Hiilidioksidipohjaisille polttoaineille on kysyntää 

Jotta hiilipohjaisten polttoaineiden tuotanto on ympäristön kannalta kestävää, tuotannon täytyy perustua uusiutuvien energialähteiden käyttöön. Hiilidioksidin hyödyntäminen polttoaineiden tuotannossa on toimivinta alueilla, joissa on saatavilla edullista hiilidioksidia ja uusiutuvaa energiaa vedyn tuotantoon. Polttoaineita, jotka on tuotettu talteenotetusta hiilidioksidista kutsutaan CCU (Carbon Capture and Utilization) -polttoaineiksi. Polttoaineiden lisäksi hiilidioksidia voidaan hyödyntää myös useissa muissa sovelluksissa ja uusia kehitetään jatkuvasti. 

Kansainvälisen suunnittelu- ja konsultointiyritys Parson Brickenhoffin mukaan hiilidioksidin kysyntä synteettisen metanolin tuotantoon voi ylittää 300 miljoonaa tonnia vuodessa globaalisti. Vastaavasti tutkija Cameron Hepburn Oxfordin yliopistosta arvioi, että kysyntä synteettisen metaanin tuotantoon olisi samaa luokkaa. CCU-polttoaineita voitaisiin käyttää jo olemassa olevassa liikenneinfrastruktuurissa, mikä lisää teknologian kannattavuutta.  

Korkea energiasisältö synteettisessä metanolissa 

Hiilidioksidin avulla tuotettu metanoli soveltuu liikennepolttoaineeksi sen korkean energiasisältönsä (726,3 kJ/mol) vuoksi. Prosessissa hiilidioksidi hydrogenoidaan metanoliksi, jolloin saadaan liikenteeseen soveltuvaa polttoainetta: CO₂ + 3 H₂ → CH₃OH + H₂O. Synteettinen metanolin tuotanto on potentiaalinen menetelmä hiilidioksidin hyötykäyttöön isossa mittakaavassa, ja teknologiakehitys on jo edennyt pitkälle. Prosessi on teknisesti toteuttamiskelpoinen ja edistää hiilidioksidipäästöjen vähentämistä, mutta konkreettisia toiminnassa olevia yritysesimerkkejä on vielä harvassa. Tärkeänä tekijänä synteettisen metanolin tuotannolle on uusiutuvan energian hinta, mikä vaikuttaa tuotannon kannattavuuteen.  

Levistä polttoainetta  

Polttoaineiden tuotantoon voidaan hyödyntää myös hiilidioksidin avulla kasvatettua leväbiomassaa. Leväbiomassaa voidaan hyödyntää myös elintarvike-, farmasia- ja muoviteollisuudessa sekä esimerkiksi jätevesien ja teollisuuden savukaasujen käsittelyyn. Mikrolevien öljypitoisuus on keskimäärin suuri, minkä ansiosta ne soveltuvat esimerkiksi biopolttoaineiden valmistukseen. Alankomaalaisen Juliana Monteiron ja norjalaisen Simon Roussanaly kirjoituksen mukaan noin 80 prosenttia mikrolevien öljypitoisuudesta voidaan tällä hetkellä muuntaa biodieseliksi. Levätuotanto hiilidioksidin avulla on osoittautunut teknologisesti kypsäksi ja ekologisesti kestäväksi menetelmäksi.  

Puhtausvaatimuksista tarvitaan lisää tutkimusta 

Synteettisten polttoaineiden tuotannossa käytetään lähtökohtaisesti puhdasta hiilidioksidia. Hiilidioksidin puhtaudelle ei ole kuitenkaan olemassa täysin standardoituja raja-arvoja synteettisten polttoaineiden tuotannossa (ks. taulukko 1.). On osoitettu, että myös likaisempi hiilidioksidi voi soveltua synteettisen metanolin tuotantoon. Kustannustehokkuuden ja päästövähennysten kannalta on tärkeää tutkia myös likaisemman hiilidioksidin hyödyntämismahdollisuuksia. Lisäksi hiilidioksidimäärät ovat usein pieniä yhdestä lähteestä otettuina. Jotta voidaan luoda uusia arvoketjuja, tarvitaan teknistaloudellisia tarkasteluita ja uusia sopivia käyttökohteita määrältään ja laadultaan erilaisille hiilidioksidivirroille. 

CCU osana ilmastonmuutoksen hillintää ja kestävää liiketoimintaa 

CCU-teknologiat tarjoavat Suomelle ratkaisuja hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamiselle ja kestävän liiketoiminnan edistämiselle. Polttoaineiden, rakennusmateriaalien ja mikrolevien tuotanto hiilidioksidin avulla on osoittautunut mittakaavoiltaan potentiaalisemmiksi kuin useiden muiden tuotteiden valmistus. Arvioiden mukaan hiilidioksidin kysyntä polttoaineiden, rakennusmateriaalien ja esimerkiksi mikrolevien tuotantoon voi ylittää 300 miljoonaa tonnia vuodessa vuoteen 2050 mennessä. Verrattuna hiilidioksidin suoraan varastointiin CCU-teknologiat tarjoavat Suomelle kiinnostavan vaihtoehdon, koska Suomesta ei ole löydetty hiilidioksidin suoraan varastointiin soveltuvia geologisia muodostumia.  

Markkinat kaipaavat standardointia 

Kustannustehokkaiden CCU-markkinoiden syntyminen vaatii standardointia. Standardoinnilla varmistetaan hiilidioksidin turvallinen käsittely ja edistetään tarkasti määriteltyjen markkinoiden syntyminen erilaisille hiilidioksidilaaduille mahdollisimman alhaisin kustannuksin. Markkinoiden epävarmuuden lisäksi CCU-teknologioiden käyttöönottoa rajoittaa epävarmuus puhdistusteknologioista ja niiden kustannuksista. Näiden haasteiden ratkaisemiseksi reunaehtoja puhtausvaatimuksille ja CCU-teknologioiden hyödyntämiselle selvitetään jatkuvasti erilaisissa projekteissa ja tutkimuksissa, kuten Hiiliketju-hankkeessa. Lisäksi erilaiset kansalliset ja kansainväliset säädökset kehittyvät jatkuvasti ja lisäävät painetta uusien kestävämpien ratkaisujen käyttöönottoon.