Abatement of industrial greenhouse gas emissions

Antropogeenisten kasvihuonekaasujen (GHG) päästöjen vähentämistä pidetään yhä enenevässä määrin yhtenä tärkeimpänä osana globaalien kestävän kehityksen tavoitteiden saavuttamiseksi.Maailman GHG päästöt jatkavat kasvuaan 1,5% vuosivauhdilla ja ylittivät ennätykselliset 55GtCO2eq vuonna 2018. Teollisuuden suorat GHG päästöt ovat 21% kaikista päästöistä ja alan epäsuorat GHG päästöt ovat 11% maailman sähkön ja lämmön tuotannon päästöistä. Rauta- ja terästeollisuus, sementin tuotanto ja kemian teollisuus ovat GHG päästöjen tärkeimmät sektorit. Sementin ja muovien kysyntä kasvaa erityisesti lisäten näiden alojen GHG päästöjä. Tämän tutkimuksen päätavoite oli selvittää mahdollisuuksia vähentää teollisuuden tuotantoketjujen GHG päästöjä. Erillisenä tavoitteena oli löytää ratkaisuja GHG päästöjen vähentämiseen sementin,muovien ja metanolin tuotantoketjuissa. Lisäksi tavoitteena oli selvittää tulevaisuuden biojalostamoiden mahdollisuuksia vähentää GHG päästöjä korvaamalla fossiilisia raaka-aineita kemikaalien ja polttoaineiden tuotannossa. Tässä väitöskirjassa käytettiin monitieteistä lähestymistapaa: attribuuttista elinkaariarviointia (LCA), investointien annuiteettitekijää (CRF),regressioanalyysiä epätäydellisten tietojoukkojen arviointiin sekä niiden täydentämiseen maailman sementtituotannon GHG päästöjen määrittämiseksi.  Tämän väitöskirjan tärkeimmät tulokset ovat: (1) maailman sementin ja kemian teollisuuden päästövähennysten potentiaali arvioitiin 1112 Mt/v suuruiseksi, mikä vastaa 17% näiden kahde nsektorin GHG päästöistä. Vertailuarvona voidaan todeta, että koko Euroopan Unionin GHG päästöt olivat vuonna 2017 yhteensä 4483 Mt, kun maan ja metsien käytön muutosta (LUCLUCF) ei huomioida; (2) muovin tuotannon GHG päästöt olivat 51% koko kemian teollisuuden päästöistä. Resurssitehokkuuden parantaminen ja kierrätyksen lisääminen vähentäisivät muovin tuotannon päästöjä 673 Mt vuodessa; (3) huolimatta biomassan laajasta saatavuudesta fossiilisista raaka-aineista tuotetut kemikaalit ja polttoaineet tulevat jatkossakin dominoimaan niin kauan kunnes markkinavoimat ja kustannustehokkuus tekevät korvaavista biotuotteista riittävän kilpailukykyisiä.Elintarvike- ja rehuraaka-aineita paremmin biotuotantoon soveltuvat: lignoselluloosa, sivuvirrat,orgaaninen jäte sekä levät. Metanolin tuotanto selluteollisuudessa arvioitiin kannattavaksi; (4)metaanin ja metanolin tuotanto hyötynevät ensimmäisinä kehittyvistä hiilen talteenoton jahyötykäytön teknologioista, sekä (5) tämä tutkimus ehdottaa GHG päästöjen arvioimiseksi kehittämäänsä ilmastovaikutusten hallintamatriisia yhdessä CRF kanssa. Yhteenvetona todetaan, että tässä tutkimuksessa identifioidut GHG päästöjen vähennystoimenpiteet ovat valmiita toteuttaviksi edellyttäen, että rahalliset tuotot ja poliittinen halukkuus pienentävät investointikynnystä.