Teollisuuden päästömittaukset ja päästöoikeuksien ilmaisjaon poistumisen vaikutus teollisuuteen : case-esimerkki terästeollisuuden prosessista

Abstract

Päästötavoitteiden saavuttamiseksi on otettava käyttöön uusia teknologioita, erityisesti raskaan teollisuuden aloille. Yksi esimerkki tällaisesta on terästuotanto, joka tuottaa noin 7-9 % CO₂-päästöistä globaalisti. Työn tavoitteena oli selvittää vihreään vetyyn perustuvan prosessin mahdollisuutta korvaamaan perinteistä terästuotannon prosessia, huomioiden päästöoikeuksien vähitellen poistuvat ilmaisjaot. Työssä selvitettiin herkkyystarkastelujen kautta tuotantokustannuksia terästonnille. Työssä syntyneet herkkyystarkastelut perustuivat toteutettuihin tasekuvaajiin sekä määritettyihin parametreihin ja muuttuvina tekijöinä perinteisessä prosessissa oli päästöoikeuden hinta ja vetyyn perustuvassa prosessissa vedyn hinta.

Herkkyystarkastelun tulokset osoittavat, että vihreää vetyä käyttävä tuotantotapa sisältäen kaikki vetyhinnat tuotantokustannuksiltaan on kannattavampaa kuin perinteinen tuotantotapa siinä tapauksessa, jos päästömaksu on skenaarion keskihintainen hinta tai yli, eli yhtä paljon tai enemmän kuin 135 €/t CO₂. Perinteinen prosessi oli edullisempi tuottaa skenaarion halvimmalla päästömaksulla 70 €/t CO₂, mikäli vihreän vedyn hinta oli keskihintainen tai yli, eli yhtä paljon tai enemmän kuin 4 €/kg. Vihreään vetyyn perustuva teknologia vähentää päästöjä terästuotannossa merkittävästi ja näin ollen tarjoaa vaihtoehtoisen ratkaisun perinteiselle prosessille. Uudet teknologiat, kuten vetyteknologia, omaa vielä epävarmuutta, mutta se voi olla varteenotettava ratkaisu päästöjen vähentämiseksi ja siten tässä työssä myös kalliiden päästömaksujen välttämiseksi tarkasteltu vaihtoehtoratkaisu.

To achieve emission targets, new technologies must be introduced, especially in heavy industry sectors. One example is steel production, which produces approximately 7-9 % of CO₂ emissions globally. The aim of this thesis was to investigate the possibility of a green hydrogen based process to replace the traditional steel production process, taking into account the gradually phasing out of free allocations of emission allowances. The thesis investigated production cost calculations per ton of steel with the use of sensitivity analyses. The sensitivity analyses in this thesis was based in the implemented balance sheets and determined parameters. In the traditional process the main variable was the price of emission allowances and the price of hydrogen in the hydrogen based process.

The sensitivity analyses results in this thesis show that hydrogen based process including all hydrogen prices in terms of production costs is more cost-effective than the traditional process if the emission fee is same as the average price of the scenario or above 135 €/t CO₂. The traditional process is more cost-effective to produce compared to the scenario with the cheapest emission charge of 70 €/t CO₂, if the price of green hydrogen was same as the average price or above 4 €/kg. Green hydrogen technology reduces emissions significantly in steel production and offers an alternative solution for traditional process. New technologies, for example hydrogen technology, still have uncertainties, but it can be a solution for reducing emissions and is therefore also a solution option in this thesis for avoiding expensive emission charges.