Carbon capture and utilisation in the maritime sector : decarbonization of the maritime sector with e-methanol and carbon capture
Salo, Antti (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202504166679
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202504166679
Tiivistelmä
Kasvihuonepäästöjen kiihdyttämän ilmastonmuutoksen vastainen työ vaatii kaikilta sektoreilta päästöjen merkittävää vähentämistä. Meriliikenteen kautta kulkee valtaosa globaalista rahdista, ja meriliikenteen päästövähennykset ovat globaalisti merkittävässä roolissa päästöjen vähentämisen kannalta.
Tässä työssä tarkastellaan hiilidioksidin talteenoton käyttöä e-metanolia polttoaineena käyttävän aluksen päästöjen vähentämisessä. Lisäksi työssä tarkastellaan miten talteenotettua hiilidioksidia on mahdollista hyödyntää eri teollisuuden prosesseissa. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jota täydennettiin asiantuntijahaastatteluilla.
E-metanolin käyttöä polttoaineena voidaan pitää tehokkaana keinona vähentää meriliikenteen päästöjä. Vaikka e-metanolin käyttö tuottaa hiilidioksidipäästöjä suoraan pakokaasusta mitattuna, e-metanolin tuotantovaiheessa talteenotettu hiilidioksidi ja uusiutuvilla energianlähteillä tuotettu sähkö kuitenkin mahdollistavat polttoaineen hiilineutraaliuden. Yhdistettynä aluksella tapahtuvaan hiilidioksidin talteenottoon, on mahdollista palauttaa e-metanolin käytöstä vapautuva hiilidioksidi takaisin kiertoon ja käyttää se uudelleen lukuisissa eri teollisuuden prosesseissa, kuten e-metanolin tai betonin tuotannossa. Tästä opinnäytetyöstä saatujen tulosten perusteella hiilidioksidin talteenotto soveltuu parhaiten kiinteille ja lyhyille reiteille, joissa hiilidioksidin kertymä on suhteellisen pieni ja alukset pääsevät purkamaan hiilidioksidikuorman säännöllisesti. In order to turn the tide on climate change, decreasing carbon emissions in all sectors is vital. As the marine traffic makes up the majority of global trade and transportation, it is evident that emissions produced by the maritime sector need to be decreased as well.
This thesis dives into the possibilities of carbon capture, storage and utilization in the maritime sector. To further decrease the emissions produced by the maritime sector, the potential of e-methanol used as a fuel was also studied. Aim of the study was to review the possibilities for carbon capture in the maritime sector and to uncover how applying carbon capture systems may affect the operating of vessels. The thesis was conducted as a literature review and supplemented with expert interviews.
Using e-methanol as a fuel can be seen as an efficient way to decrease carbon emissions produced in the maritime sector. Even as combustion of e-methanol produces direct carbon emissions, the well-to-wake emissions of e-methanol can be regarded as net-zero as carbon capture during the production process offsets these emissions. Combined with onboard carbon capture, it is possible to re-use the carbon dioxide in various industrial processes, such as e-methanol or cement production, to create a closed carbon cycle. The results of this thesis indicate that onboard carbon capture is a promising solution for decreasing direct emissions in the maritime sector. However, it is most optimal in relatively short and fixed routes where the accumulation of carbon dioxide is relatively minor, and ships are able to off-load carbon dioxide regularly.
Tässä työssä tarkastellaan hiilidioksidin talteenoton käyttöä e-metanolia polttoaineena käyttävän aluksen päästöjen vähentämisessä. Lisäksi työssä tarkastellaan miten talteenotettua hiilidioksidia on mahdollista hyödyntää eri teollisuuden prosesseissa. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jota täydennettiin asiantuntijahaastatteluilla.
E-metanolin käyttöä polttoaineena voidaan pitää tehokkaana keinona vähentää meriliikenteen päästöjä. Vaikka e-metanolin käyttö tuottaa hiilidioksidipäästöjä suoraan pakokaasusta mitattuna, e-metanolin tuotantovaiheessa talteenotettu hiilidioksidi ja uusiutuvilla energianlähteillä tuotettu sähkö kuitenkin mahdollistavat polttoaineen hiilineutraaliuden. Yhdistettynä aluksella tapahtuvaan hiilidioksidin talteenottoon, on mahdollista palauttaa e-metanolin käytöstä vapautuva hiilidioksidi takaisin kiertoon ja käyttää se uudelleen lukuisissa eri teollisuuden prosesseissa, kuten e-metanolin tai betonin tuotannossa. Tästä opinnäytetyöstä saatujen tulosten perusteella hiilidioksidin talteenotto soveltuu parhaiten kiinteille ja lyhyille reiteille, joissa hiilidioksidin kertymä on suhteellisen pieni ja alukset pääsevät purkamaan hiilidioksidikuorman säännöllisesti.
This thesis dives into the possibilities of carbon capture, storage and utilization in the maritime sector. To further decrease the emissions produced by the maritime sector, the potential of e-methanol used as a fuel was also studied. Aim of the study was to review the possibilities for carbon capture in the maritime sector and to uncover how applying carbon capture systems may affect the operating of vessels. The thesis was conducted as a literature review and supplemented with expert interviews.
Using e-methanol as a fuel can be seen as an efficient way to decrease carbon emissions produced in the maritime sector. Even as combustion of e-methanol produces direct carbon emissions, the well-to-wake emissions of e-methanol can be regarded as net-zero as carbon capture during the production process offsets these emissions. Combined with onboard carbon capture, it is possible to re-use the carbon dioxide in various industrial processes, such as e-methanol or cement production, to create a closed carbon cycle. The results of this thesis indicate that onboard carbon capture is a promising solution for decreasing direct emissions in the maritime sector. However, it is most optimal in relatively short and fixed routes where the accumulation of carbon dioxide is relatively minor, and ships are able to off-load carbon dioxide regularly.