Power to XLaajuus (5 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tutustuu Power to X käsitteeseen ja teknologioihin ja osaa kertoa niistä yksityiskohtaisesti. Opiskelija ymmärtää miten uusiutuvaa energiaa ja tavallisia raaka-aineita (esim. vesi, hiilidioksidi, typpi) voidaan muuntaa polttoaineiksi ja kemikaaleiksi kemianteollisuuden ja yhteiskunnan tarpeisiin. Opiskelija ymmärtää uusiutuvan energian ja P2X teknologioiden roolin vihreässä siirtymässä. Opiskelija tunnistaa tyypillisimpiä P2X prosesseja ja tuotteita. Opiskelija osaa kertoa P2X prosessien yksityiskohdista, olosuhteista ja tuotteista sekä ympäristönäkökulmista.

Sisältö

-Power-to-X peruskäsite: Uusiutuvan sähkön ja tyypillisten runsaasti saatavilla olevien kemikaalien, kuten veden, hiilidioksidin ja typen käyttämistä hyödyllisten ja arvokkaiden tuotteiden luomiseen.
-Uusiutuva sähkö kemikaaleiksi ja polttoaineiksi: Johdanto Power-to-X-konseptiin ja infrastruktuuriin, raaka-aineet (veden elektrolyysi, hiilidioksidilähteet), yleiskatsaus vedyn, synteettisten hiilivetyjen, metanolin ja vihreän ammoniakin tuotantoprosesseihin sekä näiden jatkojalostusprosessit. Tuotteet, haasteet, kestävyys, talous ja tulevaisuuden mahdollisuudet.
-Power to gas: erilaiset vedyn tuotantoreitit, fossiilinen vs. uusiutuva vety, vedyn ja metaanin tuotantoprosessit P2X-reittien kautta.
-Power to liquid: Nestemäisten polttoaineiden tuotanto suoraan uusiutuvasta sähköstä, vedestä ja hiilidioksidista. Fischer-Tropsch ja metanolisynteesiprosessit, tuotteet (synteettiset hiilivedyt, metanoli ja DME), sovellukset ja potentiaali tulevaisuudessa.
-Power to chemicals: Haber-Bosch-ammoniakkiprosessin historia ja yleiskatsaus. Vaihtoehtoiset P2X -prosessit ammoniakin ja muurahaishapon tuotantoon (prosessit, teknologia, sovellukset ja tulevaisuuden hyödyntämispotentiaali)

Esitietovaatimukset

Kemian perusteiden ja kemiallisten rakenteiden osaaminen.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tuntee P2X ratkaisujen käsitteen ja uusiutuvan sähköenergia roolin valmistettaessa tuotteita termodynaamisesti stabiileista raaka-aiheista. Opiskelija osaa kertoa P2X prosessien kestävyydestä, eettisyydestä ja EU regulaatiosta tuotteiden valmistuksessa. Opiskelija osaa kertoa tyypillisimmät P2X valmistusprosessit, käytetyt raaka-aineet sekä näistä saadut tuotteet. Opiskelija tuntee tyypillisimpien prosessien hyötyjä ja haasteita.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija ymmärtää P2X ratkaisujen käsitteen ja uusiutuvan sähköenergia roolin valmistettaessa termodynaamisesti stabiileista raaka-aiheista (vesi, hiilidioksidi, typpi, typen oksidit) polttoaineita ja kemikaaleja. Opiskelija osaa kertoa P2X prosessien kestävyydestä, eettisyydestä ja EU regulaatiosta tuotteiden valmistuksessa ja hyödyntää alan kirjallisuutta ja materiaalia lähdemateriaalina. Opiskelija osaa kertoa tyypillisimmät P2X valmistusprosessit vaiheineen, käytetyt raaka-aineet sekä näistä saadut tuotteet. Opiskelija tuntee näiden P2X prosessien hyödyt, haasteet sekä tulevaisuuden näkymät. Opiskelija hallitsee yksityiskohtaisesti eri P2X prosessien toiminnan, tuotteet ja hyödyt, haasteet sekä tulevaisuuden näkymät ja osaa analysoida näitä kriittisesti lähteitä hyödyntäen. Opiskelija osaa kertoa yksityiskohtaisesti P2X prosessien yksityiskohdista (olosuhteista, saannoista, käytetyistä raaka-aineista ja katalyyteistä) sekä myös prosessin eri vaiheista (mm. esikäsittely, prosessointi, puhdistus ja jatkojalostus).

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija ymmärtää Power to X ratkaisujen käsitteen ja uusiutuvan sähköenergia roolin valmistettaessa termodynaamisesti stabiileista raaka-aiheista (vesi, hiilidioksidi, typpi, typen oksidit) polttoaineita ja kemikaaleja. Opiskelija ymmärtää P2X prosessien erot ja yhteneväisyyden öljynjalostuksen ja petrokemian prosessien kanssa. Opiskelija osaa kattavasti kertoa P2X prosessien kestävyydestä, eettisyydestä ja EU regulaatiosta sekä hyödyntää alan kirjallisuutta ja lähdemateriaalina tarkastelujen tukena. Opiskelija hallitsee yksityiskohtaisesti eri P2X prosessien toiminnan, tuotteet ja hyödyt, haasteet sekä tulevaisuuden näkymät ja osaa analysoida näitä kriittisesti lähteitä hyödyntäen. Opiskelija osaa kertoa arvioida tuotteiden käyttömahdollisuuksia ja hyödyntämispotentiaalia. Opiskelija osaa kertoa yksityiskohtaisesti P2X prosessien olosuhteista, saannoista, käytetyistä raaka-aineista ja katalyyteistä sekä myös prosessin eri vaiheista (mm. esikäsittely, prosessointi, puhdistus ja jatkojalostus). Opiskelija osaa kertoa yksityiskohtaisesti P2X prosessien yksityiskohdista kuten olosuhteista, saannoista, energian kulutuksesta, käytetyistä raaka-aineista ja katalyyteistä sekä prosessin eri vaiheista (mm. esikäsittely, prosessointi, puhdistus ja jatkojalostus).

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija tuntee P2X ratkaisujen käsitteen ja uusiutuvan sähköenergia roolin valmistettaessa tuotteita termodynaamisesti stabiileista raaka-aiheista. Opiskelija osaa kertoa P2X prosessien kestävyydestä, eettisyydestä ja EU regulaatiosta tuotteiden valmistuksessa. Opiskelija osaa kertoa tyypillisimmät P2X valmistusprosessit, käytetyt raaka-aineet sekä näistä saadut tuotteet. Opiskelija tuntee tyypillisimpien prosessien hyötyjä ja haasteita.