Väitös konetekniikan alalta, M.Sc. Judit Nyári

Synteettisen metanolin tuotanto polttoaineeksi meriliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi

Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen ovat olleet viime vuosina maailmanlaajuisen keskustelun aiheena. EU:n ja Kansainvälisen merenkulkujärjestön asettamat tiukat määräykset pakottavat alan toimijoita vähentämään energiankulutusta ja siirtymään pois fossiilisista polttoaineista. Synteettinen metanoli ilmakehästä kaapatusta hiilidioksidista on erinomainen vaihtoehto fossiilisille polttoaineille, koska sen varastointi ja kuljetus on helppoa sekä metanolia hyödyntävät moottorit ovat saatavilla. 

Tässä työssä tutkittiin suurten synteettisten metanolitehtaiden teknistä ja taloudellista kannattavuutta. Prosessimallinnusympäristössä tutkittiin prosessiolosuhteiden ja taustalla olevien kineettisten mallien vaikutusta metanolisynteesiin. Lisäksi tehtiin joukko herkkyysanalyysejä eri komponenttien vaikutuksista synteettisen metanolin tuotantokustannuksiin. Työssä tehtiin myös kyselytutkimus risteilymatkustajille, jossa selvitettiin heidän tietoisuuttaan ja hyväksyntäänsä vaihtoehtoisista polttoaineista.

Työn tuloksissa selviää, että synteettisen metanolin tuotantokustannukset suuressa mittakaavassa ovat 700-900 euroa tonnilta, joka on yli kaksinkertainen viime vuosikymmenen keskimääräiseen fossiilisen metanolin hintaan verrattuna. Synteettisen metanolin tuotantokustannuksia voidaan alentaa merkittävästi pienentämällä uusiutuvan vedyn kustannuksia, myymällä elektrolyysissä syntyvää happi sivutuotteena ja kasvattamalla laitoksen mittakaavaa. Näiden suotuisten skenaarioiden yhdistäminen tekee synteettisen metanolin tuotannosta kilpailukykyisempää.  

Risteilymatkustajat eivät ole tietoisia merenkulkualan nykyisistä polttoainesuuntauksista. Vaikka he ovat tietoisia vetyä ja sähköistämistä koskevat uutisista, muista polttoaineista, kuten metanolista, he eivät ole kuulleet. Matkustajat suosivat kestävästi tuotettuja polttoaineita, joiden päästöt ovat vähäiset, ja merkittävä osa heistä on valmis maksamaan näistä lisää omalla risteilyllään.

Tämän tutkimuksen tuloksista on hyötyä sekä tiedemaailmalle että teollisuudelle, erityisesti merenkulkualalle ja nopeasti kehittyvälle power-to-X-teollisuudelle. Lisäksi matkustajien tietoisuutta koskevat havainnot voivat helpottaa risteilyoperaattorien siirtymää uusiin polttoaineisiin ja sen tiedotusta asiakkaille.

Tohtoriopiskelija: Judit Nyári

Vastaväittäjä:FRSC:n professori Peter Styring, Sheffieldin yliopisto, Iso-Britannia

Kustos:Apulaisprofessori Annukka Santasalo-Aarnio, Aalto-yliopiston tekniikan korkeakoulu, konetekniikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot: Judit Nyári, judit.nyari@aalto.fi, +358504652700

Tekniikan korkeakoulujen väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49