Ilmastonmuutos: Innovaatioilla päästöistä eroon

teollisuusliitto

Suomen ja Ruotsin teollisuus käyvät ilmastomuutoksen kimppuun uusien teknologioiden avulla. Ehkä jo 2030-luvulla Raahen terästehtaan tuotannossa hiili on korvattu vedyllä, ja piipuista nousee hiilidioksidin sijasta vesihöyryä. Pelastuuko maailma?

Teräsjätti SSAB tähtää vallankumoukseen. Sen tavoitteena on terästuotanto, joka ei jätä hiilijalanjälkeä. Tällä hetkellä terästehtaat ovat hiilidioksidin suurpäästäjiä niin Suomessa kuin Ruotsissa.

SSAB:n suunnittelema innovaatio perustuu hiilen korvaamiseen vedyllä teräksen tuotannossa. Tällöin sivutuotteena syntyy hiilidioksidin sijasta puhdasta vettä.

Yhtiö on markkinoinut projektiaan terästeollisuuden suurimpana uudistuksena tuhanteen vuoteen. Koko historiallisen ajan teräksen valmistuksessa on käytetty hiiltä.

Kolmen yrityksen perustaman Hybrit-hankkeen toteutus käynnistyy kuluvana keväänä Pohjois-Ruotsissa. Mukana ovat SSAB:n lisäksi kaivosyhtiö LKAB ja teräsprosesseihin sähköenergiaa tuottava Vattenfall.

Ennen kesää on tarkoitus ryhtyä rakentamaan Luulajaan ja Norrbottenin Malmfältenin alueelle pilottilaitoksia fossiilivapaan teräksen tuottamiseksi. Kevään aikana tutkitaan mahdollisuutta laajentaa hanketta Suomeen.

Hybritin taustalla on mukana Ruotsin energiavirasto. Se rahoittaa innovaation 20 miljoonan kruunun suunnittelubudjetista puolet. Energiavirasto on tukenut huomattavilla summilla myös projektin ennakkotutkimusta.

Ruotsissa teräsprosessin uudistusta on pidetty tärkeänä, jotta Ruotsi pystyy täyttämään Pariisiin ilmastosopimuksen velvoitteet. Tällä hetkellä SSAB tuottaa kymmenen prosenttia Ruotsin ja seitsemän prosenttia Suomen hiilidioksidipäätöistä. Projektilla on siis suuri merkitys myös Suomelle.

KOKO PROSESSI UUSITAAN

Ympäristöjohtaja Harri Leppäsen mukaan terästeollisuudessa eletään innostavia ja mielenkiintoisia aikoja.

SSAB:n ympäristöjohtaja Harri Leppäsen mukaan prosessi rakennetaan uusiksi kaivoksesta lähtien. Pilottilaitoksia tarvitaan kaksi.

– Vetypelkistystä tutkitaan Luulajassa, ja Malmbergetissä kehitetään rautapellettiä, joka soveltuu uuteen prosessiin.

Suunnitelman mukaan kokeiluja tehdään vuoteen 2024 saakka, jotta prosessi saadaan optimoitua. Sen jälkeen projekti siirtyy demonstraatiovaiheeseen, jolloin uudella tekniikalla alkaa toimia oikea tuotantolaitos tuottaen noin 500 000 tonnia rautasientä vuodessa.

Demonstraatiovaiheen jälkeen tehdään muutostyöt nykyisiin tuotantoyksiköihin. Suunnitelman mukaan noin vuonna 2045 SSAB:n koko tuotanto toimii uudella tekniikalla.

PÄÄSTÖNÄ PUHDAS VESI

Uudessa tekniikassa käytetään suorapelkistysprosessia. Rautapelletit pelkistetään sulattamatta kiinteässä tilassa raudaksi. Pelkistyksessä käytettävä vetykaasu valmistetaan elektrolyysissä sähkön avulla vedestä.

Pelkistyksen yhteydessä rautakappaleista poistuu happea, jolloin kappaleet muuttuvat huokoisiksi. Malmikappaleiden painosta häviää noin 30 prosenttia, vaikka niiden mitat voivat säilyä lähes entisellään. Malmikappaleen muuttuessa raudaksi rakenteesta tulee sienimäisen huokoinen. Siitä nimi rautasieni. Se on raakateräksen valmistusaine.

Ainoana päästönä vedyn käyttöön perustuva suorapelkistysprosessi tuottaa puhdasta vettä.

Katso SSAB:n Hybrit-hankkeen markkinointivideo.

 

MAHDOLLISUUS SUOMELLE

Leppäsen mukaan Hybrit-projekti avaa mielenkiintoisia tulevaisuuden näkymiä muuallekin kuin vain terästeollisuuteen.

– Hankkeen päätavoitteena on hiilidioksidin poistaminen raudan ja teräksen valmistuksesta. Pelkistysaine, jota tarvitaan, on vety. Kun ajattelee laajemmin yhteiskuntaa, vety on kaasumainen energiavarasto, jota pystytään hyödyntämään monessa muussakin asiassa kuin meidän käyttötarkoituksessamme.

Myös suomalaisella osaamisella on projektissa kysyntää. Pelkkä vety ei riitä korvaamaan fossiilista energiaa, vaan siihen tarvitaan monia erilaisia polttoaineita.

– Eräs mahdollisuus on tutkia biohiilen käyttömahdollisuutta. Siinä Suomella on osaamista, Leppänen esimerkkinä mainitsee.

ENSIN HIILINEUTRAALIKSI, SITTEN HIILIVAPAAKSI

SSAB:n on tarkoitus olla hiilineutraali vuonna 2025 ja hiilivapaa vuonna 2045. Raahen ja Luulajan tehtaiden siirtyminen uuteen päästöttömään tekniikkaan tapahtuu suunnitelmien mukaan vuosien 2030 ja 2040 välillä.

– Hiilineutraali tarkoittaa, että meidän omat päästömme ovat yhtä suuret kuin elinkaariaikaiset päästövähenemät eli olemme neutraaleja. Hiilivapaus tarkoittaa, että meillä ei enää ole hiilidioksidipäästöjä.

Uusi tekniikka on Leppäsen mukaan välttämättömyys ilmastomuutoksen torjumisessa.

– Jos ajatellaan, että meidän pitäisi vastata haasteisiin, joita ilmastonmuutoksen torjunta tuo tullessaan, emme nykyteknologiaa kehittämällä pääse juuri eteenpäin. Puhutaan ehkä joidenkin prosenttien päästöjen vähentämisestä, ja se ei ole ollenkaan riittävä.

Maailmanlaajuisesti terästeollisuuden osuus hiilidioksidipäästöistä on sama kuin Suomessa eli seitsemän prosenttia. Onnistuneella innovaatiolla on mahdollista mullistaa koko terästeollisuus.

– Olemme ajatelleet lähteä itsestämme. Kun tekniikka toimii, se on mahdollista viedä muihin tuotantolaitoksiin. Uskon, että voimme innovaatiolla merkittävästi edesauttaa ilmastonmuutoksen vastaista toimintaa.

SUURIN TEHDAS RAAHESSA

Raahen terästehdas on nykyään Suomen suurin yksittäinen hiilidioksidin päästäjä, mutta 2030-luvulla sen toivotaan olevan täysin hiilivapaa.

SSAB:n suurin terästehdas sijaitsee Raahessa. Ruotsissa ja Suomessa yrityksen terästuotantokapasiteetti on suunnilleen yhtä suurta, Ruotsin kahdella tehtaalla reilut kolme ja puoli miljoonaa tonnia ja Raahessa noin 2,8 miljoonaa tonnia vuodessa.

Pohjoismainen teräsjätti syntyi ruotsalaisfirman ja Rautaruukin yhteensulautumana vuonna 2016. Leppäsen mukaan firmoja yhdistivät jo ennestään pohjoismaiset arvot ja saman tyyppiset toimintatavat.

– Suomessa ja Ruotsissa prosessit ovat olleet tehokkaat jo ennen yhdistymistä. Pohjoismaat ovat ilmastoasioissa edelläkävijöitä, Leppänen näkee.

Teräksen kysynnän maailmalla ennustetaan kaupungistumisen myötä kasvavan. Jos uutta tapaa tuottaa terästä ei löydetä, terästeollisuuden hiilidioksidipäästöjen on ennustettu lisääntyvän 25 prosenttia vuoteen 2050 mennessä.

Hybrit-projektin ennakkotutkimukset ovat vakuuttaneet siihen osallistuvat yritykset siitä, että uuden teknologian kehittäminen on mahdollista. Uuden prosessin on arvioitu olevan vuoden 2035 paikkeilla valmis.

SSAB:n sisällä kehitystyö on Leppäsen mukaan herättänyt suurta innostusta.

– Se on motivoivaa ja aiheuttaa ylpeyttä, että saamme olla mukana näin merkittävässä hankkeessa. Elämme mielenkiintoisia aikoja, miten kaikki tästä menee eteenpäin.

 

Turvaa työtä pitkällä aikavälillä

Pääluottamusmies Mika Vuoti uskoo, että onnistuessaan puhtaan teräksen teko on pitkällä aikavälillä työpaikkojen turva.

SSAB:n Raahen tehtaan pääluottamusmiehen Mika Vuotin mukaan työntekijät pitävät Hybrit-projektia myönteisenä, vaikka uudistukseen liittyykin pelko, että sen toteutuessa työpaikat vähenevät.

– On tuotantoprosesseja, joita ei tehtaalla tarvita sen jälkeen, kun uusi tekniikka otetaan käyttöön.

Vaikka uudistus Vuotin mukaan todennäköisesti alussa vie työpaikkoja, hän uskoo, että puhdas teräksen tekeminen turvaa jäljelle jäävät työpaikat pitkällä aikavälillä.

Ympäristöinvestoinnit eivät hänen mukaansa ole Raahen tehtaalla uutta.

– Jo aikaisemmin tänne on investoitu kymmeniä miljoonia euroja pelkästään ympäristönäkökohtien takia ilman, että on saatu tuottavuutta kasvatettua.

– Olemme yksi puhtaimmista terästehtaista maailmassa. Mutta tämä Hybrit-projekti on varsin mullistava, jos se onnistuu ja toimii.

 

Suomella omat vahvuudet

”Suomalaisten kannattaa paneutua erityisesti sellaisiin ympäristöä parantaviin innovaatioihin, joissa Suomella on osaamistaustaa, sillä kilpailu markkinoilla on kovaa.”

Teollisuusliiton erikoistutkija Timo Eklundin mukaan kuulostaa hienolta, että tartutaan uusiin ja edistyksellisiin asioihin, jotka parantavat elämää.

– Mutta toinen puoli on se, että markkinoilla on hieman ahdasta. Samanlaiset Sitrat ja teollisuusministeriön työryhmät, ohjelmat ja rahoitusohjelmat on Suomen lisäksi kaikissa muissakin itseään kunnioittavissa kilpailijamaissa. Niitä löytyy Hollannista, Ruotsista, Tanskasta, Saksasta, Norjasta, Kiinasta, Amerikasta. Siinä mielessä markkinat eivät ole kaikkein helpoimpia.

Hänen mielestään Suomella on parhaat mahdollisuudet menestyä aloilla, joilla on vahvaa osaamistaustaa.

– Metsään liittyvissä hankkeissa Suomella sitä löytyy, ja Suomessa ja Ruotsissa on varmasti osaamista teräksessä.

Esimerkkejä onnistuneista hankkeista hän löytää muun muassa kiertotalouden puolelta polttoaineita valmistavista biolaitoksista, joita on ST1:llä, UPM:llä ja Nesteellä.

ST1 tekee biolaitoksessa bioetanolia sahanpurusta ja toisessa laitoksessa polttoainetta elintarviketeollisuuden ylijäämästä.

– Se käyttää laitoksissaan kotimaista teknologiaa, ja raaka-aineita, jotka muuten menisivät hukkaan. Ihan hyvää bisnestä ne ovat olleet.

EDELLÄKÄVIJÄ OTTAA RISKIN

SSAB:n hiiletön teräs -hanke on Eklundin mielestä iso mahdollisuus, mutta siihen sisältyy myös suuri riski.

– Käynnistäjä ottaa sen riskin, että haluttua tulosta ei synny, mutta rahat menevät. Tietysti on kunnioitusta herättävää, että yritykset panostavat paremman ympäristön puolesta ja ilmastomuutosta vastaan.

– Todennäköisesti he yrityksissä ovat sen laskeneet, että siinä on mahdollisuus onnistua. Jos se ei onnistu, he pystyvät kuittaamaan tappion. Tuskin yrityksen tulevaisuutta tällaisilla hankkeilla riskeerataan.

Mikäli hanke onnistuu, hyöty voi Eklundin mukaan olla mittava.

– Jos innovaatio ei tule nykyistä tuotantomenetelmää paljon kalliimmaksi, on mahdollista saada uusia markkinoita.

– Tuotantometodien kehittäminen on sellainen ala, jolla Pohjoismaissa voidaan pärjätä. Tekninen osaaminen on Suomessa ja Ruotsissa korkeaa. Jos paremmat tuotantomenetelmät leviävät, on mahdollista saada hyötyä siitä, että ollaan etulinjassa.

Projektissa on mukana myös paljon julkista rahaa. Eklund pitää sitä perusteltuna.

– Se on panostusta teollisuuden tulevaisuuteen. Pysymme teknologisessa kehityksessä eturintamassa.

SUOMELLA VIELÄ PARANNETTAVAA

Eklundin mukaan kovan kilpailun takia ympäristöä parantavien hankkeiden onnistuminen ei ole helppoa. Esimerkkinä hän mainitsee Suomen kunnianhimoisen clean tech -ohjelman.

– Suomi julisti itsensä clean techin suurosaajaksi, mutta se ei ehkä pitänyt kaikin puolin paikkaansa. Kun on katsottu, miten ohjelma on edistynyt, niin siinä ollaan tavoitteista aika paljon jäljessä. Hyvä, että asioita nostetaan, mutta niitä pitää tosissaan tehdä.

Yritysten, valtiovallan ja tutkimuslaitosten yhteistyön pitää Eklundin mukaan olla saumatonta, jotta saadaan tuloksia.

– Niin on varmasti Tanskassa ja Saksassa tapahtunut, koska niissä on menty eteenpäin meitä nopeammin.

TARVITAAN PITKÄJÄNTEISYYTTÄ

– Tärkeä näkökohta on se, ettei tehdä tänä vuonna tätä ja ensi vuonna tuota, vaan panostetaan pitkäjänteisesti ja tosissaan, sanoo Eklund.

– Jos innovaatioon perustuvilla markkinoilla aikoo menestyä, yrityksillä pitää olla osaamista ja valtiovallalla hyvät ohjelmat. Täytyy olla varaa laittaa tarpeeksi rahaa hankkeeseen.

Ilmastopäästöjen vähentämisessä on Eklundin mukaan loogista, että valtio osallistuu kustannuksiin.

– Se on perusteltua, sillä valtio on vähennystavoitteiden taustalla.

PÄÄSTÖJEN VÄHENTÄJÄT MENESTYNEET

Eklundin mukaan päästövähennykset eivät yleensä ole johtaneet siihen, että tuotanto olisi karannut Suomesta pois.

– Työpaikat eivät ole hävinneet sen takia, että olisi vaadittu yrityksiltä panoksia päästöjen vähentämiseen. Ne on tehty ja se on vähän kirpaissut, mutta hyvin on pärjätty senkin jälkeen. Tai jos ei ole pärjätty, lakkautukset ja tuotannon supistukset ovat johtuneet muusta syystä.

Hänen mukaansa ne maat, jotka ovat jättäneet panostamatta vähäpäästöisiin teknologioihin, eivät ole yleensä pärjänneet Suomea paremmin.

Päästövähennyksistä voi Eklundin mielestä syntyä pitkällä aikavälillä huomattava hyöty.

– Mutta pieni vaikutus siihen, että puolet maailman teräksestä tehdään Kiinassa, voi olla sillä, että siellä ei ole tarvinnut satsata samalla tavoin ympäristöasioihin kuin Euroopassa.

KANNATTAA TOIMIA VIISAASTI

EU:ta tai sen yksittäisiä maita ei Eklundin mielestä ole varaa ajaa muita tiukempien vaatimusten takia muita huonompaan asemaan.

– Suomessa ei voi loputtomasti olla kovemmat vaatimukset kuin kilpailijamaissa. Silloin kun päästövähennys näkyy hinnassa, niin voi olla, että markkinat valitsevat jonkun muun tuotteen kuin suomalaisen.

Eklundin mukaan useimmat meistä haluavat, että tuotanto olisi vähäpäästöistä eikä rasittaisi luontoa.

– Tapauskohtaisesti pitäisi kuitenkin katsoa, ettei käy niin, että tuotanto siirtyy jonnekin muualle, ja päästöjä on saman verran, mutta työpaikat ovat hävinneet Suomesta.

Hänen mielestään päästövaatimukset tulisi hoitaa kansainvälisin sopimuksin.

– Paras olisi, jos joka maalta vaadittaisiin samanlaisia isoja panostuksia. Käsi kädessä pitäisi mennä eri maiden panostukset, että esimerkiksi Kiinalla ei olisi houkutusta vallata markkinoita vielä lisää muita alhaisemmilla tuotantokustannuksilla.

Keksintöjen kotipesä

”Suomi on ympäristöinnovaatioissa yksi maailman johtavista maista.”

Suomen itsenäisyyden juhlarahasto Sitran ilmastoratkaisujen projektijohtaja Janne Peljo kertoo lukuisia esimerkkejä Suomen osaamisesta teollisuuden eri sektoreilla. Mutta ensin hän perustelee, mikä tekee Suomesta innovaatioille suotuisan kotipesän.

– Meillä on erinomaista teollisten prosessien osaamista ja aika tehokas innovaatiojärjestelmä. Lisäksi me olemme tottuneet operoimaan pohjoisessa niukkuudessa, missä nuukuudesta on tehty hyve.

– Kun ne yhdistetään tietotekniikka-sektorin osaamiseen, niin ne luovat pohjan sille, että täällä pystytään kehittämään tehokkaita ja fiksuja innovaatioita. Niillä pystytään parantamaan teollisuuden kilpailukykyä ja samaan aikaan vähentämään päästöjä ja ympäristörasitusta.

– Sillä tavalla Suomi on noussut maailman johtavaksi maaksi monella alalla.

BIOTUOTTEILLA MAAILMA PUHTAAMMAKSI

Kärkenä Peljo nostaa esiin Suomessa kehitetyt biotuotteet, joilla korvataan ilmaston kannalta haitallisina pidettyjä fossiilisia tuotteita öljyä ja hiiltä.

– Biopolttoaineet on yksi, missä Suomessa on johtavaa osaamista. Siitä on tullut tärkeä vientisektori. Biomuoviosaaminen on toinen ja bioentsyymiosaaminen kolmas.

Eräs tuotantoon lähtenyt innovaatio on puusta valmistettu ligniinijauhe. Ligniinillä on mahdollista korvata fossiilisia fenoleja liima- ja maaliteollisuudessa, mutta sen mahdollisuuksien uskotaan olevan huomattavasti laajemmat.

Kehitystyön jälkeen ligniiniä voidaan käyttää hiilikuidun raaka-aineena muun muassa auto- ja ilmailuteollisuudessa ja monessa muussa tarkoituksessa. Jääkiekkomailat saatetaan tulevaisuudessa tehdä jälleen puusta eli ligniinistä. Teknologian tutkimuskeskus VTT ennustaa ligniinin käytön lisääntyvän sen vähäisen hiilijalanjäljen ansiosta.

Ligniinijauheen iso tuotantokapasiteetti on jo olemassa Stora Enson Kotkan Sunilan tehtaalla. Puusta 20–30 prosenttia on ligniiniä, joka on perinteisesti sellutehtaiden jätettä.

Suomessa on laaja kirjo johtavaa ympäristöosaamista. Esimerkiksi Wärtsilä rikkipesureineen kuuluu tietä näyttäviin firmoihin tehokkaan ja älykkään meriliikenteen saralla. Energia-alalla Suomessa on useita aaltovoimaa kehittäviä yrityksiä. Vaisala puolestaan on edelläkävijä ympäristön- ja ilmanlaadunmittauksissa – ja tässä vain muutama esimerkki ympäristötekniikan huippuosaamisesta.

Volkswagenin autotehdas on arvioinut, että ligniinin avulla on mahdollista laskea autokomponenttien painoa neljänneksellä, mikä alentaisi tuntuvasti polttoaineen kulutusta. Suomella on loistavat näkymät monikäyttöisen ligniinin suurtuottajana.

SÄHKÖISTETÄÄN KAIKKI MAHDOLLINEN

Päästöjen vähentämisen iso kuva on Peljon mukaan sellainen, että ensin pitää pyrkiä vähentämään sähköjärjestelmistä päästöt.

– Kun sähköjärjestelmistä on tehty mahdollisimman vähäpäästöisiä, sen jälkeen sähköistetään kaikki mahdollinen, jolloin pystytään vähentämään muiden prosessien päästöjä.

Päästöjen vähentämisessä suurin haaste Suomessa on liikenne.

– Siihen on olemassa ratkaisuja, mutta vielä ne eivät ole lähteneet kotimarkkinoilla lentoon. Raskaan liikenteen päästöjen vähentäminen on mahdollista käytännössä vain biopolttoaineita hyödyntämällä, vaikka markkinoille onkin alkanut tulla sähkörekkoja ja muita vastaavia.

SSAB:N HANKE AVAINASEMASSA

Peljon mukaan liikenteen lisäksi Suomessa on olemassa teollisuusprosesseja, joissa hiili on olennainen komponentti. Näin on terästeollisuudessa, jota SSAB edustaa.

– Pohjoismainen Hybrit-hanke pyrkii ratkaisemaan juuri tätä ongelmaa. Se on kunnianhimoinen ja innovatiivinen aloite, jonka tavoitteet ovat pitkällä tulevaisuudessa. Mitä nopeammin se saadaan toimimaan ja kaupallistettua, sitä parempi.

– Jos tämä ongelma pystytään Pohjoismaissa ratkaisemaan, kysyntää ratkaisulle on varmasti maailman sivu olemassa.

 

Kaiken takana on ilmastonmuutos

Teollisuutta kannustaa päästöjen vähentämiseen se, että poliittinen päätöksenteko on ottanut kansainvälisesti ja kansallisesti ilmastonmuutoksen vakavasti.

– Tiedemiehet ovat pitkään varoittaneet ilmastonmuutoksesta ja ilmastokriisistä. Nyt poliitikot ovat ottaneet sen asiakseen. He uskovat, että se on totta ja sen vaikutukset ovat jo nähtävissä, sanoo Sitran Janne Peljo.

Suuntaus on hänen mukaansa se, että kaikilla sektoreilla halutaan nopeaa päästöjen vähentämistä, jotta Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden saavuttaminen olisi realistista.

Teollisuuden päästöjen vähentämistä ohjaa kansainvälinen päästökauppa. Päästökaupan ulkopuolisille sektoreille tavoitteet asetetaan kansallisesti.

– Hyvin suurella todennäköisyydellä ilmasto- ja ympäristösääntely tulee kiristymään tulevaisuudessa, Peljo ennustaa.

Hänen mukaansa se merkitsee, että mitä puhtaampia ratkaisuja pystytään tuottamaan, sitä kilpailukykyisempiä ne ovat kiristyvän ympäristösääntelyn ilmapiirissä.

– Teollisuudessa tulee keskeiseksi, että mitä vähäpäästöisempiä ratkaisuja sovelletaan, sitä vähemmän aiheutuu päästöoikeuksista kustannuksia.

Ympäristötehokkuuden puolesta puhuvat Peljon mukaan tuotannolliset järkisyyt.

– Ympäristötehokkaat ratkaisut ovat usein äärimmäisen kustannustehokkaita. Prosessin heikkoudesta kertoo se, jos siellä on hukkaa tai jätettä. Teknologinen suuntaus menee hyvin yksiin poliittisen suuntauksen kanssa.

Sijoittajakenttä on viimeisen parin vuoden aikana Peljon mukaan alkanut reagoida päästöihin voimakkaasti.

– On ruvettu puhumaan hiiliriskistä. On myös alettu arvioimaan ympäristövaikutuksia tai vaaditaan yritysjohdolta strategiaa siitä, miten päästöjä saadaan tulevaisuudessa vähennettyä.

– Yrityksen omistajilta tuleva paine yhdistettynä teknologiseen kehitykseen ja sääntely-ympäristön kiristymiseen on aika voimakas ajuri.

 

TEKSTI JARI ISOKORPI
KUVAT MARKKU RUOTTINEN, LEHTIKUVA JA SITRA