Hiilidioksidin talteenotto ja käyttö muoveissa
Matero, Marianne (2024)
Kandidaatintyö
2024
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060342606
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024060342606
Tiivistelmä
Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus, jossa käsitellään hiilidioksidin talteenottoa ja käyttöä (CCU – Carbon Capture and Utilization) erityisesti muovien valmistamisessa. Työssä esitellään muovien kierrätyshiilidioksidista valmistamisen kannalta merkittävimpiä prosesseja sekä hiilidioksidin kierrättämisen suuren mittakaavan vaikutuksia.
Hiilidioksidin talteenoton osalta työssä esitellään teknisiä ratkaisuita, kierrätyshiilidioksidin käyttökohteita sekä talteenoton nykytilaa ja tulevaisuudennäkymiä. Vihreän vedyn tuotantoa käsittelevä osuus kattaa yleisesittelyn, esittelyn elektrolyysin perusperiaatteesta sekä tekniikan nykytilasta ja näkymistä. Muoveja käsittelevässä luvussa esitellään polymeerimateriaaleja, niiden syntetisointia, muovien kierrätystä sekä polkuja muovin valmistamiseksi kierrätyshiilidioksidista. Lopuksi pohditaan hiilidioksidin kierrättämisen makrotason vaikutuksia.
Työssä havaittiin, että CCU voi vihreän vedyn tuotantoon yhdistettynä parhaimmillaan mahdollistaa irtautumisen fossiilisista polttoaineista. CCU:lla voidaan myös pienentää hiilidioksidipäästöjä, ja bioenergian käyttöön yhdistettynä sillä voi olla mahdollista saavuttaa jopa negatiiviset hiilidioksidipäästöt.
CCU:lla ei kuitenkaan vielä tänä päivänä valmisteta muoveja laajassa mittakaavassa: vuonna 2022 alle 0,1 % kaikesta valmistettavasta muovista tuotettiin kierrätyshiilidioksidista. Erityisiä haasteita aiheuttavat hiilidioksidin kaappaustekniikan energiaintensiivisyys sekä materiaalien suoran syntetisoinnin tekniikoiden kypsymättömyys. Toisaalta tekniikan kehittämistä hidastaa muun muassa se, ettei lainsäädäntö tunnista CCU:lla valmistettuja tuotteita, jolloin ne kilpailevat suoraan fossiilisperäisten verrokkiensa kanssa.
CCU:lla voidaankin todeta olevan potentiaalia mullistaa niin valtioiden välisiä voimasuhteita kuin ilmaston tulevaisuuttakin, mutta sen yleistymiseksi vaaditaan vielä niin teknistä kuin lainsäädännöllistäkin kehitystä.
Hiilidioksidin talteenoton osalta työssä esitellään teknisiä ratkaisuita, kierrätyshiilidioksidin käyttökohteita sekä talteenoton nykytilaa ja tulevaisuudennäkymiä. Vihreän vedyn tuotantoa käsittelevä osuus kattaa yleisesittelyn, esittelyn elektrolyysin perusperiaatteesta sekä tekniikan nykytilasta ja näkymistä. Muoveja käsittelevässä luvussa esitellään polymeerimateriaaleja, niiden syntetisointia, muovien kierrätystä sekä polkuja muovin valmistamiseksi kierrätyshiilidioksidista. Lopuksi pohditaan hiilidioksidin kierrättämisen makrotason vaikutuksia.
Työssä havaittiin, että CCU voi vihreän vedyn tuotantoon yhdistettynä parhaimmillaan mahdollistaa irtautumisen fossiilisista polttoaineista. CCU:lla voidaan myös pienentää hiilidioksidipäästöjä, ja bioenergian käyttöön yhdistettynä sillä voi olla mahdollista saavuttaa jopa negatiiviset hiilidioksidipäästöt.
CCU:lla ei kuitenkaan vielä tänä päivänä valmisteta muoveja laajassa mittakaavassa: vuonna 2022 alle 0,1 % kaikesta valmistettavasta muovista tuotettiin kierrätyshiilidioksidista. Erityisiä haasteita aiheuttavat hiilidioksidin kaappaustekniikan energiaintensiivisyys sekä materiaalien suoran syntetisoinnin tekniikoiden kypsymättömyys. Toisaalta tekniikan kehittämistä hidastaa muun muassa se, ettei lainsäädäntö tunnista CCU:lla valmistettuja tuotteita, jolloin ne kilpailevat suoraan fossiilisperäisten verrokkiensa kanssa.
CCU:lla voidaankin todeta olevan potentiaalia mullistaa niin valtioiden välisiä voimasuhteita kuin ilmaston tulevaisuuttakin, mutta sen yleistymiseksi vaaditaan vielä niin teknistä kuin lainsäädännöllistäkin kehitystä.