Nuori DI tutkimusmatkalla voimalaitoksessa: Puuhake raskaan polttoöljyn korvaajaksi
Fortumilla Joensuussa ollaan eturintamassa bioöljyn kehittämisessä ja tuottamisessa. Pyrolyysillä eli kuivatislaamalla syntyy Fortum Otsoksi nimettyä tuotetta, jolla korvataan raskas polttoöljy. Tavoitteena on kehittää prosessia niin, että jalostusaste nousee.
Fortumin Joensuun pyrolyysiöljyn tuotantolaitos aloitti toimintansa 2013, mutta vasta tänä vuonna tuotanto on saatu kunnolla käyntiin. Bioöljyä on käytetty yhtiön omilla lämpölaitoksilla korvaamaan raskasta polttoöljyä. Lisäksi bioöljyä on kokeiltu Savon Voiman lämpölaitoksella Iisalmessa ja E.ONin Karlshamnin voimalaitoksella Ruotsissa.
Joensuun bioöljylaitoksen 50 000 tonnin vuosituotanto – 210 GWh energiaa – vastaa yli 10 000 pientalon tai 24 000 keskikokoisen asunnon lämmitystarvetta. Voiko siis bioöljyllä korvata raskaan polttoöljyn tuosta vain?
– No, bioöljy on hyvin hapanta, pH on 2-3. Polttolaitoksen öljyn kanssa tekemisissä olevien osien täytyy olla haponkestäviä, kertoo tuotepäällikkö Janne Hämäläinen.
– Ja koska bioöljyn lämpöarvo on noin 50 prosenttia raskaasta polttoöljystä, sitä täytyy pystyä polttamaan kaksi kertaa enemmän.
Otsa edellä tutkimusmatkalle
Hämäläinen, 28, teki diplomityönsä energiatekniikasta Lappeenrannan teknilliseen yliopistoon 2012, jolloin hän aloitti työskentelyn Fortumilla. Energia-ala alkoi kiinnostaa häntä jo lukiossa, vaikka kädentaitoja vaativa koneiden korjaus, muun muassa oman mopon, oli vielä etusijalla.
Bioöljy ja pyrolyysi, puuhakkeen hapeton lämpökäsittely, kiinnostavat Hämäläistä, koska kukaan ei ole aikaisemmin tehnyt vastaavaa. Bioöljyn teko on siis tutkimusmatka? Hämäläinen nyökkää.
– Minulla on mielenkiintoinen työ bioöljyn tuotepäällikkönä. Uskon, että pystymme kehittämään korkeamman jalostusasteen tuotteita, joilla voidaan korvata raskasta polttoöljyä arvokkaampia tuotteita.
Hämäläisen mukaan jonkin asian tekeminen ensimmäisenä tuo lisänostetta työhön; vanhemmilta työtovereilta ei ole tarjolla hiljaista tietoa tai kokemuksen tuomaa varmuutta.
Väitöskirjaa Hämäläinen ei kuitenkaan suunnittele, koska on enemmän ongelmanratkaisijatyyppi.
Myös bioöljyn hiilidioksidi- ja rikkipäästöjen väheneminen tuo lisämausteensa työhön. Kun EU:n päästönormit ja RES-direktiivi tiukkenevat koko ajan, "CO2-vapaan energiantuotannon" mahdollisuudet paranevat.
EU:n RES-direktiivi tähtää uusiutuvista lähteistä peräisin olevan energian käytön edistämiseen. Sen mukaan vuoteen 2020 mennessä uusiutuvista lähteistä peräisin olevan energian osuus nostetaan EU:ssa 20 prosenttiin energian loppukulutuksesta ja 10 prosenttiin liikenteen energian loppukulutuksesta.
Joensuun laitoksen bioöljyn vuosituotanto vähentää 320 tonnia rikkipäästöjä ja 60 000 tonnia hiilidioksidipäästöjä verrattuna siihen, että polttamiseen käytettäisiin raskasta polttoöljyä.
Kolmas tie tukin ja sellun oheen
Joensuun Fortumin voimalaitoksen pihalla mies lastaa ohuita ensihakkuun puita hakettimeen ja toinen mies kasaa kauhakuormaajalla valmista haketta suojaan. Seuraamme hakkeen matkaa polttolaitoksella.
Lopulta Hämäläinen näyttää meille valmista tuotetta.
Onko bioöljy myrkyllistä?
– Ei myrkyllistä, mutta vaarallista. Toisaalta se on helppoa käsitellä, koska se on nestemäisessä olomuodossa, Hämäläinen toteaa.
Pyrolyysiprosessin idea on, ettei haketta polteta suoraan, vaan otetaan öljy talteen ja poltetaan ylijäämänä syntyvä puuhiili.
– Bioöljyn hienous on siinä, ettei siihen käytetä mitään ihmisravinnoksi kelpaavaa. Metsän hakkuujäte ja ensiharvennuspuu eivät ole keneltäkään pois. Pyrolyysi on kolmas tie puun käsittelyssä tukin ja sellunkeiton ohessa, Hämäläinen sanoo.
Bioöljyn lähtöaine on sataprosenttisesti puuperäistä biomassaa. Prosessissa kaikki hukkalämpö ja energiavirrat saadaan hyödynnettyä.
– Bioöljyn avulla saadaan tehtyä kesällä lämpöä varastoon, ja sitä voidaan käyttää nyt talvella. Bioöljyä on helpompi käsitellä kuin haketta, Hämäläinen kuvailee.
Janne Hämäläinen pitää itseään onnekkaana, koska on päässyt mukaan kehittämään bioöljyä puumassasta - työtä, jota kukaan ei ole tehnyt aiemmin.
Fortum tekee vain öljyn
Fortumin Joensuun bioöljylaitos perustuu niin sanottuun nopeapyrolyysiteknologiaan. Puubiomassaa kuumennetaan nopeasti hapettomissa olosuhteissa. Kuumentamisen seurauksena biomassa hajoaa ja muodostaa kaasuja, jotka lauhdutetaan edelleen öljyksi.
Hämäläinen tähdentää, ettei Fortum ole kehittänyt integroitua pyrolyysiteknologiaa yksin. Uuden teknologian kehittäminen ja konseptointi on tehty yhteistyössä Metson (nykyisin Valmet), UPM:n ja VTT:n kanssa.
– Me teemme vain bioöljyä, yhteistyökumppanit valmistavat koneet ja laitteet.
Vaikeinta on uuden tuotteen markkinointi |
Mikä on vaikeinta bioöljyn tuottamisessa? - Kyllä se on uuden tuotteen markkinoille saaminen. Insinööri tapaa ratkaista tekniset ongelmat ennemmin tai myöhemmin. Meidän myynti-ihmiset sanovat, että maailman mitassa uuden tuotteen markkinointi on vaikeaa ja vaatii paljon työtä, Heiskanen sanoo. - Ja vaikka bioöljy periaatteessa korvaa raskaan polttoöljyn, jokaisessa käyttökohteessa on omat erityispiirteensä. Miten hoidetaan putkistot, säiliöt ja polttimet? Kellään ei ole vielä pitkäaikaista kokemusta. Meidän on ensin kokeiltava itse, jotta voimme sanoa muille: tehkää näin. Toimimme näin, jotta homma menisi kerrasta oikein. Viiden vuoden tähtäimellä Heiskanen uskoo pyrolyysiöljyn käytön lisääntyvän. Seuraavat kohteet voisivat olla lämmitysöljy ja liikennepolttoaineet. - Pyrolyysiöljyä tutkitaan paljon maailmalla. Lämmitys- ja liikennepolttoaineiden lisäksi bioöljyn hyödyntämistä tutkitaan biokemikaaleissa ja vaikkapa muovien raaka-aineina. Sieltä suunnalta tulee varmasti uusia tuotteita, Heiskanen toteaa. Kuva: Fortum |
Kun