Hiilidioksidin talteenottoteknologia perustuu suorituskykyisiin hiilidioksidiantureihin
Octavia Carbon on globaalin etelän ensimmäinen yritys, joka keskittyy hiilidioksidin talteenottoon suoraan ilmasta. Yritys on hiljattain ottanut käyttöön maailman toisen hiilidioksidin suoraan talteenottoon ja geologiseen varastointiin tarkoitetun laitoksen.
Octavia hyödyntää Kenian runsasta uusiutuvaa geotermistä energiaa ilman hiilidioksidin sitomisessa ja turvallisessa varastoinnissa maan alle. Yritys on kehittänyt skaalautuvan teknologian, joka perustuu Vaisalan CO2-mittausanturien ainutlaatuisiin suorituskykyominaisuuksiin.
Taustaa
Maailmanlaajuiset ilmastonmuutoksen torjuntatoimet pyrkivät alentamaan kasvihuonekaasujen pitoisuuksia ilmakehässä. Tämä voidaan saavuttaa vähentämällä esimerkiksi teollisuuden, rakennusten ja liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä sekä poistamalla kasvihuonekaasuja ilmakehästä. Hiilidioksidia voidaan ottaa talteen sekä pistekuormittajien päästöistä että suoraan ilmasta.
Hiilidioksidin talteenotto suoraan ilmasta vaatii energiaa. Jotta prosessi tuottaisi nettovähennyksen kasvihuonekaasuissa, energiantuotannon on siis oltava hiilineutraalia. Tässä Kenialla on merkittävä etu, sillä maassa sijaitsee ison hautavajoaman laakso, joka tarjoaa valtavan potentiaalin geotermiseen energiaan. Mannerlaattojen liikkeet noin 25 miljoonaa vuotta sitten mahdollistivat veden pääsyn kosketuksiin 1–3 kilometrin syvyydessä olevien kuumien kivien kanssa, jolloin syntyi tulistettua, korkeapaineista vettä ja höyryä. Tämä luo optimaaliset olosuhteet geotermisen energian tuottamiselle.
Nykyään noin 90 prosenttia Kenian sähköstä on peräisin uusiutuvista energialähteistä, joista geoterminen energia on merkittävin. Maan geotermiset voimalaitokset tuottavat myös hukkalämpöä, ja Octavia Carbonin teknologia on suunniteltu hyödyntämään tätä resurssia. Lisäksi tämä maanalainen vulkaaninen geologia soveltuu erinomaisesti hiilidioksidin pysyvään varastointiin maan alla.
Suoran talteenoton onnistuminen on vahvasti riippuvainen siitä, miten tehokkaasti prosessi pystyy poistamaan hiilidioksidia ilmasta. Suorien talteenottojärjestelmien operaattorien on maksimoitava talteenotetun hiilidioksidin ja talteenottoprosessin hiilidioksidipäästöjen välinen ero. Hiilidioksidipitoisuuden tarkka mittaaminen on siis kriittisen tärkeää.
Octavia Carbon
Kahden innovaattorin vuonna 2022 perustama Octavia Carbon pyrkii hiilidioksidin talteenottoteknologiaa skaalaamalla saavuttamaan aiempaa suuremmat vaikutukset aiempaa pienemmin kustannuksin. Jo 60 henkeä työllistävän yrityksen tavoitteena on tarjota tehokas ratkaisu hiilidioksidin pysyvään poistoon sekä toimia katalysaattorina vihreälle teolliselle kasvulle ja ilmasto-oikeudenmukaisuudelle globaalissa etelässä.
Syyskuussa 2025 toinen Afrikan ilmastokokous päättyi selkeään yhteisymmärrykseen siitä, että Afrikan täytyy nousta ilmastonmuutoksen uhrin asemasta globaalin ilmastotalouden ratkaisujen tuottajaksi. Octavia Carbon asemoi itsensä yhdeksi näistä ratkaisuista.
Octavia tarjoaa useita hiilenpoistopaketteja, joiden avulla sekä organisaatiot että yksittäiset kansalaiset voivat tehdä hyväntekeväisyyslahjoituksia tai kompensoida hiilidioksidipäästöjään. Lisäksi päästökauppaan osallistuvat organisaatiot voivat ostaa päästöhyvityksiä suoraan Octavialta.
Otettuaan hiilidioksidin talteen suoraan ympäröivästä ilmasta Octavia nesteyttää kaasun ja siirtää sen kumppanille pysyvää maanalaista varastointia varten.
Hiilidioksidimittausten haasteet
Pyrkiessään kehittämään mahdollisimman tehokkaan hiilidioksidin talteenottoprosessin Octavian optimointitiimin täytyi pystyä tekemään tarkkoja putkensisäisiä mittauksia jokaisessa prosessin vaiheessa. Lisäksi Octavian talteenottoprosessin todentaminen on mahdollista vain tarkkojen ja luotettavien hiilidioksidimittausten avulla.
Octavian henkilökunta kokeili ja hylkäsi useita CO2-anturivalmistajien tuotteita ennen Vaisalan anturien käyttöönottoa. Octavian prosessioptimointivastaava Khamis Mwalwati Muniru selittää: ”Testaamme tiimissämme materiaaleja perusteellisesti voidaksemme arvioida niiden hiilidioksidin talteenottotehokkuutta. Tämä prosessi edellyttää tarkkaa hiilidioksidivalvontaa laajalla pitoisuusalueella hiilidioksidin vapautusvaiheen 0–100 tilavuusprosentista talteenoton aikaiseen arvoon, joka on alle 400 ppm. Tämä edellyttää poikkeuksellisen hyvää mittaustarkkuutta.”
Khamis havaitsi, että jotkin anturit pystyivät mittaamaan tarkasti tietyillä pitoisuuksilla mutta eivät kaikilla, ja joidenkin anturien kohdalla luotettavuus muodostui ongelmaksi. ”Meidän täytyy pystyä mittaamaan hiilidioksidipitoisuuksia tarkasti ympäristön noin 430 ppm:stä aina talteenotetun hiilidioksidin 99,99 prosenttiin”, hän sanoo. ”Vaisalan anturit olivat ainoat, jotka pystyivät tarjoamaan tarvittavan tarkkuuden näin laajalla mittausalueella.”
Mittaustarkkuuden lisäksi Khamisin tiimi tarvitsi myös mittausvakautta. ”Talteenottoprosessimme on pohjimmiltaan eräprosessi, mikä tarkoittaa, että anturimittaukset vaihtelevat hyvin matalasta hyvin korkeaan lyhyen ajan kuluessa – tyypillisesti noin tunnin sisällä. Huomasimme, että jotkin alkuperäisistä (nyt hylätyistä) antureista menettivät tarkkuutensa jo yhden syklin aikana, mistä oli kaksi merkittävää seurausta. Ensinnäkin meidän täytyi tehdä paljon työläitä ja aikaavieviä uudelleenkalibrointeja, ja toiseksi – mikä on vielä tärkeämpää – emme voineet luottaa siihen, että voisimme mittausten avulla määrittää, missä vaiheessa sorbentti oli täysin kyllästetty.”
Vaisalan ratkaisu osoittautui ihanteelliseksi hiilidioksidin talteenottoon
Octavian prosessioptimointitiimi arvioi Vaisalan GMP343-hiilidioksidimittapään ja totesi sen sopivan tarkoituksiinsa erinomaisesti. ”Laajan mittausalueen lisäksi tarvitsimme myös hyvän tarkkuuden alle 400 ppm:n tasolla, mikä ei ollut mahdollista useimmilla kokeilemillamme antureilla”, Khamis selittää. ”Olimme iloisia huomatessamme, että GMP343 pystyy tähän ±3 ppm:n tarkkuudella ja tarjoaa samalla pitkäaikaisen vakauden. Tämä tarkoittaa, että meidän ei tarvitse kalibroida laitetta uudelleen ennen jokaista testiä.”
GMP343:ssä käytetään Vaisalan CARBOCAP®-anturia – piipohjaista yhden säteen ja kahden aallonpituuden NDIR-anturia, jossa ei ole liikkuvia osia. CARBOCAP®-anturit tarjoavat erinomaisen vakauden pitkällä aikavälillä, sillä niiden mikromekaaninen FPI-suodatin tuottaa referenssimittauksen, joka kompensoi paitsi mahdolliset muutokset valonlähteen voimakkuudessa myös kontaminaation ja lian kertymisen optiseen polkuun. Octavialle tämä vakaus tarkoittaa vain ±2 %:a lukemasta vuotta kohti.
GMP343:n lisäksi Octavia käyttää myös Vaisala MGP241 ‑mittalaitetta, joka on kehitetty erityisesti hiilidioksidin talteenottoprosesseihin ja tarjoaa luotettavia mittauksia myös kosteissa ja haastavissa olosuhteissa. MGP241 mittaa hiilidioksidia prosessilinjassa käyttämällä automaattista lämpötilan ja paineen kompensointia. Sen mittausalue on 0–100 tilavuusprosenttia, ja se varmistaa pitkäaikaisen vakauden CARBOCAP®-teknologian avulla. MGP241:n huomattiin olevan ihanteellinen ratkaisu adsorption jälkeisiin mittauksiin.
Vaisalan Afrikan teollisuusmittausten myyntipäällikkö Samy Oumaziz sanoo: ”Olemme iloisia voidessamme auttaa Octavia Carbonia prosessinhallinnan tehostamisessa ja hiilidioksidimittausten luotettavuuden varmistamisessa. Tämä hiilidioksidin talteenottoprosessi on lisäksi skaalautuva, joten olemme erittäin innoissamme tulevaisuudennäkymistä. Teimme tiivistä yhteistyötä Octavian kanssa saadaksemme perinpohjaisen käsityksen heidän talteenottoprosessistaan, määritellä mittausvaatimukset ja toimittaa räätälöidyn hiilidioksidin mittausratkaisun, joka tukee Octavian tulevaa kasvua ja edistää Afrikan ilmastoinnovaatioiden laajempaa kehitystä.”
Octavia Carbonin hiilidioksidin talteenottoprosessi
Prosessissa on kolme päävaihetta – adsorptio, desorptio ja nesteytys/injektio. Jokainen vaihe vaatii energiaa, mutta uusiutuvan geotermisen energian hyvä saatavuus Keniassa tekee Octavian prosesseista edullisia ja hiilinegatiivisia.
Ensimmäisessä vaiheessa ympäröivä ilma, jossa on noin 430 ppm hiilidioksidia, johdetaan talteenottokoneeseen, jossa se kulkee kemiallisia sorbentteja sisältävän suodattimen läpi. Nämä kemikaalit sitovat hiilidioksidia valikoivasti poistaen sitä tehokkaasti ilmasta, kunnes suodatinmateriaali on täysin kyllästynyt hiilidioksidilla.
Desorptiovaiheessa suodatinmateriaaliin kohdistetaan epäsuoraa lämpöä tyhjiössä, jolloin se vapauttaa tiivistyneen hiilidioksidin. Tämä hiilidioksidi otetaan talteen, ja suodattimet ovat taas valmiita uudelleenkäyttöä varten.
Viimeisessä vaiheessa talteenotettu hiilidioksidi puristetaan ja jäähdytetään, jolloin se nesteytyy. Nestemäinen hiilidioksidi voidaan kuljettaa turvallisiin geologisiin paikkoihin, joissa se injektoidaan sopiviin syvällä maan alla sijaitseviin kalliomuodostelmiin. Näissä olosuhteissa hiilidioksidi vähitellen mineralisoituu ja muuttuu pysyväksi osaksi kalliota.
Octavian talteenottoprosessi on täysin modulaarinen ja siksi helposti skaalautuva, ja yrityksellä onkin kunnianhimoisia kasvutavoitteita. Sen tavoitteena on, että ensimmäinen kaupallisen mittakaavan laitos (Project Hummingbird) keräisi vuosittain 1 000 tonnia hiilidioksidia vuoteen 2026 mennessä, ja suunnitelmissa on poistaa yli miljoona tonnia hiilidioksidia vuoteen 2030 mennessä.
Yhteenveto
Vaisalan tuotelinjapäällikkö Antti Heikkilä sanoo: ”Olemme iloisia voidessamme auttaa Octavia Carbonia tässä jännittävässä projektissa. Ainutlaatuiset CO₂-mittapäämme on kehitetty erityisesti tällaisiin haastaviin sovelluksiin. Ydintavoitteemme on ’Taking Every Measure for the Planet’, ja tämä projekti on erinomainen esimerkki siitä, miten Vaisalan mittausteknologia auttaa torjumaan ilmastonmuutosta.”
”Viime kädessä ilmasta talteen otettavan hiilidioksidin rooli määräytyy sen mukaan, millaisella tasolla kustannukset tonnia kohti saadaan pidettyä”, Khamis selittää. ”Täällä hautavajoaman alueella olemme onnekkaita, sillä voimme hyödyntää hiilivapaata geotermistä energiaa, mutta teknologiamme skaalautuvuus on vahvasti riippuvainen prosessin optimoinnista.”
Tarkat ja luotettavat hiilidioksidimittaukset ovat olennaisia sekä Octavia Carbonin prosessioptimointitiimille että yrityksen operatiivisille tiimeille. Ilman tarkkoja mittauksia ei olisi mahdollista valita sopivaa sorbenttia ja parantaa sen suorituskykyä. Tarkat mittaukset mahdollistavat myös tehokkaan prosessinhallinnan, jolloin operatiivinen henkilöstö voi esimerkiksi tunnistaa sorbentin kyllästymispisteen täsmällisesti.
Sorbentin kyllästymispisteen tarkka ja oikea-aikainen tunnistaminen on välttämätöntä prosessin tehokkuuden kannalta, sillä se auttaa maksimoimaan hiilidioksidin talteenoton minimoiden samalla kustannukset, säästäen aikaa ja pienentäen prosessin energiankulutusta.
Lisäksi on tärkeää – ja ehkä jopa kaikkein tärkeintä –, että Octavia Carbonin asiakkaat voivat luottaa ostamiensa päästöhyvitysten tarkkuuteen ja luotettavuuteen. Tämä varmistetaan kolmannen osapuolen akkreditoinnilla, mutta sekin perustuu ensisijaisesti tarkkoihin hiilidioksidimittauksiin.
