Greenhouse gas emissions and primary energy consumption of a Biomass-to-Liquid fuel chain Case: BTL production in stand-alone operation

Abstract

Tämän diplomityön taustalla ovat maailman kasvava energiantarve, vähenevät öljyvarannot sekä lisääntyvät kasvihuonekaasupäästöt. Ne ovat johtaneet kasvavaan mielenkiintoon uusiutuvia polttoaineita kohtaan. Yksi mahdollisista biopolttoaineketjuista on hakkuutähteistä Fischer-Tropsch - synteesillä tuotettu biodiesel. Biopolttoaineketjut ovat usein monimutkaisia ja koko tuoteketjun päästöt on huomioitava, kun määritellään eri vaihtoehtojen kasvihuonekaasujen vähennyspotentiaaleja.

Työn kirjallisuusosuus esittelee elinkaariarvioinnissa käytettävää metodiikkaa sekä synteettisen biodiesel-polttoaineen valmistuksessa tarvittavaa tekniikkaa.

Työn tavoitteena oli määrittää hakkuutähteistä tuotetun synteettisen biodiesel-polttoaineen kasvihuonekaasu- ja energiatase koko elinkaaren osalta. Työssä on määritetty edellä mainitut taseet kahdelle eri tuotantotapaukselle. Perustapauksena on maksimoitu uusiutuvan dieselin tuotanto, jolle vaihtoehtona on sähkön suhteen omavarainen prosessi.

Ensisijainen tieto on tuotettu yhdessä Neste Oil Oyj:n kanssa ja se perustuu kyseessä olevan tuotantotavan demonstrointi- ja simulointiarvoihin. Toissijaista tietoa, yksittäisten syötteiden ja fossiilisen vertailupolttoaineen kasvihuonekaasu- ja energiataseista, on otettu muutamista kirjallisista lähteistä - liitteet 1 ja 2. Analysoitu elinkaari pitää sisällään kaikki valmistusvaiheet aina biomassan hankinnasta lopputuotteen jakeluun asti. Työn painopiste on BTL-ketjussa, joka alkaa biomassan kaasutuksesta ja päättyy nestemäiseen synteesituotteeseen eli FT vahaan.

Työn tulokset osoittavat että hakkuutähteistä tuotetulla synteettisellä biodieselillä on merkittävä kasvihuonekaasujen vähennyspotentiaali 83.4 - 89.5 %, verrattaessa fossiiliseen dieseliin. Pienimmät päästöt syntyvät sähkön suhteen omavaraisessa prosessissa. Energiataselaskennan tulokset kertovat, että ajaminen synteettisellä biodieselillä kuluttaa jopa 83.4 % enemmän primäärienergiaa verrattuna fossiiliseen dieseliin. Tosin, suurin osa kulutetusta primäärienergiasta on uusiutuvaa. Tarkempi primäärienergianlähteiden analysointi paljasti, että ajaminen synteettisellä biodieselillä säästää fossiilista energiaa jopa 81,9 %.