Ilmastonmuutoksen hidastamiseksi tarvitaan radikaalia hiilidioksidin vähentämistä ilmakehästä. Hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen uusissa tuotteissa voi toimia avainasemassa korvattaessa runsaspäästöisiä fossiilisia tuotteita. Kun yhdistetään vähänpäästöinen sähkö ja talteenotettu CO2, voidaan tuottaa synteettisiä sähköpolttoaineita suoraan kuluttajien käyttöön. VTT:n koordinoimassa E-fuel-tutkimusprojektissa on kehitetty konsepti sähköpolttoaineiden tuottamiselle yhdistämällä korkealämpötilaelektrolyysi, hiilidioksidin talteenotto ja Fischer-Tropsch-hiilivetysynteesi.
E-fuel-tutkimushankkeessa on tutkittu korkealämpötilaelektrolyysillä tuotettavan uusiutuvan vedyn, talteenotetun hiilidioksidin ja hiilivetysynteesin integraatiota, tähdäten suomalaisen teknologian läpilyöntiin synteettisten polttoaineiden kasvavilla markkinoilla. Business Finlandin rahoittama projekti linkittyy Nesteen Veturi-ekosysteemiin. Kehitystyö on toteutettu yhdessä konsortion kumppaniyritysten kanssa, ja osalla yrityksistä on lisäksi omia hankkeeseen liittyviä yritysprojektejaan.
”Suomalaisen kiinteäelektrolyyseriteknologian kaupallistaminen on tärkeä askel vetytaloudessa. Lisäksi on tärkeää osoittaa, että pystymme tuottamaan korkealaatuisia synteettisiä polttoaineita vähäpäästöisestä sähköstä ja hiilidioksidipäästöistä”, kertoo VTT:n tutkimusprofessori Juha Lehtonen.
Sähköpolttoainedemonstraatio käynnistyy Bioruukin pilotointikeskuksessa toukokuussa
Kolmivuotisessa E-fuel-tutkimushankkeessa on kehitetty korkealämpötilaelektrolyysillä tuotetun vedyn, hiilidioksidin talteenoton ja hiilivetysynteesin integraatiota, ja kokonaisuus on nyt käyttöönottovalmis. Osana projektia Convion and Elcogen ovat skaalanneet kiinteäoksidielektrolyysiteknologian ensimmäistä kertaa Suomessa > 100 kW kapasiteettiin. Convionin demonstraatiossa testattava, Elcogenin elektrolyysikennostoja hyödyntävä, Convion C250e -elektrolyyserimoduli on lähtökohtana teknologian kaupallistamiselle. Korkeassa lämpötilassa toimivalla kiinteäoksidielektrolyysillä päästään huomattavasti korkeampaan hyötysuhteeseen sähköstä vetyyn kuin kaupallisilla alkali- ja PEM-elektrolyysiteknologioilla.
Integraatiossa on yhdistetty kiinteäoksidielektrolyyseri-, hiilidioksidin talteenotto- ja Fischer-Tropsch-polttoainesynteesiyksiköt. Koelaitoksella tuotetaan projektin aikana satoja kiloja uusiutuvia hiilivetyjä synteettisten liikennepolttoaineiden valmistukseen. Projektin demonstraatiossa on mukana VTT:n, Nesteen, Convionin ja Elcogenin lisäksi Carbon Reuse Finland hiilidioksidin talteenottoyksiköllään. Demonstraatiossa tuotetaan hiilivetyjä liikuteltavalla synteesiyksiköllä (MOBSU), joka on varustettu INERATEC:n ja VTT:n kehittämällä teknologialla. Fischer-Tropsch synteesillä tuotetut hiilivedyt jalostetaan edelleen Nesteen toimesta liikennepolttoaineiksi. EU on arvioinut, että synteettisten sähköpolttoaineiden osuus liikenteen energiankäytöstä olisi vuonna 2050 noin 20–30 %. Tämä voisi vähentää hiilidioksidipäästöjä 85 prosentilla nykyisiin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna, jos vety on tuotettu uusiutuvalla energialla*. Projektissa tutkittavat parafiiniset sähköpolttoaineet soveltuvat sellaisenaan nykyisille kulkuneuvoille ja moottoreille.
”Voimme hyödyntää testilaitoksen tuloksia teollisen kokoluokan laitoksen kehittämisessä ja suunnittelussa. Lisäksi tavoitteenamme on testata koelaitoksessa tuotettua synteettistä dieseliä traktorissa AGCO Powerin valmistamassa moottorissa. Projektissa tuotetun synteettisen dieselin odotetaan olevan korkealaatuista ja täyttävän nykyiset tieliikenteen dieselpolttoainestandardit”, Lehtonen summaa.
VTT Bioruukki Pilotointikeskus on biopohjaisten tuotteiden pilotointikeskus ja innovointialusta. Bioruukki tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän asiantuntijuutta ja pilotointikapasiteettia saman katon alla. Laboratorio- ja pilotointitiloissa kaiken kokoiset asiakasorganisaatiot voivat kehittää kiertotalousratkaisujaan ja nopeuttaa prosessejaan.
VTT:n E-fuel-projekti (2021-2023) on Business Finlandin, VTT:n ja hankkeeseen osallistuvien yrityspartnereiden yhteisesti rahoittama yli 6 miljoonan euron innovaatio- ja tutkimushanke ja sen tavoitteena on valmius kehitettävän teknologian skaalaukseen tuotantomittakaavaan hankkeen jälkeen. Hanke on Business Finlandin rahoittama, julkinen ja osa Green E2 -ekosysteemiä sekä jatkumoa VTT:n power-to-X-tutkimukselle esimerkiksi vuonna 2020 käynnistyneessä BECCU-hankkeessa.
*Esimerkiksi tuulivoimalla tuotetun sähkön ja prosessissa käytetyn CO2:n ajatellaan olevan hiilineutraaleja sähköpolttoaineen palamisprosessissa. Tämä tarkoittaa fossiilisen CO2:n tapauksessa että CO2-päästöt lasketaan alkuperäisessä päästölähteessä, tai käytetty CO2 on biogeenisesti kestävistä lähteistä.
