Tuomo Tiainen: Uusiutuvaa polttoainetta raskaalle kaukoliikenteelle

Nordic Ren-Gas Oy tuottaa fossiilitonta e-metaania ja e-LNG:tä maa-ja meriliikenteen tarpeisiin

Projektikehitysyhtiö Nordic Ren-Gas Oy:n tavoitteena on tuottaa uusiutuvalla sähköllä tehdystä vihreästä vedystä sekä vieressä olevan lämpölaitoksen savukaasuista talteen otetusta hiilidioksidista uusiutuvaa metaania ja siitä nesteyttämällä saatavaa e-LNG:tä.

Meneillään hankkeita ympäri Suomea

Yhtiöllä on maassamme käynnissä kaikkiaan kuusi tällaista Power to Gas (P2G)-hanketta. Hankkeet sijaitsevat Porissa, Keravalla, Lahdessa, Tampereella, Kotkassa ja Mikkelissä. Yksittäisistä hankkeista pisimmällä on Tampereen Tarastenjärven hanke, jonka ensimmäisen vaiheen investointipäätös tehdään vielä tänä vuonna, kertoo yhtiön hankekehitysjohtaja Lauri Puro.

Miksi hanke juuri Tarastenjärvelle?

Fossiilittoman e-metaanin ja e-LNG:n tuotantoon tarvitaan vettä, uusiutuvaa sähköä ja hiilidioksidia. Vesi saadaan Tarastenjärvellä jo olevasta kaupungin vesijohtoverkosta, ja sen puhdistamiseen vetyelektrolyysin tarpeisiin riittää suhteellisen yksinkertainen prosessi ja laitteisto.

Uusiutuvan sähkön saanti varmistetaan pitkäaikaisilla sopimuksilla. Maassamme meneillään olevat mittavat tuulivoimahankkeet parantavat entisestään uusiutuvan sähkön toimitusvarmuutta.

Hiilidioksidin saatavuuden puolestaan varmistaa Tarastenjärvellä toimiva, Pirkanmaan Jätehuolto Oy:n ja Tampereen Energia Oy:n omistama Tammervoiman hyötyvoimalaitos, joka tuottaa Tampereelta ja sen ympäristökunnista kerätystä sekajätteestä sähköä ja kaukolämpöä kaupungin lämmittämiseen.

Alueella on siten myös valmis kaukolämpöverkko, johon Ren-Gas Oy:n P2G-laitoksen prosesseissa syntyvä hukkalämpö voidaan syöttää. P2G-laitos onkin suunniteltu sijoitettavaksi hyötyvoimalaitoksen viereen synergian mahdollisimman tehokasta hyödyntämistä silmällä pitäen.

Ensimmäisessä vaiheessa rakennettavaksi on suunniteltu 50 MW elektrolyyseriteho ja 20 MW metaaniteho. Tällöin P2G-laitos käyttäisi noin 20 % hyötyvoimalaitoksen savukaasuista hiilidioksidin talteenottoon. Lopullinen laitokselle suunniteltu elektrolyyseriteho on 150 MW. Laajennusvaraa jää hiilidioksidin ja muiden raaka-aineiden suhteen vielä senkin jälkeen.

Havainnekuva Tammervoiman Tarastenjärven hyötyvoimalaitoksen viereen sijoittuvasta Nordic Ren-Gas Oy:n P2Glaitoksesta (siniset rakennukset)

Prosessissa ei juuri ole sivuvirtoja

Hiilidioksidin talteenotto toteutetaan ns. absorptiokolonnissa, jonka läpi jo hyötyvoimalaitoksella epäpuhtauksista (hiilivedyt, typen ja rikin oksidit jne.) puhdistettu savukaasu johdetaan. Savukaasun hiilidioksidi sitoutuu kolonnissa kemialliseen liuotinväliaineeseen. Lämmittämällä liuotinväliainetta saadaan hiilidioksidi talteen lähes puhtaana kaasuna, ja väliaine kierrätetään jäähdytettynä takaisin kolonniin.

P2G-laitoksen päätuotteet ovat e-metaani sekä lämpö, jonka hyödyntämismahdollisuus kaukolämpönä on olennaisen tärkeä laitoksen energiatehokkuuden kannalta. Ainoa varsinainen sivuvirta on vetyelektrolyysissä syntyvä happi, jonka hyödyntämismahdollisuuksia tutkitaan edelleen.

Vedyn ja hiilidioksidin metanoinnissa menetelmästä riippumatta syntyvä vesi otetaan talteen, puhdistetaan ja kierrätetään takaisin prosessiin. Laitos pyritään rakentamaan mahdollisimman pitkälle suljettujen kiertojen varaan.

Kokonaishyötysuhde riippuu hukkalämmön käytöstä

E- metaanin tuotannon kokonaishyötysuhde eli prosessissa tuotetun metaanin energiasisällön suhde prosessiin tuotuun sähköenergiaan riippuu ratkaisevasti prosessissa syntyvän hukkalämmön talteenotosta ja käytöstä. Elektrolyysiprosessin hyötysuhde on luokkaa 60-70 %, ja suurin osa syntyvästä energiahäviöstä muuttuu lämmöksi. Lisäksi hukkalämpöä muodostuu jonkin verran vedyn metanoinnissa.

Jos kaikki prosessissa muodostuva hukkalämpö saadaan täysimääräisesti hyödynnetyksi esim. kaukolämpönä, nousee e-metaanin tuotantoprosessin kokonaishyötysuhde luokkaan 85-90 %. Samalla kaukolämpöverkossa uusiutuvan, ei-polttoprosessiin perustuvan kaukolämmön määrä lisääntyy. Tämän vuoksi e-metaanin tuotantohankkeet sijoitetaan mahdollisuuksien mukaan kaukolämpölaitosten läheisyyteen.

Uusiutuvan polttoaineen vaatimukset täyttyvät

EU:lla on hyvin tarkat ja yksityiskohtaiset säädökset siitä, mitkä polttoaineet voidaan luokitella uusiutuviksi. Esimerkiksi e-polttoaineiden tuotantoon käytetyn sähkön tulee olla oikeasti uusiutuvaa ja vedyn vihreää. Regulaatio on hiukan erilaista bio- ja e-polttoaineille.

Tarastenjärven P2G-laitoksen päätuotteet täyttävät kaikki regulaation uusiutuville polttoaineille asettamat vaatimukset. Siten laitos tukee merkittävästi myös Tampereen Energiaa sen kaukolämmön tuotannon hiilineutraaliustavoitteen saavuttamisessa.

Ilmastonmuutoksen torjuntaan tarvitaan kaikkia päästövähennyskeinoja. Myös biopolttoaineita eri muodoissaan tarvitaan jatkossa yhä enemmän. E-polttoaineet tukevat päästövähennystavoitteita. Ne tarjoavat myös vaihtoehdon, jota voidaan skaalata hyvinkin merkittävästi ilman tiettyjä biopolttoaineisiin liittyviä saatavuusrajoitteita.

Ominaisuudet fossiilisia vastaavia

Tuotettu e-metaani voidaan syöttää kaasuverkkoon ja siirtää sen kautta myytäväksi asiakkaille. Se soveltuu sellaisenaan maakaasua ja biokaasua käyttävään kalustoon. Tarastenjärvellä tuotettava e-metaani nesteytetään, jolloin sitä voivat käyttää myös LNG:tä jo käyttävä raskas kalusto sekä LNG:llä operoivat laivat.

Ominaisuuksiltaan e-LNG vastaa täysin fossiilista LNG:tä esim. polttoaineen kulutuksen ja moottoritehojen suhteen. Kustannuksiltaan e-polttoaineet ovat toistaiseksi fossiilisiin verrattuna korkeampia, mutta skaalautuvuus suurempiin tuotantovolyymeihin sekä fossiilisia polttoaineita koskeva regulaatio auttavat tasoittamaan tätä eroa.

Viidennes maamme raskaan liikenteen polttoaineen kulutuksesta

Kun Nordic Ren-Gasin kaikki kuusi hanketta ovat tuotannossa 2030-luvun taitteessa, yhtiön tuottamien uusiutuvien e-polttoaineiden energiasisällön arvioidaan olevan luokkaa 2,5 TWh vuodessa. Kun maamme raskaan liikenteen vuotuinen energiankulutus on jonkin verran yli 10 TWh, kattavat tuotetut e-polttoaineet yli 20 % maamme raskaan kaukoliikenteen tarpeesta.

Maassamme on kuitenkin vielä 2030-luvullakin paljon kattamatonta e-polttoaineiden tarvetta. Meillä on toisaalta jo nyt runsaasti ja tulevaisuudessa yhä enemmän puhdasta sähköä ja myös runsaasti bioperäistä hiilidioksidia. Näiden varaan me voimme rakentaa aitoa kilpailukykyä ja luoda pohjaa myös e-polttoaineiden viennille tulevaisuudessa.

Hyödyt kaupungille, maakunnalle ja koko Suomelle

Nordic Ren-Gasin Tarastenjärven hanke tuo välitöntä hyötyä Tampereen kaupungille kaukolämmön ja työpaikkojen muodossa. Samalla se vauhdittaa Tampereen Energian taivalta kohti hiilineutraalin kaukolämmön tuottamista.

Hankkeen heijastusvaikutukset ulottuvat myös laajemmalle Pirkanmaan maakuntaan. Tuulivoiman lisäämishankkeiden vauhdittumisen ja vetytalouden osaamisen lisääntymisen vaikutukset ulottuvat koko maakunnan alueelle ja Ren-Gasin muiden hankkeiden myötä koko Suomeen. Ne auttavat maatamme luomaan itselleen vetytalouden edelläkävijän aseman ja vahvistamaan sitä pitkälle tulevaisuuteen.

Kiitokset yhteistyökumppaneille

Lopuksi Lauri Puro esitti parhaat kiitokset kaikille hankkeen yhteistyökumppaneille ja viranomaistahoille. Luvitusprosessit ovat sujuneet harvinaisen nopeasti ja kitkattomasti, ja kaiken kaikkiaan hanketta on ollut ilo viedä eteenpäin. ▲

TEKSTI: TUOMO TIAINEN

KUVAT: NORDIC REN-GAS OY

Hankekehitysjohtaja Lauri Puro