Põlevkivi uus elu

04.12.2024
Põlevkivi uus elu. 04.12.2024. Eesti põlevkivitööstusel on juba pikemat aega olnud must maine – nii otseses kui ka kaudses mõttes. Kukersiitpõlevkivi põletamine on andnud olulise osa riigi elektritootmisest, kuid sellega kaasnevad kõrged kasvuhoonegaaside heitkogused ja jäätmed. Nüüd püüavad TalTechi teadlased hakata kasutama riigi üht suurimat ressurssi rohelisel moel. TalTechi ja Eesti arendusettevõtte Kerogen OÜ sõlmitud litsentsilepingu kohaselt saab Kerogen õiguse kasutada tehnoloogiat, mis võimaldab toota põlevkivi töötlemisel tekkivast fenoolveest väärtuslikke kemikaale. Akadeemik Margus Lopi eestvedamisel loodud lahendus kujutab endast suuremat muutust kui esmapilgul paistab. See pakub võimalust väärindada Eesti põlevkivi (või nagu Lopp soovitab seda kutsuda – kukersiiti) viisil, mis ei kahjusta keskkonda ja mille jalajälg on märkimisväärselt väiksem. CO2-vaba „Meil on olemas hüpotees, kuidas kukersiidist saadud kerogeeni keskkonnasõbralikult väärindada. Kui blokeerida aromaatsed tuumad ja siis kukersiiti keemiliselt muundada, võib saada erinevaid kemikaale, mis on CO2-emissioonist vabad. Tehnikaülikooli fenoolvee väärindamise tehnoloogia on esimene sellesuunaline katse,“ selgitas Lopp. Kui jätkata Kerogen OÜ ja TalTechi patenditaotlustes olevate tehnoloogiate arendamist, on professor Lopi sõnul võimalik põhimõtteliselt jõuda süsihappegaasivaba „rohelise“ protsessini. Kukersiidi põhiliseks muundamismeetodiks on seni olnud õhu juurdepääsuta termiline lagundamine ehk utmine – temperatuurivahemikus 300-500°C. Utmise tulemusena tekivad põlevkivi orgaanilisest ainest (kerogeenist) gaas, õli, poolkoks ja eraldub vesi, mis sisaldab erinevaid lahustuvaid fenoolseid ühendeid (resortsinoole) ja mida nimetatakse summaarselt fenoolveeks. Uue tehnoloogia abil on võimalik fenoolvetest saadud kontsentraati keemiliselt töödelda, nii et senistest jääkidest saab valmistada ühtaegu keskkonnasõbralikult, efektiivselt ja soodsalt kõrge lisandväärtusega kemikaale. Suur lisandväärtus „Professor Margus Lopi ja tema uurimisrühma pakutud lahendused näitavad, et kukersiidi väärindamisel on uusi paljulubavaid perspektiive, mille rakendamisel kasvuhoonegaase ei teki. Samuti on uutel toodetel väga suur lisandväärtus ning tootmiseks pole enam vaja miljonites tonnides põlevkivi,“ märkis TalTechi ettevõtlusprorektor Erik Puura. Kerogeni koostöö TalTechi Tööstuskeemia laboriga, mille rajas Lopp 2017. aastal, toob teadustöö praktilistele rakendustele sammukese lähemale. Põlevkivi roheline tulevik võib olla lähemal, kui seni arvati. Põlevkivi avastati Eestis 1916. aastal, kaevandamist alustati kaks aastat hiljem. Praeguste kaevandamistingimuste ja nõudluse põhjal jätkub põlevkivivarusid Eestis hinnanguliselt 20–30 aastaks. Siiski võivad Euroopa rohepoliitika ja süsinikuheitmete vähendamise nõuded lõpetada põlevkivi kasutamise energiatootmiseks juba 2030. aastate keskpaigaks. Kuigi Eestis lubatakse põlevkivi kaevandada aasta lõikes kuni 20 miljonit tonni, on tegelikud mahud viimastel aastatel sellele alla jäänud: 2020: 9,2 miljonit tonni 2021: 9,2 miljonit tonni 2022: 10,7 miljonit tonni 2023: 10,16 miljonit tonni
Margus Lopp | Foto: Aivo Kallas/TalTech

Margus Lopp | Foto: Aivo Kallas/TalTech

TalTechi teadlased leidsid viisi, kuidas muuta põlevkivi töötlemisel tekkiv fenoolvesi väärtuslikeks kemikaalideks. Koostööleping ettevõttega Kerogen viib uuendusliku tehnoloogia laborist tööstusse, andes Eesti põlevkivile uue tähenduse.

Eesti põlevkivitööstusel on juba pikemat aega olnud must maine – nii otseses kui ka kaudses mõttes. Kukersiitpõlevkivi põletamine on andnud olulise osa riigi elektritootmisest, kuid sellega kaasnevad kõrged kasvuhoonegaaside heitkogused ja jäätmed. Nüüd püüavad TalTechi teadlased hakata kasutama riigi üht suurimat ressurssi rohelisel moel.

TalTechi ja Eesti arendusettevõtte Kerogen OÜ sõlmitud litsentsilepingu kohaselt saab Kerogen õiguse kasutada tehnoloogiat, mis võimaldab toota põlevkivi töötlemisel tekkivast fenoolveest väärtuslikke kemikaale.

Akadeemik Margus Lopi eestvedamisel loodud lahendus kujutab endast suuremat muutust kui esmapilgul paistab. See pakub võimalust väärindada Eesti põlevkivi (või nagu Lopp soovitab seda kutsuda – kukersiiti) viisil, mis ei kahjusta keskkonda ja mille jalajälg on märkimisväärselt väiksem.

CO2-vaba

„Meil on olemas hüpotees, kuidas kukersiidist saadud kerogeeni keskkonnasõbralikult väärindada. Kui blokeerida aromaatsed tuumad ja siis kukersiiti keemiliselt muundada, võib saada erinevaid kemikaale, mis on CO2-emissioonist vabad. Tehnikaülikooli fenoolvee väärindamise tehnoloogia on esimene sellesuunaline katse,“ selgitas Lopp. Kui jätkata Kerogen OÜ ja TalTechi patenditaotlustes olevate tehnoloogiate arendamist, on professor Lopi sõnul võimalik põhimõtteliselt jõuda süsihappegaasivaba „rohelise“ protsessini.

Välitööd Estonia põlevkivikaevanduses põlevkivikihtide läbilõike varieeruva mineraloogilise ja keemilise koostise ning struktuuri määramiseks | Foto: Peeter Paaver/CC BY 4.0 litsents

Välitööd Estonia põlevkivikaevanduses põlevkivikihtide läbilõike varieeruva mineraloogilise ja keemilise koostise ning struktuuri määramiseks | Foto: Peeter Paaver/CC BY 4.0 litsents

Kukersiidi põhiliseks muundamismeetodiks on seni olnud õhu juurdepääsuta termiline lagundamine ehk utmine – temperatuurivahemikus 300-500°C. Utmise tulemusena tekivad põlevkivi orgaanilisest ainest (kerogeenist) gaas, õli, poolkoks ja eraldub vesi, mis sisaldab erinevaid lahustuvaid fenoolseid ühendeid (resortsinoole) ja mida nimetatakse summaarselt fenoolveeks.

Uue tehnoloogia abil on võimalik fenoolvetest saadud kontsentraati keemiliselt töödelda, nii et senistest jääkidest saab valmistada ühtaegu keskkonnasõbralikult, efektiivselt ja soodsalt kõrge lisandväärtusega kemikaale.

Suur lisandväärtus

„Professor Margus Lopi ja tema uurimisrühma pakutud lahendused näitavad, et kukersiidi väärindamisel on uusi paljulubavaid perspektiive, mille rakendamisel kasvuhoonegaase ei teki. Samuti on uutel toodetel väga suur lisandväärtus ning tootmiseks pole enam vaja miljonites tonnides põlevkivi,“ märkis TalTechi ettevõtlusprorektor Erik Puura.

Kerogeni koostöö TalTechi Tööstuskeemia laboriga, mille rajas Lopp 2017. aastal, toob teadustöö praktilistele rakendustele sammukese lähemale. Põlevkivi roheline tulevik võib olla lähemal, kui seni arvati.

Põlevkivi avastati Eestis 1916. aastal, kaevandamist alustati kaks aastat hiljem. Praeguste kaevandamistingimuste ja nõudluse põhjal jätkub põlevkivivarusid Eestis hinnanguliselt 20–30 aastaks. Siiski võivad Euroopa rohepoliitika ja süsinikuheitmete vähendamise nõuded lõpetada põlevkivi kasutamise energiatootmiseks juba 2030. aastate keskpaigaks.

Kuigi Eestis lubatakse põlevkivi kaevandada aasta lõikes kuni 20 miljonit tonni, on tegelikud mahud viimastel aastatel sellele alla jäänud:

  • 2020: 9,2 miljonit tonni
  • 2021: 9,2 miljonit tonni
  • 2022: 10,7 miljonit tonni
  • 2023: 10,16 miljonit tonni