*

Jukka Konttinen

Ilmasta raakaöljyä?

Viikko sitten YLE:n pääuutisissa esitettiin näyttävästi ”mullistava” Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja VTT:n yhteistyönä valmistunut koelaitos, jossa ilmassa olevasta hiilidioksidista sekä vedestä erotetusta vedystä tehdään raakaöljyn tapaista nestettä. Jota voisi sitten jalostaa eteenpäin öljytuotteiksi, samaan tapaan kuin maasta pumpattavaa raakaöljyä.

Mikä ettei, onhan sanottu että Suomessa ei innovoida. No nyt innovoitiin kunnolla ja homma näyttää oikeasti toimivan. Pullon pohjalle oli saatu muutama desi öljynestettä. Onhan hienoa, että suomalaiset ovat mukana jossain tällaisessa, sikälikin kun tunnen henkilökohtaisesti monta projektiin osallistuvista tutkijoista. Osoitus teknistieteellisestä osaamisesta, samoin kuin projektoinnista. Demonstraatio on myös herättänyt jo kansainvälistä huomiota, vaikka toisiakin samantapaisia teollisia kehittäjiä maailmalta löytyy. 

Konservatiivisena insinöörinä voisin tuoda mietintään pari muuttujaa. Kuulin jo 90-luvulla, että maailman kaikki sähköntarve voitaisiin tyydyttää Saharan autiomaassa sijaitsevilla aurinkopaneeleilla. Samaa ideaa kommentoitiin Lappeenrannan keksinnöstä, että sähköä öljyn tuottamiseen on Saharassa ”rajattomasti”.. Hitaasti on vaan Saharan valjastaminen sähköntuotantooon edistynyt.

Samoin vedyn tuottamisella, vedestä elektrolyysillä erottamalla, voisi ruokkia vetypolttokennoautoja. Niiden kehityksestäkin kuulin työuralleni astuessani jo 90-luvulla. Vetytaloudesta.

Hitaasti kehittyvät? Mutta unohdetaanpa globaaleihin teknologisiin muutoksiin liittyvä inertia hetkeksi, niinkuin moni maailman pelastustarihoinin uskova tuntuu tekevän. Harha että nämä etenevät samalla valonnopeudella, kuin vaikka kännykkäpelit, ideasta tuotteeksi.

YLE:n uutisjutun yhteydessä todettiin, että tekniikka voisi kaupallistua v. 2030 jälkeen, kunhan vain aurinkopaneelien hinnat jatkavat hillitöntä laskuaan. Kunpa se olisikin ainoa rajoitus, niin tekniikalla olisi pian relevanssia esimerkiksi ilmastonmuutoksen hillinnässä.

Ensinnäkin, auringosta saadaan paneeleilla energiaa kovin vaatimattomasti. Tähän voi aika tuoda jonkin verran parannusta (paneelin hyötysuhteet), mutta se määrä, mitä aurinko paistaa eri puolilla maapalloa, on pysynyt vakiona kautta ihmiskunnan historian. Toinen seikka on se, että ilmassa on hiilidioksidia noin 400 ppm (ppm = miljoonasosa tilavuudesta). Tästä johtuen ne ilmamäärät, mitä laitoksen läpi joudutaan pumppaamaan, ovat varsin poskettomia jos pyritään vähänkin sellaiseen raakaöljyn tuotantoon, jolla olisi teollista merkitystä. Ja merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnnän kannalta.

Biofuels Digest-lehden jutussa samasta aiheesta sain tietää, paljonko sähköä vaaditaan raakaöljyn synnyttämiseen. Karkeasti tarvittava sähkön energiamäärä on kolminkertainen siihen määrään, mitä öljyyn syntyy kemiallista energiaa.

Demolaitoksen tuotantokapasiteetiksi on ajateltu 100 kg/h. Tasaisen vauhdin taulukolla tämä tekisi vajaa 1000 tonnia vuodessa. Yksin Neste Oil Suomessa tuo raakaöljyä eri tuotteiden jalostukseen 8 miljoonaa tonnia vuodessa. 8000-kertainen määrä. Maailman öljytuotteiden tuotanto huitelee 4000 miljoonan tonnin paikkeilla vuodessa, tarvittaisiin neljä miljoonaa yksikköä korvaamaan se määrä. No, joku voisi sanoa, että eihän se ole kuin yksi 100 kg/h tuotantoyksikkö neljälle miljoonalle paikkakunnalle…

Jos otetaan maltillisempi raakaöljyntuotanto, miljoona tonnia vuodessa (noin kahdeksasosa Suomen öljytuotteista), ja laitos sijoitettaisiin sinne Saharan autiomaahan, niin tarvittaisiin sähkön tuottamiseksi 140 neliokilometriä pelkkää aurinkopaneelipintaa. Suomen korkeuksilla ja auringon vuosittaisilla säteilyarvoilla paneelipinta olisi noin 280 neliökilometriä.

Sahara kun on varsin rutikuiva, niin laitoksen tarvitsemia vesimääriäkään ei kovin läheltä saa. Se voitaisiin ottaa ilman kosteudesta lauhduttamalla etenkin yöaikaan, joka tosin lisäisi sähkönkulutusta entisestään, veden keräys- ja pumppausjärjestelmän takia.

Isompi asia miljoona tonnia öljyä vuodessa tuottavan laitoksen haasteissa on tarvittavan ilman määrä. Siis sen ilman, josta hiilidioksidi erotetaan raaka-aineeksi. Sitä tarvittaisiin tuhat kuutiokilometriä tunnissa. Vaikea kuvitella, että minkälainen ilman imujärjestelmä tuon voisi hoitaa, ja siinä jo ilman epäpuhtaudet (Saharan pöly, aerosolit, pienhiukkaset) tulisivat haasteeksi.

Kun sähkön tuotantoon tarvittava alue on noin posketon, voi tulla kiusaukseksi ottaa se sieltä, missä tuotantotehokkuus on ihan eri luokkaa kuin Saharan aurinkopaneeleillla. Miljoona tonnia vuodessa raakaöljyn tuotannolla tarvittaisiin noin 4 kpl 1000 MW:n kokoista ydinvoimalaa. Mutta ai niin, eihän ydinvoima vihreään ajatteluun istukaan…

Aurinkopaneelien lisäksi kustannuksia laitoksessa tulisivat aiheuttamaan käyttökustannukset, esimerkiksi kalliit katalyytit ikääntyvät. Puhumattakaan poskettomia ilmamääriä imevistä pumpuista, suodattimista, lauhduttimista,…. Siis jos puhutaan yhtään teollisen mittakaavan tuotantomääristä. Sellaisista joilla olisi jotain merkitystä ilmastonmuutoksen hillintään.

Vaikka innovaatiot asian osalta eivät varmasti lopu tähän, niin auringon säteilymääriä maapallon pintaan samoin kuin ilman hiilidioksidin surkean pientä pitoisuutta ei millään innovaatiolla voi muuttaa.

Jotta teknologia olisi jossain määrin resurssitehokas ts. merkitystä teollisesti ja ilmastonmuutoksen hillinnässä, hiilidioksidi kannattaisi ottaa tuotantopisteistä, esimerkiksi polttovoimalaitosten savukaasuista, jossa sitä on noin 400-2000-kertainen määrä. Tästä taas tulee haaste, että kaasun pitää olla kovasti puhdasta, etteivät kalliit katalyytit myrkyty. Käsittääkseni Lappeenrannan laitos onkin tarkoitus viedä kokeiltavaksi muiden energialaitosten yhteyteen, esim. VTT:n Bioruukki-koelaitokselle.

Haasteita on vielä voitettavaksi, mutta ne eivät liity pelkästään aurinkopaneelien hintojen halpenemiseen. Monia luonnonlakeja vastaan joudutaan vielä päätä hakkaamaan. Ja sitä taistelua ei välttämättä voiteta koskaan, siis siten että tuotannosta saadaan taloudellisesti järkevää. Koska sitten kun se olisi bisnestä, teknologia leviää oikeasti.

P.S. Eppäillä myös sopii, että Lappeenrannan pikkulaitoksessa valtaosa tarvittavasta sähköstä otetaan verkkosähköstä, aurinkosähkön sijaan. Tänäkin päivänä on aurinko ollut silloin tällöin piilossa, sateen takia, todennäköisesti Lappeenrannassakin. Saadaanpa muutama maailman pelastustarinoihin uskovainen höynäytettyä. 

Mutta se on pikkujuttu sinänsä. Tärkeätä olisi uskoa ja panostaa tekniikoihin, joilla on oikeasti resurssitehokkuutta, merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä.

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

7Suosittele

7 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (17 kommenttia)

Käyttäjän ErkkiJohansson1 kuva
Erkki Johansson

Ja kaiken lisäksi, koko ilmastonmuutoksen rajoittaminen on yksi sitkeimmistä aprillipiloista.

Eipä silti, jos raakaöljyä osataan tehdä, tästä voi olla pieni ilo. Mutta kannattaisiko miettiä muita keinoja tuottaa raaka-aineita muovituotantoon? Ja autot... höh. Joka kerrankin on ajanut sähköautoa ei kaipaa noita bensanpolttajia hetkeäkään.

Käyttäjän gavia52 kuva
Juha Vesamäki

"Ja kaiken lisäksi, koko ilmastonmuutoksen rajoittaminen on yksi sitkeimmistä aprillipiloista."

Jos tuo pitää paikkansa, siis ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos on aprillipila, niin voidaan loppujen lopuksi olla välittämättä koko muutoksesta.

Jos taas se ei pidä paikkaansa, eli ihmiset todella ovat sen ilmastonmuutoksen yksi syypää, niin sitten tällainen tavan tallaaja vasta onkin huuli pyöreänä. Kun täällä pohjoisen kolkassa missä asumme me suomalaiset olisi vain yksi todella tehokas ja puhdas sähköenergian tuotantotapa mutta se taas ei käy eräille piireille. Näille samoille piireille kyllä taas käy vallan hyvin tällainen utopistinen ratkaisu jonka Jukka toi blogissaan esiin.

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen

Haaveilu sähköinfraan siirtymisestä voi viedä kohden lisäydinvoiman rakentamista. Aurinkopaneeli-mopoilla aikansa leikittyään, jopa Vihreät puolueena voi joutua pyörtämään kantaansa. Vaikka paneelit olisivat ilmaisia ja hyötysuhde 100 %.

Sinänsä minulla ei ole tarvetta puffata ydinvoimaa, samoin kuin ei tarvetta kiistää ilmastonmuutoksen todellisuutta.

Mielelläni näkisin, että luopuisimme ulkomaalaisista energian raaka-aineista, oli syy mikä tahansa. Jäisi sähkörahat Suomeen.

Käyttäjän gavia52 kuva
Juha Vesamäki Vastaus kommenttiin #3

#3

Ydinvoima ei ole riskitön vaihtoehto sekään, eikä taida olla edullisinkaan mutta kun se on valitettavasti se ainoa jolla voitaisiin korvata edes osa siitä tuotavasta sähköstä (parhaimmillaan tai pahimmillaan yli kolmen ydinvoimalan verran).
Teoriassa y-voimalan polttoaine voitaisiin louhia omasta maaperästä, ja ainakin muutaman vuoden annos voitaisiin tuoda maahan kerralla.

PS eiku sattuneesta syystä JK. Tuon linkin takaa löytyy kuva kuinka mahtavia ne kelluvat aurinkovoimalatkin voivat olla, mahtavia siis pinta-alaltaan.
https://www.digitaltrends.com/cool-tech/china-floa...
Onhan sen 40 MW:n tuottokin suuri mutta kun sitä vertaa mahdollisesti valmistuvan OL3:n tehoon, niin täytyy sanoa, että "Pieniä ovat silakat joulukaloiksi."

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen Vastaus kommenttiin #5

Juuri näin. Auringon säteilymäärät pelkästään aiheuttavat, että kovin laajalle pitää paneelit pistää.

Suurin aurinkovoimala on tosin 1500 MW joten edistystä sielläkin. Saharan miljoonan tonnin öljyntuotantoon noitakin tarvittaisiin parikymmentä kpl. Paneelipintaa 140 km2.

Käyttäjän gavia52 kuva
Juha Vesamäki Vastaus kommenttiin #7

"Suurin aurinkovoimala on tosin 1500 MW joten edistystä sielläkin. "

No tuo alkaa olemaan jo jotain, tosin silläkin se tuotto taitaa olla kovin jaksottaista niin kauan kun maapallo pyörii...

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen Vastaus kommenttiin #8

Olikohan nyt Wikipedia väärässä. Iltalehden jutun mukaan Saharaan tulee maailman suurin aurinkovoimala, teholtaan täysin valmiina 580 MW.
http://www.iltalehti.fi/ulkomaat/2016020821088491_...

No, tällaisiakin laitoksia tarvittasiin noin 41 kpl tyydyttämään miljoona tonnia ilmasta öljyä vuodessa tuottavan laitoksen tarve. Tarkka lukumäärä riippuu paneelien höytysuhteesta ja paikkakunnan säteilymääristä. Joka säteilykartta on helposti löydettävissä netistä.

Käyttäjän gavia52 kuva
Juha Vesamäki Vastaus kommenttiin #9

Se on selvä, ettei oikeastaan mitään sähköntuotantomuotoa voi jättää energiapaletista pois, mutta jos kuitenkin fossiiliset pitää unohtaa, niin vaihtoehdot alkavat olla vähissä. Eikä se energiankulutuskaan taida sittenkään tulevaisuudessa, ainakaan lähi-, kääntyä kovinkaan jyrkkään laskuun, saattaa käyrä olla nousevakin.

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen Vastaus kommenttiin #10

Ajauduin päivänä muutamana keskusteluun Satu Hassin kanssa. Hassin Saduista bloggasin erikseen.
https://guitarkonkari.vuodatus.net/lue/2017/06/per...

Käyttäjän rjaaskel kuva
Risto Jääskeläinen

Ilmastonvakiointihalu tuottaa kaikkea erikoista. Tavallaan hieno saavutus kuitenkin puristella ilmasta polttoainetta. Siinä pienellä mainostuksella saa vielä mielikuvan ilmaisesta polttoaineesta, koska eihän ilma maksa mitään (-;
Vaan jos siinä tarvitaan polttoaineen energiasisältöön nähden moninkertaisesti tuotantoenergiaa, kuten kerrot, niin eihän siinä sitten ole kuitenkaan mitään käytännöllistä järkeä. Sähkön lataaminen sähköauton akkuun tulee edullisemmaksi.
Savupiipusta otettuna hiilidioksidia edes olisi merkittäviä pitoisuuksia, mutta tämä vaihtoehto ei taida oikein käydä, jos tavoitteena on "täydellisyys".
Öljypalmu ja siitä saatava biodieselöljy taitaa kuitenkin olla edullisempi tapa tuottaa ilmakehästä polttoainetta auringonenergialla?

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen

Neste Oil tekee hyvää bisnestä bioöljyillään. Pystyvät tekemään jo osan täysin jätejakeista, ilman ruuan tuotannon raaka-aineita, kuten palmuöljyä. Sitä jonka takia Greenpeace aikoinaan kekkuloi veneellään Porvoon jalostamon edustalla.
Olkoonkin että saavat kompensaatiota uusiutuviin perustuvasta tuotannosta.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Olen myös tutkinut aihetta uusiutuvista energiamuodoista ja hankkeista, sekä uusista potentiaalisista innovaatioista ja ideoista.

(ks. ak. blogit)

Hyvään suuntaan ollaan menossa. Luonnosta löytyy runsaasti kierrätettävää energiaa.

Energiapotentiaalia tulisi muutenkin hyödyntää huomattavasti laajemmin ja tehokkaammin paikallisina konstruktioina siellä, missä hyötysuhteet ovat optimaalisimpia. Kapea-alainen ja perinteinen energiapolitiikka ei viime kädessä tule ratkaisemaan energiahävikkejä (∂E/∂x).

Käyttäjän KH kuva
Kalevi Härkönen

Blogistilta unohtui tuuli. Kupletin yksi juoni on, että lanseerattu tekniikka toimii tapana varastoida enegiaa. Jos sähköverkossa on paljon uusiutuvia, on halpoja tunteja runsaasti jolloin varastointi voi olla kannattavaa heikommallakin kokonaishyötysuhteella.

LUT:n professori arvioi, että tekniikka muuttuu taloudellisesti kannattavaksi siinä vaiheessa kun raakaöljyn tynnyrihinta ylittää 120 USD.

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen

Saharaan miljoonan vuositonnin tuotantolaitokseen tarvitaan 3 MW:n myllyjä rapiat 4000 kpl. Saharassa toivottavasti sentään tuulee, paikka paikoin tarpeeksi. Miten sitten erämaan hiekkamyrsky kuluttaa turbiinin lavat tai dyyni hautaa alleen. Välimeren ja Atlantin rannikolta tuulta varmaan saa, ilman hiekkamyrskyä.

Hinta-asiaan liittyy myös aurinkopaneelien hinnan olennainen lasku nykytasosta, kuten totesin. Ja totesi LUT:n professori.

Käyttäjän Poika kuva
poika heinänen

Öljymuovi alkaa jo jäämään vanhaksi. Pian lopullisesti.

Aurinkopaneeleissa on ideaa, mutta numeroilla on kyllä helppo masentua. Tosin jos lasketaan maailman kattopinta-alat niin tulee siitäkin mahtisuuri neliöluku. Kuotenkin nuo ovat lähinnä paikallista toimintaa.

Piipuista tuleva hiilidioksidi olisi juuri oikea kohde blogin aiheen innovaatioon.

Minä en myöskään suoraan niele noita energialaskelmia, koska jo lähtökohta on aina väärin ajateltu.

Energiaa pallollamme on ja lisää tulee koko ajan säteinä. Jos sahara on kuiva ja suomessa ei tuule tai paista, niin ei se tarkoita että kaikki tekniikka asiaan liittyen on huuhaata.
Ehkä ratkaisuja voisi miettiä kokonaisvaltaisemmin. Islannin alumiinibisnes perustuu geotermisuuteen käsittääkseni. Saharassa paistaa. Jossain tuulee ja jossain on vesivoimaa (josta toistaiseksi puuttuu vuorovesivoimalat ym.).

Pitäisi globaalisti tarkastella mihin mitäkin rakentaa, jotta olisi mahdollisimman lähellä kaikki tarvittava. Hatusta heittäisin, että ilman kansallisia rajoja ja globaalilla kokonaisarviolla pystyisi nipistämään nykyisestä kulutuksesta ehkä kolmanneksen. Oleellista lienee lokaalisuuden ja globalisuuden yhdistäminen.

Helpoiten kaiken saisi järjestettyä jos yksi firma yekisi kaiken ja valtion olisi maapallo. Tuossa ajatuksrssa taas on monia ongelmia ihmisille yksilötasolla.

Käyttäjän Jukka Konttinen kuva
Jukka Konttinen

Luitko tekstin? En sanonut huuhaaksi, vaan että isoja käytännön haasteita on ratkottavana.

Hitaasti nämä Oy Maapallo Ab:n energiaprojektit edistyvät. Aurinkopaneeleilla ratkaisu olisi ollut olemassa jo 90-luvulla.

Laskennan alkuarvot ja oletukset voin tarvittaessa luetella erikseen. Perustuen Ylen lähetyksen ehdotukseen laitoksista Saharassa. Mielipiteillä teilaamista ja mutu-tuntumaa meillä on poliitikoissakin riittävästi.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Mielestäni se mitä tuulivoimaan tulee, sen hyödyntäminen esim. pilvenpiirtäjien ja korkeiden rakennusten katoille, on erinomaisen hyödyllinen. Energiatuotto on suhteellisen stabiili.

Uudet pilvenpiirtäjät ja yleensä korkeat rakenteet ovat nykyisin sellaisia, että roottorit (pysty) voidaan integroida rakenteiden sisään tuulitunneleihin. Sinne on myös mahdollisuus rakentaa linnustoille ym. esteet ja infra-äänet saadaan vaimennettua.

Suomen oloihin sovellus sopii myös jos rakennuspolitiikka alkaisi suosimaan korkeampien kerrostalojen rakentamista.

Toisaalta perinteiset Faradayn aikaiset moottorit ja roottorit ovat jo vuosisatoja vanhoja keksintöjä.

Uusia ideoita tuulivoiman hyödyntämiseksi on yhtenä esimerkkinä ns. venymäliuska/pietsokide -efektillä toimivat mastot, jotka tuulen voimasta huojuessaan (180°, missä halkaisija murto-osan siitä, mikä perinteisissä roottoreissa, joissa halkaisija voi olla useita kymmeniä metrejä) sieppaavat horisontaaliset ilmanpaineen vaihtelut konvergoiden ne vertikaalisiksi voimiksi ja samalla vaimentavat infra-äänien etenemistä.

Tässä yksi monista esimerkeistä.

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset