Power-to-X
Teknologia ja prosessit > Hiilidioksidin talteenotto

Power-to-x -menetelmään kuuluu myös hiilidioksidin talteenotto silloin, kun halutaan valmistaa synteettisiä hiilivety-yhdisteitä pelkän vedyn sijaan.
Hiilidioksidia voidaan ottaa talteen useista erilaisista lähteistä, esimerkiksi polttovoimaloista, hiilidioksidia tuottavista teollisuuden prosesseista, biogeenisistä eli eloperäisistä lähteistä tai suoraan ilmasta. Mitä suurempi on hiilidioksidin osapaine päästölähteessä, sitä taloudellisemmaksi sen talteen ottaminen muodostuu. Jos hiilidioksidi otetaan talteen edellä mainituista lähteistä, eivät PtX-teknologiat lisää hiilidioksidin määrää ilmakehässä ja niillä valmistettuja tuotteita voidaan näin ollen pitää hiilineutraaleina.
Hiilidioksidia voidaan ottaa talteen muun muassa kemiallisen ja fysikaalisen absorption, adsorption, kryogeenisen erotuksen, membraanien, happipolton tai erilaisten kiertoprosessien avulla. Kaikki kyseiset menetelmät soveltuvat suurimpaan osaan päästölähteistä, mutta esimerkiksi biokaasun jalostuksessa syntyvän hiilidioksidin talteenottoon soveltuvat lähinnä vain absorptio, adsorptio ja membraanierotus. Bioetanolin valmistuksesta syntyvä poistokaasu puolestaan on niin hiilidioksidirikasta, ettei sen erillinen puhdistus ole välttämätöntä.
Kemiallinen ja fysikaalinen absorptio ovat jo vakiintuneita menetelmiä hiilidioksidin talteenottoon. Absorptioprosessissa kaasuseoksessa oleva hiilidioksidi absorboidaan liuottimeen, josta hiilidioksidi voidaan vapauttaa sen jälkeen lämmittämällä. Adsorptiossa puolestaan hiilidioksidi sidotaan kiinteän aineen eli adsorbentin pintaan ja vapautetaan siitä adsorbentin täyttyessä esimerkiksi paineen avulla. Kryogeeninen erotus perustuu hiilidioksidin tiivistymiseen. Tässä menetelmässä puristamalla ja jäähdyttämällä savukaasua saadaan siitä erotettua hiilidioksidirikasta nestettä. Membraanien avulla tapahtuva talteenotto on kehitysvaiheessa oleva menetelmä, jossa hiilidioksidi erotetaan selektiivisellä, vain hiilidioksidirikasta kaasua läpäisevällä membraanilla eli kalvolla. Kalvon läpäisy perustuu osapaine-eroihin sen eri puolilla. Happipoltossa polttoainetta poltetaan ilman sijasta puhtaalla hapella, jotta savukaasuihin ei syntyisi typpeä. Lisäksi poltossa käytetään savukaasujen kierrätystä, ettei palamislämpötila nousisi liian korkeaksi. Tällöin palamistuotteena syntyvä savukaasu on puhtaampaa koostuen pääasiassa vain hiilidioksidista ja vesihöyrystä, joka voidaan erottaa hiilidioksidista tiivistämällä nesteeksi. Lisäksi hiilidioksidia voidaan ottaa talteen ainakin kahdella erilaisella kiertoprosessilla: kemikaalikiertopoltolla (CLC) ja kalsiumkiertoprosessilla (CaL).
Hiilidioksidin talteenottoon ilmasta käytetään monivaiheista DAC-prosessia (direct air capture), jolla on korkeat kustannukset, koska hiilidioksidin pitoisuus ja osapaine ovat ilmassa hyvin alhaisia verrattuna muihin talteenottolähteisiin. DAC-prosessi koostuu tavallisesti kolmesta osasta. Ensimmäisessä osassa ympäröivä ilma ohjataan sorbentille eli sitovaan aineeseen käyttäen apuna esimerkiksi tuulettimia. Seuraavassa vaiheessa ilman sisältämä hiilidioksidi sidotaan sorbenttiin joko absorptiolla tai adsorptiolla. Lopuksi kerätty hiilidioksidi erotetaan sorbentista esimerkiksi lämpötilan- tai paineenmuutoksen avulla.