Synteettiset polttoaineet: Mahdollisuus vai uhka?
Keskustelu synteettisistä polttoaineista nousee kerta toisensa jälkeen kuljetusalan ilmastotoimia koskevissa keskusteluissa. Jotkut pitävät synteettisesti tuotettuja polttoaineita arvokkaana tulevaisuuden teknologiana, kun taas toiset kuvaavat niitä epätaloudellisiksi ja järjettömiksi.
Synteettiset polttoaineet ovat kaasumaisia tai nestemäisiä polttoaineita, joita voidaan tuottaa sähkövoimalla. Ne tunnetaan myös nimillä power-to-X (PtX)-, power-to-liquid (PtL)- tai power-to-gas (PtG). Joskus käytetään myös termiä ”powerfuel”. EU:n tasolla synteettiset polttoaineet määritellään uusiutuviksi nestemäisiksi ja kaasumaisiksi polttoaineiksi, jotka eivät ole biologista alkuperää (RFNBO) tai toisin sanoen polttoaineiksi, jotka on tuotettu uusiutuvista lähteistä (pääasiassa aurinko- ja tuulivoimasta) saatavalla sähköllä. Euroopan komissio antoi vuoden 2023 alussa säännöt RFNBO:n tuotannosta täydentääkseen uusiutuvaa energiaa koskevaa direktiiviä (RED II).
Energiaintensiivinen tuotanto
Kerosiinin, dieselin ja bensiinin tuottaminen synteettisinä polttoaineina perustuu yleensä sata vuotta vanhaan prosessiin, jota kutsutaan Fischer-Tropsch-menetelmäksi. Prosessin aikana synteesikaasusta – vedyn (H) ja hiilimonoksidin (CO) seoksesta – muodostuu pitkiä hiilivetyketjuja, jonka tuloksena saatava ”e-raakaöljy” voidaan jalostaa eteenpäin polttoaineeksi . Jotta synteettisiä polttoaineita voidaan pitää "vihreinä", vety on tuotettava käyttämällä uusiutuvista lähteistä tuotettua sähköä RED II -ohjelman mukaisesti. Yleensä tämä tehdään elektrolyysin avulla. Hiilimonoksidin on oltava peräisin hiilidioksidista (CO₂), joka on aiemmin poistettu ilmasta (Direct Air Capture - DAC).
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että koko prosessin, mukaan lukien vedyn tuotannon vedentarpeen täyttämiseksi suoritettava meriveden suolanpoisto, johtaa siihen, että e-raakaöljyn energiasisältö vastaa vain kolmasosaa tai jopa vähemmän sen valmistukseen käytetystä sähköstä.
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että koko prosessin, mukaan lukien vedyn tuotannon vedentarpeen täyttämiseksi suoritettava meriveden suolanpoisto, johtaa siihen, että e-raakaöljyn energiasisältö vastaa vain kolmasosaa tai jopa vähemmän sen valmistukseen käytetystä sähköstä. Tätä seuraava jalostus vaatii osaltaan vielä enemmän energiaa, jonka vuoksi kyseisetä vaihtoehtoa pidetään erittäin energiaintensiivisenä ja epätaloudellisena verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin tai sähkön suoraan käyttöön sähkömoottoreissa.
Käyttö lento- ja merikuljetuksissa
Fischer-Tropsch-menetelmällä tuotetut synteettiset polttoaineet ovat kuitenkin tällä hetkellä ilmailuteollisuuden ainoa tapa vähentää kaukolentojen hiilidioksidipäästöjä lähes nollaan. Yhdessä kestävän kehityksen mukaisten lentopolttoaineiden (SAF) kanssa e-kerosiinia pidetään tällä hetkellä alan suurena toivona. E-kerosiinia valmistava jalostus prosessi tuottaa sivutuotteena myös uusiutuvaa dieselöljyä. Jotkut uskovat tämän tarkoittavan, että synteettisillä polttoaineilla saattaa sittenkin olla tulevaisuus maantieliikenteessä. Tästä huolimatta, käyttöönotto ei tule vielä tapahtumaan kuitenkaan lyhyellä tai keskipitkällä aikavälillä. Koska uusiutuvaa dieseliä on vain rajoitetusti saatavilla ja sen hinta on huomattavasti korkeampi, sitä käytetään vain erityissovelluksissa, joissa dieselmoottorille ei ole teknistä ja taloudellista vaihtoehtoa, tai samanlaisena fossiilisten polttoaineiden lisäaineena kuin nykyiset bensiinissä ja dieselöljyssä olevat bioseokset.
Synteettisillä polttoaineilla on kysyntää myös merenkulkualalla. Nykypäivän suuret rahtialukset kulkevat raskaalla polttoöljyllä, mutta pian niitä tankataan e-metanolilla (CH₄O). Konttivarustamo Maersk on tilannut jo 19 tällaista alusta. E-metanolia tuotetaan suoraan vihreästä vedystä ja hiilidioksidista erillisessä prosessissa. Merenkulkualan lisäksi tällä tuotteella on kysyntää pääasiassa kemianteollisuudessa. Myös jatkojalostus dieselöljyksi on mahdollista, vaikkakin tämä on erittäin kallista.
E-metanolin lisäksi merenkulkuala keskittyy pitkällä aikavälillä e-ammoniakkiin (NH₃). Moottoriteknologiat eivät ole tämän osalta kuitenkaan vielä täysin kehittyneet. Lisäksi polttoaine on erittäin myrkyllistä, joten sen käsittely on järkevää vain suurissa aluksissa. Tulevaisuudessa tämä synteettinen polttoaine voisi kuitenkin korvata e-metanolin tulevalla vuosikymmenellä. Tämä johtuu siitä, että e-ammoniakin tuottaminen vaatii vihreää vetyä, mutta ei hiilidioksidia. Sen sijaan siinä käytetään ympäröivän ilman typpeä (N) prosessissa, joka on paljon tehokkaampi kuin hiilidioksidimolekyylien talteenotto.
Synteettiset polttoaineet ovat osa uutta vihreää vetytaloutta ja siten tulevaisuuden teknologiaa, jota yhteiskunta tarvitsee kiireellisesti pystyäkseen siirtymään päästöttömiin teknologioihin Polttoaineita tuotetaan kuitenkin hyvin erilaisissa prosesseissa ja sitä tarvitaan hyvin erilaisiin tarkoituksiin - muun muassa mannertenväliseen energiankuljetukseen ja fossiilisista polttoaineista luopumiseen merenkulussa ja ilmailussa. Synteettisillä polttoaineilla ei nykyisellään ole merkittävää roolia Euroopan tieliikenteessä.
