VTT:n ja LUT-yliopiston sekä 11 suomalaisen yrityksen keväällä päättyneessä Forest CUMP -hankkeessa kehitettiin teknologioita, joilla voidaan valmistaa muovin raaka-aineita hiilidioksidista ja vihreästä vedystä.
Projekti käynnistyi metsäteollisuuden aloitteesta, sillä sen prosesseissa syntyy runsaasti biogeenista hiilidioksidia, ja lisäksi esimerkiksi biopohjaiselle polyeteenille tai polypropeenille olisi käyttöä myös metsäteollisuuden tuotteissa, esimerkiksi kartonkipakkausten muovikalvoissa.
”Perusajatuksena oli siis ottaa metsäteollisuudessa syntyvää hiilidioksidia talteen ja tehdä siitä muovin raaka-aineita. Toinen tutkittu lähde oli jätteenpoltossa syntyvä hiilidioksidi”, tutkimusprofessori Juha Lehtonen VTT:ltä kertoo.
”Tutkimme hankkeessa koko tuotantoprosessia, ja demosimme sitä pienessä pilottimittakaavassa VTT:n omassa Bioruukissa Espoossa.”
Fischer-Tropsch-synteesi
Tutkimuksen ytimessä oli kaksivaiheinen Fischer-Tropsch-synteesireitti.
”Hiilidioksidia otetaan talteen sellutehtaalta joko soodakattilasta tai meesauunista, koska ne ovat suhteellisen merkittäviä hiilidioksidin pistelähteitä. Toinen raaka-aine on vihreä vety, eli uusiutuvalla sähköllä elektrolyyttisesti, vettä hajottamalla tehty vety. Vety ja hiilidioksidi reagoivat kaksivaiheisessa prosessissa, eli ensin tehdään hiilimonoksidin ja vedyn seos, ja siitä edelleen synteesillä eri pituisia hiilivetyjä.”
Tutkimuksessa tarkasteltiin kahta polkua: eteenin ja propeenin valmistusta suoraan polyolefiinimuovien raaka-aineeksi tai vaihtoehtoisesti naftaa, joka toimii höyrykrakkerin syötteenä petrokemiassa. Höyrykrakkerin päätuotteet ovat eteeni ja propeeni.
”Erityisesti naftareittiä haluaisimme tutkia jatkossa lisää, sillä tässä tuotantoreitissä voidaan olemassa olevia petrokemian tuotantolaitoksia hyödyntää optimaalisesti.”
30 miljoonaa tonnia biopohjaista hiilidioksidia vuodessa
Vaikka tutkitut prosessit osoittautuivat toimiviksi, niitä tulisi kehittää vielä paljon tehokkaammiksi.
”Hiilidioksidista ja vedystä tehtävien tuotteiden tuottaminen on vielä varsin arvokasta, mikä on myös hidastanut kehitystyötä ja kaupallistamista. Toivottavasti kuitenkin löytyy innokkaita yrityksiä kehittämään näitä teknologioita edelleen, jotta tuotantokustannuksia saataisiin alas.”
Potentiaalia biopohjaisen hiilidioksidin talteenotolle Suomessa riittäisi: sitä olisi saatavissa suhteellisen suurista pistelähteistä, kuten sellutehtaista, mikä mahdollistaisi järkevän kokoiset tuotantolaitokset. Biopohjaista hiilidioksidia syntyy Suomessa noin 30 miljoona tonnia vuodessa, ja EU-regulaation vuoksi sillä odotetaan olevan merkittävästi kysyntää hiilidioksidista valmistettavissa tuotteissa.
Forest CUMP
Kolmivuotinen Forest CUMP -hanke toteutettiin osana Business Finlandin veturirahoitusta. Mukana olivat veturiyritykset Borealis, Neste, ABB sekä Metsä Spring, Kemira, Vantaan Energia, Stora Enso, Ekotuhka, Carbon Reuse Finland, Fortum Waste Solutions ja Essity. Tutkimuspartenereina olivat VTT ja LUT-yliopisto.
