Anturiteknologia vauhdittaa myös vihreää siirtymää

Biokaasuun ja siitä jalostettavaan biometaaniin on kohdistunut vuosien saatossa isoja kasvuodotuksia. Mittavamman kaasutehtailun tiellä on kuitenkin ollut perinteisen fossiilisen maakaasun pitkään matalalla pysynyt hinta sekä sen hyvä saatavuus.

Venäjän Ukrainaa vastaan käynnistämän hyökkäyssodan myötä globaalit kaasu- ja energiamarkkinat ovat kuitenkin kääntyneet aivan uuteen asentoon. Sen myötä monelle teollisuuden alalle elintärkeän maakaasun rinnalle haetaan nyt kiivaasti korvaavia ja vähäpäästöisempiä energianlähteitä.

Tähän joukkoon on noussut uudelleen myös biokaasu ja siitä jalostettu biometaani, jota voidaan käyttää sellaisenaan fossiilisen maakaasun sijasta. Toistaiseksi biometaania on tuotettu pitkälti paikallisesti esimerkiksi maatiloilla, jätteenkäsittelylaitoksilla ja kaatopaikoilla. Laajemman energiantuotannon avainpulmia ovat olleet biokaasulaitosten heikot hyötysuhteet, tuotannon laatu- ja volyymivaihtelut sekä laitosseisokit, jotka käyvät kalliiksi myös asiakkaille.

Nyt alalla kuitenkin puhaltavat muutoksen tuulet. Biometaanin tuotanto tekee uutta nousua, sillä kaasun tarve ei maailmasta mihinkään katoa, muistuttavat Vaisalan Power & Energy -segmentin johtaja Pasi Iisakkala ja tuotepäällikkö Antti Heikkilä.

– Muutoksen moottorina on kalliin maakaasun lisäksi EU:n vihreä siirtymä ja sen tiukat päästötavoitteet. Mikäli ne aiotaan saavuttaa, on fossiilisia polttoaineita korvaavan biometaanin tuotanto kymmenkertaistettava vielä kuluvan vuosikymmenen aikana, kaksikko toteaa.

Käsiohjauksesta siirrytään optimoituun tuotantoon

Tässä kohtaa kuvaan astuu Vaisalan kehittämä ja useissa biokaasulaitoksissa testaama anturiteknologia, jonka myötä biometaanin tuotannosta saadaan entistä resurssitehokkaampaa, puhtaampaa ja tasalaatuisempaa. Automaatiolla ja etäohjauksella myös laitosten koko ja niiden tuotantomäärät saadaan aivan uudelle tasolle.

Ja mikä tärkeintä, yhtälö on nyt toteutettavissa taloudellisesti kannattavasti. Biometaanin tuotantohinta on ollut noin 80 euroa megawattitunnilta. Paremman tuotannonohjauksen ja kasvavien jalostuslaitosten koon myötä sen odotetaan laskevan noin 50 euroon eli nykyhinnoin noin puoleen maakaasun tasosta.

Kun biokaasua tuotetaan pelkästään sähköä ja lämpöä tuottavalle CHP-laitokselle, prosessia on voitu ohjata tyydyttävästi jopa ilman reaaliaikaista kaasun laadun mittausta, sillä kaasun metaanipitoisuus on suhteellisen alhainen ja pitoisuuden vaihtelu sallittua tietyissä rajoissa.

– Kun biokaasu jalostetaan yli 95-prosenttiseksi polttoaineena käytettäväksi biometaaniksi, se vaatii täsmällisempää ja älykkäämpää mittausteknologiaa. Näin kaasun tuotannosta tulee tehokasta ja haitalliset metaanivuodot pystytään minimoimaan, Heikkilä toteaa.

Mahdollisimman pitkälle automatisoidussa ja optimoidussa tuotantoprosessissa raaka-aineet hyödynnetään tarkemmin ja samalla materiaalihukka jää pienemmäksi. Myös prosessista hukkaan menevän metaanin määrä saadaan minimoitua. Samalla biokaasusta erotettu hiilidioksidi voidaan ottaa talteen ja myydä puhdistettuna eteenpäin.

Parhaimmillaan kyse on lähes suljetusta materiaalikierrosta, jossa kaikki tuotannon sivuvirrat tulevat hyödynnetyiksi jossain muodossa.

– Eikä laitosten tarvitsemasta raaka-aineesta tule heti pulaa. Tällä hetkellä biokaasuksi mädätettävissä olevista jätteistä jää World Biogas Associationin arvion mukaan globaalisti hyödyntämättä noin 98 prosenttia, Heikkilä muistuttaa.

Luontevaa jatkoa yrityksen aiemmalle osaamiselle

Biokaasun mittaamiseen tarvittava teknologia oli Vaisalassa pitkälti jo olemassa, ja yhtä sen sovellusta käytettiin muun muassa suurtehomuuntajien kunnonvalvontaan.

– Biokaasulaitoksissa lisähaasteena olivat korrosiiviset epäpuhtaudet kuten rikkivety, Iisakkala kertoo.

Asiakkaiden kanssa yhteistyössä kehitettyä ”biokaasuversiota” on koeponnistettu menestyksekkäästi muun muassa Espoon Ämmässuon jätekeskuksessa, joka on lajissaan yksi Euroopan suurimmista. Muita pilottikohteita ovat olleet Kööpenhaminan jätteenpolttolaitos, jossa kehitetään erityisesti hiilidioksidin talteenottoteknologiaa sekä Japanin Miurassa toimiva iso jätteenkäsittelylaitos, joka tuottaa biokaasua, lämpöä ja sähköä. 

– Nyt tuomme ja skaalaamme näitä prosessiteollisuudessa testattuja ratkaisuja ja teknologiaa uudelle toimialalle. Lopulta kyse on samasta tarinasta, joka alkoi Vaisalassa jo 25 vuotta sitten ympäristömittauksista, Iisakkala toteaa.