Hiilidioksidin monet mahdollisuudet biokaasulaitoksilla – Päijät-Hämeessä tutkitaan päästöhiilidioksidin kierrätyskonseptia

LAB-ammattikorkeakoulu (LAB), LUT-yliopisto (LUT) ja Lahden Seudun Kehitys LADEC tutkivat Päijät-Hämeessä alueellista päästöhiilidioksidin kierrätyskonseptia. Kierrätyshiilidioksidin (biohiilioksidi) hyödyntämiseen tähtäävä talteenotto- ja puhdistuspilotti tehdään yhteistyössä Päijät-Hämeen Jätehuollon (PHJ) Kujalan jätekeskuksella Lahdessa, LABIO Oy:n sekä Gasumin kanssa.

Hiilidioksidin talteenottopilotointi on osa BIOSYKLI-projektia, jossa selvitetään teollisuuden suurimpia alueellisia hiilidioksidin tuottajia sekä talteen otetulle ja puhdistetulle hiilidioksidille alueellisia hyödyntäjiä. Kierrätyskonseptissa käytettävä hiilidioksidin talteenottojärjestelmä perustuu Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun (XAMK) patentoimaan menetelmään.

Kujalassa biokaasun jalostuksen yhteydessä vapautuva ja talteenotettu hiilidioksidi puhdistetaan ja hyödynnetään.

– Lahti on siinä mielessä mielenkiintoinen alue, että täällä on sekä hiilidioksidin tuottajia että hiilidioksidin käyttäjiä, esimerkiksi juomateollisuus. CO₂-talteenottopilotoinnin tavoitteena on saada riittävän hyvälaatuista hiilidioksidia, jota seudun eri yritykset voisivat hyödyntää, selventää ympäristöasiantuntija ja liiketoimintakehittäjä Jukka Selin LADECista.

– Biokaasu koostuu pääosin metaanista ja hiilidioksidista. Metaani erotetaan liikennekäyttöön, kun taas hiilidioksidi ja muut pienet epäpuhtaudet jäävät toistaiseksi hyödyntämättä. Myös polttoprosesseissa syntyvä hiilidioksidi päätyy savukaasuna ilmaan ja jää käyttämättä. Nyt tuo hiilidioksidivirta otetaan talteen, puhdistetaan ja tutkitaan sen uusiokäyttömahdollisuuksia, kertoo tutkija Sami Luste LABista.

Biogeenistä uusiutuvaa hiilidioksidia fossiilisen sijaan 

Kujalassa toteutettavalla kierrätyskonseptilla pyritään puhdistamaan hiilidioksidi jopa 99 prosenttiseksi, jolloin sitä olisi mahdollista hyödyntää monissa kohteissa ja useilla eri teollisuuden aloilla, kuten kasvihuoneilla, levänkasvatuksessa, muovinvalmistuksessa, energiatuotantoprosesseissa sekä elintarvike- ja virvoitusjuomateollisuudessa.

– Tällä hetkellä esimerkiksi virvoitusjuomien valmistajat, kasvihuoneet ja leipomot ostavat fossiilista hiilidioksidia, mutta samaan aikaan saatetaan lähiseudulla päästää uusiutuvaa biogeenista hiilidioksidia taivaalle, kertoo professori Esa Vakkilainen LUTista.

Pilotoinnin liiketaloudellinen tavoite on muodostaa malli kannattavalle hiilidioksidin erotuskäsittelylle ja löytää paikalliset käyttäjät biohiilidioksidille, jonka puhtaus ei ole elintarviketasoa. Ympäristön kannalta merkittävin tekijä on tarjota yrityksille biogeenistä uusiutuvaa hiilidioksidia fossiilisen hiilidioksidin sijaan.

Kohteesta riippuen konsepti voi toimia myös hiilinieluna, kun päästöhiilidioksidi sidotaan tuotteeseen eikä päästetä ilmaan.

Kujalassa parhaillaan toteutettavassa alueellisessa päästöhiilidioksidin kierrätyskonseptipilotoinnissa kaupallistaminen on seuraava askel, mikäli toimintamallin todetaan olevan pilotin jälkeen kannattavaa eri toimijoille. Puhdistetun, paineistetun ja pullotetun hiilidioksidin tonnihinta tulisi olemaan arviolta alle 100 euroa.

Hiilidioksidin monet mahdollisuudet biokaasulaitoksilla

Gasum tuottaa biokaasua useilla biokaasulaitoksilla Suomessa ja Ruotsissa. Jalostuksessa biokaasusta erotettua hiilidioksidia ei vielä hyödynnetä, mutta sitä ei lasketa päästöksi, koska esimerkiksi biojätteistä peräisin oleva hiilidioksidi vapautuisi ilmakehään lyhyellä aikavälillä joka tapauksessa – kyseessä on biogeeninen hiilidioksidi.

Yhtiön biokaasulaitoksissa muun muassa Oulussa, Huittisissa, Turussa ja pian valmistuvassa Lohjan biokaasulaitoksessa saadaan suoraan tuotettua puhdas hiilidioksidijae. Hiilidioksidista voi tulla biokaasulaitoksilla tulevaisuudessa uusi tuote, sillä sen ympärillä on tällä hetkellä aktiivista tutkimus- ja kehitystoimintaa todella monella rintamalla.

Hiilidioksidia voidaan käyttää kasvihuoneiden ravinteena tai teollisuudessa, jolloin se parhaassa tapauksessa sitoutuu tuotteisiin pitkäksi aikaa – tällöin biokaasun jo ennestään pieni hiilijalanjälki voisi kääntyä jopa negatiiviseksi.

– BIOSYKLI-projekti tuo arvokasta lisätietoa hiilidioksidin hyödyntämisestä, ja Gasum on kiinnostunut löytämään yhteistyökumppaneita luomaan arvoa biokaasulaitosten hiilidioksidijakeelle. Hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia (CCS) sekä hiilidioksidin talteenottoa ja hyötykäyttöä (CCU) tutkitaan maailmanlaajuisesti kasvihuonekaasujen jatkuvasti lisääntyessä, kertoo Gasumilta Viljami Kinnunen, Senior Development Engineer.

Hiilidioksidi on myös oleellisessa osassa power–to–X (P2X) ratkaisuissa, sillä yhdessä sähköllä tuotetun vedyn kanssa hiilidioksidi voidaan syntetisoida esimerkiksi metaaniksi tai nestemäisiksi polttoaineiksi. Toisaalta Suomessakin kehitetään menetelmiä, joiden avulla muun muassa hiilidioksidista ja vedystä tuotetaan syötävää proteiinia.

Hiilidioksidi on huomattavasti helpompi napata biokaasulaitoksen virrasta kuin esimerkiksi ilmasta tai tehtaiden savukaasuista.