Huhtikuun puheenvuoro
Hiilen erottamisen ja talteenoton haasteet ja mahdollisuudet
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.
Larry Myer
Tutkimusjohtaja, energiavarojen tutkimusohjelma
Lawrence Berkeley National Laboratory, geologian osasto
Hiilen erottaminen ja talteenotto – päästövähennyksiä vai ongelman kieltämistä?
Kasvihuonekaasujen päästöt ovat lisääntyneet teollisesta vallankumouksesta lähtien ja siten aiheuttaneet maailmanlaajuista ilmastonmuutosta. Hiilidioksidin pitoisuudet ovat 36 % korkeammalla kuin esiteollisena aikana. Nousu on verrattavissa siihen, kuinka 56 % pitoisuuksien nousu riitti lopettamaan edellisen jääkauden.
Huomattava lisäys kasvihuonekaasupäästöissä johtuu edelleen jatkuvasta turvautumisesta menneisyyden energiateknologioihin , jotka perustuvat teollisen ajan perintönä fossiilisille polttoaineille.
Vaihtoehtoiset teknologiat, jotka vähentävät kasvihuonekaasujen päästöjä, ovat olleet ilmastonmuutoskeskustelun keskiössä. Hiilen erottaminen ja talteenotto päästölähteistä on uusin ja kenties kiistanalaisin teknologioista, joita parhaillaan tutkitaan.
Hiilen erottamista ja talteenottoa on mainostettu tapana vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Tekniikka perustuu hiilidioksidin erottamiseen esimerkiksi hiilivoimaloiden päästöistä ja sen talteenottoon geologisiin muodostumiin, kuten käytettyihin öljy- ja kaasulähteisiin, syvälle hiiliesiintymiin, maanalaisiin suolavesikertymiin ja mereen.
Projekteja on jo otettu käyttöön rajoitetusti. Esimerkiksi Norjassa öljy-yhtiö Statoil on pumpannut hiilidioksidia merenpohjan alla sijaitsevaan suolavesikertymään välttyäkseen hiilidioksidiverojen maksulta. Öljy-yhtiöt ovat myös pumpanneet hiilidioksidia osittain tyhjentyneisiin öljylähteisiin saadakseen niistä enemmän öljyä.
Tekniikka herättää kuitenkin ympäristöön, energiapolitiikkaan ja sosiaalisiin vaikutuksiin liittyviä kysymyksiä.
Ympäristö
Sähköntuotannon osuus kaikista energiantuotannon hiilidioksidipäästöistä on noin 37 %. Fossiilisia polttoaineita käytettäessä kaikilla tuotantovaiheilla louhinnasta polttamiseen on huomattavia ympäristövaikutuksia, kuten ilmansaasteet, öljyvuodot ja kasvihuonekaasut.
Hiilen erottaminen ja talteenotto pitkittää ympäristölle haitallisten polttoaineiden käyttöä vaihtoehtoisten tuotantomahdollisuuksien kehittämisen sijaan. Se vaikuttaa vain yhteen ongelman osaan, ja paras vaihtoehto olisi siirtyä puhtaampien energianlähteiden käyttöön.
Toinen tärkeä kysymys on, voiko hiiltä varastoida pysyvästi maan alle. On selvää, että tekniikka on epäonnistunut, jos hiili vuotaa myöhemmin takaisin ilmakehään. Mitä suurempi osuus hiilen erottamisella ja talteenotolla on ilmastonmuutoksen torjumisessa, sitä vakavammat ovat seuraukset, jos hiili pääsee takaisin ilmakehään.
Maanalaiset eliölajit ja pohjavesivarat ovat myös vaarassa, kun hiilidioksidia varastoidaan. Merenpohjan käyttö hiilivarastona on herättänyt huolen merenpohjan ekosysteemeistä, joiden on havaittu olevan yhtä monimuotoisia kuin sademetsien ekosysteemien.
Sosiaaliset vaikutukset
Jotta hiilen erottaminen ja talteenotto todella toimisi tehokkaasti, hiilen on pysyttävä maan alla ainakin 100 000 vuotta. Tällöin esiin nousee kysymys vastuusta siinä vaiheessa, kun kasvihuonekaasuja tuottanut projekti on jo lopetettu. Nykyiset hankkeet siirtyvät tällöin välittömästi valtion vastuulle, joten on mahdollista, että tulevat sukupolvet kantavat hiilidioksidivarastosta huolehtimisen taakan.
Energiapolitiikka
Hiilen erottamisen ja talteenoton laajamittainen käyttöönotto vaatisi merkittäviä investointeja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvaan infrastruktuuriin. Nämä investoinnit voivat kilpailla todistetusti toimivien kasvihuonekaasujen vähentämisen tapojen, kuten uusiutuvan energian ja energiatehokkuuden parantamisen, kanssa.
On hyvin epätodennäköistä, että hiilen erottaminen ja talteenotto tulisi lopulta halvemmaksi kuin kilpailukykyään nopeasti kasvattavat uusiutuvat energianlähteet. Energiapolitiikka, joka ei huomioi näitä puhtaita vaihtoehtoja, tekee päästövähennyksistä tarpeettoman kalliita. Jos hiilen erottamista ja talteenottoa halutaan käyttää, vastuu investoinneista kuuluu fossiilisia polttoaineita käyttäville energiantuottajille.
Johtopäätökset
Hiilen erottaminen ja talteenotto on ratkaisu, joka ei mene ongelman ytimeen. Tarvitaan luotettavaan tietoon ja laajaan ymmärrykseen perustuva julkinen keskustelu, jotta voidaan päättää, onko tällä tekniikalla roolia tulevaisuudessa. Tärkeää on, ettei sitä pidetä ainoana tapana torjua ilmastonmuutos. Se ei nykymuodossaan ole tehokas ja vastuullinen tapa torjua ilmastonmuutosta; uusiutuvat energianlähteet ja energiatehokkuuden parantaminen vastaavat haasteeseen nopeammin, turvallisemmin ja halvemmalla.
Kirsten Macey
Climate Technology Policy Officer
Climate Action Network Europe