Biomassan polton tavoitteena negatiiviset päästöt

VTT on laskenut, että hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS, Carbon Capture and Storage) voisi kannattavasti kattaa kolmanneksen Suomen kasvihuonekaasupäästöjen vähennyksistä vuoteen 2050 mennessä. Yli 80 prosenttia hiilidioksidin talteenotosta kohdistuisi biomassan polttoon tai jalostukseen ja loput hiili-intensiiviseen teollisuuteen.

Biomassa sitoo hiilidioksidia ilmakehästä kasvaessaan. Jos biomassan poltossa muodostuva hiilidioksidi otetaan talteen ja varastoidaan pysyvästi syvälle kallioperään, saadaan ilmakehästä poistettua hiilidioksidia.

CLC-polttotekniikka (Chemical Looping Combustion) on lupaava, uusiin laitoksiin soveltuva hiilidioksidin talteenottoteknologia. Kyseessä on tekniikka, jonka sivutuotteena syntyvä savukaasu koostuu hiilidioksidista ja vedestä.

Koska kaasussa ei ole typpeä, on hiilidioksidi helppo erottaa ja ottaa talteen – toisin kuin vaihtoehtoisissa tekniikoissa. Biomassan poltto CLC-tekniikalla (Bio-CLC) on uusi tutkimusalue, ja VTT:n kokeet ovat maailmalla uraauurtavia.

Hiilidioksidin talteenotto kuluttaa energiaa. Hapen kantajiin perustuva menetelmä lupaa kuitenkin maltillista energiankulutusta. Hiilidioksidin erottaminen ja talteenotto helpottuvat, kun polttoaine palaa kaasuseoksessa, jossa ei ole ilman mukana tulevaa typpeä. Hapen tuottaminen ilmasta vaatii kuitenkin runsaasti energiaa. Siksi happipolton tutkijoita kiinnostaa, miten hapen voisi tuoda voimalaitoskattilaan sidottuna johonkin kantaja-aineeseen, kuten metallioksidiin.

Ensimmäiset kokeet VTT:n Bioruukissa osoittivat Bio-CLC:n toimivuuden biomassan polttomenetelmänä. Polttoaineina olivat käsittelemätön ja lämpökäsitelty puupelletti ja hapenkantajana käytettiin ilmeniittiä, luonnonmineraalia, joka sisältää pääasiassa rautatitaanioksidia. Pilotissa tuotettu polttoaineteho ylsi 20 kilowattiin. Teho on 100 kertaa laboratoriomittakaavan tehoa suurempi ja noin 1000 kertaa pienempi kuin teollisen voimalaitoskattilan tuotanto.

VTT toteutti polttokokeet CLIC Innovation Oy:n koordinoimassa CCSP-tutkimusohjelmassa (Carbon Capture and Storage Program), jota rahoittavat Tekes, Fortum Oyj, Helen Oy ja Amec Foster Wheeler Energia Oy. Projektin yhteistyökumppanina oli Nordic Energy Research'in rahoittama Negative CO2-projekti. Menetelmän jatkokehitys, polttokokeet ja kaupallistaminen etenevät yhteispohjoismaisessa Nordic Energy Research -kärkihankkeessa, jossa VTT on mukana.

Pertti Jalonen