Maailman puhtain kaasupoltin

Energia- ja ympäristöteknologiayritys Oilonin toimitusjohtaja Eero Pekkola sai neljä vuotta sitten palaverikutsun, josta ei voinut kieltäytyä. Maailman suurin kaukolämpöyhtiö, Pekingin kaukolämpöyhtiö, halusi rakentaa uusia lämmityslaitoksia. 

Vaatimukset olivat kuitenkin tiukat. Uusien maakaasua polttavien järjestelmien piti olla maailman vähäpäästöisimpiä.

– Tavoitteeksi asetettiin 30 milligramman typen oksidien päästötasot savukuutiometriä kohden. Euroopassa vastaavan kokoluokan laitokset saavat päästää sata milligrammaa, Pekkola vertaa.

Aikaa oli vain kaksi vuotta. Muuten ei pääsisi edes tarjouskilpailuun.

– Urakan vaikeutta kuvaa hyvin se, että meillä oli kestänyt kymmenen vuotta päästä 150 milligrammasta sataan. Olimme pikkaisen kauhuissamme, Pekkola kuvailee.

– Olemme toimineet Kiinassa jo 1990-luvulta asti, ja Kiinan myynti muodostaa liikevaihdosta kolmanneksen. Kun näin suuri asiakas asettaa tällaisen vaatimuksen, ei siitä voinut kieltäytyä, Pekkola jatkaa. 

Toimitusjohtaja Eero Pekkolan mukaan omistajien rohkeus ja tuki ovat olleet avainasemassa tuotekehitysprojektissa. 

Haaste, johon insinöörikin rakastui

Oilonilla ei kuitenkaan lannistuttu valtavasta haasteesta. Lahdessa alkoi kahden vuoden mittava tuotekehitysprojekti. Valot paloivat tuotekehityslaboratoriossa aamusta ilta-myöhään. 

Uuden tekniikan kehittäminen sai suomalaisinsinöörinkin innostumaan.

– Uusia materiaaleja, uutta säätötekniikkaa, virtauslaskentaa, mekaanista suunnittelua… Tässä on ollut kaikkea, mihin insinööri rakastuu, Pekkola naurahtaa.

– Onnistumisen pakko synnytti ennennäkemättömän innostuksen. Testauslaboratoriossa oli ruuhkaa, kun testausajojen alkaessa kaikki olivat jännittämässä, miten nyt menee, hän jatkaa.

Oilonilla huomattiin nopeasti, että vain harva pystyy valmistamaan tiukat kiinalaiset normit täyttäviä laitteita. Näissä ratkaisuissa lopputulokseen oli kuitenkin päästy laitteen hyötysuhteen kustannuksella, mikä oli heikentänyt energiatehokkuutta.

Yhdessä ratkaisussa käytetään vähäpäästöistä poltinta ja ulkoista savukaasun kierrätystä. Toisessa ratkaisussa päästöt saadaan pienemmiksi urean tai ammoniakin avulla.

– Savukaasun kierrättäminen heikentää laitteen hyötysuhdetta. Urean ja ammoniakin käytössä ongelmana ovat taas korkeat investointi- ja käyttökustannukset. Lisäksi ympäristö kuormittuu, kun joudutaan tuottamaan ureaa ja ammoniakkia, joita myös aina pääsee luontoon, kertoo Oilonin tuotekehitysjohtaja Tero Tulokas.

Oilonilla haluttiin löytää ratkaisu, joka on vähäpäästöinen, mutta myös tehokas. 

Oilonin puhtaat kaasupolttimet maksavat laskentatavasta riippuen 1–3 kertaa enemmän kuin kilpailevat tuotteet. Paremman energiatehokkuuden vuoksi niiden takaisinmaksuaika on huomattavasti lyhyempi.

Huippuosaamisen sulatusuuni

Katseet suunnattiin nopeasti katalyyttiseen puhdistukseen. Menetelmä on sukua autojen pakokaasujen puhdistuksessa käytettävälle katalysaattorille.

– Mittakaava on kuitenkin tuhatkertainen autoihin verrattuna, joten tässä piti kehittää aivan uudenlainen ratkaisu. Autoissa kehitystyö kesti 20 vuotta, nyt käytössä oli paljon vähemmän aikaa, kertoo katalyyttiosaamisen asiantuntija Reijo Lylykangas.

Pelkkä katalyyttiosaaminen ei kuitenkaan riittänyt, vaan myös koko polttoprosessi piti kehittää uusiksi. Lisäksi Oilonilla luotiin aivan uudenlainen automaatioon perustuva tapa ohjata poltinta. Haluttiin, että poltin pystyy muun muassa säätelemään itseään ja diagnosoimaan vikansa. 

Oilonin tuotekehityslaboratoriot olivat kovassa käytössä. 

– Laboratoriossa on tehty tuhansia tunteja testaustyötä, ja sinne rakennettiin useita eri prototyyppivaiheita, Tulokas kertoo.

Kehitystyön parissa ahersi kymmenen asiantuntijan tiimi. Pekkola vertaakin työtä mieluusti urheiluun: joukkueen jokaista jäsentä tarvittiin, muuten onnistuminen ei olisi ollut mahdollista.

– Tämä on todellakin ollut erilaisten osaajien matriisi. On tarvittu polttotekniikan ymmärrystä, katalyyttiosaamista, polttotekniikassa aiemmin käyttämättömiä uusia materiaaleja, virtaustekniikan ja virtauslaskelmien syvällistä osaamista, uudenlaista automaatio-osaamista sekä hyvää suunnittelua ja prosessin kokonaisvaltaista kehittämistä, Pekkola luettelee.

Yhteistyötä tehtiin myös lämmityskattilatehtaiden, katalyytin valmistajien ja Lappeenrannan teknillisen yliopiston kanssa.

Lopulta läpimurto löytyi. Oilonilla onnistuttiin kehittämään polttotekniikka, jossa saavutetaan tiukat kiinalaiset vaatimukset ja parannetaan energiatehokkuutta. Innovaatio perustuu metallikatalyyttiin.

Polttoprosessi vaatii polttoaineen ilma-seossuhteen tarkkaa hallintaa. Jäännöshapen osuus on pudotettu niin pieneksi kuin mahdollista, sillä täydelliseen palamiseen tarvitaan vain minimimäärä happea. Katalyytti puolestaan pelkistää typen oksidit ja hapettaa jäljelle jäävät hiilivedyt, jolloin ei synny häkää. Mitään erillisiä kemikaaleja ei myöskään tarvita.

– Verrattuna kilpaileviin saman päästötason tekniikoihin hyötysuhde on prosenttiyksikköjä parempi. Polttoainemäärällä saadaan aikaan enemmän energiaa. Isoissa laitoksissa ja globaalissa mittakaavassa muutos on merkittävä, Tulokas havainnollistaa.

Katalyyttisen savukaasujen puhdistusmenetelmän kehittäjät.

10 miljoonan euron kaupat

Vuonna 2014 Pekkola ja Tulokas saivat taas kutsun Kiinaan. Kiinalaiset kiinnostuivat heti uuden sukupolven polttimista. Matkassa oli vain yksi mutka.

– Kiinalaiset halusivat tulla katsomaan valmista laitosta, mutta sellaista ei ollut vielä missään. Oli vain viiden megawatin poltin meidän laboratoriossa, joka kyllä toimi kuin käkikello, Pekkola kertoo.

Lopulta Oilon sai solmittua kaupat kolmesta 58 megawatin tuotantojärjestelmästä. Niinpä ensimmäinen uuden sukupolven toimiva lämmityslaitos rakennettiinkin Pekingiin. Kaikki kymmenen henkilön tiimistä olivat mukana asennustöissä.

– Tällaisessa laitoksessa lämmityskattila on pienen kerrostalon kokoinen, ja katalyytin osistakin saisi rakennettua leikkimökin. Siinä tuli olo, että huh huh, ollaankohan oikeilla jäljillä. Panimme siellä yötä päivää säätöjä kuntoon, Pekkola kertoo.

– Yrityksen tappio olisi ollut suuri, jos valmiit laitokset olisi jouduttu purkamaan ja vetämään pois, Pekkola lisää.

Nyt kaikki kolme laitosta ovat toiminnassa. Viime vuonna Oilon solmi kaupat vielä yhdeksästä uuden sukupolven järjestelmästä. Laitosten valmistuttua yhteensä 700 megawatin laitokset lämmittävät 100 000 pekingiläiskotia. Kauppojen arvo on noin kymmenen miljoonaa euroa.

Oilonin omat tuotekehityslaboratoriot olivat avainasemassa kaasun polttotekniikan kehitystyössä. Oilon panostaa vuosittain noin kuusi prosenttia liikevaihdosta tuotekehitykseen.

Cleantech-yritykseksi 15 vuodessa

Pekkolan mukaan oleellista onnistumisessa on ollut perheyrityksen omistajien tuki ja rohkeus. 15 vuodessa perinteinen öljypoltintoimittaja on muuttunut menestyväksi cleantech-yritykseksi. Yritys käyttää vuosittain neljä miljoonaa euroa eli noin kuusi prosenttia liikevaihdosta tuotekehitykseen.

– Omistajat kannustivat ja innostivat koko ajan, vaikka rahaa ja resursseja paloi kunnolla.

Lisäksi Pekkola kiittelee Tekesin tukea, josta uuden sukupolven kaasupolttimen kehittämiseen käytettiin 600 000 euroa. Oilon myös sai Tekesiltä riskilainaa, joka olisi kattanut mahdolliset tappiot alkuvaiheen epäonnistumisessa.

– Heiltä tuli heti viestiä, että olemme mukana ja toivottavasti onnistutte.

Pekkolan mukaan nyt ollaan jo lähellä pistettä, että kaikki tuotekehitysrahat on saatu myyntituloina takaisin. 

– Haastavaksi tuotekehitysprosessiksi tässä on saatu aikaan tuloksia hyvin nopeasti. 

• Lue tiedote palkinnosta STT Infon sivulta.