Askelia kohti nollapäästöistä liikennettä

Polttoainetta ilmasta ja vedestä. Liian hyvää ollakseen totta? Tänään saattaa siltä kuulostaa, mutta tulevaisuudessa se on jo arkipäivää. Nyt teknologiaa vielä kehitetään.
Nykyisestä nollaan

Pariisin ilmastosopimus vuonna 2015 oli käännepiste LUT-yliopiston energiajärjestelmien tutkimukselle. Sopimuksessa asetetun tavoitteen täyttämiseksi kasvihuonekaasupäästöt on globaalisti nollattava vuoteen 2050 mennessä, jonka jälkeen on poistettava ylimääräistä hiilidioksidia ilmakehästä.

Teknologiamielessä päästöjen nollaus voidaan toteuttaa korvaamalla nykyinen polttamiseen perustuva energiantuotanto puhtaalla sähköntuotannolla, sähköistää suoraan kaikki mahdollinen, ja loppuosa vedyn sekä siitä valmistettavien polttoaineiden, kemikaalien ja materiaalien avulla.

Lisähaaste on energiajärjestelmän valtava kokoluokka. Järjestelmämuutos vaatii toteuttamiskelpoisia polkuja ja on paljon muutakin kuin teknologiaa.
Sähkö voittaa

Professori Jero Ahola

Tulevaisuuden ennustaminen on vaikeaa, mutta lähes varmaa on, että suoraan sähkönkäyttöön perustuva liikkuminen on yksi voittajista. Perusteluksi riittää energiatehokkuus ja sitä seuraava kustannustehokkuus. Energia kuitenkin maksaa, vaikka se tulisikin tuulesta ja auringosta.

Sähköautoihin ja akkuihin laitetut massiiviset tutkimus- ja tuotekehityspanokset sekä massavalmistus pitävät huolen siitä, että näiden teknologioiden kustannus alenee.

Sähköistäminen ei kuitenkaan onnistu kaikkialla, vaan fossiilisista irtautumisen jälkeenkin tarvitaan todennäköisesti korvikkeita öljystä valmistetuille polttoaineille.

Lentoliikenteessä korostuu polttoaineen energiatiheys. Se on kerosiinilla 50-kertainen verrattuna litiumakustoon. Akku ei myöskään kevene, kun siitä puretaan energiaa. Ennen pandemiaa noin 80 prosenttia lentoliikenteen energiakulutuksesta muodostui yli 1000 kilometrin lennoilla.

Tilanne on vastaavan kaltainen myös meriliikenteessä. Kasvava lentäminen ja meriliikenne tuottavat molemmat noin kaksi prosenttia globaaleista päästöistä. Näitä on hankala tehdä päästöttömiksi ilman P2X-polttoaineita.

Mikä ihmeen P2X?

Power-to-X (P2X) on keskeinen osa energiamurrosta. Se kuvaa joukkoa teknologioita, joiden avulla puhtaalla sähköllä voidaan tehdä vaikkapa kemikaaleja tai polttoaineita. Polttoaineisiin riittävät sähkön lisäksi raaka-aineiksi vesi, typpi ja hiilidioksidi. Nämä kaasut ovat saatavilla ilmakehästä.

Idean havainnollistamiseksi käynnistettiin SOLETAIR-tutkimushanke. Siinä LUTin ja VTT:n tutkijat pilotoivat kesällä 2017 ensimmäisenä maailmassa polttoaineiden valmistamista ilmasta kaapatusta hiilidioksidista ja veden elektrolyysillä valmistetusta vedystä. Hankkeessa tuotettiin kesän aikana noin 100 kg polttoaineita. Kotimainen ja kansainvälinen kiinnostus tutkimusta kohtaan oli erittäin suurta.

Seuraava tavoite oli tutkia P2X-teknologioiden teollista skaalattavuutta ja toteutettavuutta. LUT käynnisti yhdessä teollisuuden kanssa vuonna 2019 P2X Joutseno -projektin. Hankkeessa tehdyn tutkimuksen perusteella tarvittava teknologia teollisessa kokoluokassa on saatavilla.

Tuulisähkön hinta ja saatavuus ovat Suomessa keskeisimmät kilpailukykytekijät P2X-polttoaineiden tuotannossa. Suomen sellutehtaiden biopohjaisen hiilidioksidin päästöt riittäisivät tieliikenteemme polttoaineiden tuotantoon.

Teollisen tuotannon mahdollistamiseksi tarvitaan sekä lainsäädännöllisten esteiden purkamista että ennustettavan kysynnän luomista. P2X-teknologioiden kustannus- ja energiatehokkuuden kehittäminen vaatii puolestaan pitkäjänteistä tutkimus- ja kehitysrahoitusta.

Liikenteen lisäksi myös teollisuus on muunnettava päästölähteen sijasta pikemminkin hiilinieluksi. Muovit, kemikaalit, lannoitteet ja teräs voidaan valmistaa käyttäen P2X-polttoaineita fossiilisten sijasta tuotannon raaka-aineina.

P2X-polttoaineiden valmistamisesta ja valmistuksessa tarvittavasta teknologiasta tulee ilmastotoimien edetessä suurta maailmanlaajuista liiketoimintaa, josta Suomikin voi ottaa osansa.

Jero Ahola
sähköjärjestelmien energiatehokkuuden professori

Kirjoitus on julkaistu ensimmäiseksi osana Liikenne- ja viestintäministeriön Kestävät kilometrit –blogisarjaa. Kirjoittajat kertovat, miten matka taittuu entistä ilmastoystävällisemmin. Blogisarja liittyy fossiilittoman liikenteen tiekarttaan, joka on suunnitelmaluonnos kotimaan liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisestä.

Lisää aiheesta: