Sementtitehtaan päästöistä polttoainetta? Lappeenrannassa suunnitellaan harvinaislaatuista pilottilaitosta – Professori: "Olemme suuren äärellä"

Synteettisesti valmistettaville polttoaineille on maailmalla nyt kova kysyntä, sanoo Lut-yliopisto.

Synteettinen polttoaine
Finnsementti.
Sementintuotannossa iso osa hiilidioksidipäästöistä aiheutuu sementin raaka-aineen, kalkkikiven polttamisesta. Kuvassa Finnsementin Lappeenrannan-tehdas.Kari Saastamoinen

Lappeenrannassa viritellään koko maailman mittapuulla poikkeuksellista teollisuushanketta.

Lut-yliopisto ja joukko suomalaisyrityksiä selvittävät, voitaisiinko sementti- ja kemiantehtaiden jätekaasuista valmistaa fossiilista öljyä korvaavia polttoaineita esimerkiksi rekoille, laivoille ja lentokoneille.

Homma toimisi käytännössä näin:

  • polttoaineet ovat kemialliselta koostumukseltaan hiilivetyjä, eli niihin tarvitaan hiiltä ja vetyä
  • tässä tapauksessa hiiltä saataisiin nappaamalla hiilidioksidia talteen Finnsementin Lappeenrannan-tehtaan savupiipusta
  • vety otettaisiin talteen Joutsenossa Kemiran tehtaalta
  • hiili ja vety yhdistettäisiin synteesilaitoksessa, joka sijoittuisi Kemiran tehtaan kupeeseen Joutsenoon
  • lopputuote olisi synteettistä metanolia, jota voisi jatkojalostaa bensaksi, dieseliksi ja lentokerosiiniksi

Lut-yliopisto on tutkinut asiaa laboratoriomittakaavassa vuodesta 2017 lähtien. Tekniikka on todettu toimivaksi pienessä koelaitoksessa.

Lue tarkemmin synteettisten polttoaineiden valmistuksesta:

Mullistava teknologia saattaa tehdä pian läpimurron: Sellutehtaiden savukaasuista voisi valmistaa polttoainetta koko Suomen autoille

Lut-yliopiston dekaanin, professori Jarmo Partasen mukaan nyt selvitetään, miten tuotanto saataisiin laajennettua teknisesti ja taloudellisesti kannattavasti teolliseen mittakaavaan.

– Suomen pitää olla tässä asiassa keulilla. Teollisen mittaluokan pilotti tuo osaamista, jolla voidaan ottaa isoja askeleita, hän sanoo.

Jos pilottilaitos päätetään selvitysten jälkeen rakentaa, se voisi tuottaa synteettistä metanolia 27 000 tonnia vuodessa. Se tarkoittaa, että laitokselta lähtisi kaksi täysperävaunullista rekkaa metanolia päivässä.

Päätöksiä pilottilaitoksen etenemisestä on määrä tehdä noin vuoden kuluttua.

Jarmo Partanen, dekaani, LUT-yliopisto
Synteettisten polttoaineiden valmistus ja teknologian kehittäminen ovat isoja mahdollisuuksia Suomen teollisuudelle, arvioi Lut:n dekaani Jarmo Partanen.Markku Pitkänen / Yle

Maailmalla valtava kysyntä

Ilmastonmuutoksen hillinnässä liikenne on yksi vaikeimmista rasteista. Henkilöautoilu voidaan kenties sähköistää, mutta pitkiä matkoja taittavat rekat, laivat ja lentokoneet ovat selvästi hankalampi kysymys.

Tämän takia synteettisesti valmistettaviin, hiilineutraaleihin polttoaineisiin kohdistuu nyt valtavia odotuksia eri puolilla maailmaa.

Jos idea saadaan toimimaan Suomessa teollisessa mittakaavassa, ilmastonmuutoksen hillintä voisi helpottua ja samalla suomalaisyrityksille voisi syntyä merkittävää teknologiavientiä.

Lut-yliopiston johdolla tehtävää selvitystyötä rahoittaakin joukko Suomen merkittävimpiä yrityksiä, kuten Wärtsilä, Neste, Kemira, Finnair, St1 sekä sementtivalmistaja Finnsementti.

Mukana on myös öljyjätti Shell, joka aikoo laajentaa liiketoimintaansa synteettisiin polttoaineisiin.

Partasen mukaan yritysten kiinnostus selvitystä kohtaan on ollut poikkeuksellisen suurta. Kaikki halukkaat eivät mahtuneet mukaan.

– Yritykset näkevät, että tässä on avautumassa iso maailmanmarkkina. Nyt ei ratkota ainoastaan Suomen energiakysymyksiä, vaan koko maailman energiakysymyksiä ja vieläpä vientinäkökulmasta, Partanen painottaa.

Osa haluaa vähentää päästöjään, osa viedä teknologiaa

Firmoilla on erilaisia syitä olla mukana. Esimerkiksi Finnairia houkuttaa ymmärrettävästi ajatus hiilineutraaleiden polttoaineiden käyttämisestä omissa lentokoneissaan.

Neste ja St1 taas ovat polttoaineiden jalostajia ja jakelijoita. Niille synteettiset polttoaineet toisivat uusia tuotteita biopolttoaineiden rinnalle. Wärtsilää kiinnostaa teknologian vienti.

Finnsementti taas on mukana hankkeessa ennen kaikkea hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Lappeenrannan sementtitehtaalla päästöjä on leikattu muun muassa siirtymällä fossiilisista polttoaineista kierrätyspolttoaineisiin.

Sementintuotannossa leijonanosa päästöistä syntyy kuitenkin sementin raaka-aineen, kalkkikiven polttamisesta. Kalkkikivelle ei toistaiseksi ole täyttä korvaajaa sementin valmistuksessa.

– Raaka-aineista johtuen hiilidioksidin talteenotto on meille olennainen tulevaisuuden menetelmä. Pelkkä hiilidioksidin talteenotto ei riitä, tarvitaan myös hiilidioksidin teollista hyödyntämistä, kertoo tuotantojohtaja Jussi Puustinen.

Sementtiä käytetään betoniteollisuudessa betonin sideaineena. Puustisen mukaan betonituotteiden valmistajat ovat tätä nykyä hyvin kiinnostuneita sementin hiilijalanjäljestä.

Pidemmällä tähtäimellä Finnsementillä on myös päästökaupan vuoksi intressi leikata hiilidioksidipäästöjä.

Vielä tätä nykyä Finnsementti saa päästöoikeudet ilmaiseksi hiilivuotoriskin vuoksi, mutta vuonna 2021 alkavalla päästökauppakaudella ilmaisjako pienentyy. Myös päästöoikeuksien hinta todennäköisesti nousee jatkossa.

– Jokainen hiilidioksiditonni tulee olemaan tulevaisuudessa nykyistä kalliimpi. Jos emme pääse pitkällä tähtäimellä isoihin askelmuutoksiin, se on meille tietysti kustannushaaste.

Puustinen odottaa selvitystyöstä vastauksia esimerkiksi siihen, kuinka paljon sementtitehtaan hiilidioksidista voitaisiin napata talteen. Alustava arvio on Lut:n mukaan noin kymmenen prosenttia.

Lisäksi Finnsementtiä kiinnostaa, kuinka paljon tehtaan pitäisi investoida hiilidioksidin talteenottoon ja varastointiin

Kemira Chemicals Joutsenon tehdas.
Kemiran Joutsenon-tehtaalla syntyy ylijäämävetyä tuotannon sivutuotteena. Kari Kosonen / Yle

Aiempi hanke kaatui kannattamattomana

Teollisen mittakaavan pilottilaitoksen rakentaminen ei vielä ole läpihuutojuttu. Laitos maksaisi Lut:n arvion mukaan noin 40–50 miljoonaa euroa.

Muutama vuosi sitten hieman vastaavanlainen, synteettisen metaanin, laitoshanke kaatui taloudellisesti kannattamattomana.

Mikä on toisin tällä kertaa?

Lut:n Jarmo Partanen painottaa, että nyt lopputuotteena syntyy metaani-kaasun sijaan nestemäistä metanolia. Sille on jo valmiiksi olemassa maailmanmarkkinat ja kysyntä.

– Metanolin ja sen jatkojalosteiden globaali kysyntä liikennepolttoaineena on aivan toisella tasolla. Metanolin kohdalla ilmastomuutosta kiihdyttävien prosessihäviöiden rooli on myös vähäinen verrattuna metaaniin. Lisäksi laitepuolella on ollut teknologista kehitystä ja kustannuskehitystä, Partanen sanoo.

Varsinaisen synteesilaitoksen rakentaminen olisi energiayhtiö St1:n harteilla.

Partanen arvioi, että pilottilaitos tarvitsee yhteiskunnalta tukea, jotta se saadaan kannattavaksi. Yksi mahdollisuus olisi myös hyväksyä synteettinen metanoli mukaan liikenteen biopolttoaineiden jakeluvelvoitteeseen, mikä synnyttäisi tuotteelle kysyntää.

Pääministeri Sanna Marinin (sd.) hallituksen ohjelmassa lukee, että "hiilineutraalien, synteettisten polttoaineiden pilotointia ja tuotannon käynnistämistä edistetään". Edistämiskeinot ja mahdolliset tukirahat ovat kuitenkin vielä auki.

Työ- ja elinkeinoministeriöstä arvioidaan, että tämänkaltaisille teollisuuden hankkeille voisi olla tarjolla rahoitusta myös EU:n komission massiivisen Green Deal -paketin myötä.

Lut:lle teollisen mittakaavan pilottilaitoksen toteutuminen on ykköstavoite, sillä tutkimustyölle halutaan mahdollisimman suurta vaikuttavuutta.

– Tässä ollaan suuren äärellä, jos tämä saadaan onnistumaan, varmasti poksautetaan, Partanen sanoo.

Lue myös:

Mullistava teknologia saattaa tehdä pian läpimurron: Sellutehtaiden savukaasuista voisi valmistaa polttoainetta koko Suomen autoille

Suomalaistutkijat valmistavat aurinkosähköllä raakaöljyä ilmasta – Mullistava koelaitos käynnistyi Lappeenrannassa