Globaali muovintuotanto perustuu tänä päivänä valtaosin fossiilisille syöttöaineille. Näiden korvaaminen kierrätetyillä ja uusiutuvilla raaka-aineilla on yksi Borealiksen vetämän muoviteollisuuden kestävää siirtymää edistävän SPIRIT-ohjelman päätavoitteista. Erilaisten syöttöainevaihtoehtojen ja niihin liittyvien prosessointireittien mielekkyyttä onkin kartoitettu laajasti ohjelman useissa tutkimusprojekteissa ison kumppanijoukon kanssa. SPIRIT-ekosysteemissä etsitään vaihtoehtoja muoviteollisuuden fossiilisten raaka-aineiden korvaajaksi
Teksti: Ismo Savallampi, Borealis ja Markku Heino, Spinverse Kuvat: Borealis
Äskettäin päättyneessä ForestCUMP-projektissa tavoitteena oli kehittää prosessi hiilidioksidista suoraan polyolefiinimuovien rakennuspalikoiksi, eteeniksi ja propeeniksi. Tutkittu prosessi, ns. Fischer-Tropsch -synteesi, on tunnettu teknologia erilaisten hiilivetyjen valmistukseen. Tutkimuksen fokus olikin proses- sin ja katalyytin kehityksessä siten, että syntyneestä hiilivetyja- kaumasta mahdollisimman suuri osa olisi eteeniä ja propeenia, joita voisi käyttää suoraan polyolefiinien tuotantoon ilman ener- giaa kuluttavaa ja hiilidioksidipäästöjä aiheuttavaa höyrykrak- kausta. VTT:n ja LUT:n vetämässä yhteishankkeessa rakennet- tiin ja ylösajettiin onnistuneesti pilottimittakaavan prosessi, jol- la pystyttiin koeajamaan sopivia katalyyttejä ja lopulta tuotta- maan hiilidioksidista eteeniä ja propeenia. Hanke osoitti, että Fischer-Tropsch -prosessi on teknisesti mahdollinen vaihtoeh- to uusiutuvien polymeerien, kuten polyeteenin ja polypropeenin, valmistukseen. Teknistaloudellisen tarkastelun perusteella pilo- toidun tuotantoreitin hinta nousee kuitenkin vielä suhteellisen korkeaksi. Tähän vaikuttavat uuteen valmistusteknologiaan tar- vittavat laiteinvestoinnit, logistiikkakustannukset, suhteellisen alhainen saanto ja erityisesti tarvittavan vihreän vedyn hinta. Suomella on potentiaalia valmistaa edullisempaa vihreää vetyä Suomi on yksi parhaimmista maista ottaa käyttöön teknologiaa, jossa hiilidioksidista valmistetaan tuotteita. Suhteellisen halpa sähkö ja toisaalta lämpöenergian tarve mahdollistavat monia muita maita kannattavamman vihreän vedyn valmistamisen. Suomessa onkin jo vireillä useita hankkeita liittyen sekä vedyn- tuotantoon että siirtoverkkoihin, mikä mahdollistaa vetytalou- teen siirtymistä. Samaan aikaan biopohjaista hiilidioksidia on merkittävissä määrin saatavilla eri pistelähteistä metsäteolli- suudessa ja muussa energiantuotannossa, ja alan yritykset val- mistautuvat biopohjaisen hiilidioksidin talteenottoon. Metsä Spring ja Stora Enso olivat myös mukana ForestCUMP-hank- keessa. Hiilidioksidista voidaan vihreän vedyn avulla valmistaa myös metanolia. Tätä niin kutsuttua e-metanolia harkitaan usein polt- toaineeksi, mutta jalostus voidaan viedä pidemmällekin: meta- nolista voidaan valmistaa olefiineja eli eteeniä ja propeenia ja edelleen muoveja. Metanolin jalostus muovin raaka-aineeksi (MTO, Methanol to olefins) on kaupallista teknologiaa ja mah- dollistaa siten mielenkiintoisen reitin hiilidioksidin hyödyntä- miseksi. MTO-laitoksen kannattavuuden edellyttämä mittakaa- va on kuitenkin hyvin suuri verrattuna synteettisen metano- lin saatavuuteen – riittävän metanolimäärän valmistaminen MTO-laitoksen tarpeisiin vaatisi merkittäviä investointeja ja
Maailmassa on suuri tarve ehkäistä hiilidioksidipäästöjä ilmake- hään ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Toisaalta olisi mielen- kiintoista kääntää päästöongelma hyödyksi käyttämällä muovin raaka-aineena ilmakehään pääsevää hiilidioksidia ja uusiutuvaa vetyä. SPIRIT-ohjelmassa hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyt- tö on ollut yhtenä keskeisenä tutkimusalueena. Hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyttö on jo tänä päivänä tek- nisesti mahdollista, mutta suurempaa käyttöönottoa hidastavat vielä sekä kysyntää kannustavan lainsäädännön puuttuminen että korkeahkot tuotantokustannukset. Tästä huolimatta hiilidiok- sidista valmistettuja muoveja on jo nyt saatavilla: Borealis ilmoit- ti vuonna 2024 yhteistyöstään yhdysvaltalaisen Infinium-yhtiön kanssa. Infinium valmistaa hiilidioksidipäästöistä ja vihreästä vedystä kestäviä lentopolttoaineita sekä eteenin ja propeenin tuo- tantoon sopivaa raaka-ainetta eli synteettistä naftaa. Tätä e-naf- tajaetta on jo kokeiltu tehdasmittakaavassa Borealiksen Porvoon höyrykrakkerissa eteenin ja propeenin valmistukseen. Yhtenä haasteena korkeat tuotantokustannukset Borealiksen vetämässä ja Business Finlandin rahoittamassa SPI- RIT-ohjelmassa on tutkittu sekä hiilidioksidin talteenottotek- nologioita että hiilidioksidin jalostusmenetelmiä muovin raa- ka-aineeksi.
Borealiksen Porvoon tehtailla voidaan valmistaa kiertotalouteen perustuvaa muoviraaka-ainetta ja edelleen kehittää muovituotteita helpommin kierrätettäviksi. Kuvassa Borealiksen omaan teknologiaan perustuva Borstar PE2 -tehdas, joka edustaa teknologian uusinta sukupolvea kaupallisessa mittakaavassa.
26 MUOVIPLAST 4–5/2025
Made with FlippingBook - Online magazine maker