Uusi metaanireaktori tuottaa ympäristöystävällistä energiaa ja hillitsee ilmastonmuutosta

Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkijat Anni Alitalo ja Marko Niskanen ovat onnistuneet toteuttamaan metaanireaktorin, jonka avulla voidaan sekä tuottaa polttoainetta että varastoida aurinko- ja tuulienergiaa sekä vesivoimaa. Reaktorilla voidaan myös jalostaa puuraaka-ainetta erittäin puhtaaksi metaaniksi, joka on paineistuksen jälkeen valmista käytettäväksi liikennepolttoaineena.

Tulevaisuudessa menetelmän avulla voidaan myös sitoa teollisuuslaitosten hiilidioksidipäästöjä metaanintuotantoon.

– Yksinkertainen ja käyttökustannuksiltaan edullinen reaktori mahdollistaa hiilineutraalin polttoainekierron. Se myös tukee EU:n yleistä päämäärää eli vähentää energian tuontiriippuvuutta, kertoo tutkija Anni Alitalo.

Patentti haussa kahdelle innovaatiolle

Reaktorin pitkän kehitystyön aikana on tehty useita innovaatioita, joista kahdelle on haettu patenttia. Professori Erkki Aura kehitti ensiversion reaktorista, jossa suosta peräisin olevat mikrobit tuottavat hiilidioksidista ja vedystä metaania ja vettä. Alitalo ja Niskanen kehittivät menetelmää edelleen parantamalla reaktorin toimintaa ja testaamalla syöttökaasuina eri lähteistä peräisin olevia kaasuja.

Nyt kehitetty mikrobiologinen menetelmä sopii hajautettuun energiantuotantoon, pieniin energialaitoksiin. Koko prosessin hyötysuhde on varsin hyvä: vedyn polttoarvon menetys hukkalämpönä on korkeintaan 20 prosenttia.

– Metaanilla on nykyisistä energian varastointiratkaisuista paras kapasiteetti sekä ajallisesti että määrällisesti, kertoo tutkija Marko Niskanen.

Tutkimuksen aikana selvisi, että metaanituotannon lähtöaineena voidaan puhtaan vedyn ja hiilidioksidin sijaan käyttää myös hiilimonoksidia sisältävää puukaasua. Havaittiin, että mikrobit pystyvät valmistamaan puukaasusta ensin hiilidioksidia ja siitä edelleen metaania.

– Kehitetyn menetelmän avulla puukaasun kaikki energiaa sisältävät komponentit saadaan muutettua metaaniksi, jota voidaan käyttää paljon monipuolisemmin kuin puukaasua, kertaa Alitalo.

Käyttökohteita maatiloilta teollisuuteen

Innovaatio on nyt valmis kaupallistettavaksi ja siihen haetaan sopivaa kumppania. Alitalo arvioi, että ensimmäiset reaktorit ovat markkinoilla 2–3 vuoden kuluttua. Tavoitteena on päästä ensin kotimaan maatila- ja kunnallislaitosten kokoisten energialaitosten markkinoille ja myöhemmin teollisuusmittakaavaan sekä vientimarkkinoille.

– Esimerkiksi maatilojen biokaasulaitoksissa metaanibioreaktorimme avulla voidaan valmistaa metaania biokaasun sisältämästä hiilidioksidista. Nykyisillä menetelmillä hiilidioksidi vapautuu ilmakehään, tutkijat toteavat.

Metaanireaktori on tuotantokustannuksiltaan edullinen ja sopivia käyttökohteita löytyy niin kotimaasta kuin ulkomailta.

– Saksassa saataisiin talteen aurinko- ja tuulienergian ylimäärä, meillä taas pystyttäisiin tehostamaan ja monipuolistamaan puun ja biomassan käyttöä. Teknologiamme torjuu ilmastonmuutosta, Alitalo ja Niskanen toteavat.

Lue tarkemmin aiheesta Luken asiakaslehti Leian artikkelista