Uusiutuvien polttoaineiden valmistus metsätähteistä edullisin vaihtoehto Suomen olosuhteissa

12.10.2015

Diplomi-insinööri, erikoistutkija Ilkka Hannula VTT:ltä on väitöstutkimuksessaan vertaillut uusiutuvien liikennepolttoaineiden valmistamiseen soveltuvien teknologioiden kannattavuutta. Metsätähteistä valmistetut polttoaineet osoittautuivat Suomen olosuhteissa edullisimmaksi vaihtoehdoksi.  Biomassaa ja sähköenergiaa hyödyntävien prosessien teknistaloudellista suoristuskykyä vertailtiin nyt ensimmäistä kertaa.

Tutkimuksen lähtökohtana oli biomassan kaasutukseen perustuva prosessi, jota vertailtiin vaihtoehtoon, jossa polttoaineita valmistetaan hiilidioksidista ja vedestä sähköenergian avulla. Tämän lisäksi väitöstyössä kehitettiin Suomen oloihin räätälöity hybridiprosessi, joka yhdistelee piirteitä edellä mainituista tekniikoista. Uusiutuville liikennepolttoaineille laskettiin seuraavat, bensiinilitran energiasisältöä (Lb-ekv.) vastaavat tuotantokustannusarviot: metaani 0,6–1,2 €/Lb-ekv., metanoli 0,7–1,3 €/Lb-ekv.  ja bensiini 0,7–1,5 €/Lb-ekv. Vaihteluvälin alhaisimmat kustannukset saavutettiin kaasutukseen perustuvalla prosessilla, toiseksi alimmat hybridiprosessilla ja korkeimmat sähköenergiaan perustuvalla prosessilla. Metaanin ja metanolin hinnat eivät sisällä jakelun ja loppukäytön aiheuttamia lisäkustannuksia, kun taas bensiinin käytössä voidaan hyödyntää olemassa olevaa jakeluverkkoa ja kalustoa.

Tutkimuksessa havaittiin myös, että samasta määrästä metsätähdettä pystytään tuottamaan merkittävästi enemmän biopolttoainetta, mikäli prosessiin syötetään lisää vetyä ulkopuolisesta lähteestä. Lisävety voidaan tuottaa esimerkiksi uusiutuvasta sähköstä veden elektrolyysin avulla. Jotta tämä olisi taloudellisesti kannattavaa, pitäisi uusiutuvan sähkön hinnan olla alle 20 €/MWh, eli merkittävästi nykyistä hintatasoa alhaisempi.

Väitöstutkimuksessa tarkastellut uusiutuvat polttoaineet ovat kalliimpia kuin öljypohjaisen bensiinin veroton hinta (~0,5 €/L). Uusiutuvien polttoaineiden ja sähkön käyttöä liikenteessä tulee kuitenkin lisätä, jotta Euroopan vuodelle 2030 asettamat 40 %:n päästövähennystavoitteet voidaan saavuttaa. Tämä edellyttää pitkäkestoisia edistämistoimia, joihin lukeutuu merkittävä panostus tutkimukseen, mutta erityisesti toimet, jotka nopeuttavat demonstraatiolaitosten rakentamista.

Diplomi-insinööri Ilkka Hannula väittelee 16.10.2015 klo 12 (Sali 216, Otakaari 4, Espoo) Aalto-yliopiston energiatekniikan laitoksella aiheenaan "Synthetic fuels and light olefins from biomass residues, carbon dioxide and electricity: Performance and cost analysis".

Väitöskirja verkossa: http://www.vtt.fi/inf/pdf/science/2015/S107.pdf

Mediamateriaali:

 

 

 

 

 

 

 

 

Kuva

 

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00