Aurinkometaanilla uusiutuvaan energiatalouteen

21.08.2014 14:30

TEKES myönsi rahoituksen Suomen ensimmäiselle aurinkometaanin tutkimushankkeelle. Siinä tutkitaan keskeistä komponenttia, jonka avulla voidaan siirtyä uusiutuvaan energiatalouteen. Biotalous, joka nykyään on kovasti pinnalla, ei sitä mahdollista.

Biotalous

Biotalous on Suomessa noussut hyvin tärkeäksi strategia-alueeksi, joka on jatkuvasti pinnalla. Uusiutuvaan energiatalouteen sillä on kuitenkin hyvin vähän annettavaa johtuen pienistä fysikaalisista resursseista ja suurista ekologisista riskeistä. Biotalous vie uusiutuvaan energiatalouteen vain energiankulutuksen äärimmäisen vähentämisen kautta. Linkolan malli on tästä parhaiten tunnettu esimerkki. Koska yli 99,99 % ihmisistä ei vapaaehtoisesti suostuisi Linkolan mallin mukaiseen kehitykseen, biotalouden mahdollisuudet löytyvät erilaisista ulkoisista syistä johtuvista yhteiskunnan perusrakenteet hajottavista skenaarioista. Mutta biotaloudella on ratkaisevan tärkeä rooli fossiilisista polttoaineista nykyään valmistettavien materiaalien korvaajana.

Ilman yhteiskunnan perusrakenteiden hajoamista uusiutuvaan energiatalouteen voidaan siirtyä vain aurinkotalouden kautta. Se tarkoittaa, että valtaosa primäärienergiasta tulee suurimmista resursseista kuten aurinko- ja tuulienergia, jotka myös ovat ekologisesti kestävimpiä. Bioenergiaa ei uusiutuvassa energiataloudessa välttämättä tarvita lainkaan, mutta koska jätteitä joka tapauksessa syntyy, ne tulee käyttää mahdollisimman tehokkaasti. Biokaasutekniikka tarjoaa korkeimman tehokkuuden biojätteen hyödyntämisessä ja SBG-synteesi puujätteen hyödyntämisessä. Molempien lopputuote on metaanipolttoaine, joka on hyödynnettävissä polttokennoissa ja lämpövoimakoneissa korkeimmalla hyötysuhteella. Biotalouden kehittyminen energiatalouden osalta merkitsee siis siirtymistä biometaaniin tärkeimpänä sekundäärienergiamuotona.

Aurinkotalous

Tämä luo kiinteän yhteyden aurinkotalouteen, sillä aurinkometaani on sen rakentamisessa välttämätön. Aurinko- ja tuulienergia edellyttävät suurta varastointikapasiteettia, jotta ne voisivat nousta päärooliin primäärienergian tuotannossa ja kulutuksessa. Metaani tarjoaa kaikista varastointiteknologioista suurimman kapasiteetin ja se on suuri jo nyt: pelkästään Saksassa yli 200 TWh ja UNECE-maissa (Eurooppa+Keski-Aasian entiset Neuvostoliiton osavaltiot) yli 2000 TWh.  Metaani tarjoaa myös kaikista teknologioista pitkäaikaisimman varastointimahdollisuuden. Se ei rajoitu vuodenaikaisvarastointiin. Metaani säilyy satoja miljoonia vuosia, kun esimerkiksi bensiini ja dieselöljy kestävät alle vuoden.

Teoriassa aurinkotalouden varastointiongelmaan on muitakin ratkaisuja, kuten uusiutuva vetytalous. Mutta uusiutuva metaanitalous on käytännössä selvästi helpoin toteuttaa johtuen suuresta olemassa olevasta infrastruktuurista ja teknologian kypsyydestä.

Aurinko- ja tuulimetaanin tutkimuksen perinteet ulottuvat 1800-luvun lopulle Ranskaan. Raakaöljytalous kuitenkin esti tiedon hyödyntämisen käytännössä. SolarFuel-yhtiö rakensi ensimmäisen demonstraatiolaitoksen Stuttgartiin, Saksaan vuonna 2009 ja Audi ensimmäisen kaupallisen tuotantolaitoksen Werlteen, Saksaan vuonna 2013. Nykyään tuulimetaania on saatavissa 650 tankkauspaikalta Saksassa. Asiaa tutkitaan myös monissa muissa maissa, kuten Ranska, Hollanti, Ruotsi ja Tanska, joista Tanska painottaa muita kuin power-to-gas-teknologioita. On erittäin tärkeää, että tämä tutkimus saadaan alkuun myös Suomessa. 

TEKES myönsi heinäkuussa 5 MEURon rahoituksen aurinkotaloutta tutkivalle Neo-Carbon Energy -hankkeelle. Kaksivuotisessa hankkeessa Lappeenrannan teknillinen yliopisto, VTT ja Turun yliopiston tulevaisuuden tutkimuskeskus tutkivat monitieteisesti tulevaisuuden uusiutuvaa energiataloutta. Keskeisin aihe on aurinko- ja tuulienergian varastointi metaanina eli siis aurinko- ja tuulimetaani. Hanke on rajoittunut tutkimaan vain yhtä teknologiaa (power-to-gas) niiden tuottamiseksi, mutta ehkä se auttaa saamaan muut teknologiat mukaan seuraaviin hankkeisiin.

Aurinkometaani on avainteknologia Suomen liikenne-energiajärjestelmän saattamisessa 100 % uusiutuvaksi Suomen Biokaasuyhdistyksen liikenne- ja viestintäministeriölle vuonna 2012 tuottamassaan kestävän liikennejärjestelmän kehityksen polussa.