Mikrolevien käyttö teollisuuden hiilidioksidipäästöjen hallinnassa

Abstract

Ilmaston lämpeneminen on uhka, johon ihmiskunnan on tulevaisuudessa varauduttava. Kasvihuonekaasupäästöjen ilmastoa lämmittävästä vaikutuksesta ei voida kiistellä ja suurin osa kasvihuonekaasupäästöistä syntyy energian- ja sähköntuotannosta, sekä tuottavasta teollisuudesta. Kasvihuonekaasupäästöistä hiilidioksidin osuus on lähes 65 %:a. Työssä tutkittiin Euroopan aluekehitysrahaston rahoittamaan Bioinnovaatioiden edistäminen (BIND) hankkeessa suoritetun ABF-projektin laitosprototyypin testaustuloksia. ABF, eli Algae BioFilter-projektissa rakennettiin teollisuuslaitosten hiilidioksidipäästöjen sitomiseen suunniteltu pienoiskoon ABF-mikroleväreaktori, jossa käytettiin Nannochloropsis Oculata mikrolevälajiketta hiilidioksidin sitomiseen savukaasuista. Tavoitteena oli tulosten analyysissä todentaa prototyypin teho sitoa hiilidioksidia laitoksen savukaasuista biomassaan, prototyypin skaalautuvuutta teollisuusmittakaavaan ja potentiaalisten tulevaisuuden reaktorien taloudellista kannattavuutta hiilidioksidiverotuksen ja tuotettavien hyödykkeiden osalta. Tutkimus oli triangulaation menetelmillä toteutettu case-tutkimus. Tietoperusta rakennettiin aiheeseen liittyvistä verkkolähteistä, kirjallisuudesta ja tilastoista ympäri maailmaa.

Tuloksina ABF-mikroleväreaktorin tehoksi saatiin ilman skaalausmenetelmiä 1,94 g CO₂/ h. ABF-reaktorin sisältämän mikrolevämediumin määrä jäi tavoiteltua pienemmäksi, joten tulosten tarkasteluun mikrolevän määrää skaalattiin suuremmaksi. Skaalausmenetelmän avulla voitiin reaktorin kokoa kasvattaa tavoitteelliseen mikrolevämäärään ja skaalauksen avulla polttoprosessista sidottiin 1,9 %:a tuotetusta hiilidioksidista. Skaalaamalla reaktorin kokoa suuremmaksi, voitiin tarkastella myös suurten teollisuuden tuotantolaitosten hiilidioksidipäästöjen sitomismahdollisuuksia.

ABF-reaktorin teho ei riittänyt skaalauksessa suurten teollisuuslaitosten kokonaishiilidioksidipäästöjen sitomiseen, eikä sen käyttö olisi kannattavaa pelkästään hiilidioksidiverotuksen kustannuksella. Hiilidioksidin sitomisella olisi kustannusnäkökulmasta enemmänkin eettinen merkitys hiilidioksidin tuottajille. Pienemmässä päästömittakaavassa voitaisiin ABF-reaktorilla saada hyviä tuloksia hiilidioksidin sitomisesta ja kasvattaa suuria määriä biomassaa vuosittain. Biomassan hyödyntämisestä koostuisi myös reaktorin käytön taloudellinen kannattavuus. Tulevaisuuden tutkimuskohteiksi ehdotettiin tarkastelua tuotantolaitosten ja reaktorien välisistä synteeseistä ja paikallisien toimijoiden kyvystä käyttää mikroleväbiomassaa omissa tuotteissaan, kuten polttoaine-, elintarvike- ja lääketeollisuudessa.