Visions of Tomorrow – Engineered Today
Search

Vihreä ammoniakki – ratkaisu ilmastonmuutoksen torjuntaan?

Kirjoittanut Heidi Käkelä
Julkaistu

Venäjän hyökkäyssota Ukrainaa vastaan vaikutti Euroopan energiakehitykseen enemmän kuin monikaan osasi odottaa. Siksi vihreää vetytaloutta koskevien suunnitelmien edistäminen on nyt tärkeämpää kuin koskaan. Vihreä ammoniakki on yksi parhaista ratkaisuista nopeaan siirtymään kohti hiilineutraalia Eurooppaa. Sen käyttö on taloudellisesti järkevää ja sen polttaminen edistää suoraan hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamista. Ammoniakin käyttö laivojen polttoaineena on yksi lupaavimmista tulevaisuuden käyttökohteista.

 

Vihreän ammoniakin sanotaan olevan merkittävä ratkaisu merenkulun päästöongelmiin. Sitä pidetään yhtenä ainoista skaalautuvista polttoaineista, joilla voidaan saavuttaa Pariisin ilmastosopimuksen vähennystavoitteet. Vihreää ammoniakkia on tarkoitus tuottaa useita satoja megawatteja Omanissa, Australiassa, Portugalissa ja Intiassa. Se ei ole vetyä, mutta voisi hyvinkin toimia juuri niin kuin vety.

Ensi kuulemalta ammoniakki vaikuttaa suhteellisen oudolta vaihtoehdolta ilmastoystävällistä teknologiaa varten. Koko Euroopan unionin kasvihuonekaasupäästöistä 35 megatonnia on peräisin lannoiteteollisuudesta, josta ammoniakin tuotanto muodostaa valtaosan, noin 30 miljoonaa tonnia. Suurin osa näistä päästöistä aiheutuu harmaan vedyn tuotannossa käytettävästä metaanin höyryreformointiprosessista (SMR). SMR on olennainen osa globaalisti tärkeintä ammoniakin tuotantomenetelmää, Haber–Bosch-prosessia.

Ammoniakin tuotannon keskimääräinen päästökerroin on noin 2,6 tonnia hiilidioksidia ammoniakkitonnia kohti, mikä tekee siitä yhden eniten päästöjä aiheuttavista kemiallisista tuotantoprosesseista. Noin 1,8 prosenttia eli 500 miljoonaa tonnia maailman kaikista hiilidioksidipäästöistä aiheutuu ammoniakin tuotannosta, joten prosessin kehittämisellä saavutettavat vähennykset eivät ole merkityksettömiä. Ne saattavat olla keskeisessä roolissa, kun maailmantaloutta muutetaan hiilineutraalimmaksi.

Harmaasta ammoniakista vihreään

Helpoin tapa tuottaa vihreää ammoniakkia on yhdistää ammoniakin perinteinen tuotantotekniikka, Haber–Bosch-menetelmä, vihreän vedyn lähteeseen, jolloin sen tuotantoprosessin kasvihuonekaasupäästöt vähenevät nollaan. Vedyn tuotantoprosessi määrittää sen, kuinka ympäristöystävällinen ammoniakin tuotantoprosessi puolestaan on, joten mahdollisten teknologisten vaihtoehtojen kuvaamiseen käytetty väriskaala on yhtä laaja: harmaa, sininen, turkoosi, keltainen, vaaleanpunainen ja vihreä.

Sininen ja turkoosi vedyntuotanto ovat hiilineutraaleja sovelluksia Haber–Boschin reaktiosta, erityisesti SMR-prosessista, jossa ammoniakkisynteesiin tarvittava vety erotetaan maakaasusta ja hiili reagoi hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia. Keltaisen, vaaleanpunaisen ja vihreän vedyn tuotanto sen sijaan perustuu elektrolyysiin, jossa vetyä tuotetaan sähköistetyn kalvon avulla. Keltaista vetyä valmistetaan sähköverkosta saatavalla sähköllä ja vaaleanpunaista vetyä ydinenergian avulla, kun taas vihreää vetyä tuotetaan uusiutuvalla energialla, jolloin se on päästötöntä.

 

Yksi lupaavimmista tulevaisuuden käyttökohteista on ammoniakin hyödyntäminen laivojen polttoaineena, mikä mahdollistaisi merkittävät ja nopeat päästövähennykset yhdellä strategisesti tärkeällä ja erittäin päästöintensiivisellä alalla.

 

Ammoniakkia käytetään teollisuudessa laajalti ympäri maailmaa

Ammoniakkia käytetään laajalti ympäri maailmaa, erityisesti lannoitteiden tuotannossa. Ammoniakki, typpihappo, fosfori, kalsiumnitraatti ja kalium ovat tärkeimpiä kasviravinteiden lisäainelähteitä, jotka ovat mahdollistaneet maataloustuotannon kasvun ja siten edesauttaneet kulttuuria ja yhteiskuntaa kehittymään sellaisiksi kuin me ne nykyään tunnemme. Ammoniakkia käytetään myös muun muassa jäähdytysaineena, monien muovien ja väriaineiden keskeisenä ainesosana sekä typpioksidipäästöjen valvonnassa käytettävässä SCR-prosessissa.

Yksi lupaavimmista tulevaisuuden käyttökohteista on ammoniakin hyödyntäminen laivojen polttoaineena, mikä mahdollistaisi merkittävät ja nopeat päästövähennykset vielä yhdellä strategisesti tärkeällä ja erittäin päästöintensiivisellä alalla. Merenkulun osuus maailman kasvihuonekaasupäästöistä on nykyään 3 prosenttia. Vaikka paljon on vielä tehtävää, aluksia ja moottoreita sekä jälkiasennetaan että uudelleenrakennetaan vastaamaan IMO:n ja merenkulkualan yhteisön vuonna 2018 antamaan lupaukseen vähentää merenkulun kasvihuonekaasupäästöjä 50 prosentilla vuoteen 2050 mennessä.

Ennen 2020-luvun puoliväliä toteutettaviksi suunniteltuihin ratkaisuihin kuuluu täysin ammoniakkikäyttöisiä moottoreita ja ammoniakkikäyttöön muokattuja LNG-moottoreita, mikä kasvattaa ammoniakin kysyntää globaaleilla markkinoilla entisestään. Yksi esimerkki näistä on Elomaticin kehittämä konsepti (ARLFV), jonka avulla LNG-polttoaineella toimiva alus voidaan muuntaa ammoniakkikäyttöiseksi mahdollisimman pienin kustannuksin, kun vihreää ammoniakkia on saatavilla.

Markkina-analyytikoiden ennusteiden mukaan ammoniakkimarkkinoiden arvo kasvaa vuoden 2021 lähes 72 miljardista Yhdysvaltain dollarista yli 110 miljardiin dollariin vuoteen 2028 mennessä, johtuen erityisesti Itä-Aasian väestönkasvusta. Tulevaisuudessa vihreää ammoniakkia voidaan käyttää vieläkin laajemmin.

 

Synteettisiä typpilannoitteita käyttävän väestön määrä globaalisti

Synteettisiä typpilannoitteita käyttävän väestön määrä globaalisti

Vihreä ammoniakki mahdollistaa nopean siirtymisen vetytalouteen

Lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä tarkasteltuna vihreä ammoniakki on hyvä vaihtoehto vedyn käytölle, erityisesti taloudellisen käytettävyyden kannalta. Vaikka vedyn tuotantoprosessin muuttaminen vähentää päästöjä, vedyn varastoiminen pitkiksi ajoiksi on haastavaa. Vetymolekyyli on maailman pienin molekyyli, joten se läpäisee säiliöitä ja putkistoja nopeasti, noin prosentin verran päivässä. Jotta tuotettua vetyä voidaan käyttää maailmanlaajuisissa toimitusketjuissa, on sen sisällettävä kantaja-ainetta. Keskeisimpiin kantaja-aineisiin lukeutuvat nykyisin synteettinen metaani ja nestemäiset polttoaineet, joita tuotetaan talteenotetusta hiilidioksidista, sekä vihreä ammoniakki.

Vihreän ammoniakin etuja kilpailijoihin nähden ovat yhtäältä sen hintatason tasaantuminen harmaaseen ammoniakkiin verrattuna ja toisaalta se, että se ei sisällä hiiltä. Ammoniakin hinta on vahvasti sidoksissa kohtuuhintaisen maakaasun saatavuuteen, joka on ollut vuodesta 2020 lähtien alttiina monille häiriöille, kuten kahdelle pitkälle talvelle, yhdelle tuhoisalle hurrikaanikaudelle, kovalle kilpailulle nesteytetyn maakaasun markkinoilla Aasiassa ja heikolle vesisähkötuotannolle Euroopassa ja Yhdysvalloissa – maailmanlaajuisen pandemian aiheuttamien epävarmuustekijöiden lisäksi. Epävakaa ja korkea markkinahinta sekä jatkuvasti tiukentuva sääntely metaanin käytölle vaihtoehtona muille fossiilisille polttoaineille mahdollistavat ainakin tällä hetkellä vihreän ammoniakin käytön fossiilisten vaihtoehtojen sijasta.

Ehkä vieläkin tärkeämpää on kuitenkin se, että ammoniakki on täysin hiilivapaa vaihtoehto sekä polttoaineeksi että vedyn kantaja-aineeksi, minkä ansiosta sen polttaminen voi edistää suoraan liiketoiminnalle asetettuja hiilineutraaliustavoitteita nyt ja lähitulevaisuudessa. Ei siis ihme, että ammoniakin muuntokapasiteetti on huomioitu monissa maailman suurimmissa vihreää vetyä koskevissa hankkeissa, kuten Meridian Energyn 600 megawatin hankkeessa Uudessa-Seelannissa, useissa Yaran hankkeissa Norjassa ja H2 Magallanes ‑hankkeessa Etelä-Chilessä.

 

Maakaasun hinnan ja niukkuuden vuoksi maailmanlaajuinen kiinnostus vihreää ammoniakkia kohtaan on nyt suurta, ja se houkuttelee yrityksiä yhteistyöhön myös Euroopan unionin alueella.

 

Pohjoismailla paljon tarjottavaa vihreän ammoniakin tuotantoon

Vaikka Suomella ei ole erillistä vetystrategiaa, vaan vedyn käyttö sisältyy yleiseen energiastrategiaan, vedyn ja ammoniakin kotimaiselle tuotannolle on vahva pohja, kuten erittäin kilpailukykyinen sähkön hinta, vahva sähköinfrastruktuuri ja kunnianhimoiset tavoitteet tuulivoiman tuotantokapasiteetille: 5 000 MW vuoden 2022 loppuun mennessä ja 10 000 MW vuoteen 2025 mennessä. Suomessa voidaan myös ottaa elektrolyysiprosessin hukkalämpöä talteen ja syöttää sitä laajoihin kaukolämpöverkkoihin, ja puhdasta vettä on helposti saatavilla.

Suomen ja muiden Pohjois-Euroopan maiden kyky vähentää rajusti päästöjä ja siten ammoniakin tuotannon taloudellisia riskejä vaikuttaa myös koko Euroopan alueen huoltovarmuuteen. Euroopan vety- ja ammoniakkituotanto on ollut vahvasti riippuvaista venäläisen maakaasun saatavuudesta. Tämä on jo pitkään ollut energiaturvallisuuskysymys, ja helmikuusta 2022 lähtien se on ollut kuin merkki vanhentuvasta maailmanpolitiikan aikakaudesta. Euroopan unionin ja sen jäsenvaltioiden on nyt järjestettävä ammoniakin kysyntänsä uudelleen, jotta ne voivat vastata Kiinasta, Intiasta tai Yhdysvalloista tulevan metaanin tarjontaan. Vaihtoehtoisesti niiden on keskityttävä uuteen, kotimaiseen tuotantoon, joka on vähemmän altis kansainvälisille kriiseille.

Maailmanlaajuinen kiinnostus on herännyt

Maakaasun hinnan ja niukkuuden vuoksi maailmanlaajuinen kiinnostus vihreää ammoniakkia kohtaan on nyt suurta, ja se houkuttelee yrityksiä yhteistyöhön myös Euroopan unionin alueella. Vety- ja ammoniakkituotannon yhdistämiseen on suunnitteilla useita merkittäviä investointeja, kuten alankomaalaisen konsortion vastikään julkaisema, Rotterdamin satamaan suunniteltu ACE Terminal ‑hanke.

Terminaalista tulee keskeinen osa sataman pyrkimyksiä tarjota laajamittainen vetyverkosto Maasvlakten alueella. Verkosto tarjoaisi vihreää ja sinistä vetyä ja ammoniakkia muun muassa Uniperilta, Horisont Energilta ja Chariotilta, yhdistäen kahden mantereen hankkeet keskellä Eurooppaa. Ammoniakkikaupan keskittäminen Euroopassa Rotterdamiin on selvä askel kohti avoimia markkinoita.

Suomella ja muilla Pohjoismailla on hyvät mahdollisuudet osallistua tähän kehitykseen, ja sen avulla voimme todennäköisesti siirtyä hiilineutraaliin talouteen nopeammin kuin muiden synteettisten polttoaineiden avulla. Vetypohjaisen talouden luomisen edistäminen ammoniakin avulla on nyt tärkeää. Ei pelkästään taloudellisten hyötyjen vuoksi, vaan myös Ukrainan sodan pahentamien, huoltovarmuutta koskevien haasteiden vuoksi.

Vanha haiseva ammoniakki saattaa olla outo valinta globaalin ilmastokatastrofin torjuntaan, mutta sitä on helposti saatavilla – ja sen avulla voisimme voittaa ainakin hetken lisäaikaa.

Heidi Käkelä

M.A. Anthropology
(B.Eng. Energy Technology)

Heidi is an environmental anthropologist and energy engineer. Before dunking her foot into STEM, she worked as a researcher studying community responses and disaster reconstruction in the Caribbean, Australia Pacific and Asia, and as an educator in Finland. She is part of Elomatic’s International Finance Institutions (IFI) team, which provides engineering expertise for large international development projects, particularly in Central and East Asia as well as Ukraine. She also goes spelunking in EU regulations and funding.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog

Millä tasolla energiavarmuutemme on?

Kirjoittanut Anssi Nevalainen
Julkaistu

Kestävän sähkön tarve kasvaa päivä päivältä samalla kun etsimme tietä ulos fossiilisten polttoaineiden käytöstä. Vähähiilisen energian tuotannossa on kuitenkin edelleen haasteita, erityisesti energianjakeluun ja korkeisiin investointikustannuksiin liittyen. Uusiutuvien energialähteiden syklinen luonne edellyttää myös uusia ratkaisuja, kuten power-to-x-teknologioita. Ennen kalliin investoinnin tekemistä on kuitenkin viisasta tutkia muitakin vaihtoehtoja energiankulutuksen vähentämiseksi ja sähköverkon tasapainottamiseksi. Energia- ja materiaalitehokkuuden mahdollisuuksia ei pidä unohtaa.

 

Energiantuotantomme päästöttömyys ja nettopositiivisuus ovat olleet valokeilassa kestävän kehityksen kulmakivinä jo pitkään. Maailmanlaajuisten tavoitteiden saavuttamiseksi on meidän toteutettava merkittäviä toimenpiteitä energiantuotantomme alkulähteillä. Toisin sanoen yleisesti käytetyt fossiiliset polttoaineet on korvattava kestävillä uusiutuvilla energialähteillä nopealla vauhdilla. Mutta se ei ole helppo tehtävä, sillä vähähiilisellä energiantuotannolla on omat ongelmansa, kuten energianjakelu ja korkeat investointikustannukset.

Kestävyystavoitteisiin on pyrittävä myös kulutuspuolella. Lyhyesti sanottuna: jos primäärienergian käyttöä voidaan vähentää kattavasti ja kulutusta pystytään järkeistämään ajallisesti, kestävän tai fossiilisen energian tarve on pienempi.

Osana päästöttömyystavoitteita haluan tässä yhteydessä mainita myös materiaalitehokkuuden. Raaka-aineiden tehokkaalla käytöllä voidaan vaikuttaa samoihin kestävän kehityksen tavoitteisiin. Mitä tehokkaampaa (erityisesti neitseellisen) materiaalin käyttö on, sitä vähemmän energiaa kuluu ja sitä pienempi on ympäristölle aiheutuva rasitus koko arvoketjussa.

Yrityksille kestävän tulevaisuuden pyrkimykset tuovat säästöjä ja parantavat kilpailukykyä globaaleilla markkinoilla. Erityisesti nykyisessä globaalissa taloudessa energiaintensiivisellä valmistusteollisuudella on edessään merkittäviä haasteita. Samoista syistä materiaalikustannukset ovat nousussa – raaka-aineiden jalostus on kuitenkin monilla aloilla erittäin energiaintensiivistä. Yhdessä nämä kulut vaikeuttavat kustannusrakenteiden ennakointia ja voivat heikentää yritysten kannattavuutta äärimmäisessä määrin.

Suomen energiavarmuus paranee tuulivoiman myötä

Suomen kokonaisenergiankulutus vuonna 2021 oli 1 277 041 GJ, josta 30 % oli tuotettu fossiilisilla polttoaineilla. Suomen rajojen sisältä ei löydy hiili-, öljy- tai maakaasuvarastoja, joten kaikki fossiiliset polttoaineet on tuotava ulkopuolelta. Noin puolet Suomessa käytetystä energiasta onkin tuotu ulkomailta, ja siitä noin 60 % Venäjältä.

Lisäksi maahamme tuodaan ydinpolttoainetta, joten senkään tarjonta ei ole täysin turvattua. On kuitenkin huomioitava, että nykyiset polttoainevarastot voivat kestää useista kuukausista jopa vuoteen, ja lisää voi ostaa monista OECD-maista. Fossiilisten tuontipolttoaineiden lisäksi suomalaisessa energiantuotannossa on käytetty laajalti halpaa venäläistä puuta, mutta vaikka sen tuonti pysähtyisi kokonaan, ei sen katsota olevan ongelma energiavarmuutemme kannalta.

Täysin omavaraisia energianlähteitämme ovat biomassa (puu ja biokaasu), vesivoima, tuuli ja aurinko. Vesivoiman kapasiteettia emme pysty lisäämään, mutta erityisesti tuulivoiman tuotanto kasvaa tulevaisuudessa. Aurinkovoiman käyttö on tällä hetkellä kokonaisuudessaan hyvin vähäistä, mutta teknologinen kehitys voi lisätä kiinnostusta ja kasvua tulevaisuudessa.

 

Taulukko: Energianlähteet Suomessa
Energianlähde Energia

[TJ]

Prosenttiosuus [%]
Puu 355 404 28%
Vesi 56 410 4%
Tuuli 28 577 2%
Muut uusiutuvat 62 085 5%
Öljy 267 428 21%
Hiili 70 363 6%
Maakaasu 74 586 6%
Muut fossiiliset polttoaineet 11 440 1%
Turve 43 116 3%
Ydinenergia 243 864 19%
Sähkö tuotuna 54 377 4%
Muut lähteet 9 391 1%
Kokonaiskäyttö 1 277 041 100%

 

Vihreä sähkö on tie kestävään tulevaisuuteen

Yleisesti sähkön tuotanto ja käyttö on pidettävä tasapainossa, jotta sähkönjakelu toimisi sujuvasti. Uusiutuvan energiantuotannon lisääntyessä verkon tasapainotus vaikeutuu merkittävästi uusiutuvien energianlähteiden syklisen luonteen vuoksi. Tuulivoimaa on saatavilla vain oikeissa tuuliolosuhteissa ja aurinkoenergiaa kertyy ainoastaan päivänvalossa. Puupohjaiset polttoaineet ja ydinvoima ovat hyviä peruskuormituksen tuotannossa, mutta erityisesti jälkimmäinen on huono tehonsäädössä. Vesivoimaa voidaan käyttää tehonsäätimenä, mutta sen nykyinen kapasiteetti ei riitä kattamaan tämänhetkistäkään tarvetta.

Näin ollen, kun tuuli- ja aurinkovoiman määrä kasvaa tulevaisuudessa, verkkovirtatasapainon hallinnan haasteet lisääntyvät. Fingrid on kerryttänyt kevyeen polttoöljyyn perustuvan tehonsäätökapasiteettia yli 900 MW:n edestä, ja vielä nykyäänkin osa tästä kapasiteetista on tarpeen verkon sähkötasapainon hallintaan ja ajoittain suuremmista vioista selviämiseen.

Toivottavasti nämä ongelmat voidaan ratkaista tulevaisuudessa erilaisilla energiankeräystekniikoilla. Tällä hetkellä sähköä voidaan varastoida esimerkiksi akkuihin, mutta suurten akkuvarastojen rakentaminen on kallista ja niihin tarvitaan merkittäviä määriä harvinaisia metalleja. Jotta akkuteknologia olisi vastaus energian varastointiongelmiin, tarvitsemme siis uutta teknologiankehitystä alalla.

On myös monenlaisia power-to-x-tekniikoita, kuten vesisäiliöitä, paineistettua ilmaa, mekaanisia ratkaisuja ja vety, muutamia mainitakseni. Nämä tekniikat käyttävät ylimääräistä sähköä ja muuntavat sen muotoa myöhempää käyttöä varten. Myös lämpöpumput saavat yhä enemmän huomiota, ja jopa vanhaa tekniikkaa, kuten sähkökattiloita, voidaan käyttää energian varastointiin, jos niitä käytetään veden lämmittämiseen ylijäämäaikana. Toimiakseen kaikki nämä teknologiat tarvitsevat kuitenkin sähköä.

Energia- ja materiaaliauditoinnit ovat hyvä tapa parantaa energiatehokkuutta

Kaikkeen energian muuntamiseen, varastointiin ja uuteen tekniikkaan liittyy investointikustannuksia ja rajoituksia. Ennen kalliisiin teknologioihin investoimista onkin viisasta tutkia muita vaihtoehtoja energiankulutuksen vähentämiseksi ja sähköverkon tasapainottamiseksi, jotta tulevat kustannukset saadaan minimoitua. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi on hyvä huomioida energia- ja materiaalitehokkuuden tarjoamat mahdollisuudet.

Kaikkien säästökohteiden löytämiseksi paikallisen henkilöstön tulisi jatkuvasti pyrkiä parantamaan energia- ja materiaalitehokkuutta. Yleisesti kuitenkin ihmiset tulevat ”sokeiksi” jokapäiväisessä ympäristössään, tai kehityskohteita kyllä tunnistetaan, mutta niiden raportointiin ei ole tarpeeksi aikaa eikä henkilöstöä, jotta päätöksiä voitaisiin tehdä. Tällaisessa tapauksessa voi olla hyödyllistä palkata ulkopuolinen konsultti, joka näkee asian uudesta näkökulmasta ja jolla on aikaa laskea säästöt, investointikustannukset sekä takaisinmaksuajat löydetyille säästökohteille.

Energia-auditoinneilla on pitkä historia, kun taas materiaaliauditointi on suhteellisen uusi asia. Yritykselle voikin olla hyödyllistä aloittaa kestävän tulevaisuutensa rakentaminen energia-auditoinnista ja jatkaa kehitystä materiaaliauditoinnilla synergian saavuttamiseksi.

Energia-auditoinnin voi tehdä usealla tavalla:

  • Vapaaehtoiset tutkimukset paikan päällä (konsultin tekemänä)
  • Suurten yritysten pakolliseen energiakatselmukseen liittyvä tutkimus
  • Esimerkiksi Motivan suorittama energia-auditointi: teollisuuden tai prosessiteollisuuden energia-auditointi tai uusi tarkkuusauditointimalli.

Materiaaliauditoinnissa noudatetaan standardissa (ISO 14051) kuvattua MFCA-menetelmää (Material Flow Cost Accounting). Sen pystyy suorittamaan konsultti Motivan tekemien ja Business Finlandin hyväksymien ohjeiden mukaisesti. Tämä materiaalitarkastusmalli skaalautuu yhdestä tuotantolinjasta tehdasmittakaavaan ja keskittyy materiaali-, energia-, työvoima- ja muihin kustannuksiin koko prosessin ajan. Tehtaan henkilökunta on mukana etsimässä parhaita ratkaisuja löydettyihin säästökohteisiin, jolloin muutokset voivat käynnistyä auditoinnin lopussa.

Kysyntäpuolen hallinta on tärkeä osa turvattua energiantuotantoa

Kysyntäpuolen hallinta on toinen tapa vähentää energiankulutusta ja sähköverkon tasapainottamista. Se tarkoittaa sähkönkulutuksen siirtämistä suuren kysynnän ja hinnan tunneista edullisempaan aikaan tai kulutuksen väliaikaista säätämistä voimatasapainon hallintaa varten.

Suomessa Fingrid ylläpitää kysyntäpuolen hallinnan ja sähkövarastojen tasapainotusmarkkinoita yhdessä muiden pohjoismaisten siirtoverkonhaltijoiden kanssa. Ne tarjoavat taloudellista korvausta markkinoihin osallistuvalle toimittajalle. Periaatteessa kuka tahansa voi olla toimittaja, jos hän täyttää tekniset vaatimukset, markkinapaikkavaatimukset ja Fingridin toimittajien eettiset säännöt.

Suuri toimija voi olla markkinoiden ainoa tarjoaja, ja pienemmät toimittajat (esimerkiksi pienet valmistajat ja kotitalouskäyttäjät) voivat muodostaa suuremman reservin vaikka sähköntoimittajan toimesta. Tasapainotuspalvelujen tarjoajat ja varantotuotteet löytyvät Fingridin verkkosivuilta.

Kysyntäpuolen hallinnan lisääminen ei hyödytä toimittajia vain taloudellisesti, vaan se myös lievittää kestävän sähköinfrastruktuurin tulevia investointitarpeita, koska se vähentää huippukysyntää, hyödyntää ylijäämäsähköä ja alentaa sähkön hintoja kokonaisuudessaan.

Anssi Nevalainen

Senior Design Engineer
B.Eng. of Process Engineering

Anssi has been working on energy and material efficiency for several years. Anssi’s passion is focused on finding the best solutions for energy and material savings for the sustainable future, and he has strong and ever-growing expertise in his field of industrial efficiency.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog

Polttamisen lopettaminen – onnellinen loppu?

Kirjoittanut Sebastian Kankkonen
Julkaistu

Meillä on monia syitä muuttaa energian kulutustapojamme ja korvata fossiiliset polttoaineet. Vaihtoehtoisillakin energialähteillä on kuitenkin haittapuolensa. Vety on kuuma aihe, mutta sen laajamittainen tuotanto ja varastointi asettavat haasteita. Siksi meidän on otettava huomioon myös energiansäästömahdollisuudet. Kun optimoimme minkä tahansa teollisen prosessin tehokkaammaksi, on meidän mahdollista säästää sekä energiaa että kustannuksia.

 

Keskitetty energiantuotanto on useiden vuosisatojen ajan tukeutunut vahvasti yksinomaan polttamiseen. Kotitaloudet on lämmitetty tuhansia vuosia polttamalla. Yksi käännekohta jonka voimme muistaa, oli öljykriisi 1970-luvun alussa, kun maailma tajusi, että resurssit eivät ole loputtomat, ja öljyn hinta nousi.

On useita syitä harkita uudelleen energian käyttöämme

Öljy ja muut fossiiliset polttoaineet, kuten hiili ja kaasu, ovat olleet energiantuotantomme ja kuljetuksemme kulmakiviä. Nyt useat syyt ovat saaneet meidät ajattelemaan asiaa uudelleen ja muuttamaan energian kulutustamme.

Ensinnäkin kustannusmekanismi ja nousevat polttoaineiden hinnat saivat meidät aloittamaan energian säästämisen, mikä vähensi polttamista. Myöhemmin ympäristömääräykset tiukentuivat ja vähensivät edelleen erityisesti kiinteiden polttoaineiden käyttöä. Polttotekniikan kehitys on onneksi kompensoinut paljon.

Viime kuukausina poliittiset levottomuudet ja Ukrainan sota ovat saaneet meidät pohtimaan, mistä polttoaineet ovat peräisin, ja pakotteilla voidaan entisestään vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä.

Meillä on useita vaihtoehtoja

Joillakin vaihtoehdoilla on selvempiä haittapuolia kuin toisilla. Biomassan polttoa pidetään edelleen hyväksyttävänä – puupohjaisten polttoaineiden hiilikierto vain kiertää nopeammin. Ilmassa on kuitenkin muitakin epäpuhtauksia kuin CO2. Tosin niitä voitaisiin jossain määrin vähentää päästöjenrajoituslaitteilla, kuten pesureilla ja suodattimilla.

Ydinenergia on hiilidioksidipäästötön energianlähde, eikä se tuota päästöjä ilmaan. Erilaiset tapahtumat ja tekniset suunnitteluvirheet ovat kuitenkin osoittaneet, ettei ydinvoima ole ongelmaton ratkaisu. Uusimmissa ydinvoimalaitoksissa onkin huomattavasti tiukemmat turvallisuusprotokollat ydinkatastrofien estämiseksi.

Vaihtoehtoisilla energialähteillä on omat huonot puolensa

Uusiutuvat energialähteet, kuten vesi-, aurinko- tai tuulivoima, ovat päästöttömiä energialähteitä. Niilläkin on huonot puolensa, koska ne vaikuttavat luontoon aiheuttamalla esteitä muille eläimille, kuten kaloille tai linnuille.

Geotermiset hankkeet ovat yleisesti ottaen olleet ympäristöystävällinen tapa tuottaa energiaa. Suuremmassa mittakaavassa niiden kerrotaan aiheuttaneen kallioperään levottomuutta. Lämpöpumput eivät myöskään tuota energiaa tyhjästä. Molemmat ovat lämpöenergian lähteitä, mutta kuluttavat myös korkeamman eksergian sähköenergiaa.

Vedyn haasteet liittyvät tuotannon mittakaavaan ja varastointiin

Vety on erittäin kuuma aihe tänä päivänä. Jos alat hahmottaa tekstini kaavaa, saatat odottaa, että alan nyt kertoa Zeppelin Hindenburgista. Olet väärässä. Vedyn haaste on suurissa tuotanto- ja varastointilaitoksissa.

Vedyn tuotanto ja kulutus ovat perinteisesti olleet pienemmän mittakaavan sovelluksia, jotka ovat toimineet ongelmitta yli vuosisadan. Ei ole mitään järkeä tuottaa vetyä muista elinkelpoisista energialähteistä vain vedyn tuotannon vuoksi. Meidän täytyy nähdä iso kuva.

Jokaiselle prosessille löytyy yksilöllinen ratkaisunsa

Jäljellä oleva vaihtoehto on ilmeisin. Säästää energiaa. Kun optimoimme minkä tahansa teollisen prosessin tehokkaammaksi, voimme säästää sekä energiaa että kustannuksia. Joissakin tapauksissa voimme tuottaa lämpöä ja ottaa sen talteen tehokkaasti.

Ei ole nopeaa korjaustapaa, eikä vain yhtä ainoaa ratkaisua. Jokaisella asiakkaalla on ainutlaatuiset prosessinsa ja haasteensa, ja tehtävämme Elomaticissa on ymmärtää häntä ja tarjota hänelle paras ratkaisu.

Vain siten voimme perustella olemassaolomme. Ja ehkä myös pelastaa planeetan.

Sebastian Kankkonen

M.Sc. (Energy Technology)

Sebastian Kankkonen graduated from Helsinki University of Technology in 1997. Throughout his career he has worked with forest industry, process industry and energy projects in particular with combusting of a broad range of fuels including process design, modelling and procurement of equipment. Sebastian joined Elomatic in 2010 and works now as a Leading Expert focusing on sales.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog
ANDRITZ Savonlinna Works Oy:n WAAM-tulostusta

Nopeasti kehittyvä 3D-tulostus on yksi ratkaisu komponenttipulaan

Kirjoittanut Teemu Launis, Martti Tryyki
Julkaistu

3D-tulostus on teknologiana nuori ja melko tuntematon, minkä takia sitä ei vielä hyödynnetä täysimääräisesti. Menetelmä on kuitenkin kehittynyt kovaa vauhtia, eikä sitä komponenttipulankaan valossa kannata jättää huomioimatta. Isoimpana haasteena näemme, ettei menetelmän mahdollisuuksia vielä ymmärretä tarpeeksi. Parhaimmillaan 3D-tulostus uudistaa koko liiketoimintasi, kun saat tulostettua tuotteet ja varaosat hetkessä lähellä käyttäjää.

3D-tulosteiden sarjatuotanto on jo arkipäivää. Teknologiaa vaivaavat kuitenkin standardoinnin puute ja valmistustavan erilaisuus perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna. Suurimpana haasteena sen laajamittaiselle hyödyntämiselle näemme kuitenkin, että vielä ei ymmärretä, mitä kaikkea valmistusmenetelmä mahdollistaa.

Kun pystyt tulostamaan kappeleita helposti ja huomioimaan tuotteen elinkaaren jo suunnitteluvaiheessa, koko liiketoimintasi mullistuu – voit yhtäkkiä valmistaa paikallisella osaamisella myös ne kappaleet, jotka on aiemmin tuotettu kauempana. Myös kunnossapito- ja varaosatoimitukset nopeutuvat, ja ne voidaan tehdä jopa paikan päällä. Tämä taas vaikuttaa koko liiketoimintalogiikkaasi.

3D-tulostuksella kappaleista saadaan kevyempiä ja edullisempia

Yksi 3D-tulostuksen hienouksista on, että se antaa sinulle vapauden määrittää, mihin kohtaan kappaletta materiaali sijoittuu. Näin pystyt säästämään materiaalia lastuamiseen tai valamiseen verrattuna, kun optimoit 3D-tulostettavat osat mahdollisimman hyvin käyttöön sopiviksi. Menetelmällä on myös mahdollista yhdistää useita osia yhdeksi kappaleeksi, mikä vähentää kokoonpanon tarvetta ja nimikkeiden määrää.

Mitä enemmän simuloit kappaleen toimintaa ja ymmärrät valmistusmenetelmän mahdollisuuksia, sitä enemmän saat vähennettyä materiaalinkulutusta ja sitä edullisempaa valmistuksesta tulee. Oleellista on, että osaat suunnittelussa käyttää 3D-tulostuksen mahdollisuudet hyödyksi.

Mikä parasta, kappaleen painoa keventämällä myös asiakkaallesi tarjoutuu usein säästömahdollisuus. Esimerkiksi mitä kevyemmäksi metsätyökoneen puomin saa, sitä vähemmän sen liikuttaminen kuluttaa energiaa. Vaihtoehtoisesti säästetyn energian voi hyödyntää kapasiteetin lisäyksenä. Kevyen rakenteen liikkeitä on niin ikään helpompi hallita.

Kohti entistä energiatehokkaampia ratkaisuja

3D-tulostus mahdollistaa myös sellaisten kappaleiden optimoinnin, joiden sisällä kulkee virtaus. Tästä on suurta hyötyä vaikkapa jäähdytyksen ja lämmityksen suunnittelussa, kun pystyt optimoimaan lämmönsiirtymistä virtauslaskennan avulla.

Lisäksi voit valmistaa entistä haastavimpia kappaleita. Pystyt esimerkiksi tekemään kappaleen sisälle sellaisia reikiä, joiden teko ei poraamalla tai valamalla onnistu. Kun määrität ensin rajapinnat, käytettävät materiaalit ja niiden mekaaniset ominaisuudet, pääset tulostamaan optimoidun kappaleen.

3D-tulostuksen sarjatuotanto sopii myös pienille kappaleille, joita saadaan yhdestä ajosta kymmeniä tai jopa satoja. Kappale pitää kuitenkin aina suunnitella tulostettaviksi, samalla tavalla kuin valukappale suunnitellaan valettavaksi.

Isojakin kappaleita voi jo tulostaa

Suomessa käynnistyi tänä keväänä DIMECCin johtama DREAMS-projekti, jossa luodaan 3D-metallitulostuksen avoin materiaalitietokanta. Tietopankin avulla korvataan alan standardien puutetta ja helpotetaan 3D-tulostamisen hyödyntämistä kaikkein vaativimmissa sovelluskohteissa. DREAMS on Business Finlandin rahoittama ja osa FAME-ekosysteemiä.

Projektiin osallistuu iso joukko tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, ja myös Elomatic on mukana kehittämässä WAAM-tulostusta (Wire and Arc Additive Manufacturing), jossa robotti hitsaa rakenteita kerros kerrokselta. Näin on mahdollista tulostaa isojakin metallikappaleita, eikä koosta muodostu rajoitetta niin kuin 3D-laitteella tulostettaessa. Valmistetaanpa menetelmällä raketin polttoainesäiliöitäkin!

Lisäävän valmistuksen menetelmät tuovat helpotusta etenkin kriisiaikoina, jolloin kappaleiden maahantuonti muodostuu pullonkaulaksi: kun riittää että tieto liikkuu, voi kappaleet valmistaa nopealla osavalmistuksella kotimaassa. WAAM-tulostuksen etuna mainittakoon vielä, että sen materiaalina käytetään hitsauslankaa, jota on helpompi tuoda Suomeen kuin vaikka teräslevyjä.

Haluatko tietää, miten 3D-tulostuksen hyödyt saa moninkertaistettua? Lue, miten 3D-skannaus tukee 3D-tulostusta >>

Teemu Launis

Vice President, Sales
Mechanical Engineering Services

Teemu Launis has worked in mechanical engineering projects in various positions from designer to project manager. He is one of Elomatic’s representatives in the Finnish Additive Manufacturing Ecosystem. In 2010, Teemu set up Elomatic’s Tampere office. He is currently working in sales of Elomatic’s mechanical engineering services.

Martti Tryyki

Design Manager, Mechanical Engineering

Martti Tryyki started his career in 2000 at the University of Oulu. In 2012, he seized the opportunity to work as Design Manager in Elomatic's Shanghai office, and two years later he continued his work in Finland. His main interests are tailor-made test machine projects, vast utilization of Elomatic’s R&D services, and development of the engineering skills of his group.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog

Biokaasu on ilmastoystävällinen ratkaisu, jota Suomi nyt tarvitsee

Kirjoittanut Teemu Turunen
Julkaistu

Ukrainan sota on ajanut meidät tilanteeseen, jossa venäläisestä maakaasusta pitäisi päästä nopeasti irtaantumaan. Helpoiten kestävä korvaaminen tapahtuu biokaasulla, jonka käyttöönotto ei vaadi suuria muutoksia infraan. Biokaasu on myös ympäristöystävällinen ratkaisu, jonka avulla pystytään vaikuttamaan niin kasvihuonekaasujen vähentämiseen, kiertotalouden edistämiseen kuin ravinnekiertojen sulkemiseen. Biokaasun saatavuus on kuitenkin vielä rajallista ja sen tuotantoon tarvitaan panostusta.

Ukrainan sota on ajanut Euroopan energiakriisiin, jossa keskeiseen rooliin on noussut maakaasun saatavuus Keski-Euroopassa. Osalla Euroopan maista osuus Venäjältä tuotavasta maakaasusta on lähes kuudesosa maan kokonaisenergiankulutuksesta, mikä tekee siitä irtaantumisen erittäin haastavaksi.

Suomen tilanne ei ole yhtä kriittinen, sillä vastaava osuus meillä on alle 3 %. Tällä hetkellä maakaasusta karkeasti puolet käytetään teollisuudessa ja puolet sähkön ja lämmön tuotannossa, missä sitä on mahdollista korvata esimerkiksi tankkereilla tuotavalla LNG:llä, puulla, kivihiilellä ja turpeella.

On kuitenkin muistettava kestävyysnäkökulma: maakaasun korvaaminen toisella fossiilisella polttoaineella voi olla väliaikaisratkaisu akuuttiin kriisiin, mutta suunta on otettava jo vahvasti kestävämpään siirtymään.

Teollisuusyritysten kannalta tilanne on haastava

Teollisuusyrityksille maakaasusta irtaantuminen voi vaatia hyvinkin merkittäviä teknologisia panostuksia, joita on vaikea toteuttaa nopeasti. Yksi mahdollinen ratkaisu on sähköistyminen, jossa maakaasua käyttävät teolliset prosessit korvataan sähköä hyödyntävillä prosesseilla. Joissain tapauksissa on myös mahdollista hyödyntää epäsuoraa sähköistämistä, jolloin keskiöön nousevat lämpöpumput ja priimaukseen käytettävät sähkövastukset.

Kaikista helpoiten maakaasun korvaaminen tapahtuu suoraan biokaasulla, jolloin olemassa olevaan infraan ei tarvitse tehdä suuria muutoksia. Teollisuudessa monet toimijat haluaisivatkin nyt hyödyntää biokaasua osana maakaasusta irtaantumista, ja toisaalta maatalouden elinkyvyn ja huoltovarmuuden varmistaminen ovat nousseet yhä tärkeämmiksi teemoiksi.

Biokaasuhankkeille tarvitaan julkista tukea

Biokaasuhankkeiden tukemiseen tarvitaan tässä tilanteessa erilaisia elementtejä, joista yksi työkalu on vuonna 2022 voimaan tullut laki uusiutuvien polttoaineiden käytön edistämisestä liikenteessä. Siinä biokaasu tulee tietyin rajoituksin osaksi jakeluvelvoitetta.

Tätä kirjotettaessa lakiin on esitetty Ukrainan sodan takia muutosta, jossa jakeluvelvoitteen osuuden kasvattamisen aikataulua lykätään. Huomionarvoista on, että kehittyneiden biopolttoaineiden ja biokaasun lisävelvoitetta ei ole tarkoitus muuttaa tällä esityksellä.

Julkisen hallinnon taholta biokaasuhankkeita tulisi tukea myös muilla keinoilla, kuten selkeyttämällä ja yhtenäistämällä tukikokonaisuuksia toimijoille. Tämä helpottaisi erityisesti pienempien toimijoiden hankevalmisteluja sekä yhteistyöhankkeita, joissa osallistuu useampi toimija. Myös erilaiset hyötyyn perustuvat rahoitusinstrumentit, joissa lainan hinta on sidottu hankkeen tuottamaan ympäristöhyötyyn, helpottaisivat hankkeiden käyntiin lähtemistä.

Myös veroratkaisuilla on merkitystä

Veroratkaisuilla on osaltaan vaikutusta sekä hankkeiden kannattavuuteen että markkinan kehittymiseen. Biokaasun näkökulmasta olennaisia ovat valmistevero sekä sähkövero.

Biokaasu säädettiin valmisteveron alaiseksi polttoaineeksi vuoden 2022 alussa, poikkeuksena kestäväksi luokiteltu biokaasu, jota käytetään lämmitykseen. Biokaasun tuottajalla täytyy olla Energiaviraston hyväksymä kestävyysjärjestelmä, jotta kaasu voidaan luokitella kestäväksi ja tätä kautta verovapaaksi. Muussa tapauksessa kaasusta maksetaan täysi biokaasun valmistevero myös lämmityskäytössä.

Sähköveron osalta teollinen kierrätysmateriaalien valmistus ja jalostus oikeuttavat energiaverotukeen, koska käytännössä näiden laitosten käyttämä sähkö kuuluu alempaan sähköveroluokkaan II. Biokaasun suhteen tulkinta on vielä hieman epäselvä, mutta alemmalla veroluokalla on luonnollisesti vaikutusta laitosten kannattavuuteen.

Ohjauskeinoissa on muistettava ennakoitavuus

On myös muistettava, että jossain vaiheessa rajallista biokaasun tuotantoa joudutaan mahdollisesti ohjaamaan sinne, missä sen käytöstä saa suurimman hyödyn ja parhaan vaikuttavuuden ilmastomielessä. Nämä ohjauskeinot on mietittävä tarkkaan ja niistä on viestittävä ennakoidusti, jotta toimijat osaavat mukautua muuttuvaan tilanteeseen.

Kokonaisuudessaan kaikissa julkisen vallan ohjauskeinoissa on tärkeää muistaa ennustettavuus, jotta toimijat uskaltavat lähteä edistämään hankkeita. Lisäksi julkisen vallan olisi tärkeää suoraviivaistaa luvitusprosessia sekä selkeyttää rahoitus- ja tukikonsepteja.

Biokaasualan houkuttelevuutta tulee aktiivisesti edistää

Kiertotalous ja uusiutuvien energialähteiden tuotantohankkeet ovat tällä hetkellä todella kiinnostavia rahoituskohteita, sillä panostaminen puhtaisiin ratkaisuihin nähdään keskeisenä riskienhallintatyökaluna. Kehitys voimistunee erityisesti biokaasun suhteen, sillä sen avulla voidaan vaikuttaa useampaan kestävyyden alueeseen: kasvihuonekaasujen vähentämiseen, kiertotalouden edistämiseen ja ravinnekiertojen sulkemiseen.

Sijoittajat katsovat mahdollisuuksia kuitenkin kokonaisvaltaisesti suhteessa muihin kohteisiin. Näin ollen olisi tärkeää pyrkiä edistämään biokaasualan houkuttelevuutta sijoituskohteena. Suomessa alan imagoon ovat vaikuttaneet erään edesmenneen teknologiatoimittajan tekniset ja liitetaloudelliset haasteet, joka lopulta realisoituivat konkurssina ja useana keskeneräiseksi jääneenä laitoshankkeena. Uusia toimijoita on kuitenkin tullut alalle, ja myös vireille nousevat hankkeet ovat lisääntyneet.

Huomionarvoista Suomen markkinassa on myös alan jakaantuminen yhteen vahvaan toimijaan eli Gasumiin ja epähomogeeniseen pienten toimijoiden joukkoon. Tämä voi osaltaan heikentää sijoittajien kiinnostusta alan hankkeita kohtaan. Varsinkin pienissä hankkeissa teknologiset ja liiketoiminnalliset riskit korostuvat, mikä heijastuu hankkeiden rahoitukseen.

Jatkossa yhteistyö on avainasemassa

Alalla on selkeästi tilaa teknologiatoimittajalle, joka pystyy toteuttamaan laajan mittakaavan hankkeita. Osaltaan teknologian kehitystä rajoittaa osaamisen puute sekä hanketoimijoiden että viranomaisten puolella. On tärkeää huomioida, että biokaasun tuotanto vaatii poikkitieteellistä osaamista. Esimerkiksi raaka-aineen epähomogeenisuus on vaikeuttanut laitosten monistettavuutta ja skaalautuvuutta teknologisessa mielessä.

Tyypillisessä hankkeessa tarvitaankin osaamista lähtien aina biologiasta, suunnittelusta ja logistiikasta päätyen aina rahoitukseen ja kannattavuuteen asti. Tästä syystä on erityisen tärkeää ”hankkeistaa” kokonaisuus osaksi laajempia ekosysteemejä ja yhteistyöverkostoja.

Mikä on tulevaisuudessa biokaasualan rooli?

Varmaa vastausta on vaikea antaa, mutta uskon, että lyhyellä tähtäimellä se tulee olemaan yksi merkittävä toimija fossiilisesta energiasta irtaantumisessa. Eri skenaarioiden mukaan biokaasun tarpeeksi on arvioitu 4–11 TWh jo ennen Ukrainan sotaa, ja meneillään oleva kriisi nopeuttaa tätä kehitystä.*

Akuutin tilanteen jälkeen fokus siirtyy oletettavasti enemmän biokaasun käytön laajentamiseen ja uusien käyttötapojen kartoittamiseen. Huoltovarmuusnäkökulma tulee olemaan yksi biokaasun käytön laajentumista edistävä näkökulma, ja se osaltaan raivaa tietä kaasujen yhä monipuolisemmalle käytölle liikenteessä ja teollisuudessa.

Uskon, että tulevaisuudessa käytämme synteettistä metaania, biometaania, biokaasua ja vetyä, ja se avaa ovia myös muille sähköpolttoaineille ja vetytalouden ratkaisuille.

* Vuonna 2020 biometaanin tuotanto oli Suomessa noin 110 GWh ja biokaasun tuotanto noin 768 GWh (yhteenlaskettu määrä vastaa noin 3,5 % vuoden 2020 maakaasun käytöstä Suomessa).

 

Lue, miten biokaasuhankkeiden kannattavuutta voi parantaa >>

 

Teemu Turunen

Phil. Lic. (Env. Science)

Teemu Turunen has extensive experience in energy and process consulting in several industries. He currently works as Business Development Director in the energy and process business area. His focus is to lead the development of sustainable solutions for future needs.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog

Miten biokaasuhankkeiden kannattavuutta voi parantaa?

Kirjoittanut Teemu Turunen
Julkaistu

Biokaasuhankkeiden kannattavuuden parantamiseksi on tärkeä kehittää koko tuotantoarvoketjua. Lopputuote pitää saada käyttötarpeen kannalta riittävään jalostusasteeseen ja prosessin sivutuotteille tulee löytyä markkina. Hankkeen koon kasvattaminen parantaa yleensä kokonaiskannattavuutta, minkä lisäksi laitoksen sijainnilla on suuri merkitys. 

Biokaasuhankkeiden kannattavuus on osoittautunut haastavaksi, vaikka erilaisia tukimuotoja onkin ollut saatavilla. Hankkeiden kannattavuuden parantamisessa tärkeässä roolissa on koko tuotantoarvoketjun kehittäminen. Keskeistä olisi kehittää lopputuotemarkkinaa: lopputuote tulisi saada käyttötarpeen kannalta riittävään jalostusasteeseen ja prosessin sivutuotteille, kuten mädätejäännökselle, pitäisi löytyä markkina.

Esimerkiksi maatilamittakaavassa lantabiokaasun tuotannon mädätejäännös on mahdollista jalostaa kierrätyslannoitteeksi, joka korvaisi suoran lannan levityksen pelloille. Kierrätyslannoitteen etuina ovat pienempi fosforin huuhtoutuma vesistöihin sekä typen muoto, joka on paremmin kasvien hyödynnettävissä.

Tällä hetkellä ongelmana on se, että suora lannan levittäminen pelloille on viljelijälle kannattavampaa, koska kierrätyslannoitemarkkina on vasta kehittymässä. Markkinan kehittymiseen tarvitaan osaltaan lainsäädännön selkeyttämistä, uutta tutkimustietoa sekä aktiivisia toimijoita markkinalla.

Laitoksen sijainnilla ja hankkeen koolla on keskeinen merkitys

Biokaasuhankkeiden kannattavuuteen vaikuttaa suuresti laitoksen sijainti, jotta sekä raaka-aineiden että lopputuotteen logistiikka saadaan kannattavaksi. Sijainnista voi tehdä hyvän myös sopiva, läheinen, teollinen biokaasukäyttäjä, joka sitoutuu hankkimaan laitoksen lopputuotteita.

Sekä pientuotannon että isomman tuotannon kannalta hankkeen koon kasvattaminen parantaa tyypillisesti kokonaiskannattavuutta. Käytännössä tämä tarkoittaa pientuotantopuolella useampien maatilojen yhteisiä hankkeita ja isommissa hankkeissa merkittävien teollisten toimijoiden osallistumista.

Erityisesti elintarviketeollisuus on ollut viime aikoina aktiivinen hankkeissa. Esimerkiksi Valio on lähtenyt kehittämään hiilineutraalia maitoketjua yhteistyössä tuottajien kanssa. Teollisten toimijoiden mukanaolo lisää yleensä myös rahoittajien kiinnostusta hankkeita kohtaan.

Hanketta tulee kehittää arvoketju edellä

Hankkeessa voi olla mukana esimerkiksi

  • teollisuusyritys, jolta saadaan raaka-ainetta
  • konsultti/suunnitteluosaaja
  • biokaasulaitosoperaattori
  • toimija, joka ostaa päätuotteen sekä
  • mahdollinen sivuotteiden jalostaja.

Tässä tapauksessa hanketta lähdetään kehittämään arvoketju edellä, jolloin hyödyt on mahdollista esittää kokonaisvaltaisemmin.

Yksi mahdollinen kehityssuunta on, että yksittäiset hankkeet koottaisiin mahdollisimman aikaisessa vaiheessa osaksi laajempaa hankeportfoliota. Tallainen malli vaatisi aiheeseen keskittyvää operaattoria, joka vastaisi hankkeen kehittämisestä, rakentamisesta tai ylläpidosta sekä rahoituksen koordinoinnista. Mahdollisesti operaattori toimisi myös omistajana.

Yksittäiset hankkeet puolestaan saisivat käyttöön operaattorin osaamisen, mikä puolestaan voisi vauhdittaa hankkeiden käyntiin lähtemistä ja pienentäisi tätä kautta rahoitusriskiä.

Kannattavuus määräytyy suurelta osin jo suunnitteluvaiheessa

Osaltaan hankkeiden kannattavuuteen on mahdollista vaikuttaa teknologian kehityksen kautta ja toisaalta pyrkimällä huomioimaan laitoksen käyttöä jo suunnitteluvaiheessa. Biokaasulaitosteknologia kehittyy koko ajan, ja kun tehokkaita ja skaalautuvia teknologioita saadaan markkinoille, paranee hankkeiden kannattavuus sekä pienemmän investointikustannuksen että tehokkaamman operoinnin kautta.

Tärkeää on myös muistaa, että suunnitteluvaiheessa lukitaan suurin osa työkaluista, joilla operoinnin kannattavuuteen voidaan vaikuttaa. Tämän takia on tärkeää hyödyntää riittävästi myös asiantuntemusta suunnitteluvaiheessa.

Suunnitteletko biokaasuhanketta? Ota yhteyttä asiantuntijoihimme >>

Teemu Turunen

Phil. Lic. (Env. Science)

Teemu Turunen has extensive experience in energy and process consulting in several industries. He currently works as Business Development Director in the energy and process business area. His focus is to lead the development of sustainable solutions for future needs.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

22/11/2022

Kuinka varmistamme teollisuuden resilienssin tulevana talvena?

Kirjoittanut By Teemu Turunen

Meneillään oleva energiakriisi on pakottanut meidät miettimään, kuinka turvaamme kriittisen infrastruktuurin ja tuotantotoiminnan. Konkreettisia toimia ovat esimerkiksi varapolttoainejärjestelmien toteuttaminen ja siirtyminen pois maakaasusta tuotantolaitoksissa. Kun aivan akuuteimmasta tilanteesta on selvitty, on oman toiminnan uhkakuvia ja...

Read more » Lue lisää »
Blog

Copyright © 2020 – Elomatic, All rights reserved