Kaasuturbiinikombivoimaloiden mahdollisuudet hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen Euroopassa

Abstract

Ilmaston lämpeneminen on vakava ongelma, jonka torjumiseen on syytä kiinnittää huomiota. Suurimpana tekijänä ilmastonmuutoksessa ovat ihmisten toiminnasta aiheutuvat kasvihuonepäästöt. Kasvihuonepäästöistä merkittävimpiä ovat hiilidioksidipäästöt, joita syntyy paljon energiantuotannossa.

Tämän työn tarkoituksena on tutkia, minkälaisia mahdollisuuksia kaasuturbiinikombivoimaloilla on Euroopan energiantuotannon hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Kaasuturbiinikombivoimaloiden hiilidioksidipäästöjä verrataan muihin energiantuotantomuotoihin, minkä jälkeen työssä esitetään erilaisia päästövähennysmenetelmiä kaasuturbiinikombivoimaloiden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Menetelmien päästövähennyspotentiaalit määritetään laskennallisesti ja niiden lähitulevaisuuden toteutettavuus arvioidaan kvalitatiivisesti. Lopuksi tulosten perusteella arvioidaan kaasuturbiinikombivoimaloiden roolia Euroopan tulevaisuuden energiantuotannossa.

Ilman päästövähennysmenetelmiä kaasuturbiinikombivoimaloiden hiilidioksidipäästöjen havaittiin olevan suurempia kuin aurinko-, vesi- tai tuulivoimaloiden, mutta pienempiä kuin hiilivoimaloiden. Työssä tarkasteltaviksi päästövähennysmenetelmiksi valittiin hyötysuhteen parantaminen, biokaasun hyödyntäminen, lämmöntuotanto, hiilidioksidin talteenotto ja varastointi sekä metaanin terminen hajotus. Tarkasteltujen päästövähennysmenetelmien tulokset olivat vaihtelevia. Todennäköisimmin toteutettavilla menetelmillä saavutettiin maltillisimmat päästövähennyspotentiaalit ja suurien päästövähennyspotentiaalien menetelmät arvioitiin toteutettavuuksiltaan epätodennäköisiksi tai rajallisiksi. Yksittäisistä menetelmistä lupaavimmaksi osoittautui polton jälkeinen hiilidioksidin talteenotto ja varastointi, jolla saavutettiin suurin päästövähennyspotentiaali. Menetelmän ongelmana nähtiin kuitenkin sen kustannukset sekä talteenotetun hiilidioksidin loppusijoitus. Yhdistämällä työssä tutkittuja päästövähennysmenetelmiä saavutettiin yli 89 %:n hiilidioksidipäästövähennys vertailukohteena toimineeseen kaasuturbiinikombivoimalaan. Kaasuturbiinikombivoimalan hiilidioksidipäästöt olivat tällöin lähes samaa tasoa kuin aurinko- ja vesivoimalalla.

Kaasuturbiinikombivoimaloiden nähtiin korvaavan hiilivoimaloita alhaisempien päästöjen ansiosta. Kaasuturbiinikombivoimaloiden etuna tuuli- ja aurinkovoimaan nähtiin energiantuotannon luotettavuus sekä mahdollisuus toimia säätövoimana. Kaasuturbiinikombivoimalaiden arvioitiin kuitenkin olevan vain väliaikainen ratkaisu Euroopan energiantuotannossa. Ilman suurta kehitystä tutkituissa päästövähennysmenetelmissä ei kaasuturbiinikombivoimaloita nähty tarpeeksi kestäväksi ratkaisuksi pitkällä aikavälillä.