LUT-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla metsäteollisuuden sivuvirroista syntyy vähäpäästöistä etanolia.
Bioetanolia on perinteisesti valmistettu fermentoimalla puuhaketta, jonka selluloosasta ja hemiselluloosasta eristetään prosessissa sokereita.
”Tällaisessa prosessissa syntyy aika paljon sivutuotteita, eli kaikkea sokeria ei saada etanoliksi asti. Myös puun ligniinille täytyy löytää muuta käyttöä”, kuvailee Lappeenrannan–Lahden teknillisen yliopiston LUT:n apulaisprofessori Kristian Melin.
Lappeenrantalaiset ovat kehittäneet toisenlaisen menetelmän. Siinä metsäteollisuuden sivutuotteista tai energiapuusta valmistetaan etikkahappoa, josta puolestaan saadaan lisävedyn avulla etanolia hyvin kustannustehokkaasti.
”Perinteinen prosessi saattaa tuottaa 200–300 litraa bioetanolia tonnia kuivaa puuta kohden, kun taas lisävedyllä tehostettu prosessi voi antaa sitä jopa 1 500 litraa”, Melin vertaa.
Osa hydraukseen käytettävästä lisävedystä tuotetaan power to x -teknologialla eli käytännössä veden elektrolyysillä. Osa valmistetaan kaasutuksella, joka on ollut käytössä esimerkiksi autojen häkäpöntöissä viime sotien aikana.
”Näiden menetelmien avulla melkeinpä kaikki raaka-aineen hiilidioksidi päätyy etanolituotteeseen, eikä sivutuotteita tai hiilidioksidia juuri muodostu.”
Myös iso hintaetu
Uuden liikennepolttoaineen veroton litrahinta olisi 0,56–0,74 euroa. Sen aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt olisivat 75 prosenttia pienemmät kuin bensiinin.
Frontiers in Energy Research -lehdessä julkaistut tulokset perustuvat laskelmiin, jotka LUT on tehnyt yhteistyössä Münchenin teknillisen yliopiston kanssa.
”Saksasta oli meillä vaihdossa tutkija, jota aihe kiinnosti. Siitä lähti sitten käyntiin laajempi tutkimus”, Melin muistelee.
Tähän mennessä Lappeenrannassa on arvioitu prosessiketjun teknis-taloudellinen suorituskyky sekä tuotettavan etanolin hinnan lisäksi sen saanto.
”Münchenin teknillinen yliopisto taas on tehnyt kestävyyslaskelmat prosessin hiilijalanjäljestä.”
Vaikka itse prosessiketju on uusi, muun muassa kaasutusvaiheesta sekä etikkahapon ja etanolin tuotantovaiheesta on saatavilla hyvin tietoa, sillä ne ovat jo käytössä teollisuusmitassa.
”Meillä on kattavasti tietoa näiden osaprosessien suorituskyvystä, saannosta ja selektiivisyydestä. Jopa synteesikaasun reformointi ja puhdistus sekä etikkahapon hydraus etanoliksi on jo maailmalla testattu.”
Seuraavana pilottilaitos
Kristian Melinillä on kokemusta biomassan kaasutuksesta aiemmasta työpaikastaan VTT:ssä. Toisella LUT-yliopiston prosessisysteemitekniikan ryhmällä on puolestaan vankka tietotaito power to x -teknologioista.
”Havaintomme siitä, että bioetanolin tuotantoprosessi on tehokkaimmillaan, kun kaasutusta tehostetaan sähköllä tuotetulla vedyllä, syntyi yhteistyömme tuloksena”, Melin kertoo.
Tutkimusta vietiin eteenpäin nimenomaan tehokkuusnäkökulma edellä.
“Kun tehokkuus on hyvä, raaka-ainetta etanolin tuottamiseen tarvitaan huomattavasti vähemmän”, tutkija kiteyttää.
Hän kiittelee erityisesti tutkimusta rahoittanutta Marjatta ja Eino Kollin Säätiötä.
”Säätiön ansiosta meillä on ollut mahdollisuus tehdä biomassaan liittyviä tutkimuksia, jotka näemme lupaavina.”
Melin uskoo, että bioetanolia voitaisiin valmistaa uudella menetelmällä tuotantomitassa noin viiden vuoden kuluttua.
”Seuraava askel on noin kolmen vuoden pilottiprojekti, jossa rakennetaan pilottilaitos prosessikehitystä varten. Sen jälkeen ensimmäisen kaupallisen laitoksen suunnittelussa ja rakentamisessa menee parisen vuotta”, hän laskee.
“Jos kaikki menee hyvin, vuonna 2030 voisi olla toiminnassa jo useampikin kaupallinen laitos.”
Meri Hellsten
(Kuva Kristian Melin) Jätepuu auton tankkiin – siinä LUT-yliopiston tavoite.
Tilaa Kemia-lehti loppuvuodeksi 2022 ja auta Ukrainaa!
Lahjoitamme puolet tilausmaksusta ukrainalaisten auttamiseen Pelastakaa Lapset ry:n kautta.
