Helsinki University of Technology Publications in Engineering Physics

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Helsinki University of Technology Publications in Engineering Physics"

Transkriptio

1 Helsinki University of Technology Publications in Engineering Physics Teknillisen korkeakoulun teknillisen fysiikan julkaisuja Espoo 2003 TKK-F-B195 VETYTEKNOLOGIAT Tfy Ydin- ja energiatekniikan seminaari, kevät 2003 Tfy Yksilöllinen opintojakso ISSN X ISBN

2 TEKNILLINEN KORKEAKOULU Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto Teknillinen fysiikka - Energiatieteet Vetyteknologiat Vedyn käytölle tulevaisuuden energiantuotannossa on suuria odotuksia, koska se mahdollistaa puhtaan, hiilestä vapaan energiasyklin. Vety ei toimi primäärienergianlähteenä kuten maaöljy, vaan se on energiankantaja. Primäärienergianlähteenä vedyn tuottamisessa voidaan käyttää käytännössä kaikkia energiamuotoja. Primäärienergialla tuotettu vety varastoidaan ja siirretään käyttöpaikalle, jossa se voidaan muuntaa suoraan loppuenergiaksi, esimerkiksi sähköksi ja lämmöksi polttokennon avulla. Vetyä voidaan myös käyttää polttoaineena. Teknillisen fysiikan ja matematiikan osastolla Energiatieteet-laboratoriossa pidettiin keväällä 2003 perusopiskelijoiden oppilasseminaari Tfy Ydin ja energiatekniikan seminaari vetyteknologiasta. Kurssin pystyi vaihtoehtoisesti suorittamaan lisensiaattiopintojaksona Tfy Yksilöllinen opintojakso Vetyteknologia. Seminaari käsitteli vedyn ominaisuuksia, tuotantoa, varastointia ja sovelluskohteita. Osallistujien tuli laatia aiheestaan suullinen -ja kirjallinen esitys ja toimia opponenttina toiselle esiintyjälle. Kirjalliset esitykset on koottu tähän raporttiin. Raportin on koonnut kurssin assistentti Olli Himanen. Otaniemessä Peter Lund Professori Olli Himanen Kurssin assistentti 2

3 Sisällysluettelo: Matti Noponen Vedyn tuotantotavat Reformointi Arto Lehtolainen Elektrolyysi ja fotolyysi Mikko Mikkola Biologinen vedyntuotanto Olli Himanen Vedyn varastointi Jesper Lundbom Nestevety Toivo Kivirinta Vety energiankantajana ja polttoaineena Vuokko Laaninen Stationaariset voimalaitokset Mikko Pihlatie Polttokennot Tho Phan Vetytalous 3

4 Tfy Vedyn tuotantotavat - Reformointi Matti Noponen Tiivistelmä Edettäessä kohti vetytaloutta vedynvalmistus on yksi keskeisimmistä haasteista. Nykyisellä tekniikalla vedyn reformointi hiilivedyistä (esim. metaanistä tai metanolista) on selvästi kustannustehokkainta. Reformointireaktiossa hiilivety, vesihöyry ja/tai happi reagoivat synnyttäen hiilimonoksidia ja vetyä. Prosessikaasu puhdistetaan hyödyntämällä hiilimonoksidin ja vesihöyryn reaktiota hiilidioksidiksi ja vedyksi sekä katalyyttisillä ja selektiivisillä membraaniprosesseilla. Reformointiprosessit voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan: höyryreformointiin, osittaishapetukseen ja autotermiseen reformointiin. Seminaarityö keskittyy näiden prosessien kuvaamiseen ja yrittää selvittää mitkä näistä prosesseista ovat mahdollisia myös vedyn pienimuotoisessa tuotannossa. Lisäksi työssä on yritetty listata kunkin prosessin teollinen valmius sekä teolliset valmistajat sekä prosessien kehittäjät. 1 Johdanto Tässä työssä käsitellyt vedyntuotantotavat perustuvat hiilivetyjen sekä muiden vetypitoisten yhdisteiden reformointi- ja kemiallisiin prosesseihin poissulkien sähkökemialliset ja biologiset prosessit. Lisäksi raportti painottuu pienen kokoluokan vedyntuotantoprosesseihin, koska yleisesti vetytalouden ensimmäisen vaiheen uskotaan muodostuvan hajautetusta vedyntuotantomallista. Hajautettu vedyntuotanto vedynkäytön yleistyessä energiantuotannossa ja liikenteessä uskotaan olevan halvempaa kuin keskitetyn. Vety tuotettaisiin tällöin kohteissa, joihin kulutus on keskittynyt. Vedynkäytön lisääntyessä keskitetty tuotanto tulee kannattavaksi. Keskitetyn tuotannon uskotaan olevan kustannustehokasta, kun esim. autokannasta 10-20% toimii vedyllä [Ogden 2001]. Tällöin vedynjakelujärjestelmänä toimisivat samanlaiset putkistot kuin mitä maakaasulle nykyään käytetään. Laajamittainen vedyntuotanto mahdollistaisi myös tehokkaan hiiliyhdisteiden talteenoton ja varastoinnin. Pienessä mittakaavassa tuotettu vety uskotaan olevan liian kallista, jos tehokkaat hiiliyhdisteiden talteenottojärjestelmät olisivat näissä vaatimuksena. Laajamittaisen tuotannon uskotaan lisäksi mahdollistavan vedyntuotannon biomassasta sekä jätteistä hajautettua kustannustehokkaammin. Tällä hetkellä halvimmat vedyntuotantotavat perustuvat maakaasun (metaanin) reformointiprosesseihin, jotka voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan: höyryreformointiin, osittaishapetukseen ja autotermiseen reformointiin. Höyryreformoinnissa metaani reagoi veden kanssa, osittaishapetuksessa reagoivina yhdisteinä ovat metaani ja happi ja autoreformointi yhdistää höyryreformoinnin ja osittaishapetuksen. Maakaasu on kemiallisilta rakenteeltaan helpoimmin reformoitava hiilivety-yhdiste ja sillä on jo laaja olemassa oleva jakeluverkosto, joten se on luonnollinen lähtökohta vetytalouden luonnissa.

5 Toisena lupaavana menetelmänä on esitetty metanolin höyry- ja autotermistäreformointia. Metanoli nestemäisenä yhdisteenä on helpompaa kuljettaa ja varastoida kuin kaasumainen maakaasu. Metanolilla on kuitenkin useita haittapuolia, jonka takia varsinkaan Euroopassa sen laajamittaiseen käyttöönottoon ei olla innostuneita. Metanoli on esimerkiksi myrkyllistä ja voi saastuttaa täten pohjavesiä. Lisäksi metanoli palaa näkymättömällä liekillä, joka lisää huomattavasti turvallisuusriskejä kuluttajille. Toisaalta myös muiden kemiallisten yhdisteiden termokemiallisilla ja kemiallisilla reaktioilla voidaan tuottaa vetyä. Ammoniakki on yksi eniten käytetyistä kemianteollisuuden raakaaineista, sillä on olemassa laaja jakeluverkosto ja sen käytöstä ja varastoinnista on kokemusta. Lisäksi esimerkiksi raudan ja sinkin valmistuksessa syntyy vetyrikasta prosessikaasua (katso esim. [Hacker 2000] ja [Halmann 2002]). Myös joidenkin suolojen ja veden reaktiossa saadaan tuotettua vetyä (katso esim. [Onsager 1996]). Termokemiallisten prosessien lisäksi vetyä voidaan tuottaa elektrolyysiprosesseilla, biokemiallisesti ja konvertoimalla aurinkoenergia suoraan vedyksi. Elektrolyysiprosesseista nykyisin merkittävimmät ovat kloori- ja kloraattiprosessit sekä vesielektrolyysit. Biokemiallinen ja aurinkoenergiaan pohjautuvat prosessit ovat vielä tutkimusvaiheessa. 2

6 2. Metaanin (maakaasun) höyryreformointi 2.1. Prosessikuvaus Katalyyttinen metaanin höyryreformointi on hyvin tunnettu, kaupallinen vedyn tuotantotapa. Alan perusteoksia ovat [Rostrup-Nielsen 1984, Twing 1989]. Nykyään esimerkiksi Yhdysvalloissa suurin osa (yli 90 %) vedystä tuotetaan juuri metaanin höyryreformoinnilla [Ogden 2001]. Vedyntuotanto höyryreformoinnin avulla vaatii kolmea vaihetta: höyryreformointi, vesikaasu shift-reaktio ja vedyn puhdistus. Kuvassa 1 on esitetty höyryreformointiprosessin prosessikaavio vedyntuotannossa. KAASUREFORMOINTI OSITTAISHAPETUS Maakaasu tai kevyt hiilivety Maakaasu tai kevyt hiilivety Höyry Happi tai ilma Lämpö Höyryreformeri Osittaishapetus Höyry Shift-reaktori Höyry Shift-reaktori Jätekaasut Vedyn puhdistus Jätekaasut Vedyn puhdistus Vety Vety Kuva 1 Kaasureformoinnin ja osittaishapetuksen prosessikaaviot vedyntuotannossa Höyryreformointi reaktio metaanille on: CH 4 + H 2O CO + 3H 2 h = 206,16kJ / mol (1) Reaktio on endoterminen ja vaatii siis ulkoista lämpöenergiaa reaktion läpiviemiseen. Reaktion kannalta ihanteelliset olosuhteet ovat 3-25 bar ylipainetta ja C lämpötila. Reaktion vaatima lämpöenergia tuotetaan yleensä ylimääräisellä metaani- tai jätekaasupolttimella. Periaatteessa lämpöenergia voidaan ottaa mistä tahansa korkean lämpötilan energiavirrasta. Lämpö johdetaan reaktiopinnoille lämmönvaihtimia pitkin, jotka on yhdistetty katalyyttiä sisältäviin putkiin. Putkien sisällä metaani ja vesihöyry reagoivat kaavan (1) mukaisesti. Normaalisti vesihöyryhöyry-hiili suhde pyritään pitämään kolmessa. Tällöin vältytään koksaantumiselta ja katalyytin passivoitumiselta, koska alhaisilla stoikiometrioilla metaanin höyryreformointi reaktion sivutuotteena muodostuu kiinteää hiiltä. Reformoinnin tuotteena syntynyt synteesikaasu ohjataan yhteen tai useampaan shiftreaktioon. Näiden tarkoituksena lisätä vedyn osuutta kaasuseoksessa sekä vähentää hiilimonoksidin määrää. Vesikaasu shift-reaktio on: 3

7 CO + H 2O CO 2 + H 2 h = 41,15kJ / mol (2) Shift-reaktiolle suotuisa lämpötila on C riippuen käytetystä katalyytistä. Normaalisti shift-reaktion jälkeinen kaasu on pääosallisesti vetyä (70-80%) ja hiilimonoksidin osuus on vain joitain painoprosentteja kokonaiskaasukoostumuksesta. Vedyntuotannossa käytetään yleensä kahta perättäistä shift-reaktoria, joista ensimmäinen, suurimman hiilimonoksidi osuuden konvertoija toimii noin 400 C, ja toinen noin 200 C lämpötilassa toimiva reaktori. Vety täytyy puhdistaa shift-reaktion jälkeen. Puhdistuksen aste riippuu vedyn käyttökohteesta. Teolliselle vedylle käytetään yleensä ns. pressure swing absorption (PSA) [Sincar 19999] menetelmää tai palladiummembraanireaktoreja [Lin 2001]. Näillä saavutetaan yleensä 99,999% puhtaus vedylle. Jos käyttökohteena on kuitenkin polymeeripolttokenno, vedyltä vaaditaan alle 10 ppm CO-puhtautta. Hiilidioksidia ja metaania polymeeripolttokenno sietää suurempia pitoisuuksia [Appleby 1989]. Hiilimonoksidipitoisuutta voidaan pienentää entisestään valikoivan hapetuksen tai selektiivisten membraanien avulla. Valikoivassa hapetusreaktiossa prosessikaasu johdetaan katalyyttipetiin yhdessä hapen kanssa. Katalyytistä riippuen oikeilla lämpötiloilla ja stoikiometrioilla tapahtuu hiilimonoksidin hapettuminen lähes ainoastaan. Menetelmällä voidaan alentaa hiilimonoksidipitoisuus muutaman ppm tasolle [Ghenciu 2002]. Menetelmää on kehitetty erityisesti polttokennoautojen autossa tapahtuvaa reformointia varten. Hiilimonoksidin hapettuminen tapahtuu reaktiolla: CO O 2 CO 2 (3) Membraanihöyryreformoinnissa käytetään yleensä palladiummembraaneja niiden kaasuselektiivisyyden takia. Membraanit ovat permeabiilisiä molekylääriselle vedylle, mutta eivät päästä hiilipohjaisia yhdisteitä lävitseen. Ensimmäisenä membraaniprosessin toi esille [Oertel 1987]. Viimeaikaisten prosessiparannusten ansiosta membraanin paksuutta on voitu ohentaa ja reaktorin lämpötilaa alentaa huomattavasti [Kikuchi 2000, Lin 2000, Sircas 1999, Wieland 2002], jolloin sekä prosessin kinetiikka että kustannukset on saatu alhaisemmalle tasolle Kemianteollisuuden höyryreformerit Suurenkokoluokan kemianteollisuudessa, kuten öljynjalostuksessa, käytettävät höyryreformerit tuottavat MSCF (miljoonaa standardi neliöjalkaa) vetyä päivässä. Reaktoreiden käyttölämpötilat ovat yleensä 850 C ja toimintapaineet atm, jolloin voidaan käyttää halpoja katalyyttimateriaaleja. Toisaalta korkeiden lämpötilojen ja paineiden takia reaktorien muut materiaalit joudutaan valmistamaan kalliista komponenteistä. Kuva 2 esittää tyypillisen jalostamokokoluokan metaanihöyryreformerin rakenteen. Laitosten pääomakustannuksien on arvioitu olevan tuotettua vety KW kohden riippuen laitosten tuotantokapasiteetistä [Thomas 1998]. Jalostamotyyppisiä laitoksia voidaan rakentaa myös pienempinä, vetyautojen huoltoasemakokoluokkaa vastaavina, jolloin näiden tuotto oli luokkaa 0,1-1 MSCF vetyä päivässä. Tällöin laitosten pääomakustannukset nousevat kuitenkin rajusti tasolle tuotettua vety KW kohden. Pienen kokoluokan metaanireformerejä on saatavilla kaupallisesti 4

8 monilta valmistajilta. Valmistajiin kuuluvat mm. [Haldor Topsøe, Howe-Baker, Hydro-Chem, KTI ja Foster Wheeler]. Yleisesti uskotaan ettei tämän tyyppiset reformerit tule yleistymään vetytankkausasemilla korkeiden kustannustensa ja suuren kokonsa takia [Ogden 2001, Thomas 1998]. Kuva 2 Tyypillinen jalostamokokoluokan metaanihöyryreformeri [Ogden 2001] 2.3. Rengastyyppiset metaanihöyryreformerit Polttokennokäyttöön soveltuvan metaanin höyryreformointiyksikön tulee olla pääomakustannuksiltaan selvästi edullisempi pienessä kokoluokassa kuin jalostamotyyppiset reformerit. Tällöin on edullista saavuttaa alhaisemmat käyttölämpötilat ja paineet, jotta reaktorin materiaalikustannukset saataisiin alhaisemmiksi pienissä yksiköissä. Tätä varten on esitetty kuvassa 3 kuvattu rengastyyppistä reaktoria. Reaktorissa lämmönvaihdin on käyristetty, jolloin lämmönvaihto on tehokkaampaa pitkänomaisten putkirakenteiden puuttuessa. Tällaisten reaktorien tyypilliset toimintaolosuhteet ovat noin 3 atm paine ja 700 C lämpötila. Pääomakustannukset 0,1-1 MSCF tuotannolla ovat tasolla tuotettua KW vetyä kohti, kun oletetaan 1000 yksikön tuotanto [Thomas 1998]. Vaikka menetelmä on suhteellisen uusi, uskotaan rengastyyppisten reaktorien olevan lupaava vedyntuotto menetelmä vetytankkausasemille. Useat yritykset ovat kehittäneet tai ovat kehittämässä rengastyyppisiä metaanin höyryreformointiyksiköitä, jotka toimivat polttokennojen kanssa. Näihin kuuluvat mm. [Haldor Topsøe, UTC Fuel Cells, Ballard Power Systems, Sanyo Electric ja Osaka Gas]. 5

9 Kuva 3 Tyypillinen polttokennokäyttöön tarkoitettu rengastyyppinen metaanihöyryrefomeri [Ogden 2001] 2.4. Levytyyppiset metaanihöyryreformerit Rengastyyppisen metaanihöyryreformerin lisäksi levytyyppinen reformeri on osoittautunut toimivaksi ratkaisuksi metaanin pienimuotoisessa reformoinnissa. Nämä ovat kompaktimpia rakenteita verrattuna putki- ja rengaspohjaisiin reaktoreihin verrattuna paremman lämmönsiirron ansiosta. Reaktorissa levyt on asetettu pinoihin, stack rakenteeksi. Toinen reformerin levyn puolista on pinnoitettu reformointireaktion vaatimalla katalyytillä ja toisen pinnalla tapahtuu katalyyttinen palaminen (katso kuva 4). Katalyyttinen palaminen tarjoaa lämpöä endotermistä reformointireaktiota varten (katso kaava 1) [Essen 2002]. Reaktorin ominaisuuksiin kuuluu myös rengasreaktoria nopeampi käynnistyminen, pienemmän lämpöhitautensa ansiosta [Ogden 2001]. Useat yritykset ovat myös kehittäneet levytyyppisiä reformerejä [Gastec, Osaka Gas, Air Products, IHI, KTI, ZTEK, Ballard], mutta yksikään ei ole tuonut tämän tyyppisiä reformerejä vielä vapaille markkinoille. 6

10 Kuva 4 Levytyyppinen metaanin höyryreformeri [Esser 2002] 2.5. Höyrymembraanireformerit Toinen uusi metaanin reformointitekniikka on höyrymembraanireformointi. Prosessissa höyryreformointi, shift-reaktio ja vedyn puhdistus tapahtuvat yhdessä ainoassa reaktorissa. Metaani ja vesihöyry johdetaan katalyyttiseen reaktoriin paineen alaisena, missä yksi reaktorin sivuista toimii vetyselektiivisenä membraanina. Prosessin kuluessa puhdistettu vety saadaan kulkeutumaan membraanin läpi painegradientin vaikutuksesta, jonka ylläpitämiseksi vetyä johdetaan reaktorista. Tämäkin menetelmä mahdollistaa alhaiset käyttölämpötilat, jolloin edullisia materiaaleja voidaan hyödyntää. Lisäksi menetelmä takaa yksinkertaistetun järjestelmän shift-reaktion ja vedyn puhdistuksen ollessa kytkettynä kiinteänä osana prosessia. [Kikuchi 2000, Lin 2000, Ogden 2001, Sincar 1999, Wieland 2002]. Höyrymembraanireformointia on kehitetty niin suuren teollisuuden synteesikaasun- ja vedyntuottoon [BP, Cevron, Air Products, Praxair] kuin pienemmän kokoluokan tarpeisiin [Praxair, Tokyo Gas, Johnson Matthey, APG, Kikuchi 2000, Lin 2000, Sincar 1999, Wieland 2002]. Kuva 5 Höyrymembraanireformeri [Lin 2000] 7

11 3. Osittaishapetus Höyryreformoinnin lisäksi osittaishapetus (partial oxidation, POX) on kaupallisesti saatavilla oleva tapa vedyn tuotantoon. Prosessissa metaani tai jokin muu hiilivety hapetetaan, jolloin muodostuu hiilimonoksidia ja vetyä reaktiolla: CH O CO 2H h 36kJ / mol = (4) Reaktio on siis eksoterminen ja näin ollen prosessi ei vaadi ulkoista lämmitystä reaktion läpivientiin. Katalyyttejäkään ei tarvita korkean lämpötilan takia, mutta nämä nopettavat reaktiota huomattavasti [Ogden 2001]. Vetyä tuottava osittaishapetuslaitoksen prosessikuvaus on esitetty kuvassa 1, ja sisältää siis samat komponentit kuin höyryreformointikin. Osittaishapetusta käytetään yleisesti hyödyksi öljynjalostuksessa. Tällöin laitoksen yhteyteen kuuluu yleensä myös puhtaan hapen tuotanto, jolloin typen osuutta voidaan selvästi pienentää prosessikaasussa sekä reaktorin kinetiikkaa parantaa. [Ogden 2001] Osittaishapetusreformointia on tutkittu myös pienessä mittakaavassa. Sen etuja ovat mm. nopea kuorman seuranta, useiden polttoaineiden käytön mahdollistaminen ja pienempi lämmönvaihtimen tarpeettomuuden takia. On myös esitetty, että osittaishapetukseen perustuvat pienet reformerit olisivat höyryreformerejä kustannustehokkaampia, mutta osittaishapetuksessa käytetyt shift- ja vedynpuhdistusreaktorit ovat kalliimpia kuin höyryreformoinnissa käytetyt [Ogden 2001]. Lisäksi osittaishapetusreaktorit vaativat puhdasta happea toimiakseen korkealla hyötysuhteella, jolloin pienessä kokoluokassa kustannustehokkuus kärsii. Jotta osittaishapetuksesta saataisiinkin kustannustehokas vedyntuotantotapa myös pienessä mittakaavassa vaaditaan uusia vedynpuhdistustekniikoita. Näistä lupaavimpana pidetään ionikuljetusmembraaneja (ion transport membrane, ITM) [Dyer 2000]. Monet yritykset ovat aktiivisesti kehittäneet osittaishapetukseen perustuvia polttokennokäyttöön soveltuvia järjestelmiä. Näitä ovat mm. [Nuvera, HBT, Plug Power, MTI, Catalytica, General Motors, Tokyo Gas, Shell Hydrogen, UTC Fuel Cells]. 4. Autoterminen reformointi Autoterminen reformointi (ATR) yhdistää höyryreformoinnin ja osittaishapetuksen. Autotermisessä reaktiossa reagoivat hiilivety vesihöyryn ja hapen kanssa samanaikaisesti yhdistäen reaktiot (1) ja (2). Oikeilla stoikiometrioilla osittaishapetusreaktio tuottaa kaiken höyryreformointireaktion vaatiman lämmön ja siis höyryreformointireaktio myös kuluttaa kaiken osittaishapetuksessa vapautuvan lämmön. Täten reaktori ei vaadi lämmönvaihtimia eikä ulkoista lämmitystä ja reaktorin pääomakustannukset on täten mahdollista saada höyryreformointia alemmalle tasolle. Autoterminen prosessi vaatii shift-reaktorin ja vedynpuhdistusjärjestelmän kuten höyryreformointi ja osittaishapetuskin. [Freni 2000] Autotermisiä reformerien reaktorit ovat vastaavia eri höyryreformerityyppien kanssa. Kuvassa 6 on esitetty Haldor Topsøe:n kahdessa osassa oleva reaktori [Christensen 1994], one-step katalyyttinen reaktori (esim. [Vernon 1990]), leijukerrosreaktori (esim. [Bharadwaj 1994]), hunajakennoreaktori (esim. [Zwinkels 1993]) ja membraanireaktori (esim. [Santos 1995]). 8

12 Kuva 6 Erilaisia autotermisiä reformerireaktoreita [Freni 2000] Autotermiseen reformointiin perustuvaa tuotekehitystä on myöskin useissa eri tutkimuskeskuksissa ja yrityksissä. Polttokennojen vedyntuotannon kehitykseen tähtääviä näistä ovat mm. [Argonne National Laboratory, UTC Fuel Cells, MTI, Fraunhofer, Johnson- Matthey, DaimlerChrysler, Honeywell, Catalytica, INEEL]. 5. Metanolin höyryreformointi Metanoli on nestemäinen yhdiste normaaliolosuhteissa, joten sen varastointi on huomattavasti helpompaa kuin kaasumaisen vedyn. Korkeammissa lämpötiloissa se muuttuu kaasumaiseksi ja näin se on mahdollista höyryreformoida. Täten metanolia on esitetty käytettäväksi polttoaineena polttokennoautoissa. Ainakin DaimlerChrysler, Toyota ja Nissan ovat demonstroineet metanolihöyryreformeri-polttokennoauton. Metanolin höyryreformointireaktio koostuu metanolin reformointireaktiosta (kaava 5) ja shiftreaktiosta (kaava 2): CH 3 OH CO + 2H 2 h = 90,1kJ / mol (5) jolloin kokonaisreaktio on muotoa: CH + + (6) 3OH H 2O CO 2 3H 2 Reaktio on kokonaisuudessaan endoterminen ja vaatii täten lämmönvaihtimen ja reaktiokaasujen esilämmityksen. Tämä voidaan toteuttaa kuten metaaninkin höyryreformoinnissa esim. polttamalla jätekaasuja. Termodynaamisesti parhaan vesihöyry hiilisuhteen reaktiolle (6) tuottaa 1,5 H 2 O/C C lämpötilassa. Metanolihöyryreformoinnissa käytetään nykyisin metaanihöyryreformoinnin kanssa samoja reaktori ratkaisuja (esitelty luvuissa ). Pääomakustannukset reformereille ovat siis samaa luokkaa tosin metanolireformerien toimiessa alhaisemmilla lämpötiloilla kustannussäästöjä voidaan saavuttaa. Toisaalta metanoli on yleisesti kalliimpaa kuin metaani, jolloin metaanin höyryreformoinnin katsotaan olevan taloudellisesti kannattavampaa. Tosin on syytä muistaa, että metanolia käytettäessä reformointiprosessi on mahdollista toteuttaa suoraa autoissa, jolloin voidaan puolestaan käyttää halpoja polttoainetankkeja. 9

13 Metanolirefomerivalmistajiin ja tutkimusryhmiin lukeutuu mm. [Haldor Topsøe, Chin 2002, Lin 2002, Excellis 1, Toyota, Nissan, Wellman, IdaTech, InnovaTek, Honeywell, NTT] 6. Kehittyneet reformeri tekniikat 6.1 Sorptioreformointi Sorptioreformoinnissa (sorption enhanzed reformation) höyryreformointiprosessiin lisätään yhdistettä, joka kuluttaa selektiivisesti jotain reaktiotuotteista. Kun loppuyhdisteestä poistetaan sorptioreaktion tuote saadaan tuloksena puhdasta vetyä. Vedyntuotannossa tärkein sorptioreaktio on reaktion (1) ja (2) yhdistäminen kalsiumoksidin, hiilidioksidin sekä kalsiumoksidin, veden ja hiilimonoksidin reaktioon: CaO(s) + CO 2 (g) CaCO3 (s) (7) CaO(s) + CO(g) + H 2 O(g) CaCO3(s) + H 2 (g) (8) jolloin ideaalisella sekoitussuhteella ja prosessiparametreillä kokonaisreaktioksi metaanin tapauksessa tulee: CH 4 (g) + 2H 2O(g) + CaO(s) 4H 2 (g) + CaCO3(s) (9) Myös natriumhydroksidin käyttöä sorptiomateriaaliksi on tutkittu ja tulokset ovat olleet mielenkiintoa herättäviä [Saxena 2003]. Puhdistuksen ansiosta synteesikaasu voi sisältää jopa 90% puhdasta vetyä ja vain muutamia kymmeniä ppm hiilimonoksidia. Tämä voi mahdollistaa varsinkin pienissä kohteissa halvemman vedyntuoton. Järjestelmät ovat kuitenkin demonstraatioasteella ja vaativat vielä optimointia katalyyttien ja sorptiomateriaalien suhteen. [Ortiz 2001, Ogden 2001] 6.2. Plasmareformerit Plasmatekniikkaa voidaan myös käyttää vedynvalmistuksessa. Plasman ollessa C lämpötilassa prosessissa ei tarvita katalyyttejä vaan reaktio etenee korkean lämpötilan johdosta nopeasti ja puhtaasti. Korkean lämpötilan ansiosta reaktorissa voidaan hyödyntää höyryreformointia, osittaishapetusta, autoreformointia sekä hiilivedyn termistä hajoittamista (reaktio kuten ammoniakkiprosessissa, mutta hiilivedylle). Toisaalta korkean lämpötilan takia plasmareaktori kuluttaa huomattavasti enemmän energiaa kuin perinteiset menetelmät. Kehityksen myötä prosessin uskotaan kuitenkin tulevaisuudessa olevan nykyisiä kustannustehokkaampi. [Rusu 2003, Sobbachi 2002] 7. Ammoniakin hajotus Ammoniakki on yleisesti käytetty teollisuuden ja kuluttajien kemikaali. Se on myös suhteellisen halpaa ja sitä on helpompaa kuljettaa kuin vetyä vaikka on myös kaasumainen 1 Excellis on DaimlerChrylser:n, Ford:n ja Ballard Power Systems:n perustama reformereihin ja poltoaineenvarastointiin keskittynyt yritys. Yritykseltä ei löytynyt www-sivuja. 10

14 yhdiste normaaliolosuhteissa. Täten ammoniakkia on esitetty yhtenä vaihtoehtona polttokennosovelluksissa. Ammoniakki voidaan hajoittaa endotermisellä reaktiolla typeksi ja vedyksi reaktiolla: 2 NH + (10) 3 N 2 3H 2 Koska reaktio vaatii energiaa toteutuakseen, reaktori muodostuu lämmönvaihtimesta, esipolttimesta ja katalyyttiputkista kuten höyryreformoinnissakin. Hajoamisnopeus riippuu tässäkin tapauksessa lämpötilasta, paineesta ja käytetystä katalyytistä. Ihanteellisena lämpötilana on pidetty noin 900 C, mutta reaktio etenee myös alhaisemmissa lämpötiloissa. Tällöin ammoniakin osuus kuitenkin kasvaa lopputuotteissa, ja kaasu joudutaan puhdistamaan ainakin polttokennokäytössä, koska ainakaan PEFC:n katalyytit eivät kestä ammoniakkia. Ammoniakin hajoittamisen todellinen hyöty verrattuna reformointiprosesseihin voisi olla reaktorin yksinkertaisuus, koska prosessi ei vaadi vesihöyryä edetäkseen tai puhdistusreaktioihin. Puhtaaseen vedyntuotantoon ammoniakkiprosessi on kuitenkin kallis, koska tällöin typpi joudutaan poistamaan kaasusta. Polttokennon tapauksessa tällä ei ole suurta merkitystä, koska typpi inerttinä kaasuna ei reagoi kennon sisällä. [Metkemeijer 1994, Ogden 2001] 8. Yhteenveto Reformointiprosessit ovat hyvin tunnettuja vedyntuotanto tapoja, joloilla tuotetaankin suurin osa maailman nykyisistä vetytarpeista. Energiamuotona vety on kuitenkin varsin vähän käytetty ja siten tähän tarkoitukseen soveltuvien valmistus-, varastointi- ja käyttötekniikoiden käytönaikainen kokemus on varsin vähäistä. Useat tahot ovat kuitenkin ennustaneet vetytalouden olevan vääjäämätön askel kohti kestävänkehityksen maailmantaloutta [Arnason 2000, Barreto 2003, Dunn 2002, Gosselink 2002, Hefner 2002, Momirlan 2002]. Tosin vetytalouteen siirtymisen siirtymäaika ja toteutumismallit jakavat skenaarioiden laatijoiden näkemyksiä. Yleisesti kuitenkin uskotaan, että vetytalouden ensimmäisessä vaiheessa vety tuotetaan käyttökohteessaan tai hyvin lähellä tätä, jolloin suurin tarve keskittyy pienen kokoluokan vedyntuotantoon. Vetytalouden laajetessa siirrytään suurempiin, keskitettyihin tuotantolaitoksiin ja vedyn kuljetus tapahtuisi putkistoja myöten. Ensimmäisen vaiheen vetytalouteen siirtymistä hidastaa mm. vedyn valmistuksen kustannustehottomuus pienessä kokoluokassa. Reformointiprosessit, joita pidetään ainakin alkuvaiheen vedyntuotantoprosesseina, on kehitetty kemianteollisuuden tarpeisiin, joissa tarvittavat vetymäärät ovat kymmen tai satakertaisia verrattuna esim. normaalin huoltoaseman tarpeisiin. Reformointiprosessien ongelmana on alaspäinskaalaus kustannustehokkaalla tavalla. Varsinkin yleisimmin käytettyjen maakaasuprosessien korkeat lämpötilat estävät tämän lähes kokonaan. Kehittyneempiä menetelmiä on siis ollut pakko kehittää. Reformointiprosessit voidaan jakaa kolmeen eri tekniikkaan: höyryreformointi, osittaishapetus ja autoterminen reformointi. Kaikki prosesseista vaativat vedyn puhdistuksen, joka voidaan toteuttaa ns. shift-reaktiolla, pressure-swing reaktiolla tai selektiivisillä membraaneilla. Prosessien kustannustehokkuuden lisääminen perustuu yleisesti parannettuun 11

15 lämmönhallintaan (vertaa esim. lukuja ), reformointireaktion lämpötilan laskemiseen (esim. metanolin reformointi verrattuna metaanin ja halvempien materiaalien käyttö) tai tuntuvaan nostamiseen (katso kappale 6.2) ja mahdollisimman monen reaktion yhdistämiseen yhdessä reaktorissa (katso esim. kuva 6 ja kappale 6.1). Vetytalouteen siirtymisen yhtenä merkittävämpänä perusteena käytetään ympäristöystävällisempää energiantuotantoa, jolloin esim. hiilidioksidipäästöistä päästäisiin kokonaan tai osittain eroon. Nykyiset reformointiprosessit perustuvat kuitenkin yleisesti maakaasun (ja jossain määrin metanolin) käyttöön ja tällöin reaktiotuotteena vapautuu aina hiilidioksidia. Suurissa vetyreaktoreissa hiilidioksidi voidaan varastoida kustannustehokkaasti, mutta pienissä laitoksissa tämä ei ole kustannustehokasta [Ogden 2001]. Lisäksi suurissa vedyntuotantolaitoksissa bioenergian, esim. jätteiden, käyttö reformointiprosesseissa muuttuu kustannustehokkaaksi [Ogden 2001]. Reformointiprosessissa syntyy hiilidioksidin lisäksi myös hiilimonoksidia ja käytettäessä matalalämpötilan polttokennoja tämä toimii katalyyttimyrkkynä. Näistä syistä mm. ammoniakin käyttöä vedyntuotannossa on tutkittu. Siirryttäessä kohti kestävänkehityksen mukaista vetytaloutta, vedyntuotannon tulisi pohjautua uusiutuviin energiamuotoihin. Tällöin vetyä voitaisiin tuottaa sähköstä elektrolyysiprosessien, bioenergian reformoinnin, biologisen vedyntuotannon ja/tai aurinkoenergian suoran vetykonversion avulla. Kirjallisuusluettelo [Air Products] Air Producs, sivulla käyntipäivämäärä [APG] Aspen Products Group, Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Appleby 1989] A. J. Appleby, F. R. Foulkes, Fuel cell handbook, Van Nostrand Reinhold, New York (1989). [Argonne National Laboratory] Argonne National Laboratory, sivulla käyntipäivämäärä [Árnason 2000] Bragi Árnason, Thorsteinn I. Sigfússon, Iceland a future hydrogen economy, International Journal of Hydrogen Energy 25(5) (2000) [Ballard Power Systems] Ballard Power Systems Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Barreto 2003] L. Barreto, A. Makihira, K. Riahia, The hydrogen economy in the 21st century: a sustainable development scenario, International Journal of Hydrogen Energy 28 (2003) [Bharadwaj 1994] S.S. Bharadwaj, L.D. Schmidt, J. Catal. 146 (1994)

16 [BP] The British Petroleum Company p.l.c., sivulla käyntipäivämäärä [Catalytica] Catalytica Energy Systems, Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Cevron] ChevronTexaco Corp., sivulla käyntipäivämäärä [Chin 2002] Ya-Huei Chin, Robert Dagle, Jianli Hu, Alice C. Dohnalkova, Yong Wang, Steam reforming of methanol over highly active Pd/ZnO catalyst, Catalysis Today 77 (2002) [Christensen 1994] T.S. Christensen, I.I. Primdahl, Hydrocarbon Process. 73 (1994) 39. [DaimlerChrysler] DaimlerChrysler, sivulla käyntipäivämäärä [Dunn 2002] Seth Dunn, Hydrogen futures: toward a sustainable energy system, International Journal of Hydrogen Energy 27 (2002) [Dyer 2000] Paul N. Dyer, Robin E. Richards, Steven L. Russek, Dale M. Taylor, Ion transport membrane technology for oxygen separation and syngas production, Solid State Ionics 134(1-2) (2000) [Esser] Thomas Esser, Eugen Obermayer, Joachim Ruck, Device used as a reformer for a gas production system of a fuel arrangement has intermediate chambers filled with a porous material formed between one plate and the end plate, XCELLSIS GMBH, Patenttinumero DE (2002) [Foster Wheeler] Foster Wheeler, sivulla käyntipäivämäärä [Fraunhofer] Fraunhofer Solar Energy Institute, sivulla käyntipäivämäärä [Freni 2000] S. Freni, G. Calogero, S. Cavallaro, Hydrogen production from methane through catalytic partial oxidation reactions, Journal of Power Sources 87 (2000) [Gastec] Gastec, sivulla käyntipäivämäärä [General Motors] General Motors Corporation, sivulla käyntipäivämäärä [Ghenciu 2002] Anca Faur Ghenciu, Review of fuel processing catalysts for hydrogen production in PEM fuel cell systems, Current Opinion in Solid State and Materials Science 6 (2002)

17 [Gosselink 2002] J.W. Gosselink, Pathways to a more sustainable production of energy: sustainable hydrogen a research objective for Shell, International Journal of Hydrogen Energy 27 (2002) [Haldor Topsøe] Haldor Topsøe A/S, sivulla käyntipäivämäärä [Hacker 2000] Viktor Hacker, Robert Fankhauser, Gottfried Faleschini, Heidrun Fuchs, Kurt Friedrich, Michael Muhr and Karl Kordesch, Hydrogen production by steam iron process, Journal of Power Sources 86 (2000) [Halmann 2002] M. Halmann, A. Frei, A. Steinfeld, Thermo-neutral production of metals and hydrogen or methanol by the combined reduction of the oxides of zinc or iron with partial oxidation of hydrocarbons, Energy 27 (2002) [HBT] Kandaswamy Duraiswamy, Richars R. Woods, Hydrogen Generation, Patenttinumero WO (2002). [Hefner 2002] Robert A. Hefner III, The age of energy gases, International Journal of Hydrogen Energy 27 (2002) 1 9. [Honeywell] Honeywell International Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Howe-Baker] Howe-Baker International, L.L.C., sivulla käyntipäivämäärä [Hydro-Chem] Hydro-Chem, A Division of The Pro-Quip Corporation, sivulla käyntipäivämäärä [IdaTech] IdaTech, LLC, sivulla käyntipäivämäärä [INEEL] Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, sivulla käyntipäivämäärä [IHI] Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Inc., sivulla käyntipäivämäärä [InnovaTek] InnovaTek, Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Johnson Matthew] Johnson Matthey Fuel Cells sivulla käyntipäivämäärä [Kikuchi 2000] E. Kikuchi, Membrane reactor application to hydrogen production, Catalysis Today 56 (2000) [KTI] Kinetics Technology International, sivulla käyntipäivämäärä

18 [Lin 2000] Yu-Ming Lin, Min-Hon Rei, Process Development for Generating High Purity Hydrogen by Using Supported Palladium Membrane Reactor as Steam Reformer International Journal of Hydrogen Energy, 25, pp , [Lin 2001] Yu-Ming Lin, Min-Hon Rei, Study on the hydrogen production from methanol steam reforming in supported palladium membrane reactor, Catalysis Today 67 (2001) [Metkemeijer 1994] R. Metkemeijer and P. Achard, Ammonia as a feedstock for a hydrogen fuel cell; reformer and fuel cell behaviour, Journal of Power Sources 49(1-3) (1994) [Momirlan 2002] M. Momirlan, T.N. Veziroglu, Current status of hydrogen energy, Renewable and Sustainable Energy Reviews 6 (2002) [MTI] McDermott International, Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Nissan] Automotive Marketing Online, sivulla käyntipäivämäärä [Nuvera] Nuvera Fuel Cells, sivulla käyntipäivämäärä [NTT] NTT Group, sivulla käyntipäivämäärä [Oertel 1987] M. Oertel, J. Schmitz, W. Weirich, D. Jendryssek-Neumann, R. Schulten, Chemical Engineering Technology 10 (1987) 248. [Ogden 2001] Joan M. Ogden, Reviw of small stationary reformers for hydrogen production, Report to the international energy agency (2001) [Onsager 1996] Olav-T. Onsager, Marit Senum A. Brownrigg and Rune Lødeng, Hydrogen production from water and CO via alkali metal formate salts, International Journal of Hydrogen Energy 21(10) (1996) [Osaka Gas] Osaka Gas Co., Ltd., sivulla käyntipäivämäärä [Ortiz 2001] Alejandro Lopez Ortiz and Douglas P. Harrison, Hydrogen Production Using Sorption-Enhanced Reaction, Industrial & Engineering Chemistry Research 40 (2001) [Plug Power] Plug Power Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Praxair] Praxair Technology, Inc., sivulla käyntipäivämäärä [Rostrup-Nielsen 1984] J.R. Rostrup-Nielsen, Catalytic Steam Reforming, Springer-Verlag, New York, Yhdysvallat (1984). 15

19 [Rusu 2003] Iulian Rusu, Jean-Marie Cormier, On a possible mechanism of the methane steam reforming in a gliding arc reactor, Chemical Engineering Journal 91 (2003) [Santos 1995] A. Santos, J. Coronas, M. Menendez, J. Santamaria, Catalysis letters 30 (1995) 189. [Sanyo Electric] SANYO Electric Co., Ltd., sivulla käyntipäivämäärä [Saxena 2003] Surendra K. Saxena, Hydrogen production by chemically reacting species, International Journal of Hydrogen Energy 28 (2003) [Shell Hydrogen] Royal Dutch/Shell Group of Companies, sivulla käyntipäivämäärä [Sincar 1999] S. Sircar, W.E. Waldron, M.B. Rao, M. Anand, Hydrogen production by hybrid SMR PSA SSF membrane system, Separation and Purification Technology 17 (1999) [Sobacchi 2002] M.G. Sobacchi, A.V. Saveliev, A.A. Fridman, L.A. Kennedy, S. Ahmed, T. Krause, Experimental assessment of a combined plasma/catalytic system for hydrogen production via partial oxidation of hydrocarbon fuels, International Journal of Hydrogen Energy 27 (2002) [Thomas 1998] C.E. Thomas, I.F. Jr. Kuhn, B.D. James, F.D. Jr. Lomax, G.N. Baum, Affordable hydrogen supply pathways for fuel cell vehicles, International Journal of Hydrogen Energy 23(6) (1998) [Tokyo Gas] TOKYO GAS Co., Ltd., sivulla käyntipäivämäärä [Toyota] Toyota Motor Corporation, sivulla käyntipäivämäärä [Twigg 1989] M.V. Twigg, ed., Catalyst Handbook, Wolfe Publishing, Ltd., Frome, Englanti (1989). [UTC Fuel Cells] UTC Fuel Cells, sivulla käyntipäivämäärä [Vernon 1990] P.D.F. Vernon, M.L.H. Green, A.K. Cheetham, A.T. Ashcroft, Catalysis letters 6 (1990) 181. [Wellman] Wellman CJB, sivulla käyntipäivämäärä [Wieland 2002] Ing. Steffen Wieland, Ing. Thomas Melin, Ing. A. Lamm, Membrane reactors for hydrogen production, Chemical Engineering Science 57 (2002)

20 [ZTEK] ZTEK Corporation, sivulla käyntipäivämäärä [Zwinkels 1993] M.F.M. Zwinkels, S.G. Jaras, P.G. Menon, T.A. Griffin, Catalysis reviews - science and engineering 35 (1993)

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2.1 Reaktorit Teolliset reaktorit voidaan toimintansa perusteella jakaa seuraavasti: panosreaktorit (batch) panosreaktorit (batch) 1 virtausreaktorit

Lisätiedot

vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen

vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen DEE-5400 Polttokennot ja vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen Alkaalipolttokennot Anodi: Katodi: H 4OH 4 H O 4e O e H O 4OH 4 Avaruussovellutukset, ajoneuvokäytöt

Lisätiedot

Puupohjainen Bio-SNG kaasutusteknologian kehitysnäkymiä. Gasumin kaasurahaston seminaari / Bankin auditorio / ti 10.12.2013 tutkija Ilkka Hannula VTT

Puupohjainen Bio-SNG kaasutusteknologian kehitysnäkymiä. Gasumin kaasurahaston seminaari / Bankin auditorio / ti 10.12.2013 tutkija Ilkka Hannula VTT Puupohjainen Bio-SNG kaasutusteknologian kehitysnäkymiä Gasumin kaasurahaston seminaari / Bankin auditorio / ti 10.12.2013 tutkija Ilkka Hannula VTT 2 Lämpötila 700-900 C Paine 1-20 bar CO, H 2, CH 4,

Lisätiedot

Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon

Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT on Suomen johtava ruokajärjestelmän vastuullisuutta, kilpailukykyä ja luonnonvarojen kestävää hyödyntämistä kehittävä

Lisätiedot

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos ympäristö ympäristö 15.12.2016 REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos Kaikilla aineilla (atomeilla, molekyyleillä) on asema- eli potentiaalienergiaa ja liike- eli

Lisätiedot

Polttokennolaboratoriotyö

Polttokennolaboratoriotyö Polttokennolaboratoriotyö Polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, jotka muuntavat polttoaineen kemiallisen energian suoraan sähköksi ja lämmöksi [1]. Ne eivät nimensä mukaisesti kuitenkaan polta

Lisätiedot

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Mitä on kemia? Johdantoa REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Kaikissa kemiallisissa reaktioissa tapahtuu energian muutoksia, jotka liittyvät vanhojen sidosten

Lisätiedot

BIOMETANOLIN TUOTANTO

BIOMETANOLIN TUOTANTO LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Kemiantekniikan osasto Teknillisen kemian laboratorio Ke3330000 Kemianteollisuuden prosessit BIOMETANOLIN TUOTANTO Tekijä: Hiltunen Salla 0279885, Ke2 20.2.2006 SISÄLLYS

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon termodynamiikkaa 1 DEE-5400 Risto Mikkonen ermodynamiikan ensimmäinen pääsääntö aseraja Ympäristö asetila Q W Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin

Lisätiedot

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio

Lisätiedot

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source Sähköntuotannon polttoaineet ja CO2-päästöt 2.1.216 1 (17) Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source 8 7 6 GWh / kk GWh/ Month 5 4 3 2 1 7 8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 2 3 4 5

Lisätiedot

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa Pekka Tynjälä Ulla Lassi Pohjois-Suomen suuralueseminaari 9.6.2009 Johdanto Mahdollisuuksia *Uusiutuvan energian tuotanto (erityisesti metsäbiomassan

Lisätiedot

Lisää uusiutuvaa - mutta miten ja millä hinnalla? VTT, Älykäs teollisuus ja energiajärjestelmät Satu Helynen, Liiketoiminnan operatiivinen johtaja

Lisää uusiutuvaa - mutta miten ja millä hinnalla? VTT, Älykäs teollisuus ja energiajärjestelmät Satu Helynen, Liiketoiminnan operatiivinen johtaja Lisää uusiutuvaa - mutta miten ja millä hinnalla? VTT, Älykäs teollisuus ja energiajärjestelmät Satu Helynen, Liiketoiminnan operatiivinen johtaja Energiateollisuus ry:n syysseminaari 13.11.2014, Finlandia-talo

Lisätiedot

Erilaisia entalpian muutoksia

Erilaisia entalpian muutoksia Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli

Lisätiedot

Energian tuotanto ja käyttö

Energian tuotanto ja käyttö Energian tuotanto ja käyttö Mitä on energia? lämpöä sähköä liikenteen polttoaineita Mistä energiaa tuotetaan? Suomessa tärkeimpiä energian lähteitä ovat puupolttoaineet, öljy, kivihiili ja ydinvoima Kaukolämpöä

Lisätiedot

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä Markku Saastamoinen, Luke Vihreä teknologia, hevostutkimus Ypäjä HELMET hanke, aluetilaisuus, Jyväskylä 24.1.2017 Johdanto Uusiutuvan energian

Lisätiedot

Sähkökemian perusteita, osa 1

Sähkökemian perusteita, osa 1 Sähkökemian perusteita, osa 1 Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 4 - Luento 1 Teema 4: Suoritustapana oppimispäiväkirja Tehdään yksin tai pareittain Tehtävät/ohjeet löytyvät kurssin

Lisätiedot

Tuulivoiman rooli energiaskenaarioissa. Leena Sivill Energialiiketoiminnan konsultointi ÅF-Consult Oy

Tuulivoiman rooli energiaskenaarioissa. Leena Sivill Energialiiketoiminnan konsultointi ÅF-Consult Oy Tuulivoiman rooli energiaskenaarioissa Leena Sivill Energialiiketoiminnan konsultointi ÅF-Consult Oy 2016-26-10 Sisältö 1. Tausta ja tavoitteet 2. Skenaariot 3. Tulokset ja johtopäätökset 2 1. Tausta ja

Lisätiedot

Jämsän energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Jämsän energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy Jämsän energiatase 2010 Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy 1 Jämsän energiatase 2010 Öljy 398 GWh Turve 522 GWh Teollisuus 4200 GWh Sähkö 70 % Prosessilämpö 30 % Puupolttoaineet 1215 GWh Vesivoima

Lisätiedot

Synteesikaasuun pohjautuvat 2G-tuotantovaihtoehdot ja niiden aiheuttamat päästövähenemät

Synteesikaasuun pohjautuvat 2G-tuotantovaihtoehdot ja niiden aiheuttamat päästövähenemät Synteesikaasuun pohjautuvat 2G-tuotantovaihtoehdot ja niiden aiheuttamat päästövähenemät 2G 2020 BIOFUELS PROJEKTIN SEMINAARI Ilkka Hannula, VTT Arvioidut kokonaishyötysuhteet * 2 Leijukerroskaasutus,

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Kolmannen luennon aihepiirit Aurinkokennon ja diodin toiminnallinen ero: Puolijohdeaurinkokenno ja diodi ovat molemmat pn-liitoksia. Mietitään aluksi, mikä on toiminnallinen ero näiden

Lisätiedot

Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen

Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen Matleena Ojapalo Pro gradu -tutkielma Ohjaaja: Maija Aksela Kemian opettajankoulutusyksikkö Kemian laitos Helsingin yliopisto 29.10.2010

Lisätiedot

BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto

BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto BioGTS Biojalostamo Biohajoavista jätteistä uusiutuvaa energiaa, liikenteen biopolttoaineita, kierrätysravinteita ja kemikaaleja kustannustehokkaasti hajautettuna

Lisätiedot

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä Fritz Haber huomasi ammoniakkisynteesiä kehitellessään, että olosuhteet vaikuttavat ammoniakin määrään tasapainoseoksessa. Hän huomasi,

Lisätiedot

Esimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio.

Esimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio. REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 REAKTIOTASAPAINO Johdantoa: Usein kemialliset reaktiot tapahtuvat vain yhteen suuntaan eli lähtöaineet reagoivat keskenään täydellisesti reaktiotuotteiksi, esimerkiksi palaminen

Lisätiedot

AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio. Polttokennot. Matias Halinen. DI, Tutkija VTT, Polttokennot

AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio. Polttokennot. Matias Halinen. DI, Tutkija VTT, Polttokennot AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio Polttokennot Matias Halinen DI, Tutkija VTT, Polttokennot AS-84.3134 Energiatekniikan automaatio, Syksy 2007 Sisältö Luento 1 Polttokennot yleisesti Polttokennojen

Lisätiedot

- Vuonna 2014 Lapissa oli 1 446 maatilaa:

- Vuonna 2014 Lapissa oli 1 446 maatilaa: - Vuonna 2014 Lapissa oli 1 446 maatilaa: - Lypsykarjatiloja 356 - Naudanlihantuotanto 145 - Lammastalous 73 - Hevostalous 51 - Muu kasvin viljely 714 - Aktiivitilojen kokoluokka 30 60 ha - Maataloustuotanto

Lisätiedot

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ] 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan

Lisätiedot

Biokaasu traktori on jo teknisesti mahdollinen maatiloille Nurmesta biokaasua, ravinteet viljelykiertoon - seminaari 26.03.2013

Biokaasu traktori on jo teknisesti mahdollinen maatiloille Nurmesta biokaasua, ravinteet viljelykiertoon - seminaari 26.03.2013 Biokaasu traktori on jo teknisesti mahdollinen maatiloille Nurmesta biokaasua, ravinteet viljelykiertoon - seminaari 26.03.2013 Petri Hannukainen, Agco/Valtra AGCO Valtra on osa AGCOa, joka on maailman

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. 1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana

Lisätiedot

Öljyä puusta. Uuden teknologian avulla huipputuotteeksi. Janne Hämäläinen Päättäjien metsäakatemian vierailu Joensuussa

Öljyä puusta. Uuden teknologian avulla huipputuotteeksi. Janne Hämäläinen Päättäjien metsäakatemian vierailu Joensuussa Öljyä puusta Uuden teknologian avulla huipputuotteeksi Janne Hämäläinen 30.9.2016 Päättäjien metsäakatemian vierailu Joensuussa Sisältö 1) Joensuun tuotantolaitos 2) Puusta bioöljyksi 3) Fortum Otso kestävyysjärjestelmä

Lisätiedot

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa

Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa Kuparin korroosionopeuden mittaaminen kaasufaasissa loppusijoituksen alkuvaiheessa Jari Aromaa, Lotta Rintala Teknillinen korkeakoulu Materiaalitekniikan laitos 1. Taustaa, miksi kupari syöpyy ja kuinka

Lisätiedot

Käytännön esimerkkejä on lukuisia.

Käytännön esimerkkejä on lukuisia. PROSESSI- JA Y MPÄRISTÖTEKNIIK KA Ilmiömallinnus prosessimet allurgiassa, 01 6 Teema 4 Tehtävien ratkaisut 15.9.016 SÄHKÖKEMIALLISTEN REAKTIOIDEN TERMODYNAMIIKKA JA KINETIIKKA Yleistä Tämä dokumentti sisältää

Lisätiedot

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3 76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15

Lisätiedot

TÄUBLER OY. Vuorimiehenkatu Helsinki Finland. Puh: Fax:

TÄUBLER OY. Vuorimiehenkatu Helsinki Finland. Puh: Fax: TÄUBLER OY Vuorimiehenkatu 21 00140 Helsinki Finland Puh: 09-175 491 Fax: 09-175 735 TÄUBLER OY Perustettu vuonna 1990 Itsenäinen suomalainen yritys Myy ja markkinoi edustamiaan tuotteita; SIEMENS H+H

Lisätiedot

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset Ensimmäinen sivu on työskentelyyn orientoiva johdatteluvaihe, jossa annetaan jotain tietoja ongelmista, joita happamat sateet aiheuttavat. Lisäksi esitetään

Lisätiedot

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Lehdistötilaisuus 29.8.2012 Professori, tekn.tri Erja Turunen Tutkimusjohtaja, sovelletut materiaalit Strateginen tutkimus, VTT 2 Kierrätyksen rooli

Lisätiedot

Tulevaisuuden polttoaineet kemianteollisuuden näkökulmasta. Kokkola Material Week 2016 Timo Leppä

Tulevaisuuden polttoaineet kemianteollisuuden näkökulmasta. Kokkola Material Week 2016 Timo Leppä Tulevaisuuden polttoaineet kemianteollisuuden näkökulmasta Kokkola Material Week 2016 Timo Leppä 1 Mikä ajaa liikenteen muutosta EU:ssa? 2 Kohti vuotta 2020 Optimoidut diesel- ja bensiinimoottorit vastaavat

Lisätiedot

FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016

FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016 Kuvat: vas. Fotolia, muut Sanoma Pro Oy FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016 Kemian opetuksen tehtävänä on tukea oppilaiden luonnontieteellisen ajattelun sekä maailmankuvan kehittymistä. Kemian opetus auttaa ymmärtämään

Lisätiedot

Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030 Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030 Prof. Jarmo Partanen Jarmo.partanen@lut.fi +358 40 5066564 7.10.2016 Eduskunta/Ympäristövaliokunta What did we agree in Paris 2015? Country

Lisätiedot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus: K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat

Lisätiedot

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE

Lisätiedot

skijännitekojeistot ENERGIAA AURINGOSTA ium Voltage Power Distribution Equipment

skijännitekojeistot ENERGIAA AURINGOSTA ium Voltage Power Distribution Equipment skijännitekojeistot ENERGIAA AURINGOSTA ium Voltage Power Distribution Equipment Ekologinen ja edullinen aurinkosähkö Aurinkosähkö on uusiutuva ja saasteeton energiamuoto, jota on saatavilla kaikkialla

Lisätiedot

Kuparin korroosio hapettomissa olosuhteissa

Kuparin korroosio hapettomissa olosuhteissa Kuparin korroosio hapettomissa olosuhteissa Olof Forsén, Antero Pehkonen, Jari Aromaa Aalto-yliopisto Timo Saario VTT 1 Kuparin korroosio hapettomissa olosuhteissa Taustaa Aikaisemmat tutkimukset Tutkimuksen

Lisätiedot

Lahti Energia. Kokemuksia termisestä kaasutuksesta Matti Kivelä Puh

Lahti Energia. Kokemuksia termisestä kaasutuksesta Matti Kivelä Puh Lahti Energia Kokemuksia termisestä kaasutuksesta 22.04.2010 Matti Kivelä Puh 050 5981240 matti.kivela@lahtienergia.fi LE:n energiatuotannon polttoaineet 2008 Öljy 0,3 % Muut 0,8 % Energiajäte 3 % Puu

Lisätiedot

Uutta tuulivoimaa Suomeen. TuuliWatti Oy

Uutta tuulivoimaa Suomeen. TuuliWatti Oy Uutta tuulivoimaa Suomeen TuuliWatti Oy Päivän agenda Tervetuloa viestintäpäällikkö Liisa Joenpolvi, TuuliWatti TuuliWatin investointiuutiset toimitusjohtaja Jari Suominen, TuuliWatti Simo uusiutuvan energian

Lisätiedot

TEKNOLOGIARATKAISUJA BIOPOLTTOAINEIDEN DYNTÄMISEEN ENERGIANTUOTANNOSSA. Jari Hankala, paikallisjohtaja Foster Wheeler Energia Oy Varkaus

TEKNOLOGIARATKAISUJA BIOPOLTTOAINEIDEN DYNTÄMISEEN ENERGIANTUOTANNOSSA. Jari Hankala, paikallisjohtaja Foster Wheeler Energia Oy Varkaus TEKNOLOGIARATKAISUJA BIOPOLTTOAINEIDEN HYÖDYNT DYNTÄMISEEN ENERGIANTUOTANNOSSA Jari Hankala, paikallisjohtaja Foster Wheeler Energia Oy Varkaus Sisältö Ilmastomuutos, haaste ja muutosvoima Olemassaolevat

Lisätiedot

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT Julkisuudessa on ollut esillä Kemijärven sellutehtaan muuttamiseksi biojalostamoksi. Tarkasteluissa täytyy muistaa, että tunnettujenkin tekniikkojen soveltaminen

Lisätiedot

kun hiilimonoksidia ja vettä oli 0,0200 M kumpaakin ja hiilidioksidia ja vetyä 0,0040 M kumpaakin?

kun hiilimonoksidia ja vettä oli 0,0200 M kumpaakin ja hiilidioksidia ja vetyä 0,0040 M kumpaakin? Esimerkki: Mihin suuntaan etenee reaktio CO (g) + H 2 O (g) CO 2 (g) + H 2 (g), K = 0,64, kun hiilimonoksidia ja vettä oli 0,0200 M kumpaakin ja hiilidioksidia ja vetyä 0,0040 M kumpaakin? 1 Le Châtelier'n

Lisätiedot

Mistäuuttakysyntääja jalostustametsähakkeelle? MikkelinkehitysyhtiöMikseiOy Jussi Heinimö

Mistäuuttakysyntääja jalostustametsähakkeelle? MikkelinkehitysyhtiöMikseiOy Jussi Heinimö Mistäuuttakysyntääja jalostustametsähakkeelle? MikkelinkehitysyhtiöMikseiOy Jussi Heinimö 14.11.2016 Mistä uutta kysyntää metsähakkeelle -haasteita Metsähakkeen käyttö energiantuotannossa, erityisesti

Lisätiedot

Farmivirta. Oulun Energia / Oulun Sähkönmyynti Olli Tuomivaara OULUN ENERGIA

Farmivirta. Oulun Energia / Oulun Sähkönmyynti Olli Tuomivaara OULUN ENERGIA Farmivirta Oulun Energia / Oulun Sähkönmyynti Olli Tuomivaara OULUN ENERGIA Farmivirta on puhdasta lähienergiaa pientuottajalta sähkönkäyttäjille Farmivirta tuotetaan mikro- ja pienvoimaloissa uusiutuvilla

Lisätiedot

Energiaopinnot Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. 19.11.2015 Maija Leino

Energiaopinnot Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. 19.11.2015 Maija Leino Energiaopinnot Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa 19.11.2015 Maija Leino Kuka? Maija Leino, Nuorempi tutkija, maija.leino@lut.fi Ympäristötekniikan DI Sivuaineena LVI-talotekniikka ja Kestävä yhdyskunta

Lisätiedot

Sähkön rooli? Jarmo Partanen LUT School of Energy systems Jarmo.Partanen@lut.fi

Sähkön rooli? Jarmo Partanen LUT School of Energy systems Jarmo.Partanen@lut.fi Sähkön rooli? Jarmo Partanen LUT School of Energy systems Jarmo.Partanen@lut.fi TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOKSET Sähkömarkkinat 16/03/2016 Jarmo Partanen Sähkömarkkinat Driving Forces Sarjatuotantoon perustuva

Lisätiedot

Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa

Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa TkT Marja Niemi Tampereen teknillinen yliopisto Kemian ja biotekniikan laitos 23.4.2012 Suomalainen Tiedeakatemia, Nuorten klubi DI 2002, TTKK Materiaalitekniikan

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus HÖYRYTEKNIIKKA 1. Vettä (0 C) höyrystetään 2 bar paineessa 120 C kylläiseksi höyryksi. Laske

Lisätiedot

Uutta ja uusiutuvaa Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus. Prof. Jarmo Partanen Ilmastoseminaari

Uutta ja uusiutuvaa Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus. Prof. Jarmo Partanen Ilmastoseminaari Uutta ja uusiutuvaa Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus Prof. Jarmo Partanen Jarmo.partanen@lut.fi +358 40 5066564 9.2.2017 Ilmastoseminaari What did we agree in Paris 2015? Country pledges for 2030

Lisätiedot

Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea?

Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea? Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea? VAIHTOEHTOISET SÄHKÖENERGIATEKNOLOGIAT ON UUSIUTUVIEN SÄHKÖENERGIAMUOTOJEN TEKNIIKKAA Lähtökohta: Ilmastonmuutoksen seurauksena uusiutuvien

Lisätiedot

Syöttöveden kaasunpoisto ja lauhteenpuhdistus

Syöttöveden kaasunpoisto ja lauhteenpuhdistus Syöttöveden kaasunpoisto ja lauhteenpuhdistus Susanna Vähäsarja ÅF-Consult 11.2.2016 1 Sisältö Syöttöveden kaasunpoisto Kaasunpoistolaitteistot Lauhteenpuhdistuksen edut Mekaaninen lauhteenpuhdistus Kemiallinen

Lisätiedot

Uuraisten energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Uuraisten energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy Uuraisten energiatase 2010 Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy 1 Uuraisten energiatase 2010 Öljy 53 GWh Puu 21 GWh Teollisuus 4 GWh Sähkö 52 % Prosessilämpö 48 % Rakennusten lämmitys 45 GWh Kaukolämpö

Lisätiedot

2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta

2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta 2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta Monet hapettumis ja pelkistymisreaktioista on spontaaneja, jolloin elektronien siirtyminen tapahtuu itsestään. Koska reaktio on spontaani, vapautuu siinä energiaa, yleensä

Lisätiedot

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin MMM Mari Seppälä Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos Biokaasulaitoksen energiatase

Lisätiedot

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla Termodynamiikkaa Energiatekniikan automaatio TKK 2007 Yrjö Majanne, TTY/ACI Martti Välisuo, Fortum Nuclear Services Automaatio- ja säätötekniikan laitos Termodynamiikan perusteita Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa

Lisätiedot

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2011.

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2011. MAL:n pistesuositus kemian reaaikokeen tehtäviin syksyä 2011. - Tehtävän eri osat arvosteaan 1/3 pisteen tarkkuudea ja oppusumma pyöristetään kokonaisiksi pisteiksi. Tehtävän sisää pieniä puutteita voi

Lisätiedot

4 Yleiskuvaus toiminnasta

4 Yleiskuvaus toiminnasta 4 Yleiskuvaus toiminnasta Borealis Polymers Oy:n tuotantolaitokset sijaitsevat Porvoon kaupungin Kilpilahden alueella. Petrokemian tuotantolaitokset muodostuvat Olefiinituotannosta sekä Fenoli ja aromaatit

Lisätiedot

vetyteknologia Vety yleisiä näkökulmia 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen

vetyteknologia Vety yleisiä näkökulmia 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen DEE-54020 Polttokennot ja vetyteknologia Vety yleisiä näkökulmia 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen Polttokennojen edut High Efficiency, 45-55 % No emission (in use) Modularity Silent Fast

Lisätiedot

Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus

Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus Jukka Leskelä Energiateollisuus ry Yhdyskunta ja energia liiketoimintaa sähköisestä liikenteestä seminaari 1.10.2013 Aalto-yliopisto

Lisätiedot

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi Tuhkasta timantteja Liiketoimintaa teollisista sivutuotteista ja puhtaasta energiasta Peittoon kierrätyspuisto -hanke Yyterin kylpylähotelli,

Lisätiedot

Energiajärjestelmän haasteet ja liikenteen uudet ratkaisut

Energiajärjestelmän haasteet ja liikenteen uudet ratkaisut Energiajärjestelmän haasteet ja liikenteen uudet ratkaisut Vihreä moottoritie foorumi 18.8.2010, Fortum, Espoo Petra Lundström Vice President, CTO Fortum Oyj Kolme valtavaa haastetta Energian kysynnän

Lisätiedot

Energian varastointi ja uudet energialähteet

Energian varastointi ja uudet energialähteet Energian varastointi ja uudet energialähteet Fossiiliset polttoaineet, entropia 1 Fossiilisten polttoaineiden jaottelu Raakaöljy Vedyn ja hiilen yhdisteet Öljyliuske Öljyhiekka Maakaasu Kivihiili 2 Öljyvarat

Lisätiedot

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI VESI KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Johdantoa: Vesi on elämälle välttämätöntä. Se on hyvä liuotin, energian ja aineiden siirtäjä, lämmönsäätelijä ja se muodostaa vetysidoksia, jotka tekevät siitä poikkeuksellisen

Lisätiedot

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut Kaasut REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kaasu on yksi aineen olomuodosta. Kaasujen käyttäytymistä kokeellisesti tutkimalla on päädytty yksinkertaiseen malliin, ns. ideaalikaasuun. Määritelmä: Ideaalikaasu on yksinkertainen

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Kuudennen luennon aihepiirit Tulevaisuuden aurinkokennotyypit: väriaineaurinkokenno Rakenne Toimintaperiaate Kehityskohteet 1 AURINKOKENNOJEN NYKYTUTKIMUS Aurinkokennotutkimuksessa

Lisätiedot

ENNEN POLTTOA TAPAHTUVA HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTTO

ENNEN POLTTOA TAPAHTUVA HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTTO LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Energiatekniikka BH10A000 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari ENNEN POLTTOA TAPAHTUVA HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTTO Mikko Kousa 078844 SISÄLLYSLUETTELO

Lisätiedot

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Määritelmä, metallisidos, metallihila: ALKUAINEET KEMIAA KAIK- KIALLA, KE1 Metalleilla on tyypillisesti 1-3 valenssielektronia. Yksittäisten metalliatomien sitoutuessa toisiinsa jokaisen atomin valenssielektronit tulevat yhteiseen käyttöön

Lisätiedot

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus FM Hanna Prokkola Oulun yliopisto, Kemian laitos EkoPelletti-seminaari 11.4 2013 Biohajoavuus Biohajoavuudella yleensä tarkoitetaan

Lisätiedot

KAASU LÄMMÖNLÄHTEENÄ

KAASU LÄMMÖNLÄHTEENÄ KAASU LÄMMÖNLÄHTEENÄ MAA- JA BIOKAASUN MAHDOLLISUUDET 2 1 Luonnonkaasusta on moneksi 3 Gasumin kaasuverkosto kattaa puolet suomalaisista Korkeapaineista kaasun siirtoputkea 1 286 km Matalan paineen jakeluputkea

Lisätiedot

Odotukset ja mahdollisuudet

Odotukset ja mahdollisuudet Odotukset ja mahdollisuudet Odotukset ja mahdollisuudet teollisuudelle teollisuudelle Hannu Anttila Hannu Anttila Strategiajohtaja, Metsä Group Strategiajohtaja, Metsä Group Strategiatyön aloitusseminaari

Lisätiedot

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku CHEM-A1400 Tulevaisuuden materiaalit Työstä vastaa Tanja Kallio (tanja.kallio@aalto.fi)

Lisätiedot

Neste Oil energiatehokkuus - käytäntöjä ja kokemuksia. Energiatehokkuus kemianteollisuudessa seminaari

Neste Oil energiatehokkuus - käytäntöjä ja kokemuksia. Energiatehokkuus kemianteollisuudessa seminaari Neste Oil energiatehokkuus - käytäntöjä ja kokemuksia Energiatehokkuus kemianteollisuudessa seminaari 22.8.2013 Agenda 1. Neste Oil Oyj ja Porvoon jalostamo 2. Neste Oilin energian käyttö ja energian käyttö

Lisätiedot

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona. 3 Tehtävä 1. (8 p) Seuraavissa valintatehtävissä on esitetty väittämiä, jotka ovat joko oikein tai väärin. Merkitse paikkansapitävät väittämät rastilla ruutuun. Kukin kohta voi sisältää yhden tai useamman

Lisätiedot

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä Henrik Westerholm Neste Oil Ouj Tutkimus ja Teknologia Mutku päivät 30.-31.3.2011 Sisältö Uusiotuvat energialähteet Lainsäädäntö Biopolttoaineet

Lisätiedot

Aurinkoenergia Suomessa

Aurinkoenergia Suomessa Tampere Aurinkoenergia Suomessa 05.10.2016 Jarno Kuokkanen Sundial Finland Oy Aurinkoteknillinen yhdistys Ry Aurinkoenergian termit Aurinkolämpö (ST) Aurinkokeräin Tuottaa lämpöä Lämpöenergia, käyttövesi,

Lisätiedot

Kohti puhdasta kotimaista energiaa

Kohti puhdasta kotimaista energiaa Suomen Keskusta r.p. 21.5.2014 Kohti puhdasta kotimaista energiaa Keskustan mielestä Suomen tulee vastata vahvasti maailmanlaajuiseen ilmastohaasteeseen, välttämättömyyteen vähentää kasvihuonekaasupäästöjä

Lisätiedot

Pyrolyysiöljy osana ympäristöystävällistä sähkön ja kaukolämmön tuotantoa. Kasperi Karhapää 15.10.2012

Pyrolyysiöljy osana ympäristöystävällistä sähkön ja kaukolämmön tuotantoa. Kasperi Karhapää 15.10.2012 Pyrolyysiöljy osana ympäristöystävällistä sähkön ja kaukolämmön tuotantoa Kasperi Karhapää 15.10.2012 2 Heat / Kasperi Karhapää Fortum ja biopolttoaineet Energiatehokas yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto

Lisätiedot

Uusiutuva/puhdas energia haasteita ja mahdollisuuksia. Prof. Jarmo Partanen

Uusiutuva/puhdas energia haasteita ja mahdollisuuksia. Prof. Jarmo Partanen Uusiutuva/puhdas energia haasteita ja mahdollisuuksia Prof. Jarmo Partanen jarmo.partanen@lut.fi +358 40 5066564 Electricity Market, targets Competitive ness Sustainab ility Technical requirement; keep

Lisätiedot

Lannasta kanna(avas* biokaasua? Mahdollisuudet

Lannasta kanna(avas* biokaasua? Mahdollisuudet Lannasta kanna(avas* biokaasua? Mahdollisuudet Ville Pyykkönen Saija Rasi Eeva Lehtonen Sari Luostarinen LANNASTA ENEMMÄN JA YMPÄRISTÖYSTÄVÄLLISEMMIN Säätytalo 22.10.2014 1 Miksi lantabiokaasua? MUIDEN

Lisätiedot

Visioita tulevaisuuden sähköverkosta. Kimmo Kauhaniemi Professori Teknillinen tiedekunta Sähkö- ja energiatekniikka

Visioita tulevaisuuden sähköverkosta. Kimmo Kauhaniemi Professori Teknillinen tiedekunta Sähkö- ja energiatekniikka Visioita tulevaisuuden sähköverkosta Kimmo Kauhaniemi Professori Teknillinen tiedekunta Sähkö- ja energiatekniikka Minä ja tiede -luento, Seinäjoki 17.5.2016 & Vaasa 19.5.2016 Sisältö 1. Sähköverkko 2.

Lisätiedot

METSÄHAKKEEN KILPAILUASEMA LAUHDESÄHKÖN TUOTANNOSSA ESITYS 1.10.2013

METSÄHAKKEEN KILPAILUASEMA LAUHDESÄHKÖN TUOTANNOSSA ESITYS 1.10.2013 METSÄHAKKEEN KILPAILUASEMA LAUHDESÄHKÖN TUOTANNOSSA ESITYS LAUHDESÄHKÖN MERKITYS SÄHKÖMARKKINOILLA Lauhdesähkö on sähkön erillissähköntuotantoa (vrt. sähkön ja lämmön yhteistuotanto) Polttoaineilla (puu,

Lisätiedot

Suomestako öljyvaltio? Kari Liukko

Suomestako öljyvaltio? Kari Liukko Päättäjien Metsäakatemia Kurssi 34 Maastojakso 22.-24.5 2013 Suomestako öljyvaltio? Kari Liukko Öljyn hinta, vaihtotase, työllisyys, rikkidirektiivi TE 3.5.-13 TE 3.5.-13 TE 26.4.-13 KL 21.8.-12 2 PMA

Lisätiedot

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Toisen luennon aihepiirit Lyhyt katsaus aurinkosähkön historiaan Valosähköinen ilmiö: Mistä tässä luonnonilmiössä on kyse? Pinnallinen tapa aurinkokennon virta-jännite-käyrän

Lisätiedot

Energiatehokkuuden analysointi

Energiatehokkuuden analysointi Liite 2 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Energiatehokkuuden analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys

Lisätiedot

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen 6.2 MONILIITOSAURINKOKENNO Aurinkokennojen hyötysuhteen kasvattaminen on teknisesti haastava tehtävä. Oman lisähaasteensa tuovat taloudelliset reunaehdot, sillä tekninen kehitys ei saisi merkittävästi

Lisätiedot

Teollisuus- ja palvelutuotannon kasvu edellyttää kohtuuhintaista energiaa ja erityisesti sähköä

Teollisuus- ja palvelutuotannon kasvu edellyttää kohtuuhintaista energiaa ja erityisesti sähköä Teollisuus- ja palvelutuotannon kasvu edellyttää kohtuuhintaista energiaa ja erityisesti sähköä Jos energian saanti on epävarmaa tai sen hintakehityksestä ei ole varmuutta, kiinnostus investoida Suomeen

Lisätiedot

Bioenergian tukimekanismit

Bioenergian tukimekanismit Bioenergian tukimekanismit REPAP 22- Collaboration workshop 4.5.21 Perttu Lahtinen Uusiutuvien energialähteiden 38 % tavoite edellyttää mm. merkittävää bioenergian lisäystä Suomessa Suomen ilmasto- ja

Lisätiedot

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Kertausta IONIEN MUODOSTUMISESTA Jos atomi luovuttaa tai

Lisätiedot