Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista

Translated title of the contribution: Recovery of carbon dioxide from the flue and product gases of energy production processes

Jouko Hepola, Yrjö Solantausta, Allan Johansson

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Hiilidioksidi on tärkein ns. kasvihuonekaasu, ja sen määrä ilmakehässä on lisääntymässä. Ohjelmistot, joina ilmastonmuutosta ennustetaan, ovat monilta osin varsin epätäydellisiä. Useimmat asiantuntijat ovat kuitenkin yksimielisiä siitä, että maapallon ilmakehä on lämpenemässä. Erimielisyyttä on erityisesti siitä, missä määrin ilmakehä, meri ja biosfääri kompensoivat muutoksia ja kuinka dramaattisia lämpötilan nousun aiheuttamat ilmastonmuutokset ovat. Hiilidioksidi voidaan erottaa poistokaasuista ja hyötykäyttää tai varastoida. Talteenottoon on useita teknisiä vaihtoehtoja Sen sijaan hyötykäyttömahdollisuudet ovat rajallisia ja varastointia ei ole vielä lopullisesti ratkaistu. Julkaisussa tarkastellaan esimerkkiä, joka perustuu pitkälti kirjallisuudessa esitettyihin ratkaisuihin. Tarkastelussa noin 20 % Suomessa polttoaineista vapautuvasta hiilidioksidista (13,5 milj.t/a) otettaisiin talteen ja varastoitaisiin merenpohjan kaasulanteisiin Sähköntuotantokustannukset nousisivat nykykustannuksiin verrattuna noin kaksinkertaisiksi laitoksissa, joihin talteenotto asennettaisiin. Esimerkissä hiilidioksidi otetaan talteen vain suurimmissa rannikon hiilivoimaloissa. Jos talteenoton osuutta haluttaisiin olennaisesti nostaa nykyisellä voimalaitosrakenteella, kustannukset olisivat suhteellisesti suuremmat. Optimoimana voimalaitosten sijainti ja putkilinjaus voitaisiin tulevaisuudessa samoin kustannuksin todennäköisesti saada hiilidioksidia enemmän talteen. Työssä osoitetaan, että kivihiilen kaasutuskombi on maakaasukombia ja konventionaalista hiilivoimalaa selvästi edullisempi vaihtoehto, jos hiilidioksidi joudutaan ottamaan talteen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että kaasutuskombinaatiossa hiilidioksidi voidaan sitoa paineisesta (20-40 bar) ja konsentroituneesta (noin 40 %) kaasuvirrasta kohtuullisin kustannuksin. Muissa vaihtoehdoissa hiilidioksidi on poistettava ilmanpaineessa savukaasuvirrasta, jossa hiilidioksidia on vain 10-15 %. Kehitteinä olevista voimalaitoskonsepteista erityisesti polttokennovoimala ja puhdasta happea käyttävä voimalaitos ovat hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kannalta mielenkiintoisia. Edellisen hyötysuhde on konventionaalisen voimalan hyötysuhdetta parempi ja ominaispäästöt näin pienemmät. Puhdasta happea käytettäessä hiilidioksidi saadaan talteen konsentroituneesta kaasuviirasta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages68
ISBN (Print)951-38-3907-9
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Number1190
ISSN0358-5085

Fingerprint

Carbon Dioxide
Gases

Keywords

  • carbon dioxide
  • recovery
  • exhaust gases
  • energy production
  • power stations
  • processes
  • utilization
  • storage
  • cost estimation

Cite this

Hepola, J., Solantausta, Y., & Johansson, A. (1990). Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1190
Hepola, Jouko ; Solantausta, Yrjö ; Johansson, Allan. / Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 68 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1190).
@book{616ce0fd9f3d4bee977ff8985ad50d19,
title = "Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista",
abstract = "Hiilidioksidi on t{\"a}rkein ns. kasvihuonekaasu, ja sen m{\"a}{\"a}r{\"a} ilmakeh{\"a}ss{\"a} on lis{\"a}{\"a}ntym{\"a}ss{\"a}. Ohjelmistot, joina ilmastonmuutosta ennustetaan, ovat monilta osin varsin ep{\"a}t{\"a}ydellisi{\"a}. Useimmat asiantuntijat ovat kuitenkin yksimielisi{\"a} siit{\"a}, ett{\"a} maapallon ilmakeh{\"a} on l{\"a}mpenem{\"a}ss{\"a}. Erimielisyytt{\"a} on erityisesti siit{\"a}, miss{\"a} m{\"a}{\"a}rin ilmakeh{\"a}, meri ja biosf{\"a}{\"a}ri kompensoivat muutoksia ja kuinka dramaattisia l{\"a}mp{\"o}tilan nousun aiheuttamat ilmastonmuutokset ovat. Hiilidioksidi voidaan erottaa poistokaasuista ja hy{\"o}tyk{\"a}ytt{\"a}{\"a} tai varastoida. Talteenottoon on useita teknisi{\"a} vaihtoehtoja Sen sijaan hy{\"o}tyk{\"a}ytt{\"o}mahdollisuudet ovat rajallisia ja varastointia ei ole viel{\"a} lopullisesti ratkaistu. Julkaisussa tarkastellaan esimerkki{\"a}, joka perustuu pitk{\"a}lti kirjallisuudessa esitettyihin ratkaisuihin. Tarkastelussa noin 20 {\%} Suomessa polttoaineista vapautuvasta hiilidioksidista (13,5 milj.t/a) otettaisiin talteen ja varastoitaisiin merenpohjan kaasulanteisiin S{\"a}hk{\"o}ntuotantokustannukset nousisivat nykykustannuksiin verrattuna noin kaksinkertaisiksi laitoksissa, joihin talteenotto asennettaisiin. Esimerkiss{\"a} hiilidioksidi otetaan talteen vain suurimmissa rannikon hiilivoimaloissa. Jos talteenoton osuutta haluttaisiin olennaisesti nostaa nykyisell{\"a} voimalaitosrakenteella, kustannukset olisivat suhteellisesti suuremmat. Optimoimana voimalaitosten sijainti ja putkilinjaus voitaisiin tulevaisuudessa samoin kustannuksin todenn{\"a}k{\"o}isesti saada hiilidioksidia enemm{\"a}n talteen. Ty{\"o}ss{\"a} osoitetaan, ett{\"a} kivihiilen kaasutuskombi on maakaasukombia ja konventionaalista hiilivoimalaa selv{\"a}sti edullisempi vaihtoehto, jos hiilidioksidi joudutaan ottamaan talteen. T{\"a}m{\"a} johtuu p{\"a}{\"a}asiassa siit{\"a}, ett{\"a} kaasutuskombinaatiossa hiilidioksidi voidaan sitoa paineisesta (20-40 bar) ja konsentroituneesta (noin 40 {\%}) kaasuvirrasta kohtuullisin kustannuksin. Muissa vaihtoehdoissa hiilidioksidi on poistettava ilmanpaineessa savukaasuvirrasta, jossa hiilidioksidia on vain 10-15 {\%}. Kehittein{\"a} olevista voimalaitoskonsepteista erityisesti polttokennovoimala ja puhdasta happea k{\"a}ytt{\"a}v{\"a} voimalaitos ovat hiilidioksidip{\"a}{\"a}st{\"o}jen v{\"a}hent{\"a}misen kannalta mielenkiintoisia. Edellisen hy{\"o}tysuhde on konventionaalisen voimalan hy{\"o}tysuhdetta parempi ja ominaisp{\"a}{\"a}st{\"o}t n{\"a}in pienemm{\"a}t. Puhdasta happea k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} hiilidioksidi saadaan talteen konsentroituneesta kaasuviirasta.",
keywords = "carbon dioxide, recovery, exhaust gases, energy production, power stations, processes, utilization, storage, cost estimation",
author = "Jouko Hepola and Yrj{\"o} Solantausta and Allan Johansson",
year = "1990",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3907-9",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1190",
address = "Finland",

}

Hepola, J, Solantausta, Y & Johansson, A 1990, Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, no. 1190, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista. / Hepola, Jouko; Solantausta, Yrjö; Johansson, Allan.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 68 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1190).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista

AU - Hepola, Jouko

AU - Solantausta, Yrjö

AU - Johansson, Allan

PY - 1990

Y1 - 1990

N2 - Hiilidioksidi on tärkein ns. kasvihuonekaasu, ja sen määrä ilmakehässä on lisääntymässä. Ohjelmistot, joina ilmastonmuutosta ennustetaan, ovat monilta osin varsin epätäydellisiä. Useimmat asiantuntijat ovat kuitenkin yksimielisiä siitä, että maapallon ilmakehä on lämpenemässä. Erimielisyyttä on erityisesti siitä, missä määrin ilmakehä, meri ja biosfääri kompensoivat muutoksia ja kuinka dramaattisia lämpötilan nousun aiheuttamat ilmastonmuutokset ovat. Hiilidioksidi voidaan erottaa poistokaasuista ja hyötykäyttää tai varastoida. Talteenottoon on useita teknisiä vaihtoehtoja Sen sijaan hyötykäyttömahdollisuudet ovat rajallisia ja varastointia ei ole vielä lopullisesti ratkaistu. Julkaisussa tarkastellaan esimerkkiä, joka perustuu pitkälti kirjallisuudessa esitettyihin ratkaisuihin. Tarkastelussa noin 20 % Suomessa polttoaineista vapautuvasta hiilidioksidista (13,5 milj.t/a) otettaisiin talteen ja varastoitaisiin merenpohjan kaasulanteisiin Sähköntuotantokustannukset nousisivat nykykustannuksiin verrattuna noin kaksinkertaisiksi laitoksissa, joihin talteenotto asennettaisiin. Esimerkissä hiilidioksidi otetaan talteen vain suurimmissa rannikon hiilivoimaloissa. Jos talteenoton osuutta haluttaisiin olennaisesti nostaa nykyisellä voimalaitosrakenteella, kustannukset olisivat suhteellisesti suuremmat. Optimoimana voimalaitosten sijainti ja putkilinjaus voitaisiin tulevaisuudessa samoin kustannuksin todennäköisesti saada hiilidioksidia enemmän talteen. Työssä osoitetaan, että kivihiilen kaasutuskombi on maakaasukombia ja konventionaalista hiilivoimalaa selvästi edullisempi vaihtoehto, jos hiilidioksidi joudutaan ottamaan talteen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että kaasutuskombinaatiossa hiilidioksidi voidaan sitoa paineisesta (20-40 bar) ja konsentroituneesta (noin 40 %) kaasuvirrasta kohtuullisin kustannuksin. Muissa vaihtoehdoissa hiilidioksidi on poistettava ilmanpaineessa savukaasuvirrasta, jossa hiilidioksidia on vain 10-15 %. Kehitteinä olevista voimalaitoskonsepteista erityisesti polttokennovoimala ja puhdasta happea käyttävä voimalaitos ovat hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kannalta mielenkiintoisia. Edellisen hyötysuhde on konventionaalisen voimalan hyötysuhdetta parempi ja ominaispäästöt näin pienemmät. Puhdasta happea käytettäessä hiilidioksidi saadaan talteen konsentroituneesta kaasuviirasta.

AB - Hiilidioksidi on tärkein ns. kasvihuonekaasu, ja sen määrä ilmakehässä on lisääntymässä. Ohjelmistot, joina ilmastonmuutosta ennustetaan, ovat monilta osin varsin epätäydellisiä. Useimmat asiantuntijat ovat kuitenkin yksimielisiä siitä, että maapallon ilmakehä on lämpenemässä. Erimielisyyttä on erityisesti siitä, missä määrin ilmakehä, meri ja biosfääri kompensoivat muutoksia ja kuinka dramaattisia lämpötilan nousun aiheuttamat ilmastonmuutokset ovat. Hiilidioksidi voidaan erottaa poistokaasuista ja hyötykäyttää tai varastoida. Talteenottoon on useita teknisiä vaihtoehtoja Sen sijaan hyötykäyttömahdollisuudet ovat rajallisia ja varastointia ei ole vielä lopullisesti ratkaistu. Julkaisussa tarkastellaan esimerkkiä, joka perustuu pitkälti kirjallisuudessa esitettyihin ratkaisuihin. Tarkastelussa noin 20 % Suomessa polttoaineista vapautuvasta hiilidioksidista (13,5 milj.t/a) otettaisiin talteen ja varastoitaisiin merenpohjan kaasulanteisiin Sähköntuotantokustannukset nousisivat nykykustannuksiin verrattuna noin kaksinkertaisiksi laitoksissa, joihin talteenotto asennettaisiin. Esimerkissä hiilidioksidi otetaan talteen vain suurimmissa rannikon hiilivoimaloissa. Jos talteenoton osuutta haluttaisiin olennaisesti nostaa nykyisellä voimalaitosrakenteella, kustannukset olisivat suhteellisesti suuremmat. Optimoimana voimalaitosten sijainti ja putkilinjaus voitaisiin tulevaisuudessa samoin kustannuksin todennäköisesti saada hiilidioksidia enemmän talteen. Työssä osoitetaan, että kivihiilen kaasutuskombi on maakaasukombia ja konventionaalista hiilivoimalaa selvästi edullisempi vaihtoehto, jos hiilidioksidi joudutaan ottamaan talteen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että kaasutuskombinaatiossa hiilidioksidi voidaan sitoa paineisesta (20-40 bar) ja konsentroituneesta (noin 40 %) kaasuvirrasta kohtuullisin kustannuksin. Muissa vaihtoehdoissa hiilidioksidi on poistettava ilmanpaineessa savukaasuvirrasta, jossa hiilidioksidia on vain 10-15 %. Kehitteinä olevista voimalaitoskonsepteista erityisesti polttokennovoimala ja puhdasta happea käyttävä voimalaitos ovat hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kannalta mielenkiintoisia. Edellisen hyötysuhde on konventionaalisen voimalan hyötysuhdetta parempi ja ominaispäästöt näin pienemmät. Puhdasta happea käytettäessä hiilidioksidi saadaan talteen konsentroituneesta kaasuviirasta.

KW - carbon dioxide

KW - recovery

KW - exhaust gases

KW - energy production

KW - power stations

KW - processes

KW - utilization

KW - storage

KW - cost estimation

M3 - Report

SN - 951-38-3907-9

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita

BT - Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Hepola J, Solantausta Y, Johansson A. Hiilidioksidin erotus energiantuotantolaitosten savu- ja tuotekaasuista. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 68 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1190).