Hiilidioksidin talteenottoteknologia voimalaitoksissa

Abstract

Viime vuosikymmeninä hiilidioksidin talteenottoteknologiaa on kehitetty aktiivisesti hillitsemään energiasektorin päästöjä. Opinnäytetyössä tutkittiin voimalaitoksissa käytettävää hiilidioksidin talteenottoteknologiaa. Tavoitteena oli käsitellä teknologian toimintaperiaatteita, kehityksen tilaa ja kannattavuutta.

Työssä käsiteltiin kolmea tunnettua hiilidioksidin talteenottomenetelmää, jotka ovat keskenään hyvin erilaisia. Toimintaperiaatteet ja olosuhteet eroavat menetelmien välillä, mikä vaikuttaa hiilidioksidin talteenotossa ja hapentuotannossa käytettävien kaasun erotustekniikoiden valintaan. Lisäksi työssä tarkasteltiin voimalaitosten talteenottotekniikoiden kannattavuutta, kaupallistettavuutta sekä hiilidioksidin kuljetus-, varastointi- ja hyötykäyttötekniikoita.

Opinnäytetyössä huomattiin, että talteenottotekniikat ja kaasun erotustekniikat ovat erilaisissa kehityksen vaiheissa. Käyttövalmeimmat tekniikat, kuten savukaasuista hiilidioksidin talteenotto liuottimilla, kuluttavat paljon energiaa, mikä laskee voimalaitoksen kokonaishyötysuhdetta. Energiatehokkaammat tekniikat, kuten happipoltto ja polttoa edeltävä talteenotto, ovat vielä varhaisemmassa kehitysvaiheessa. Talteenottomenetelmien energiatehokkuutta voidaan parantaa uudelleensuunnittelulla, optimoimalla prosessia ja kehittämällä energiatehokkaampia kaasun erotustekniikoita. Työssä huomattiin, että suurimmat pääomasijoitusriskit koskevat pilottihankkeita ja ensimmäisiä kaupallisia hankkeita, jotka ovat tekniikan kehitykselle ja laajemmalle käyttöönotolle välttämättömiä. Hiilidioksidin talteenottotekniikoiden kannattavuus ja kehitys ovat riippuvaisia sijoittajista ja päästökaupan kaltaisista järjestelmistä.

Opinnäytetyössä pääteltiin, että hiilidioksidin talteenotolla voi olla polttoaineiden kulutukseen ja energianhintaan nostavaa vaikutusta. Nykyinen talteenottokapasiteetti on hyvin vähäinen verrattuna maailmanlaajuisiin hiilidioksidipäästöihin, ja talteen otetun hiilidioksidin hyötykäyttö on rajallista. Maailmanlaajuisten hiilidioksidipäästöjen merkittävä vähentäminen hiilidioksidin talteenotolla perustuisi pääasiassa pitkäaikaisvarastointiin. Haasteistaan huolimatta hiilidioksidin talteenottoa pidetään potentiaalisena lisäyksenä ilmastonmuutoksen torjunnan keinovalikoimaan.