Hiilen erottamisen ja talteenoton haasteet ja mahdollisuudet • 1.4.2005
Ilmastonmuutosta aiheuttavien hiilidioksidipäästöjen vähentäminen on monitahoinen haaste, joka vaatii useita eri ratkaisuja: energiatehokkuuden parantamista, uusiutuvia energioita ja hiilen erottamista ja talteenottoa.
Kun hiili on erotettu ilmakehästä tai päästölähteestä, se voidaan varastoida joko syvälle geologisiin muodostumiin tai maaperään, kasvillisuuteen ja puihin. Meret voivat periaatteessa sitoa valtavia määriä hiilidioksidia, mutta talteenoton vaikutus meriekosysteemeihin on vielä epäselvä, joten monet tutkijat eivät usko tekniikan toimivan vielä lähiaikoina.
Jotta hiilidioksidi voidaan varastoida, se täytyy poistaa ilmakehästä joko kiihdyttämällä luonnollisia hiiltä sitovia prosesseja eristämällä se teollisista päästölähteistä. Luonnollinen sitominen on käytännössä ilmaista, sillä kasvit tekevät sitä joka tapauksessa yhteyttäessään. Hiilidioksidin erottaminen päästölähteestä taas on kallista eikä sitä voida käyttää pienissä ja liikkuvissa päästölähteissä, kuten autoissa.
Erityisen kallista on jo toimivien laitosten varustaminen hiiltä erottavalla laitteistolla. Valitettavasti nämä laitokset ovat ilmastonsuojelun suurin huolenaihe juuri nyt. Uusia, halvempia tekniikoita tutkitaan ja kehitetään parhaillaan varsin voimallisesti.
Hiilen erottaminen ja talteenotto maaperään ja kasvillisuuteen
Hiilen erottamista ja talteenottoa maaperään ja kasvillisuuteen voidaan havainnollistaa kolmella esimerkillä. Yksi tapa on hidastaa orgaanisen aineen biologista hajoamista, joka vapauttaa hiilidioksidia, ja nopeuttaa yhteyttämistä. Käytännössä tämä tarkoittaa esimerkiksi hakattujen alueiden uudelleen metsittämistä erityisesti pitkäikäisillä puulajeilla.
Toiseksi puuta voidaan käyttää kestotuotteisiin, kuten hyvälaatuisiin huonekaluihin, jotka pitävät hiilidioksidin poissa ilmakehästä useita vuosia. Kolmanneksi metsäpalolle alttiita, tiheitä metsiä voidaan harventaa ja saatu puu voidaan joko jatkojalostaa tai käyttää bioenergiana, mikä samalla vähentää tarvetta käyttää fossiilisia polttoaineita.
Hiilen talteenotto maaperään tai kasvillisuuteen on turvallista ja tuo myös sivuhyötyjä, sillä se voi mm. estää eroosiota. Ongelmana on hankkeiden tuottamien päästövähennysten mittaaminen ja talteenoton kesto. Esimerkiksi metsäpalot voivat vapauttaa talteen otetun hiilen nopeasti.
Hiilen erottaminen ja talteenotto geologisiin muodostumiin
Geologinen erottaminen ja talteenotto tarkoittaa hiilidioksidin pumppaamista ja kuljettamista esimerkiksi putkistoissa öljy- ja kaasulähteisiin, syvälle hiiliesiintymiin tai maanalaisiin suolavesikertymiin. Tekniikka on uusi, mutta luonnollisia hiilidioksidikertymiä on syntynyt miljoonien vuosien ajan kaikkialle maailmaan.
Kaivostoiminnan kannalta liian syvällä sijaitsevat hiiliesiintymät ovat hyvä paikka talteenotolle, sillä hiilidioksidi sitoutuu kemiallisesti hiiliesiintymään. Hiilidioksidin pumppaaminen vapauttaa esiintymästä metaania, jota voidaan hyödyntää talteenoton kustannusten vähentämiseksi.
Öljy-yhtiöt ovat käyttäneet hiilidioksidia tyhjeneviin öljylähteisiin, jotta jäljellä oleva öljy saataisiin helpommin porattua. Maakaasuyhtiöt taas ovat käyttäneet tyhjentyneitä kaasuesiintymiä maakaasun väliaikaiseen varastointiin. Tyhjenevien öljy- ja kaasuesiintymien käyttö hiilen erottamiseen ja talteenottoon on taloudellisesti erinomainen tilaisuus. Haasteena on varmistaa, ettei hiilidioksidi pääse takaisin ilmakehään esimerkiksi vanhojen, hylättyjen kaivojen kautta.
Hiili, öljy- ja kaasuesiintymiä ei ole riittävästi nykyisten teollisten päästöjen talteenottoa varten. Suolavesikertymiin taas voidaan periaatteessa varastoida jopa satojen vuosien hiilidioksidipäästöt. Ne muistuttavat geologisesti öljy- ja kaasuesiintymiä, mutta ne ovat öljyn tai kaasun sijasta suolaveden kyllästämiä. Kaikkia suolavesikertymiä ei voida käyttää hiilen erottamiseen ja talteenottoon, sillä kertymän yläpuolella täytyy olla läpäisemätöntä kiveä, jottei hiilidioksidi vuoda takaisin ilmakehään.
Öljy- ja kaasuesiintymiin verrattuna suolavesikertymiä on tutkittu vähän. Pohjanmerellä, Norjan rannikolla, on kuitenkin parhaillaan käynnissä merkittävä tutkimus hiilidioksidin talteenotosta suolavesikertymään. Tämän ja muiden hankkeiden tuloksia tarvitaan turvallisen ja pitkäaikaisen geologisen talteenoton kriteereiden ja valvontavaatimusten määrittämiseksi.