Fossiilisista raaka-aineista vapaa tulevaisuus tehdään tänään

Kesän ajan tuotannossa ollut Soletair-laitos tuotti tutkimuskäyttöön 200 litraa polttoaineita ja muita hiilivetyjä. Kyseessä on lajissaan ainut koelaitos, jossa koko prosessiketju aurinkovoiman tuotannosta hiilivetyjen valmistukseen tapahtuu yhdessä paikassa.

Tavoitteena on, että ilmasta tehty polttoaine pistää tulevaisuudessa liikkeelle niin laivat kuin lentokoneetkin. Tarvittaessa polttoaineet voidaan muuttaa voimalaitoksissa takaisin sähköksi.

Käytännössä ilmasta tuotetulla raakaöljyllä voidaan korvata fossiilinen raakaöljy, joka on vielä nykyäänkin maailman tärkein energianlähde. Fossiilisena polttoaineena sen käyttö lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta, mikä aiheuttaa ilmastonmuutosta. Lisäksi öljyvarojen riittävyydestä ei ole tarkkaa tietoa, joten korvaavia raaka-aineita tarvitaan kipeästi.

Jotta ilmastonmuutos saadaan aisoihin, on energiantuotannon oltava päästötöntä vuonna 2050. Tämä tavoite on kirjattu kansainvälisiin sopimuksiin.

Liikenteen aiheuttamiin päästöihin voidaan vaikuttaa sähköistämällä ajoneuvot, mutta raskas meriliikenne, lentoliikenne ja kemianteollisuus tarvitsevat jatkossakin hiilivetyjä. Ratkaisuna on luoda liikennepolttoaineita ilman fossiilisen hiilen käyttöä.