Bioruukissa koevalmistetaan synteettisiä polttoaineita

VTT:n tutkimusprofessori Juha Lehtonen esittelee VTT:n Bioruukin pihalle tuotuja laitekontteja. Konttien vieressä seisovassa elektrolyyserimoduulissa tuotetaan vetyä. Lähellä toinen kontti sisältää laittaa laitteet, jolla hiilidioksidia ja vetyä muunnetaan erilaisiksi nestemäisiksi hiilivedyiksi tarkoituksena tuottaa niistä myöhemmin vaikkapa dieseliä tai lentopetrolia. 

• Tuohon viereen tuodaan vielä pian kontti, jonka laiteilla hiilidioksidia otetaan talteen Bioruukin höyrynkehittimen savukaasuista. Kun kaikkien konttien laitteet toimivat yhdessä, hiilidioksidista saatu hiili yhdistetään prosessin eri vaiheiden kautta vetyyn. Näin tänne luodaan koko tuotantoketju synteettisten sähköpolttoaineiden valmistamiseksi, Lehtonen kertoo. 

Sisällä tehdashalleissa on edelleen lisää laitteita, joita käytetään eri vaiheissa vedyn ja vetyjalosteiden valmistamiseksi. Niissä valmistetaan esimerkiksi biomassaa kaasuttamalla synteesikaasua, joka sisältää pääasiassa vetyä ja hiilimonoksidia eli häkää. Myös biomassasta tuotettua synteesikaasua voidaan käyttää synteettisten polttoaineiden valmistuksessa. 

Bioruukista kasvaa iso vetyteknologiakeskus 

VTT:n Bioruukki Espoon Kivenlahdessa kasvaa ja kehittyy nyt nopeasti VTT:n tärkeimmäksi vetytutkimuksen keskittymäksi. Se on pilotointikeskus ja innovointialusta, jossa vety- ja P2X-teknologiaa kehitetään yritysten kanssa. Pilottilaitoksissa yritykset voivat viedä ideoita laboratoriokokeiluista eteenpäin ja testata niitä aidossa tuotantoympäristössä. 

• Teemme täällä yhteistyötä kaikenkokoisten yritysten kanssa. Vetyosaamista kehittävät täällä niin yritysjätit kuin toimintaansa käynnistävät start-upitkin kautta koko päästöttömän vedyn arvoketjun. Vetyalan kasvuyrityksistä olemme tehneet kehitystyötä mm. Solar Foodsin ja Soletair Powerin kanssa, Lehtonen luettelee. 

Osa isoa E-fuel-tutkimushanketta 

Bioruukin pihalla tapahtuva synteettisten eli sähköpolttoaineiden valmistus kuuluu E-fuel-tutkimushankkeeseen, jota Business Finland rahoittaa 3,3 miljoonalla eurolla. VTT:n koordinoima hanke liittyy Nesteen Veturi-ekosysteemirahoitukseen. Lisäksi kehitystyötä täydentää joukko yrityksiä, joista osalla on omia rinnakkaisia yritysprojekteja. Yhteensä kyseessä on yli 6 miljoonan euron sijoitus sähköpolttoaineiden tuotannon kehitykseen. 

Elektrolyyserimoduulin sivussa näkyy Convionin nimi. Sen sisällä sähköllä vesihöyrystä vetyä tuottava kiinteäoksidielektrolyyserijärjestelmä. Järjestelmä voi tarvittaessa toimia myös käänteisesti polttokennostona, jossa vedystä tehdään sähköä. Kaksisuuntaisesta elektrolyyserikennosta, joista kennosto koostuu, käytetään nimeä reversible solid oxide cell (rSOC). (Lue lisää Convionin käyttämistä Elcogenin kennoista tästä.) 

Polttokennojärjestelmiä kaupallistava yritys on yksi E-fuel-hankkeeseen mukaan tulleista yrityksistä. E-fuel-hankkeeseen toimitettu tuote on ensimmäinen Convionin toimittama korkealämpötilaelektrolyysi- eli kiinteäoksidielektrolyysijärjestelmä. 

Bioruukissa kehitetään SOE-teknologiaa 

E-fuel-hankkeessa tähdätään 10-15 prosenttiyksikköä nykyistä korkeampaan hyötysuhteeseen sähköpolttoaineiden tuotannossa hyödyntämällä korkean hyötysuhteen kiinteäoksidielektrolyysi- eli SOE-teknologiaa sekä elektrolyysin, hiilidioksidin talteenoton ja polttoainesynteesin kehittynyttä lämpöintegraatiota. 
 
Korkealämpötilaelektrolyysin käyttöä sähköpolttoaineiden valmistuksessa parantaa myös mahdollisuus tuottaa Fischer-Tropsch-synteesissä tarvittavaa vedyn ja hiilimonoksidin seoskaasua syöttämällä hiilidioksidia ja vesihöyryä suoraan noin 700 celsiusasteen lämpötilassa toimivaan elektrolyyseriin. 
Hankkeen tavoitteena on sähköpolttoaineiden synteesikonseptin ohella nostaa korkealämpötilaelektrolyyserin kaupallista valmiutta lähemmäs matalaan lämpötilaan perustuvia jo kaupallisia teknologioita. 

Työ Bioruukissa auttaa osallistujia vetyteknologiamarkkinoilla 

Kokeilut Bioruukissa auttavat Convionia eteenpäin vetymarkkinoilla.  

• Convionille keskeinen hyöty projektissa syntyy arvoketjusta, jossa Convionin tuotetta voidaan koekäyttää ja demonstroida. Kotimainen projekti ja referenssi tukee tuotteen jatkokehitystä ja kaupallistamista. Tästä hyvinä esimerkkeinä ovat BalticSeaH2-hanke ja uusi yhteistyömme Shellin kanssa, kertoo Convionin toimitusjohtaja Erkko Fontell. 

Vetyvalmistuksen kokoa kasvatetaan yhdistämällä moduuleita toisiinsa. Bioruukin pihan moduulin teho on 249 kW, vaikka täällä sitä käytetäänkin nyt vain osateholla. Shell haluaa yhden megawatin vedyntuotannon kokonaiskapasiteetin demonstraatioympäristöönsä Amsterdamiin, joten Convion toimittaa sinne neljä vastaavaa moduulia kuin Bioruukkiin ja perillä näitä neljää järjestelmää käytetään yhdessä. 

Pääset vierailemaan Bioruukissa Espoossa ja oppimaan lisää P2X-teknologian koekäytöstä osallistumalla BotH2nia goes Helsinki -tapahtumaan 1.-2.6.

Ilmoittaudu tapahtumaan

Christian Frilund takes a sample in a container with research equipment. Photo: VTT

This equipment is used to produce synthesis gas by gasification of biomass. Photo: VTT