Energiainfra ja uudet energiateknologiat (Viranomaismääräykset, direktiivit)
Päästöjen herraksi
Regulaatio kiristyy jatkuvasti, mutta teknologia auttaa teollisuusyrityksiä saavuttamaan tiukatkin päästörajat
EUROOPAN UNIONISSA on pitkä perinne erilaisten päästöjen mittaamisesta ja vähentämisestä teollisuusympäristössä. Esimerkiksi IED-vaatimukset luovat raamit päästöjen jatkuvatoimiselle mittaamiselle ja laadunvarmistukselle polttolaitoksissa ja jätteenpolttolaitoksille.
EN14181-standardi vuodelta 2014 varmistaa kiinteästi asennettujen mittalaitteiden laadun ja kertoo, miten päästömittausjärjestelmä tarkistetaan (QAL2, AST, QAL3). EN14181:ssä on myös määritelty, että mittausjärjestelmän tulee soveltua kyseisiin mittauksiin (QAL1). Päästöjen mittaamisessa on käytettävä EN15267- standardi mukaisesti sertifioituja systeemejä (tyypillisesti MCERTS tai TÜV). Mittaustekniikoita useita erilaisia mm. FTIR, GFC, TDLS, DOAS, NDIR, UV ja CLD.
Nykyisellään laajin valikoima eri päästömittauskomponentteja saadaan FTIR-tekniikalla (Fourier-transform Infrared spectroscopy), joka soveltuu tyypillisten päästökaasujen kuten typpioksidi-, rikkidioksidi-, hiilimonoksidi- sekä hiilidioksidipäästöjen mittaamisen lisäksi mm. ammoniakin, HCl:n, HF:n, N2O:n, hiilivetyjen ja savukaasun kosteuden mittaamiseen. Tällä hetkellä arviolta noin 60% koko maailman päästömittauksista tehdään FTIR:llä, joskin suuriakin eroja esiintyy esimerkiksi eri maiden sekä erityyppisten laitosten välillä.
Tilanteen tasalla?
Myynti-insinööri Jesse Tikka Gasmet Technologies Oy:stä katsoo, että päästöjen mittaukset on pääpiirteittäin hoidettu Suomessa erittäin hyvin, eli mittaukset suoritetaan vaatimusten mukaisesti.
"Ainoa huomautettava asia on, että koska vaatimukset rajoittuvat vain tiettyihin kaasuihin, voi päästöjen kokonaiskuva jäädä epäselväksi. Mittaukset keskittyvät vain rajalliseen määrään yhdisteitä, jolloin ymmärrys kokonaiskuvasta ja kaikista päästöistä voi olla hämärän peitossa", Tikka pohtii.
Gasmetin ratkaisu pulmaan on, että yrityksen FTIR-ratkaisulla saa tarvittaessa ja haluttaessa mitattua useampia kaasuja yhtäaikaisesti. "Kaikki mittaukset voidaan tehdä vain yhdellä analysaattorilla, jolloin ei tarvitse olla useampaa eri laitetta eri kaasujen mittauksiin. FTIR:llä saa siis nopeasti ja helposti kokonaiskuvan päästöistä", kertoo Tikka.
Varmaa dataa
Erilaisia haasteita kentällä toki esiintyy. Päästömittauksissa laitteiden pitää olla erittäin luotettavia ja toimia itsenäisesti pitkiäkin aikoja, muistuttaa Tikka.
"Laitoksille laiteviat voivat tulla kalliiksi. Pahimmassa tapauksessa päästöjen raportointi keskeytyy rikkoutuneen mittalaitteen vuoksi, jolloin laitos on pakko ajaa alas, kunnes mittalaite on taas toimintakunnossa."
Lisäksi joissakin tapauksissa laitteiden huoltoväli voi olla vain muutaman viikon pituinen. Huolto sinänsä kestää muutaman tunnin, mutta jos huoltoa ei saada suoritettua määrätyssä ajassa, riski laitoksen hetkelliseen alasajoon kasvaa - ja sitä myötä myös kustannukset.
"Gasmet CEMS II e -päästömittausjärjestelmällä on pitkä kuuden kuukauden huoltoväli, johon monen muun laitevalmistajan laitteistot eivät kykene", lisää Tikka.
Futureproof on päivän sana
Tikka uskoo, että päästörajat tulevat tiukentumaan tulevaisuudessa ja mitattavien komponenttien määrää tullaan kasvattamaan. Uusien yhdisteiden lisääminen analyysiin on Gasmetin järjestelmissä helppoa, sillä ne edustavat ns. future-proof-teknologiaa eli monet tulevaisuuden mahdollisista vaatimuksista on mahdollista saavuttaa jo tänään.
Tikka tarjoaa esimerkin: polttoaineen muutoksen tai prosessin häiriön takia voi mitattavaan kaasuun ilmaantua uusia yksittäisiä kaasukomponentteja, joita analyysi ei tunnista. Näitä yhdisteitä voidaan Gasmetin FTIR:llä tunnistaa ja sen jälkeen mitata siitä huolimatta, että alkuperäisessä mittaussovelluksessa ei kyseistä komponenttia ollut lainkaan.
"Näin uusia komponentteja voidaan helposti lisätä analyysiin ilman, että tarvitsee tehdä muutoksia itse analysaattoriin. Komponentin lisäys on vain sovellukseen tehtävä muutos."
Typen oksidit alas
Voimalaitokset ja monet muut teollisuuslaitokset - mm. sementtitehtaat, polttolaitokset, lasitehtaat ja jalostamot - tarvitsevat toimintaansa varten yhä useammin NOx-pelkistysjärjestelmiä, joiden avulla haitallisia typen oksideja saadaan vähennettyä. Järjestelmät ovat yleensä joko SNCR- (ei-katalyyttinen menetelmä) tai SCR-järjestelmiä (katalyyttinen menetelmä), joissa ruiskutetaan joko ammoniakki- tai ureareagenssia. SNCR voi vähentää NOx-päästöjä arviolta noin 80%, kun taas SCR:llä saavutetaan jopa 95% päästövähennys.
Yara toimittaa NOx-päästöjen hallintaratkaisuja, jotka perustuvat SNCR- ja SCR-järjestelmiin ja reagensseihin eli juuri ureaan ja ammoniakkiin. Yritys on toimittanut ja asentanut järjestelmiä useiden vuosikymmenten aikana satoihin kohteisiin ympäri maailmaa.
Myyntipäällikkö Rikhard Blomqvist Yaralta toteaa, että SNCR on selvästi halvempi ja yksinkertaisempi ratkaisu.
"Jos on mahdollista päästä SNCR-menetelmällä haluttuun NOx-tasoon, niin tällöin varmasti investoidaan SNCR-systeemiin. Mutta aina se ei ole niin yksinkertaista", Blomqvist huomauttaa.
Ensinnäkin reagenssin valintaan vaikuttaa monta eri asiaa. Ammoniakki on tehokkaampi kuin urea, mutta samalla se on vaaralliseksi aineeksi luokiteltu aine (VAK). "Jos kyseessä on vanha laitos, yleensä valitaan urealiuosta."
Päästörajoista ei vielä tarkkaa tietoa
Teollisuuden päästöjä koskeva direktiivi LCP BREF(Supo) tuli voimaan 1.1. 2016 yli 50MW laitoksille ja jotkut laitokset saivat neljän vuoden siirtymäajan direktiivin määräyksiin nähden. Uutena regulaationa on tulossa BAT-BREF, jolla tiukennetaan yli 50MW laitosten päästörajoja. Kun tämä tulee voimaan, niin laitoksilla on neljä vuotta aikaa saavuttaa uudet raja-arvot. Pipo (5-50MW laitokset) malli astuu voimaan 1.1.2018.
"Päästörajat tulevat tiukkenemaan merkittävästi BAT-BREFin myötä. Kuitenkaan tarkat laitoskohtaiset rajoitukset eivät ole vielä tiedossa - ainoastaan haarukka tiedetään", Blomqvist toteaa.
Suomalaisissa yrityksissä ei aina olla aivan kartalla muuttuvien päästörajojen kanssa. Blomqvist toteaa, että kenttä on lähtenyt hitaasti liikkeelle, verrattuna esimerkiksi Ruotsiin.
"Kaikesta näkee, että Suomessa odotellaan uusia BAT-BREF-rajoja, ennen kuin tehdään mitään investointeja. Ruotsissa on enemmän edelläkävijyyttä tämä asian suhteen", Blomqvist toteaa.
Optimoimalla tuloksiin
Yaran NOx-asiantuntemus juontaa juurensa 1990-luvulta ja kattaa muun muassa järjestelmien suunnittelun ja rakennuksen, NOx-päästöjen vähentämisen sekä päivittäisessä NOx-päästöjen hallinnassa tarvittavan tuen ja olemassaolevien NOx-pelkistysjärjestelmien päivittämisen tai optimoinnin.
"Optimoinnin piiriin kuuluu esimerkiksi auttaminen oikean tekniikan valitsemisessa, vähähuoltoisen ja laadukkaan laitteiston kehittäminen, toimipaikassa tarvittavan reagenssin määrän laskeminen ja toimipaikassa parhaiten sopivan reagenssin varastointiratkaisun löytäminen", listaa Blomqvist.
Vaikka Yaralla on kansainvälisesti mittava palveluportfolio, Suomessa yritys tunnetaan nimenomaan reagenssitoimittajana, joka tuottaa ammoniakkivettä ja urealiuosta tuotantolaitoksissaan Siilinjärvellä ja Valkeakoskella.
Innovaatio ammoniakista
Mynämäkeläinen Steel Master Finland Oy suunnittelee ja valmistaa erilaisia ratkaisuja nesteiden ja kaasujen käsittelyyn. Kymmenisen vuotta sitten yrityksessä valmistettiin ensimmäinen ammoniakkikoneikko, joka vähentää haitallisia päästöjä tuntuvasti.
"Ammoniakki/urea-järjestelmä vähentää esimerkiksi NOx-, SO2- ja CO2-päästöjä, mutta erityisesti NOx-päästöjä", kertoo toimitusjohtaja Matias Tuominen Steel Masterista. Konsepti toimii siten, että ammoniakkimoduuli syöttää tarvittavan määrän ammoniakkiliuosta kuormituksen mukaan. Sitten ammoniakkiliuos sekoitetaan demineralisoidun veden kanssa ja suihkutetaan kattilaan.
Kuluneen vuosikymmenen aikana ammoniakki/urea-järjestelmiä on toimitettu noin 30 laitosprojektiin - yhteistyökumppaneina ovat olleet mm. Valmet ja Andritz. Pari vuotta sitten Steel Master ja General Electric alkoivat suunnitella uuden sukupolven ammoniakkijärjestelmää, joka on entistä tehokkaampi.
"Uudessa mallissa ammoniakinsyöttö on paljon edistyneempi kuin vanhassa", Tuominen kertoo. Uuden järjestelmän ensimmäinen toimitus tehtiin viime vuonna ja kokemukset ovat olleet hyviä. GE/Steel Master -yhteistyön toinen hedelmä on tuloillaan sekin:
"Toisen uudenmallisen ammoniakkijärjestelmän käyttöönotto tapahtuu loppuvuodesta", arvioi Tuominen.
Maailmanlaajuinen hitti?
Tämän jälkeen onkin sitten aika ryhtyä myymään uutta tuotetta ihan toden teolla: Steel Master odottaa tuotteesta hittiä ja on perustanut oman, erillisen osastonsakin sitä varten.
"Odotukset ovat korkealla, koska markkina kasvaa ja kiinnostusta on nyt hyvin globaalisti", Tuominen kertoo. EU on luonnollisesti "kotipesä", mutta esimerkiksi Kiina on kiinnostava kortti: vaikka maan lainsäädäntö sinänsä ei ole yhtä tiukka kuin Euroopassa, jatkuvat saasteongelmat ovat saaneet suuret yritykset reagoimaan.
"Typen oksidit halutaan nyt alas myös Kiinassa, se on ihan selvä. Tämän takia monet kiinalaiset yritykset ovat kiinnostuneita siitä, mitä meillä on tarjota." Myös sellaiset markkinat kuin Afrikka ja Etelä-Amerikka ovat varteenotettavia Steel Masterin näkövinkkelistä.
Moduulibisnes Matias Tuominen on seurannut isäänsä, Esa Tuomista, yrityksen toimitusjohtajaksi. Vuonna 1995 perustettu yritys aloitti teräsrakenteiden valmistajana, mutta siirtyi pian moduulien valmistajaksi. Tämä on myös tulevaisuuden suunta:
"Me suunnittelemme ja valmistamme moduuleita, joiden avulla siirretään, suodatetaan tai prosessoidaan eri aineita. Tämä ei tule muuttumaan, vaan päinvastoin kehitämme toimintaa kaikin tavoin", Matias Tuominen toteaa.
Teksti: Sami J. Anteroinen
Kuva: StockSnap.io
