Mammoth‑laitos asettaa korkean standardin suoran ilman kaappaus -teknologioille

Yhdysvaltain hallituksen energiaministeriö määrittelee suoran ilman kaappaus -teknologia tärkeänä tehtävänä “hiilidioksidin poistomuotona, joka ottaa CO2:ta ympäröivästä tai paikallisesta ilmasta. Erottamattua CO2:ta voidaan sitten pysyvästi varastoida syvälle maanalaisiin kerroksiin tai muuntaa tuotteiksi.”

Saatavilla olevien arvioiden mukaan suoran ilman kaappaus -markkinoiden koko tulee kokemaan poikkeuksellista kasvua tulevina vuosina, yli 23,59 miljoonan Yhdysvaltain dollarin (US$) tasolta vuonna 2022 yli US$614,07 miljoonaa vuonna 2028. Tämä tarkoittaa yli 72 %:n CAGR:ia, lähes 30‑kertaisen kasvun kuudessa vuodessa.

Mutta mikä ajaa tätä kasvua DAC‑teknologioille? Hiilidioksidin poistaminen palvelee globaalin lämpötilan alentamista. Hiilidioksidi sitoutuu lämpöön absorboimalla auringonvaloa, joka säteilee takaisin Maapallon pinnalta infrapunasäteilyn muodossa. Toisin kuin happi‑ ja typpikaasut, jotka eivät vaikuta infrapunasäteilyyn, hiilidioksidi imee infrapunasäteilyn energiaa.

Osana tätä imeytymisprosessia infrapunasäteily käy läpi värähtelyjä ja säteilee takaisin kaikissa suunnissa. Noin puolet tästä energiasta poistuu avaruuteen, ja noin puolet palaa Maahan lämmönä, mikä edistää “kasvihuoneilmiötä”, tutkijoiden mukaan.

Hiilidioksidin poistaminen ilmakehästä auttaisi meitä pääsemään eroon välittömästä globaaliin lämpenemiseen liittyvästä uhkasta, eli lämpötilan noususta maailmanlaajuisesti.

Vaikka keinoja tämän uhan torjumiseksi on monia, suora ilman kaappaus erottuu edukseen sen vaikutusten vuoksi Maapallon resursseihin.

Esimerkiksi energian käyttö tässä tekniikassa ei ole ‘triviaalia’. Arvioiden mukaan, 7–9 miljoonan tonnin vuotuinen kaappauskapasiteetti Yhdysvalloissa vuoteen 2030 mennessä kuluttaisi 0,3–0,4 % nykyisestä Yhdysvaltain sähkön tuotannosta.

Tämä teknologia ei vaadi viljelysmaan käyttöä. Sen vesikäyttö voi myös merkittävästi vähentyä kiinteiden sorbenttien DAC‑järjestelmien kehittyessä.

DAC‑järjestelmien hyödyt ja niiden potentiaali planeetan hyväksi ovat inspiroineet monia kehittämään innovatiivisia ja optimoituja DAC‑ratkaisuja. Viime aikoina yksi yritys, joka on johdonmukaisesti tehnyt kiitettävää työtä tällä alalla, on Climeworks. Viimeisimpänä se lanseerasi uusimman laitoksensa: Mammoth.

Climeworks Mammoth -laitos: Mitä se pyrkii saavuttamaan?

Ensisijainen tavoite Mammoth-laitoksen perustamisessa oli vastata kasvavaan kysyntään lisää DAC‑hankkeita varten. Yritys väittää, että uusi laitos auttaa sitä skaalaamaan kapasiteettiaan ‘tuhansista tonneista kymmeniin tuhansiin tonneihin vuodessa — tärkeä virstanpylväs kohti megaton‑kapasiteettia vuoteen 2030 mennessä ja gigaton‑kapasiteettia vuoteen 2050 mennessä.’

Ennen kuin syvennymme tarkemmin ymmärtämään, miten Climeworks aikoo toteuttaa tämän tehtävän, tarkastellaan muutamia operatiivisia näkökohtia paremman käsityksen saamiseksi sen mittakaavasta ja kunnianhimoista.

Hanke on tällä hetkellä käynnissä ja jatkaa kasvun visiotaan. Sijaitsee Hellisheidissä, Islannissa, ja laitoksen vuotuinen kapasiteetti suunnittelun mukaan voi nousta jopa 36 000 tonniin CO₂:ta. Vaikka laitos perusluonteeltaan tarjoaisi insinööri‑ ja operatiivista kokemusta Climeworksin 10‑kertaiselle skaalausvaiheelle, se lisää arvoa kehittämällä toimitusketjua ja tuomalla markkinoille lisäarvoista, korkealaatuista hiilenpoistokapasiteettia.

Laitoksen perustamistapahtuma tapahtui tarkalleen 18 kuukautta sitten, 28. kesäkuuta 2022. Tällä hetkellä yritys raportoi, että laitoksen infrastruktuuri on onnistuneesti paikallaan, ja 90 % järjestelmistä on toiminnassa, mukaan lukien varastointikumppani Carbfix.

“Perustuen menestyneimpiin skaalauskaavioihin gigatonin saavuttaminen vuoteen 2050 mennessä tarkoittaa megaton‑tason toteuttamista vuoteen 2030 mennessä. Kukaan ei ole koskaan rakentanut sitä, mitä me rakennamme DAC‑alueella, ja olemme sekä nöyriä että realistisia siinä, että varmin tapa menestyä on käyttää teknologiaa todellisessa maailmassa mahdollisimman nopeasti ja jatkuvasti ottaa se käyttöön.”

Christoph Gebald, co‑founder and co‑CEO of Climeworks

“Ydininfrastruktuurin paikalle asettaminen ja toiminnassa pitäminen vain 18 kuukaudessa on todiste Climeworksin kyvystä skaalata nopeasti, salamannopeilla kehityssykleillä, kohti gigaton‑kapasiteettia vuoteen 2050 mennessä.”

Jan Wurzbacher, co‑founder and co‑CEO of Climeworks

Mutta miten se aikoo kulkea tätä reittiä megatonista gigatoniin? Yritetään ymmärtää.

Miten laitos toimii?

Climeworks Mammoth -laitoksessa on keskellä prosessihalli, jota käytetään kaapattujen hiilidioksidien käsittelyyn ja kunnostamiseen ennen niiden maanalaisessa varastoinnissa. Prosessi sisältää hiilidioksidin puhdistamisen ja tiivistämisen ennen sen liuottamista veteen ja maanalaisessa varastoinnissa Carbfixin toimesta, jossa se muuttuu mineraaloinnin menetelmällä kiveksi. Operatiivisten yksiköiden lisäksi prosessihallissa on myös ohjauskeskuksia, toimistoja ja vierailukeskus.

Vastaamaan odotettua kapasiteettia, Mammoth‑laitoksessa on 72 keräyspatjaa CO₂:n kaappaamiseen ilmasta, kun taas Orcassa on kahdeksan keräyspatjaa.

Lisäksi Mammoth‑laitoksessa on myös huoltohalli, jonka tavoitteena on parantaa tehokkuutta huoltotoimenpiteiden tarpeessa.

“Se havainnollistaa erittäin hyvin Climeworksin lähestymistapaa DAC‑teollisuuden eturintamassa: jatkuva kiihtyminen samalla kun toteutetaan tiukimmat operatiiviset standardit.”

Douglas Chan, COO at Climeworks

Useita muita yrityksiä on yhtä aktiivisia DAC‑alalla. Seuraavissa osioissa käsittelemme muutamia tällaisia yrityksiä.

#1. Aircapture

Aircapturen ainutlaatuinen toiminta perustuu modulaaristen suoran ilman kaappaus (DAC) -yksiköiden asentamiseen asiakkaiden tuotantolaitoksille, luoden suoran puhtaan CO2:n toimituksen heidän tuotantoprosessiinsa. Yritys väittää, että ilmakehän hiilidioksidin kaupallistaminen on noussut tehokkaimmaksi, skaalautuvaksi ratkaisuksi ympäristön ja talouden parantamiseksi.

Se on omaksunut hyperlokaalin lähestymistavan toimintaansa, mikä vähentää toimitusketjuriskejä ja poistaa perinteisen markkinan hiilijalanjäljen. Aircapturen erottavia tekijöitä ovat sen lisääntynyt luotettavuus, parannetut laatuvaatimukset, alhaisemmat kustannukset ja puhtaammat tuotteet, joissa on merkittävästi vähäisemmät päästöt.

Aircapturen kehittämät ratkaisut tekevät siitä markkinavalmiin monenlaisiin sovellusskenaarioihin, kuten juomateollisuuteen, kasvihuoneviljelyyn ja muihin. Esimerkiksi se pystyy tuottamaan juomaluokan nestemäistä hiilidioksidia, jossa on alhainen happipitoisuus, eri tilavuuksilla ja tuotantoaikatauluilla.

Se voi auttaa korvaamaan synteettisten polttoaineiden valmistukseen tarvittavan päästöintensiivisen raaka‑aineen korkealaatuisella, puhtaalla hiilidioksidilla. Aircapture myös auttaa tuottamaan hiilidioksidia asiakkaidensa kasvatuslaitoksissa, auttaen asiakkaita täyttämään päivittäisen kysyntäsyklinsä ja parantamaan satoja.

Aircapturen hiilidioksidia voidaan pysyvästi injektoida betonielementteihin tai valmiiseen betoniin, parantaen vallitsevien kovetusmenetelmien standardeja.

Kuten Mammoth‑hanke, Aircapture on myös mukana tutkimusten ja kokeiden toteuttamisessa, jotka hyödyntävät hukkalämpöä ja hiilineutraalia energiaa hiilidioksidin geologiseen varastointiin ilmakehästä.

Lopuksi Aircapturen nestemäinen hiilidioksidi voidaan myös muuntaa kuiva‑iceksi, joka täyttää vähittäiskaupan, kuljetuksen ja logistiikan asiakkaiden tarpeet. Kuiva‑ice on tunnettu pilaantuvien tavaroiden kuljetuksen helpottamisesta sekä muista teollisista käyttötarkoituksista.

Huhtikuussa 2022 Aircapture yhdessä hiilidioksidin muunnosyrityksen OCOchem:n ja muiden kumppaneiden kanssa voitti 2,93 miljoonan dollarin apurahan Yhdysvaltain energiaministeriöltä suunnitellakseen ja kehittääkseen integroidun hiilidioksidin kaappaus‑ ja muunnoslaitoksen, joka sijaitsee Nutrienin Kennewick Fertilizer Operations -laitoksen yhteydessä Kennewickissa, Washingtonissa.

“Modulaarinen, paikan päällä oleva teknologiamme, joka ottaa CO2:n ilmasta ja syöttää sen suoraan asiakkaidemme tuotantoprosesseihin, vastaa ilmastohaasteisiin samalla kun se tuo arvoa asiakkaillemme, ja se sopii täydellisesti tähän Nutrien‑projektiin.”

Matt Atwood, founder and CEO of Aircapture

#2. Greenlyte Carbon Technologies

Toinen yritys, joka on tehnyt merkittävää työtä DAC‑alueella, on Greenlyte Carbon Technologies. Vuonna 2022 kahden sarjayrittäjän ja erittäin kokeneen DAC‑tutkijan perustama Greenlyte, joka sijaitsee Essenissä, ammentaa voimakkaasti ympäröivästä ekosysteemistään, johon kuuluvat johtavat teknilliset yliopistot sekä globaalit kemian, teollisuuden ja energian jättiläiset.

Toimintavuonna 2022–23 Greenlyte rakensi ensimmäisen jatkuvan syklin prototyypin ja 100 tonnin DAC‑demonstrattorin.

Sen tulevaisuuden visio sisältää vahvan, tehokkaan ja kannattavan toiminnan rakentamisen merkittävälle mittakaavalle vuoteen 2027 mennessä. Vuoteen 2035 mennessä yritys haluaa toteuttaa ‘alustoituksen’ tehtävän, tehden vahvoista, tehokkaista ja kannattavista toiminnoista merkittävän mittakaavan todellisuutta. Vuoteen 2050 mennessä Greenlyte aikoo nostaa vuotuisen tuotantonsa 100 megatoniksi ja tulla globaaliksi johtajaksi DAC‑alueella.

Yksi Greenlyten keskeisistä eduista, joka tekee siitä sopivan DAC‑johtajuuden esimerkin, on sen vähäenergia‑ ja vähäkapex‑prosessi hiilidioksidin kaappaamiseen ja hyödyntämiseen. Kaasu saadaan kaasunjokaisista, tarkemmin sanottuna ympäröivästä ilmasta. Tämän jälkeen hiilidioksidin ja vedyn muuntaminen johtaa hiilivetyjen syntymiseen, jotka lisäävät prosessin arvoa ja tekevät teknologiasta kannattavan.

Greenlyte optimoi teknologiaansa edelleen omaksumalla täysin syklisen lähestymistavan, jossa käytetty absorboija regeneroidaan elektrolyysissä ja sitä käytetään myöhemmin absorptioon. Useita prosessin mittapisteitä, kuten absorptio nestemäisessä sorbentti‑liuoksessa, kiteytyminen vetykarbonaatiksi ja desorptio elektrolyysin avulla, on suojattu Greenlyten patentilla.

Maaliskuussa 2024 Greenlyte Carbon Technologies sulki 10,5 miljoonan euron pre‑series A -kierroksen. Kaikkien sijoittajien, kuten Earlybird Venture Capital, Green Generation Fund, Carbon Removal Partners ja hallituksen jäsen tohtori Udo Jung, lisäksi Partech liittyi sijoittajaryhmään.

Rahoitus vahvistaa Greenlyten viimeaikaisia edistysaskeleita kumppanuuksien ja arvokkaiden osto‑sopimusten muodossa. Yritys voitti kaksi apurahaa Euroopan aluekehitysrahastolta ja on nyt kerännyt yli 20 miljoonaa euroa osake‑ ja apurahoja yhteensä perustamisestaan 18 kuukautta sitten.

“Selittäessään kerättyjen varojen merkitystä Florian Hildebrand, Greenlyten toimitusjohtaja ja perustaja, sanoi: Uusien varojen avulla pystymme kasvattamaan tiimiämme 30:stä 50:een henkilöön, mikä mahdollistaa teknologian kehittämisen ja käyttöönoton rinnakkain nopeutetun markkinoillemenon kanssa, nopeuttaa skaalaustamme ja alentaa kustannuksia nopeammin. Tämä rahoituskierros on todiste kunnianhimostamme rakentaa globaali DAC‑mestari nopeasti.”

Florian Hildebrand, CEO and co‑founder of Greenlyte

Tulevaisuus tehokkaampien suoran ilman kaappaus -teknologioiden kanssa

Hallitus ympäri maailmaa on tunnistanut suoran ilman kaappaus -teknologioiden hyödyt. Tämän seurauksena ne ovat alkaneet tukea ja kannustaa DAC‑hankkeita parhaalla mahdollisella tavalla.

Esimerkiksi Yhdysvaltain energiaministeriö on nimittänyt kolme toimistoaan – Fossil Energy and Carbon Management, Clean Energy Demonstrations ja Advanced Research Projects Agency‑Energy – tehtävään tukea suoran ilman kaappaus -tutkimusta, -kehitystä ja -näytöksiä. Tämä tutkimus kattaa monia osa‑alueita, mukaan lukien materiaalien, kemikaalien sekä biokemiallisten ja geologisten prosessien tieteiden ja teknologioiden tutkimisen, jotka liittyvät CO₂:n kaappaukseen, muuntamiseen ja varastointiin.

Yksi suosituimmista aloitteista tällä alalla on ollut Carbon Negative Shot -aloite – kutsu innovaatioihin hiilidioksidin poistopolkujen kehittämiseksi, jotka kaappaavat CO₂:n ilmakehästä ja varastoivat sen miljardin tonnin mittakaavassa alle 100 dollarin netto metritonnilta CO₂‑ekvivalenttia.

Tällaiset pyrkimykset, yhdessä yksityisen sektorin investointien kanssa, auttavat varmasti edistymään merkittävästi paitsi asettamalla korkean standardin, myös tekemällä sen saavutettavaksi teollisuudelle ja hiilidioksidin tuottajille maailmanlaajuisesti.

Klikkaa tästä saadaksesi listan parhaista hiilidioksidin kaappaus -osakkeista.