Synteettisen metaanin käyttömahdollisuudet Suomessa

Abstract

Ilmastonmuutoksen hillinnän keskeisimpiä keinoja on hiilidioksidipäästöjen vähentäminen, johon haetaan ratkaisuja perinteisten fossiilisten raaka-aineiden käyttöä vähentämällä sekä uusilla ratkaisuilla kuten prosessien sähköistämisellä. Uusiutuvan sähköntuotannon lisääntyessä kasvaa myös energian varastoinnin tarve sillä uusiutuva energiantuotanto on sääriippuvainen. Uusiutuvan energian avulla voidaan valmistaa sähköpolttoainetta, kuten synteettistä metaania, elektrolyysillä tuotetun vihreän vedyn ja talteenotetun hiilidioksidin avulla. Synteettistä metaania voidaan käyttää maakaasun korvaajana prosesseissa, joissa aiemmin käytettiin maakaasua joko energianlähteenä tai raaka-aineena. Synteettistä metaania voidaan kuljettaa ja varastoida maakaasun käsittelyyn rakennetuilla laitteilla ja infrastruktuurilla.

Tämän työn tavoitteena oli selvittää olisiko Suomessa mahdollisuuksia tuottaa synteettistä metaania ja kuinka paljon. Työssä selvitettiin uusiutuvan sähköntuotannon saatavuus nykyhetkessä sekä vuosina 2035 ja 2045 sekä synteettisen metaanin valmistukseen tarvittavan biogeenisen hiilidioksidin saatavuus. Työssä selvitettiin synteettisen metaanin valmistukseen tarvittavan laitteiston tekniset seikat ja tutustuttiin yleisimpiin teknologioihin. Synteettisen metaanin valmistukseen tarvitaan elektrolyysilaitteita, hiilidioksidin talteenottolaitteita sekä metanointilaitteita, joiden parissa tehdään paljon kehitystyötä.

Työssä suoritettiin skenaariolaskelmat, joiden perusteella voitiin arvioida, että Suomessa on suotuisat olosuhteet synteettisen metaanin valmistukseen. Uusiutuvan sähköntuotannon ennustetaan kasvavan tulevaisuudessa, biogeenistä hiilidioksidia on saatavilla tasaisesti metsäteollisuudesta ja maakaasuverkko kattaa eteläisen Suomen. Näiden seikkojen myötä Suomessa on hyvät mahdollisuudet synteettisen metaanin tuotantoon.

One of the most important means of curbing climate change is the reduction of carbon dioxide emissions, for which solutions are sought by reducing the use of traditional fossil raw materials and new solutions such as electrification of processes. As renewable electricity production increases, so does the need for energy storage, as renewable energy production is weather-dependent. Renewable energy can be used to produce electrical fuel such as synthetic methane with green hydrogen produced by electrolysis and captured carbon dioxide. Synthetic methane can be used as a substitute for natural gas in processes that previously used natural gas either as an energy source or as a raw material. Synthetic methane can be transported and stored with equipment and infrastructure built for processing natural gas.

The goal of this work was to find out if there would be opportunities to produce synthetic methane in Finland and how much. The work investigated the availability of renewable electricity production at the present time and in 2035 and 2045, as well as the availability of biogenic carbon dioxide needed for the production of synthetic methane. In the work, the technical details of the equipment needed for the production of synthetic methane were clarified and the most common technologies were introduced. The production of synthetic methane requires electrolysis devices, carbon dioxide recovery devices, and methanation devices, which require a lot of development work.

In the work, scenario calculations were performed, based on which it was possible to assess that Finland has favorable conditions for the production of synthetic methane. Renewable electricity production is predicted to grow in the future, biogenic carbon dioxide is steadily available from the forest industry, and the natural gas network covers southern Finland. With these facts, Finland has good opportunities for the production of synthetic methane.