Turvepohjaisen F-T-dieselin tuotannon ja käytön kasvihuonevaikutukset

Translated title of the contribution: The greenhouse impact of the production and use of peat-based F-T-diesel

Johanna Kirkinen, Sampo Soimakallio, Tuula Mäkinen, Paterson McKeough, Ilkka Savolainen

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Liikennepolttoaineiden korvaaminen biopohjaisilla polttoaineilla on yhtenä keinona ilmastonmuutoksen hillinnässä ja öljyriippuvuuden vähentämisessä. Suomessa kehitetään biomassan kaasutukseen perustuvia synteettisen biodieselin, ns. Fischer-Tropsch-dieselin, tuotantotekniikoita. Yhtenä raaka-aineena F-T-dieseliin on mahdollista käyttää turvetta, mikä herättää paljon mielenkiintoa Suomen suurten turvevarojen takia. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta elinkaarinäkökulmasta. Turpeen ja turvemaan eri hyödyntämistapauksille laskettuja ketjuja verrattiin fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin. Kasvihuonevaikutuksen arvioimiseen käytettiin säteilypakotetta. Työssä laskettiin kasvihuonevaikutus useissa tuotantoketjuissa käyttäen erilaisia oletuksia. Työssä ei arvioitu eri oletusten realistisuutta. Laskennallisina tarkasteluaikajänteinä käytettiin 100 ja 300 vuotta. Turvepohjainen F-T-diesel on ilmastovaikutukseltaan tarkastelun rajoista, lähtötilanteesta ja jälkikäytöstä riippuen vaihtelevassa asemassa verrattuna fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin verrattuna. Useissa ketjuissa kasvihuonevaikutus on fossiilista dieseliä suurempi. Jos turve tuotetaan suopelloilta, jotka ovat voimakkaita kasvihuonekaasujen päästölähteitä, on kasvihuonevaikutus pienempi kuin, jos turve tuotetaan metsäojitetuilta soilta. Jos aluetta hyödynnetään turvetuotannon jälkeen kasvattamalla siinä metsää tai viljelemällä ruokohelpeä ja jälkikäytössä tuotettu biomassa hyödynnetään edelleen F-T-dieseliksi, alenee ketjussa tuotetun F-T-dieselin hyödyntämisen kokonaisvaikutus. Fossiiliseen dieseliin verrattuna turvepohjaisen F-T-dieselin aiheuttama kasvihuonevaikutus on pitkällä tarkasteluajalla alhaisempi siinä tapauksessa, että turve tuotetaan suopelloilta. Käytetyn turvevaran lisäksi merkittävimmin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutukseen vaikuttavat polttoaineen prosessointi (häviöt ja käytetty sähkö) ja loppukäyttö. Prosessissa käytetyn sähkön tuottamisessa aiheutuvilla päästöillä on suuri vaikutus kasvihuonevaikutukseen. Tavallisesti uudessa sähköä kuluttavassa toiminnassa kulutettava sähkö on arvioitava marginaalisähköksi, mutta tietyissä erikoistapauksissa myös marginaalisähköstä poikkeava vähäpäästöinen sähkö voisi tulla kyseeseen. Tässä tutkimuksessa prosessissa kulutettavan sähkön tuotannossa syntyvät päästöt arvioitiin sekä nykyisen tyypillisen marginaalisähkön että nollapäästöisen sähkön mukaan, jotta sähkön tuotannon päästöjen merkitys tulisi selvästi tuloksissa esille. Turvepohjaisen F-T-dieselin kasvihuonevaikutus metsäteollisuuteen integroidussa tuotannossa on fossiilista dieseliä pienempi, kun tuotannossa oletetaan käytettävän nollapäästöistä sähköä ja turvemaata hyödynnetään liikennepolttoaineiden tuottamiseen kokonaisvaltaisesti, siis tuotetaan ensin turve-F-T-dieseliä ja jälkikäytössä (metsitys) syntynyttä puubiomassaa jalostetaan myös F-T-dieseliksi. Työssä arvioitiin myös hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) hyödyntämistä F-T-dieselin tuotannossa. Kansainvälinen ilmastopaneeli on listannut CCS:n yhdeksi merkittäväksi ilmastonmuutoksen hillinnän keinoksi tulevaisuudessa. F-T-dieselin tuotantoprosessissa erotetaan hiilidioksidia prosessiteknisistä syistä, ja erotetusta hiilidioksidista (häviöstä) on mahdollista saada talteen suuri osa, mikä vähentää biomassapohjaisen (turve, metsätähde ja ruokohelpi) F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta. Jos F-T-dieselin tuotantoon on sisällytetty CCS, vähenee 300 vuoden tarkasteluajalla turve- ja biomassapohjaisen F-T-dieselin tuotannon kasvihuonevaikutus fossiilisen dieselin vaikutuksen tasolle tai sen alle ketjusta riippuen.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages52
    ISBN (Electronic)978-951-38-6978-6
    ISBN (Print)978-951-38-6976-2
    Publication statusPublished - 2007
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number2418
    ISSN1235-0605

      Fingerprint

    Keywords

    • transportation fuels
    • substitution
    • biofuels
    • environmental impacts
    • climatic change
    • greenhouse impacts
    • life cycle assessment
    • radiative forcing
    • biodiesel
    • biomass
    • peat
    • logging residues
    • reed canary grass
    • gasification

    Cite this

    Kirkinen, J., Soimakallio, S., Mäkinen, T., McKeough, P., & Savolainen, I. (2007). Turvepohjaisen F-T-dieselin tuotannon ja käytön kasvihuonevaikutukset. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2418 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2007/T2418.pdf