Näin lentämisestä tulee fossiilitonta
Vattenfall, SAS, Shell ja LanzaTech ovat alkaneet tutkia mahdollisuutta aloittaa kestävästi tuotetun synteettisen lentopolttoaineen laajamittainen valmistus – Ruotsissa ensimmäisenä maailmassa.
Uusi lentopolttoaineen tuotantolaitos suunnitellaan sijoitettavaksi Forsmarkin ydinvoimalan läheisyyteen Uplantiin. Tehtaassa valmistetaan uuden sukupolven ilmastoälykästä lentopolttoainetta. Synteettisen lentopolttoaineen tuotanto perustuu uusien fossiilisten raaka-aineiden sijaan fossiilittomaan sähköön, veteen ja kaukolämmöstä saatuun hiilidioksidiin. Tuotanto voi käynnistyä jo vuosina 2026–2027, jos investointipäätös tulevaisuuteen tehdään. Investoinnin takana ovat Vattenfall, SAS, Shell ja LanzaTech.
– Aloite osoittaa, miten paljon eri toimialojen välisellä yhteistyöllä on potentiaalia vähentää päästöjä sellaisilla aloilla, joiden on vaikeinta sopeutua muutokseen. Tutkimme yhdessä, miten voimme tuottaa vähäpäästöistä sähköpolttoainetta ilmailualalle, sanoo Vattenfallin toimitusjohtaja Anna Borg.
Tällä hetkellä kestävästi tuotetusta lentopolttoaineesta on pulaa, ja kysyntä vain kasvaa. Useat muut kestävän ilmailupolttoaineen valmistustekniikat perustuvat jonkinlaiseen biomassaan, kuten ruoka- tai puuteollisuuden sivutuotteisiin. Uuden synteettisen sähköpolttoaineen pohjana on kierrätetty hiilidioksidi. Lisäksi tarvitaan fossiilitonta sähköä ja vettä.
– Ilmailualalla on valtavia haasteita hankkia riittävä määrä kestävää lentopolttoainetta. Tämä projekti on lähtölaukaus riittävien volyymien tuottamiseen. Meidän on tarkasteltava hiilidioksidia aivan uudella tavalla. Kun se yhdistetään fossiilivapaaseen sähköön, syntyy mahdollisuus rakentaa uusi ilmastoystävällinen tulevaisuus meille kaikille, sanoo LanzaTechin konsernijohtaja Jennifer Holmgren.
Kestävä polttoaine
Maria Grahn on Chalmersin teknillisen korkeakoulun energiajärjestelmäanalyysin dosentti. Tutkimuksissaan hän on jo pitkään ollut kiinnostunut sähköpolttoaineista ja siitä, millaisin edellytyksin ne kannattaa sisällyttää polttoaineseokseen. Tähän asti kustannukset ovat olleet korkeat muihin vaihtoehtoihin verrattuna, mutta hinnat ovat alkaneet laskea.
– Tämänkaltaisten tekniikoiden kehittyminen on erittäin myönteistä, sillä bioraaka-aineita on saatavilla maailmanlaajuisesti vain rajoitetusti, Maria Grahn sanoo.
Kestävän sähköpolttoaineen asemaa markkinoilla parantaa osaltaan Ruotsissa ja Norjassa voimassa oleva sääntely, joka palkitsee eri tavoin uusiutuvan energian käyttöä fossiilisen lentopolttoaineen sijaan. Se nopeuttaa siirtymää. Ruotsissa otettiin vuonna 2021 käyttöön niin sanottu vähennysvelvollisuus, jonka myötä bioperäisen lentopolttoaineen sekoittaminen kaikkeen Ruotsissa tankattavaan lentopetroliin on pakollista. Sekoitusvaatimusta tiukennetaan vähitellen, ja vuoteen 2030 mennessä sen osuus on kasvanut noin 30 prosenttiin. Vaatimus on suunniteltu niin, että se hyödyttää polttoaineita, joiden ilmastovaikutus on tuotantovaiheessa pienin.
– Jos vähennystavoite ei toteudu, rangaistusmaksu on erittäin korkea. Sen vuoksi kalleimmatkin sähköpolttoaineet tulevat rangaistusmaksua halvemmaksi, Grahn kertoo.
Mitä säännöt sanovat?
Nykyiset lentokoneet on sertifioitu käyttämään enintään 50-prosenttisesti kestävää lentopolttoainetta, ja lopun tulee olla perinteistä lentopolttoainetta. Kyseessä on maailmanlaajuinen säädös, joka on ristiriidassa Ruotsin tavoitteen kanssa. Ruotsin tavoitteena on kotimaanlentojen fossiilivapaus vuoteen 2030 mennessä, ja vuoteen 2045 mennessä tulisi kaikkien Ruotsin lentokentiltä lähtevien lentojen olla fossiilittomia.
– Tutkijana voin sekä turhautua että innostua siitä, että keksitään rajoituksia asettavia sääntöjä. Maantiekuljetuksissa on sallittua käyttää sataprosenttisesti uusiutuvia raaka-aineita. Jos meillä on polttoaine, joka muistuttaa riittävästi perinteistä polttoainetta, miksei sitä saa käyttää myös lennoilla, Grahn kysyy.
Tulevaisuuden kehitys
Vaikka käytössä olisi sataprosenttisesti fossiiliton polttoaine, ilmasto-ongelmat eivät poistu kokonaan. Lentojen ilmastovaikutukset koostuvat nykyään kahdesta osasta, jotka ovat määrällisesti lähes yhtä suuria. Toinen puoli päästöistä koostuu fossiilisten polttoaineiden polttamisesta aiheutuvista hiilidioksidipäästöistä ja toinen puoli tiivistymisjuovista, joita syntyy, kun vesihöyryä päästetään korkealla ulos. Sen vuoksi vain sähkölennot voivat olla erittäin hyviä ilmaston kannalta, Grahn toteaa.
Pienet niin kutsutut cityhopper-koneet, jotka lentävät melko lähellä sijaitsevien kaupunkien välillä, voivat lähitulevaisuudessa toimia sähköllä. Niiden kantama on kuitenkin rajallinen. Pitemmät etäisyydet edellyttävät polttoainekäyttöisiä koneita. Yhdistelemällä eri vaihtoehtoja voimme päästä pitkälle – kehitys on positiivista.
Kestävän sähköpolttoaineen valmistaminen
Sähköpolttoaine on yksi kestävän lentopolttoaineen eli SAF:n (Sustainable Aviation Fuel) muunnos. Polttoaineen tuotannossa käytetään ainoastaan fossiilitonta sähköä, vettä sekä kierrätettyä hiilidioksidia, joka on peräisin Vattenfallin lämpövoimalasta Uppsalan ulkopuolelta. Voimalasta saadaan vuosittain noin 200 000 tonnia hiilidioksidia.
Sähköä käytetään ensisijaisesti vetykaasun tuottamiseen elektrolyysissä, jossa vesi hajoaa hapeksi ja vedyksi. LanzaTechin prosessia käytetään etanolin tuottamiseen hiilidioksidista ja vedystä. Etanolia käytetään sitten LanzaJet-prosessissa "Alcohol to Jet".
Hankkeen tavoitteena on käynnistää sähköpolttoaineen tuotanto Ruotsissa. Osapuolet ovat allekirjoittaneet aiesopimuksen ja sopineet, että Vattenfall tutkii fossiilitonta sähköntuotantoa, vetykaasun tuotantoa ja hiilidioksidin talteenottoa. Shellin tutkii lähemmin polttoaineen tuotantoa, logistiikkaa ja sähköpolttoaineen ostajana toimimista. LanzaTech edustaa kaasufermentoinnin asiantuntemusta. Kyse etanolin tuottamisesta saapuvista kaasuvirroista. Osapuolet lisensoivat LanzaJetin Alcohol to Jet -tekniikan, joka muuttaa etanolin sähköpolttoaineeksi. SAS osallistuu hankkeeseen sähköpolttoaineen potentiaalisena ostajana.
