Hiilidioksidin suora talteenotto, varastointi ja jatkokäyttö

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia hiilidioksidin suoran talteenoton tekniikkaa ja kerätylle hiilidioksidille varastointiin tarvittavia menetelmiä sekä kartoittaa talteen otetulle hiilidioksidille mahdollisia jatkokäytönkohteita. Tehtävänä oli myös mitoittaa varastointijärjestelmän putkisto ja löytää sopiva varastointitankki Wärtsilän Smart Technology Hub rakennukseen asennettavalle DAC-yksikölle, sen kapasiteetti arvojen mukaisesti. Opinnäytetyön teoreettinen materiaali perustuu pääosin tieteellisiin raportteihin ja tutkimuksiin. Wärtsilän sisällä käydyissä palavereissa jaettiin tietoa ja suunniteltiin osakokonaisuutta sekä hiilidioksidin nesteyttämisprosessia varten pidettiin palaveri ulkopuolisen asiantuntijan kanssa. Hiilidioksidin talteenottolaitteiston toimittajalta tiedusteltiin prosessiarvoja, joita hyödynnetään hiilidioksidin nesteytys- ja puhdistuslaitteiston suunnittelussa. Hiilidioksidin varastointia varten sovittiin suuntaa antavat prosessiarvot nesteytysjärjestelmästä ulostulevalle hiilidioksidille, joiden mukaan pystyi suunnittelemaan varastointijärjestelmää. Työn sisältö tarjoaa tutkimustietoa ja vertailua hiilidioksidin suoran talteenoton tekniikoista sekä adsorbtiosorbenttien ominaisuuksien tarkastelua. Hiilidioksidin jatkokäyttöön löytyi merkittävä määrä erilaisia teollisuuden tuotteita, joista voidaan kartoittaa potentiaalisia jatkokäytönkohteita DAC-yksikön keräämälle hiilidioksidille. Hiilidioksidin varastointiin johtavalle putkistolle löytyi standardikaava paineistetulle hiilidioksidille sekä hiilidioksidin varastoimista ja kuljetusta varten kolme varteenotettavaa säiliö vaihtoehtoa.

The aim of this thesis was to study the technology of direct air capture and the methods needed for the storage of the collected carbon dioxide, and to map out possible utilization products of industry for the recovered carbon dioxide. The task was also to measure the piping of the storage system and to find a suitable storage tank for the DAC unit which will be installed in the Wärtsilä Smart Technology Hub building, in accordance with its capacity values. The theoretical material of the thesis is mainly based on scientific reports and research. During the meetings held within Wärtsilä, information was shared and a sub-assembly was planned, and a meeting was held with an external expert concerning the CO2 liquefaction process. The supplier of the direct air capture equipment was asked about the process values that will be used in the design of the liquefied carbon purification plant. For CO2 storage, indicative process values were agreed for the CO2 from the liquefaction system, which allowed the storage system to be designed. The content of the work provides research data and a comparison of direct air capture techniques as well as an examination of the properties of adsorption sorbents. For the utilization of carbon dioxide, a significant number of different industrial products were found, from which potential utilization can be identified, for the carbon dioxide collected by the DAC-unit. A standard formula for pressurized carbon dioxide was found for the pipeline leading to the storage of CO2, as well as two viable options for the procurement of tank for the storage and transport of CO2.