Suomen ja EU:n kiristyvät ilmastotavoitteet pakottavat vähentämään teollisuuden hiilidioksidipäästöjä. Sähkön käytön lisääminen teollisuudessa on nouseva trendi fossiilisten polttoaineiden korvaamisessa. VTT:llä kehitetään sähkölämmitteistä reaktoritekniikkaa, joka voisi vähentää kemianteollisuuden päästöjä merkittävästi.
Teollisuuden sähkönkulutuksen arvioidaan tuplaantuvan lähivuosikymmeninä, sillä teollisuusyritykset haluavat vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä puhtaasti tuotetun sähkön avulla. Sähkön hyödyntäminen teollisissa prosesseissa edellyttää kuitenkin monissa kohdin uusia ratkaisuja, joita ei vielä ole kaupallisesti saatavilla.
VTT:n tutkimusprojektissa kehitettiin teknologisia ratkaisuja tulevaisuuden kemianteollisuuteen tarpeisiin. Monet kemianteollisuuden keskeiset reaktiot edellyttävät hyvin korkeaa, lähes 1000 °C lämpötilaa, joka saavutetaan polttamalla fossiilisia polttoaineita. Tämä aiheuttaa runsaasti hiilidioksidipäästöjä.
VTT:n E-REACTOR-projektissa haaste ratkaistaan sähkölämmitteisellä reaktorilla. ”Periaate on tuttu sähkövastuksista, mutta uutta on sen soveltaminen hyvin korkeisiin lämpötiloihin ja olosuhteisiin, joissa katalysoidaan kemiallisia reaktioita. Ratkaisun tulee olla myös skaalattavissa teolliseen mittakaavaan, jossa puhutaan kymmenien megawattien lämpötehoista”, selvittää erikoistutkija Ilkka Hannula VTT:ltä.
Sähköreaktorilla monta sovelluskohdetta
Sähkölämmitteinen reaktori voisi korvata fossiilisten polttoaineiden käytön monien kemianteollisuuden keskeisten prosessien lämmityksessä. Yksi ilmeisistä sovelluskohteista on maakaasun reformointi. Jo yksin tämän prosessin sähköistäminen vähentäisi hiilidioksidipäästöjä merkittävästi. Vastaavia sovelluksia on muitakin, ja potentiaalisten sovellusten selvittäminen jatkuu projektin edetessä.
Sähköisen reaktorin prototyyppi on valmis ja sen toimintaa on testattu onnistuneesti laboratorio-olosuhteissa. Seuraavaksi suunnitteilla on reaktorin testaaminen pitkäaikaiskäytössä, ja sitten ratkaisun skaalaaminen teolliseen kokoluokkaan. ”Teollinen sovellus voisi olla toteutettavissa vuosikymmenen loppuun mennessä”, arvioi Hannula.
iBEX-ohjelmassa haetaan radikaaleja ratkaisuja
Sähkölämmitteinen reaktori on kehitetty osana VTT:n iBEX 2020 -ohjelmaa. Ohjelma on esimerkki uudesta tavasta tehdä soveltavaa tutkimusta yhä ratkaisulähtöisemmin. Projekteissa tartutaan suuriin globaaleihin haasteisiin ja etsitään niihin radikaaleja ratkaisuja yhdessä teollisuuden ja ympäröivän yhteiskunnan kanssa. iBEX-ohjelma on kiitorata keksinnöille, jotka muuttavat maailmaa.
