Hiilidioksidin talteenotto aluksilla ja kierrätys e-metanolin valmistukseen – Meriliikenteen päästöjen hallinta ja hyödyntäminen
Meriliikenne kattaa yli 80 prosenttia maailmanlaajuisesta rahdista ja suuret liikennemäärät aiheuttavat merkittäviä hiilidioksidipäästöjä. Kansainvälisen merenkulkujärjestön IMO:n tavoitteet meriliikenteen päästöjen vähentämiseksi luovat mahdollisuuksia meriliikennettä tukevan teollisuuden innovaatioihin ja kehitystyöhön päästötavoitteisiin pääsemiseksi. Alusten aiheuttamien päästöjen vähentäminen on globaali haaste, jonka ratkaisemiseksi tarvitaan kehitystyötä ja investointeja kokonaisvaltaisten, koko sektoria palvelevien ratkaisujen löytämiseksi.
Vaihtoehtoisten polttoaineiden avulla kohti vähähiilistä merenkulkua
Yhtenä vaihtoehtona meriliikenteen päästöjen vähentämiseksi on pidetty vetyä ja siitä valmistettavien, vaihtoehtoisten polttoaineiden kuten e-metanolin, e-metaanin ja e-ammoniakin käyttöä. Vedystä valmistettua e-metaania tai e-metanolia voidaan käyttää alusten polttoaineena. E-metaanin tai e-metanolin valmistukseen vedystä tarvitaan jokin hiilidioksidin lähde. Näiden polttoaineiden käyttö yhdistettynä aluksella tapahtuvaan hiilidioksidin talteenottoon on varteenotettava keino vähentää meriliikenteen hiilidioksidipäästöjä, sekä tulevaisuudessa palauttaa talteen otettu hiilidioksidi käytettäväksi uudelleen esimerkiksi e-metanolin valmistuksessa.
E-metanoli on yksi vaihtoehtoisista, vedystä valmistettavista polttoaineista. Se on kemialliselta rakenteeltaan vastaava kuin fossiilisista lähteistä tuotettu metanoli. Suurimpana erona e-metanolin ja fossiilisen metanolin tuotannossa on se, että e-metanolin tuotanto perustuu elektrolyysillä tuotetun vedyn ja talteenotetun hiilidioksidin yhdistämiseen. Olennaista e-metanolin tuotannossa on uusiutuvilla energianlähteillä tuotetun sähkön käyttäminen vedyn elektrolyysissä, ja uusiutuvista lähteistä peräisin oleva tai talteenotettu hiilidioksidi. Näiden avulla e-metanoli voidaan määritellä hiilineutraaliksi.
Riippumatta metanolin alkuperästä, sitä voidaan käyttää polttoaineena meriliikenteessä, ja sen käytöllä on mahdollista vähentää meriliikenteen päästöjä merkittävästi verrattuna perinteisiin alusten käyttämiin polttoaineisiin, joita ovat raskas polttoöljy, matalarikkinen polttoöljy ja meridiesel. Metanolin haaste polttoainekäytössä on kuitenkin sen vähäinen energiasisältö verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin, joka aiheuttaa sitä polttoaineenaan käyttävien alusten kantaman puolittumisen, mikäli polttoainekapasiteettia ei ole mahdollista kasvattaa.
Päästöjen vähentäminen hiilidioksidin talteenoton avulla
Hiilidioksidin talteenottoa voidaan pitää varteenotettavana menetelmänä meriliikenteen päästöjen vähentämisessä. Tilanteissa, joissa vaihtoehtoisten polttoaineiden käyttö ei ole mahdollista teknisesti, kustannustehokkaasti tai yksinkertaisesti niiden saatavuuden vuoksi, hiilidioksidin talteenotto tarjoaa mahdollisuuden vähentää alusten tuottamia hiilidioksidipäästöjä verrattain vähäisin kustannuksin tai teknisin muutoksin. Hiilidioksidin talteenotolle on olemassa useita eri menetelmiä, mutta nykytiedon valossa hiilidioksidin talteenotto pakokaasusta (post-combustion capture) on parhaiten sovellettavissa alusympäristöön.
Hiilidioksidin uusiokäyttö – uhka vai mahdollisuus?
Hiilidioksidista tuleva mielikuva liittyy monesti ilmaston kannalta haitallisiin vaikutuksiin. Hiilidioksidipäästöjen hyödyntäminen onkin jäänyt julkisuudessa vähemmälle huomiolle keskusteltaessa hiilidioksidin loppusijoituksesta. Hiilidioksidia käytetään jo nykyään laajamittaisesti teollisuudessa ja sen käyttö tulee kasvamaan merkittävästi jos, ja kun vetytalous etenee erilaisten sähköpolttoaineiden kautta, joiden valmistukseen tarvitaan vetyä ja hiilidioksidia. Hiilidioksidin hinta on ollut nousujohteinen ja hiilidioksidin saatavuus on haaste vedyn jatkojalosteita valmistaville yrityksille. E-metanolin valmistuksessa kolmanneksi suurin kuluerä on ostettu hiilidioksidi.
Talteenottojärjestelmien ansiosta hiilidioksidi voidaan ottaa talteen ja varastoida esimerkiksi ehtyneisiin kaasu- tai öljytaskuihin merenpohjan alle, mutta sitä voidaan käyttää myös raaka-aineena lukuisissa eri prosesseissa, kuten esimerkiksi e-metanolin tai betonin valmistuksessa. Palauttamalla meriliikenteestä kerätty hiilidioksidi kiertoon, sen sijaan että se varastoidaan lopullisesti, on mahdollista luoda niin sanottuja viherkäytäviä merireiteille, joissa hiilidioksidi otetaan talteen ja hyödynnetään arvokkaana raaka-aineena.
Voit lukea lisää meriliikenteen päästöjen vähentämisestä ja hiilidioksidin hyödyntämisestä opinnäytetyöstäni Carbon capture and utilisation in the maritime sector – Decarbonization of the maritime sector with e-methanol and carbon capture (https://www.theseus.fi/handle/10024/882595).
Lähde:
Antti Salo, 2025. Carbon capture and utilisation in the maritime sector – Decarbonization of the maritime sector with e-methanol and carbon capture. https://www.theseus.fi/handle/10024/882595 Viitattu 16.4.2025.