Hiilidioksidista kiveä

Hiilidioksidin muuttuminen kiveksi on varsin yleinen luonnonilmiö. Tiettyjen kivilajien rapautuessa ilmakehässä oleva hiilidioksidi reagoi paljastuneen kivipinnan kanssa joko suoraan tai veteen liukenemisen kautta. Näin muodostuu vähitellen uusia mineraaleja – karbonaatteja, joissa hiilidioksidi (CO2) on osa uutta, kiinteää kiveä. Tällaisia luonnossa esiintyviä karbonaattimineraaleja ovat esimerkiksi kalsiitti (CaCO3) ja magnesiitti (MgCO3), ja niitä sisältäviä kivilajeja esimerkiksi kalkkikivi. Itse asiassa karbonaattimineraalit ovat maapallon suurin hiilivarasto, yli 1000 kertaa suurempi kuin maapallon meret, eliöt ja ilmakehä yhteensä (Falkowski et al., 2000).

Ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi tämä luonnollinen kivilajien rapautuminen on valitettavan hidasta, mutta sitä voidaan onneksi vauhdittaa. Luonnossa esiintyvät yleiset kivilajit vaativat vuosituhansia, jotta reagoisivat merkittävissä määrin ilmakehässä olevan hiilidioksidin kanssa (Lackner et al., 1995). Hiilidioksidin ja sopivien mineraalien välisiä reaktioita uudeksi kiveksi voidaan nopeuttaa teknologian keinoin, jolloin se, mikä luonnossa vie vuosituhansia, tapahtuu tunneissa. [LM1.1]

Vauhdittamisen avainasemassa ovat sopivat lähtöaineet ja reaktion olosuhteet. Valitaan hiilidioksidia runsaasti sitova mineraali ja paras saatavilla oleva hiilidioksidilähde. Jauhetaan mineraalia, jotta pinta-alaa vapautuu reaktioille ja tarvittaessa puhdistetaan hiilidioksidia. Parhaat reaktio-olosuhteet riippuvat lähtöaineista, mutta voivat vaatia vettä, korkeaa painetta, lämpötilaa tai apukemikaaleja. Kaikki tämä vaatii energiaa, laitteita ja suurten materiaalivirtojen kuljetusta. Ilmastonmuutoksen hillinnän ja muiden ympäristövaikutusten kannalta onkin pidettävä tarkkaan huolta siitä, että prosessi on tehokas ja saa aikaan selvästi enemmän hyötyjä kuin haittoja. Lopputuloksena hiilidioksidi ja lähtömineraali ovat muuttuneet uudeksi kiveksi, josta hiili ei enää itsestään karkaa ilmakehään. 

Teknologia tuo mukanaan kutkuttavan mahdollisuuden: millaista kiveä me haluaisimme? Jauhetta vai lohkareita? Pyöreää vai kulmikasta? 

Moderni rakentaminen nojaa vahvasti betoniin, josta voidaan valmistaa haluttuja muotoja. Hiilidioksidin mineralisoimisella ja perinteisen betonin valmistuksella on kuitenkin yksi merkittävä ero: hiilidioksidipäästöt. Sementin valmistuksessa kalkkikivi hajoaa kemiallisesti ja samalla vapautuu paljon hiilidioksidia sekä polttoaineista että itse kivestä. Kuitenkin, jos kovettuva betonimassa käsitellään hiilidioksidilla, voidaan hiilidioksidia sitoa takaisin kalkkikiveksi. Kovettuvan betonin käsittely hiilidioksidilla onkin yksi ensimmäisistä kaupallisista hiilidioksidin mineralisointitavoista. Suomessa teknologian on kaupallistanut VTT:ltä ponnistanut Carbonaide (Carbonaide, n.d.). 

Betoniteollisuus ei ole kuitenkaan ainoa hyödyntäjä hiilidioksidista valmistetuille mineraaleille. Paperiteollisuudessa on jo aiemmin hyödynnetty saostettua kalkkikiveä täyte- ja pinnoiteaineena, muovipuolella karbonaatit lujittavat materiaaleja tai niitä käytetään palonestoaineena. Maanrakennukseen on saatavilla hiilidioksidia sitoneita kevytkiviaineksia.

Voidaanko kaikista Suomen 46 miljoonan tonnin vuotuisista hiilidioksidipäästöistä (Tilastokeskus, 2025) tehdä kiveä? Teoriassa kyllä – mutta siitä tulisi tosi paljon kiveä, reilusti yli 160 miljoonaa tonnia vuosittain – eikä se olisi monestakaan syystä järkevää. Sopivanlaista kiveä Suomen kallioperässä on kyllä runsaasti ja se riittäisi periaatteessa varastoimaan koko Suomen hiilidioksidipäästöt vuosikymmenten ajaksi (yhteensä n. 2000–3000 miljoonaa tonnia CO2, Aatos et al., 2006). Tämä vaatisi kuitenkin massiiviset uudet kaivoshankkeet ja järisyttävän logistiikan. Lisäksi neitseellisen kiviaineksen käsittely vaatisi hurjasti energiaa. Lopputuloksena syntyisi valtava ylijäämä kiviainesta suhteessa koko Suomen kiviainesten käyttöön, eikä tuotetun kiviaineksen laatu vastaisi kaikkien nykyisten käyttökohteiden vaatimuksia.

Sen sijaan on viisasta käydä tarkkaan läpi ne kaivokset ja teolliset prosessit, joita meillä jo on ja hyödyntää niistä jo syntyvät sivuvirrat. Voimme yhdistää ne lähimpiin hiilidioksidilähteisiin ja selvittää, millaiselle määrälle mitäkin jaetta on käyttöä. Tällainen katsaus olisi erityisen tärkeää uusien kaivoshankkeiden ja suunniteltujen teollisten laitosten kohdalla, jotta voitaisiin tunnistaa jo varhaisessa vaiheessa prosessien välisiä synergioita. Jos esimerkiksi arvioidusta sivuvirrasta metallien talteenotto yksinään ei olisi taloudellisesti kannattavaa, voi sivuvirran käsittely kääntyäkin kannattavaksi, jos vielä jäljelle jäänyt materiaali voidaan edullisesti hyödyntää hiilidioksidivarastona ja saada sitä kautta lisätuloja. 

Suomi voisi saada hiilidioksidin mineralisoinnista merkittävän kotimaisen ratkaisun ulkomailla tapahtuvan hiilidioksidin geologisen varastoinnin rinnalle. Pysyvästi kiveksi muutettu hiilidioksidi ei vaadi myöskään vastaavia varaston seurantatoimia kuin geologinen varastointi. Suomessa tapahtuva hiilidioksidin varastointi mineralisoimalla edellyttäisi investointeja, mutta valmistuneet laitokset tarjoaisivat uusia kiertotalouden työpaikkoja. Viemällä suomalaista teknologiaa voisimme ulottaa kädenjälkemme muualle Eurooppaan, Kanadaan tai vaikka Australiaan, joissa on myös kunnianhimoista ilmastopolitiikkaa ja kaivosteollisuutta. 

Tarvitaan kuitenkin vielä useiden vuosien työ, ennen kuin ensimmäisen voimalaitoksen hiilidioksidipäästöt voidaan sitoa pysyvästi mineraaleihin. Erilaisia raaka-aineiden, prosessien ja lopputuotteiden yhdistelmiä on tuhansittain. Näistä suuren mittakaavan päästöjen varastoinnin mahdollistavat magnesiumsilikaattimineraalehin pohjaavat prosessit ovat tällä hetkellä parhaimmillaan demonstraatiovaiheessa. Eurooppaan on suunnitteilla ainakin kaksi kaupallista laitosta, joskin kannattavuuden ja positiivisten ilmastovaikutusten takaamiseksi on ainakin toistaiseksi vielä tärkeää korvata jotain päästöintensiivistä tuotetta. Vähäpäästöinen energia, korkeat päästökaupan maksut ja tehokkaammat prosessit voivat kuitenkin tehdä hiilidioksidin muuttamisesta kiveksi varteenotettavan varastointiratkaisun sellaisenaan. Tämä kehitys- ja kaupallistamistyö edellyttää rahoitusta, tekijöitä ja johdonmukaista ilmastopolitiikkaa. Harvalla maalla on kuitenkaan yhtä hyvät edellytykset tarttua tähän mahdollisuuteen kuin Suomella, kiitos vähäpäästöisen sähkön, laajan kaivosteollisuuden ja korkeasti koulutettujen osaajien.

• Aatos, S., Sorjonen-Ward, P., Kontinen, A., & Kuivasaari, T. (2006). Serpentiinin ja serpentiniitin hyötykäyttönäkymiä [Outlooks for utilisation of serpentine and serpentinite] (Raportti M10.1/2006/3). Geological Survey of Finland (GTK).
• Carbonaide Oy. (n.d.). Home. Viitattu 29.7.2026. https://carbonaide.com 
• Falkowski, P., Scholes, R. J., Boyle, E., Canadell, J., Canfield, D., Elser, J., Gruber, N., Hibbard, K., Högberg, P., Linder, S., Mackenzie, F. T., Moore, B., III, Pedersen, T., Rosenthal, Y., Seitzinger, S., Smetacek, V., & Steffen, W. (2000). The global carbon cycle: A test of our knowledge of Earth as a system. Science, 290(5490), 291–296. https://doi.org/10.1126/science.290.5490.291 
• Lackner, K. S., Wendt, C. H., Butt, D. P., Joyce, E. L., Jr., & Sharp, D. H. (1995). Carbon dioxide disposal in carbonate minerals. Energy, 20(11), 1153–1170. https://doi.org/10.1016/0360-5442(95)00071-N 
• Tilastokeskus. (2025). Suomen virallinen tilasto (SVT): Kasvihuonekaasut [verkkojulkaisu]. ISSN=1797-6049. Helsinki: Tilastokeskus. Viitattu 30.7.2026. https://stat.fi/fi/tilasto/khki