Synteettisen typpilannoitteen historia ja tulevaisuus

[Heikki Jokipii]

Kirja-arvostelu Kehitys-Utveckling -lehdessä:

Hiiletöntä maailmaa ei luoda vuosissa vaan vuosikymmenissä

Vauras elämäntapa perustuu vielä pitkään hiilellä tuotettuun lämpöön, öljyllä kulkevaan tavaraliikenteeseen ja maakaasusta jalostetulla typpilannoitteella tuotettuun ruokaan, kirjoittaa Vaclav Smil tuoreessa kirjassaan.

(lihav. HJ)

Hän ei siis näe, että vakuuttavaa vaihtoehtoa Haber-Bosch -menetelmälle olisi vielä kehitetty. Vai olisiko hän niistä tietoinen? Mutta korostaisi, että muutos vaatii aikaa? Täytyypä vilkaista itse kirjaa.

***

Sinänsä muuten Smil näyttää kuuluvan tässä kysymyksessä ns. "haaleisiin":

DeSmog on Vaclav Smil (this deep thinker is largely correct)

Joka jossain määrin näkyy tuosta kirja-arvostelustakin. Smil ei kuitenkaan maalaile katastrofia, vaikka noin odottaa tapahtuvan.

[Heikki Jokipii]

Koko ajan syntyy uusia innovaatioita:

Vetyä voidaan valmistaa metaanista ilman CO₂-päästöjä – Samalla syntyy myös pieniä hiilirakenteita

Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän valmistaa metaanista vetyä. Toisin kuin tavallisessa vedyntuotannossa, yhtään hiilidioksidia ei synny.

Onko myös Haber-Bosch-menetelmäällä tuota kautta edessä uusi tuleminen?


Kuvateksti:

Metaanista eroon. Keski-Floridan yliopiston tutkijat Richard Blair (vas.) ja Laurene Tetard.KUVA: UNIVERSITY OF CENTRAL FLORIDA

Lisää sieltä:

UCF Researchers Develop New Technology to Recycle Greenhouse Gas into Energy, Materials

[Heikki Jokipii]

Mutta tällainen kilpailuasetelma siitä näyttää heti tulevan:

Malcolm Turnbull: Fossil Fuel Derived Hydrogen Must be Restricted for Green Hydrogen to Flourish

The good news is that it is possible to produce hydrogen using little or no emissions. That hydrogen can then be used as an alternative to fossil fuels in other heavily polluting industries such as steelmaking, shipping or aviation. The bad news is that the notion of “clean” or “low carbon” hydrogen has become ubiquitous and a subtext for promoting fossil-fuel derived hydrogen with emissions which are still too high for our planet to cope with.

Vrt. juuri edellä. Joka tuossa siis ehdotetaan ratkaistavaksi rajoituksilla.

[Heikki Jokipii]

Maakaasuvety on taas vahvoilla:

Vetyteknologian uusi päänavaus: kokonaan Suomessa kehitettyä tekniikkaa aletaan viedä Yhdysvaltoihin

Aiesopimuksen mukaan Oregonin osavaltion suurimman kaasuyhtiön NW Naturalin asiakkaat voisivat käynnistää laitoksia, jotka käyttävät Hycamiten uutta metaanin pilkkomisteknologiaa valmistaakseen maakaasusta päästöttömästi vähähiilistä vetyä täydentämään tai korvaamaan maakaasun käyttöä.

Hycamite hajottaa metaania katalyytin ja lämmön avulla avulla vedyksi. Vedyn lisäksi lopputuotteena on puhdasta hiiltä, jota voidaan käyttää esimerkiksi akkuteollisuudessa. Yrityksen teknologia vaatii vain 13 prosenttia siitä energiasta, joka tarvitaan vedyn tuottamiseen elektrolyysin avulla.

Tämä on "värioppi" hupaisa:

Vedyn väripaletti ja vetytalouden lyhyt oppimäärä

Ehkä tavoitelluinta on vihreä vety, jota valmistetaan hajottamalla vesi elektrolyysin avulla vedyksi ja hapeksi. Australiassa ja Intiassa, missä on paljon uusiutuvan energian lähteitä, vedystä toivotaan uutta vientituotetta. Tämä on toiveena myös Suomessa.
[..]
Suomalaisen Hycamite TCD Technologiesin ideana on valmistaa turkoosia vetyä. Yritys on kehittänyt teknologian vedyn valmistamiseksi maa- tai biokaasusta. Reaktoriin syötetään metaania ja sitä lämmitetään, jolloin katalyytit hajottavat metaanin puhtaaksi vedyksi ja hiilidioksidin sijaan syntyy kiinteää hiiltä. Turkoosin vedyn tuottamiseen tarvitaan vain 13 prosenttia siitä energiasta, minkä vihreän vedyn tuottaminen vaatii. Lisäksi kiinteästä hiilestä ovat kiinnostuneet niin akkuteollisuus kuin komposiitti- ja betoniteollisuuskin.

(lihav. alkup.)

Vedyn käyttötarkoituksista typpilannoitteet eivät noissa jutuissa tule esille. Mutta kyllä sekin siellä loogisesti on.

[Heikki Jokipii]

Tällaisia vaikutuksia:

Lannoitteisiin vaikuttavan kaasun hinta noussut tällä viikolla 24 prosenttia – taustalla Itämeren kaasuputki, Israel ja Australia
Öljyn hintanousu rauhoittui nopeasti.
TILAAJALLE

Mutta kuten edellä on tullut esille, me kyttäämme asiassa syvällisempiä muutoksia.

[Heikki Jokipii]

Asiat liittyvät toisiinsa:

”Se olisi meille katastrofi” – Niiralan rajanylityspaikan sulkeminen voi tehdä ison loven Suomen lannoitetuotantoon

Mutta on siis yhä näin:

Cemagro on vuonna 2008 perustettu suomalaisomisteinen lannoiteyhtiö, jonka pääkonttori on Lohjalla. Se siirsi vuonna 2021 tuotantolaitoksensa Tallinnasta Tohmajärven Niiralaan.

Niiralassa säkitetään ja jatkojalostetaan Venäjältä tuotavia typpi-, fosfori- ja kaliumlannoitteita suomalaisille maatiloille.

Yhtiön raaka-aineiden tuonti on tähän asti jatkunut Venäjältä. Lannoitteita ja niiden raaka-aineita tuodaan Jukka Muhosen mukaan ainoastaan tehtailta, jotka eivät ole pakotteiden alaisia. Lannoitteita Cemagro tuo myös Latviasta, ja tuontia ollaan aloittamassa myös Uzbekistanista.

Olisiko niin, että fosfori- ja kaliumlannoitteiden osalta tuollaista riippuvuutta ei niin vaan puretakaan? Vaikka typpilannoitteessa tapahtuisi edellä kuvattua teknologista edistystä.

[Heikki Jokipii]

Muiden mukana tälläkin hankkeella on nyt näin:

Yle selvitti: Vetyhankkeiden piti tuoda Suomeen paljon töitä ja rahaa, mutta nyt moni projekti yhtäkkiä sakkaa

Ahvenanmaalaisen Flexensin ammoniakkitehdas Kokkolassa on sekin jäänyt puolisen vuotta jälkeen aikatauluistaan.

– Vihreän siirtymän lopputuotteiden kysynnän varovainen kehittyminen on tällä hetkellä edelleen alan pullonkaula, muotoilee toimitusjohtaja Berndt Schalin.

[Heikki Jokipii]

Vaikka tämä onkin kaupallinen julkaisu, tätä voisi olla hyödyllistä silloin tällöin seurata:

Uusin Leipä leveämmäksi -lehti

Leipä leveämmäksi on Yara Suomen lehti maa- ja metsätalouden ammattilaisille. Lue vuoden 2023 toisesta lehdestä esimerkiksi  tilaesittelyistä, erikoiskasviviljelyn haasteista ja käytännön toimintaohjeista päästöjen vähentämiseksi.

[Heikki Jokipii]

Ei ole tekniikka tai ainakaan talous asiassa edennyt:

HS: Yaran mukaan Eurooppa on vaarallisen riippuvainen venäläisistä lannoitteista – urean tuonti Venäjältä kasvanut sodan aikana

Eli typpilannoitteen valmistaminen ilman maakaasua. Ei ole Yarallakaan raportoida menestyksestä sen omissa hankkeissa.

Eräänlainen "kultareunus", Suomen kannalta  Kokkolan ammoniakkitehdas lähtee siis yhä "paalupaikalta". Eikä ole jäänyt kilpailijoistaan jälkeen (?).

[Heikki Jokipii]

Hesari viittasi pääkirjoituksessaankin tuohon Yaran lausuntoon:

Länsi myy Venäjälle edelleen köyttä, jolla tulee hirtetyksi

(maksumuuri)

Sen verran vielä jurppii, että mikäs hätä tässä on, ostetaan lannoitteet Monsantolta.

Hesarikaan ei ottanut esille sitä, miten vauhdittaa esim. tuota Kokkolan hanketta. Jos esteenä on kysynnän varovainen kehittyminen, se valitettavasti voi suomeksi tarkoittaa sitä, että kyllin halvalla sitä ei vieläkään osata tuottaa.

[Heikki Jokipii]

Teknikkka & Talous kertoo kuitenkin jatkuvasti läpimurroista:
.
Suomessa kehitetty uudenlainen elektrolyyseri voi romauttaa uusiutuvien polttoaineiden hinnan

Vieläpä Suomessa. Tuossa oli vain yksi.

[Heikki Jokipii]

Maksumuuri, mutta kommentti:

Lannoitteiden hinnat laskeneet syksyn korkeimmista lukemista – lannoitekaupan vanha kaava ei enää toimi entiseen tapaan

Kuluvan talven ja viime vuoden hintaliikkeet osoittavat, että entinen kaava, jossa lannoitteet hyvin harvoin halpenivat kesken kauden, ei toimi enää samalla tapaa.
Tilaajalle

Edellä mainituista syistä olen odotellut asiassa paljon syvällisempää muutosta.

[Heikki Jokipii]

Tähän perusteltuun huoleen....

Suomi on raskaasti riippuvainen lannoitteiden, kasvinsuojeluaineiden ja energian tuonnista

Venäjän täysimittaisen sodan alkaminen Ukrainaa vastaan oli kova shokki maailman ruokamarkkinoille. Eikä pelkästään ruualle, vaan myös sen tuotannossa tarvittaville lannoitteille ja energialle.

Hinnat nousivat vuonna 2022 hurjasti ja tuotantopanosten saatavuudestakin oli ajoittain huolta.

... salakuljetetaan tällaista:

Tiedeyhteisö on viime vuosina nostanut esiin agroekologista -mallia, jossa paikallisessa kiertotalousjärjestelmässä ruoka, ravinteet ja energia kietoutuvat yhteen. Siihen kuuluu vahvasti muun muassa biokaasun tuotanto ja luomuviljelyn menetelmät.

(lihav. HJ)

Tässä triidissä on kerrottu, miten toinen osa tiedeyhteisöstä tekee ankarasti töitä sen eteen, ettei tuollaista enää tarvittaisi. Typen osalta. Mukana realistiset visiot siitä, että riippuvuus (Venäjän) maakaadusta voitaisiin täysin purkaa. Fosforin jne. kohdalla luomuviljely ei tarjoa mitään apua. Tämä on näillä näkymin luomussa kiellettyä (lihav. HJ):

Luken viime vuonna julkaiseman raportin mukaan tehokkaalla kierrätyksellä voitaisiin kattaa 90 prosenttia kasvien fosforilannoituksen tarpeesta Suomessa ja korvata lähes kymmenen miljoonaa kiloa mineraalilannoitefosforia vuosittain.

Viljelykasvien fosforilannoitustarve on raportin mukaan noin 23,3 miljoonaa kiloa. Kotieläintuotannon lannoissa sekä yhdyskuntien ja elintarviketeollisuuden sivuvirroissa fosforia on miltei yhtä paljon.

Ongelmana on, että lannan ja muiden biomassojen sijainnin sekä peltojen lannoitustarpeen välillä on merkittävää alueellista vaihtelua eli kuljetusta tarvitaan paljon.

Niinpä ratkaisu on tässä suunnassa:

Webinaarissa mainittiin myös vihreä ammoniakki eli uusiutuvan energian avulla valmistettava ammoniakki. Nyt tätä typpilannoitteiden raaka-ainetta valmistetaan maakaasun avulla.

Suomeen on suunnitteilla vihreän ammoniakin tuotantoa.

Paitsi vielä täytyy opetella sanomaan "hiilidioksdittoman". Joka ei ole välttämättä uusiutuvaa. Voi toki olla. Siihen olenkin visioinut Suomen tuulivoiman roolin. Mutta on esitetty vihjeitä siitä, että tuleva "vihreä" lannoiteteollisuuskin tarvitsee rinnalle myös luotettavampaa energiaa.

[Heikki Jokipii]

Hyviä ja huonoja uutisia:

Suomi voi nousta lannoitetuotannossa isoksi tekijäksi ja päästä irti kaasu- ja Venäjä-riippuvuuksista, uusi tehdashanke Naantaliin vireillä

Suomeen on suunnitteilla vihreää ammoniakkia tuottava tehdas. Se voisi toteutuessaan parantaa merkittävästi ruuantuotannon huoltovarmuutta.
Tilaajalle
Suomessa ei ole tällä hetkellä ammoniakin valmistusta, vaan sitä tuodaan muualta maailmasta ja edelleen myös Venäjältä.

When You Crunch The Numbers, Green Hydrogen Is A Non-Starter

If you think that a “de-carbonized” energy system is some kind of urgent priority for humanity, and you put your mind to how to achieve that, it won’t take you long to realize that hydrogen is the only way to get there. OK, there’s nuclear, but environmentalists and regulators have nuclear completely blocked. That means that to be carbon-free, most electricity must come from the wind and sun, and in turn that means need for energy storage far beyond the capabilities of any batteries. Hydrogen is the one and only remaining solution.

And not just any hydrogen. Only “green” hydrogen will do — that is, hydrogen that is itself produced by some carbon-free process. The alternative is to get your hydrogen the way almost all hydrogen is produced today: you “reform” methane (CH4), separating out the hydrogen and discarding the carbon as CO2 into the atmosphere. But this process has the same CO2 emissions as if you just burned the methane (aka natural gas) in a power plant to get your energy in the first place. If the entire goal is de-carbonization, that is clearly not allowed.

Täältä tieto:

Naantalin vetylaitoksen ympäristövaikutusten arviointi vaatii täydennyksiä

Laitoskokonaisuuteen kuuluvat elektrolyysi- ja ammoniakkilaitos sekä vety- ja ammoniakkivarastot. Ammoniakin tuotannossa käytettävä vety on tarkoitus tuottaa uusiutuvalla energialla.

(lihav. HJ)

[Heikki Jokipii]

Hesarissa lämmitetään tätä ajatusta....

Jos Suomi eristettäisiin muusta maailmasta, hernekeitto voisi olla pelastuksemme – ”Nerokas ruoka”

Hernekeitto saattaisi olla Suomen ruokaturvan pelastus. Palkokasvien avulla voidaan myös parantaa sekä ympäristön että ihmisten terveyttä ilman talouden vaarantumista.
[..]
Herneiden ja muiden palkokasvien avulla Suomi voisi lisätä ruokajärjestelmän omavaraisuutta ja vähentää kalliiden keinolannoitteiden käyttöä. Tuontilannoitteiden tarve vähenisi, koska palkokasvit ottavat tarvitsemansa typen ilmasta.
[..]
VIIME aikoina lannoiteasia on noussut keskeiseksi. Valtaosa Suomen typpilannoitteista ja niiden raaka-aineista on tullut Venäjältä.

Ukrainan sodan myötä tuonti on tyrehtynyt ja lannoitteiden saatavuus heikentynyt. Samalla hinta on noussut rajusti.

”On siirrytty uudestaan miettimään palkokasvien viljelyä Suomessa. Viljelyn lisäämiselle olisi iso tarve”, Pajari kertoo.

...juuri nyt, kun ratkaisu täydelliseen typpiomavaraisuuteen on vahvasti lähestymässä. Joka ei ole tapahtumassa typensidontakasvien kautta. Vrt. edellä. Joistakin takapakeista ja viivästymisistä huolimatta.