Päästöttömän ja uusiutuvan energian tuotantoa asuinalueilla

Transkriptio

1 BIETRO Kohti Tehokasta Rakentamista Päästöttömän ja uusiutuvan energian tuotantoa asuinalueilla Erkki Hiltunen, FT, johtaja, Vaasan Energiainstituutti tutkimusjohtaja Fysiikka / Energiatekniikka, VY

2 Vaasan Energiainstituutti VEI Vaasan ammattikorkeakoulu Yrkeshögskolan NOVIA Vaasan yliopisto Teknillinen tiedekunta, Levón-insituutti, VaasaEMG Sopimus allekirjoitettu Johtokunta nimetty Verkottumisen ja EU -hankkeiden kautta niin kansallista kuin kansainvälistäkin yhteistyötä.

3 VEI:n arvoperustaa Taloudellinen hyödynnettävyys Osaamisen yhdistäminen Verkottuminen kansallisesti ja kansainvälisesti Innovatiivisuus, liiketoiminta ja spinn off:it Ympäristöystävällisyys

4 Uusiutuva energia - Uudistuva energia Suomen energiapolitiikka on vuosikymmeniä nojautunut keskitettyyn energiantuotantoon: vesivoima, Imatran voima, Neste, atomivoima kaukolämpö. Hajautettu energiantuotanto Kuka osaa? Kuka saa tuottaa energiaa? Mihin hajautettu energia riittää?

5 Energia VEI:ssä Tutkimus koulutus kehittäminen - konsultointi Teema ohjelmat projektit Integraatio monitieteisyys Kokonaisuuden ymmärrys helikopteriperspektiivi Käytännönläheisyys alueellinen vaikuttavuus: SHOK Kunnat ja muu julkinen sektori Teollisuus ja yritykset Merinova, klusteri, Oske

6 Hajautettu energiatuotanto Energialähteet hajautetussa energiantuotannossa Tuuli-ja aurinkoenergia Biopolttoaineet (pelto- ja metsäenergia, erilaiset jätemateriaalit) Vesi- ja aaltoenergia Lämpöpumput Muut uusiutuvat energialähteet Tähän ei panosteta: Ydinvoima Hiilivoima

7 Ruokohelpin korjuuta Lähde: The dry-line method in bast fibre production (A. Pasila)

8 Reparation for the use

9 Biokaasu prosessi

10

11

12 Tuulienergia Vuonna 2004 Suomessa oli kaikkiaan 82 tuuliturbiinia. Niiden yhteinen tuottoteho oli 69 MW. Alueellisesti ne olivat jakautuneet rannikoille: lähelle Oulua, Kemiä ja Ahvenanmaata. Suurimpien tuuliturbiinien teho oli 2 MW ja pienimmät olivat vain muutamia kilowatteja. Huom. syöttötariffia esitetään yli 1 MW tuulivoimaloille.

13 Yhteistyössä Vaasan Asuntomessut 2008

14

15

16 Suomen suurimmat vesivoimalaitokset

17 Integrateddecentralicedproduction Productionmethods Wind energy (especiallysmallverticalaxisturbins; Windside) Solar heat and electricity Diesel- and gas engines Bio gas plants Wayto use As a partof a net Micro grid(separated island) Reserve energy production

18 1.2. Biofuels Productionand use(solids, liquidsand gas); wide own production Potential, availability, adequacy (riittävyys) Measuring and tailoring properties To optimizethe usewithcombustionengines(efficiency, emissions) Burning oil, fuel cells, reactors Contamination of the soil Logistics, sustainable development, information Biofuel laboratory Research program (tutkimusohjelma) BIETRO (liquid biofuels), BIOMODE (biogas)

19 1.3. Lowenergynetsand heatpumps Heatreservsin the soiland lakes Sediment heat Earth heat Geothermal heat Waste(lost) heat Air-conditioning Waste water Lowenergynetsand heatpumps Green houses Regional solutions

20 Kasviöljyn ja biodieselin valmistus

21 Etanolin tuotanto

22 Tutkimus I Kansallinen Tutkimus II Etelä-Pohjanmaa Tutkimus IV Suupohja Hajautettu energia

23 RES Potentiaalit Uusiutuvan energian lähteet: Puu: hakkuujätteet Olki Lanta Biojäte Jätevedet: jätevedenpuhdistus Biomassa Ruokohelpi hyväksytyiltä alueilta Teollisuusjäte Eivät laskuissa mukana Tuuli Aurinko Geoterminen energia Ruokatuotanto Puu: massa jne.

24 Energy Demand RES Wood Straw Other Total % Pietarsaari Region Luoto Pietarsaari Kruunupyy Pedersöre Uusikaarlepyy Total Total without Pietarsaari Tuloksia Tutkimus II Peura & Hyttinen 2008 Vaasa Region Oravainen Vöyri Maksamaa Mustasaari Vaasa Maalahti Korsnäs Total Total without Vaasa Kyrönmaa Region Isokyrö Vähäkyrö Laihia Total Coastal Suupohja Kaskinen Kristiinankaupunki Närpiö Total Total without Kaskinen TOTAL Ostrobothnia TOTAL without KaskinenVaasa, and Pietarsaari

25 Energiamarkkinoiden toiminta ja kehitys Energian hinnat ja niiden kehittyminen Markkinoiden toimivuus Muutosten (esim. lainsäädännössä) vaikutus markkinoiden kehitykseen ja alan toimijoihin Kehitettävät teemat: Smart Metering ja siihen liittyvät tuotteet & palvelut Sähkökaupan ja päästökaupan mekanismit ja niiden vaikutus

26 Liikenne ja logistiikka Biopolttoaineet liikenteessä Biokaasu, biodiesel Biokaasun liikennekäytön järjestelmä Tuotanto, jalostus, jakelu, käyttö Talous ja tekniikka Liikenteen ympäristövaikutukset

27 Kasvi-, kala-ja eläinrasvasta valmistettu biodiesel moottorikäytössä KALLE -hanke Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia esteröityjen kala- ja eläinrasvojen sopivuutta dieselmoottorien polttoaineeksi (ajoneuvojen ja työkoneiden moottorit). Huomiota tullaan kiinnittämään biopolttoaineen käyttäytymiseen palotilassa sekä moottoriprosessin mallinnukseen ja hiukkaspäästöihin. Vaasan yliopistossa suoritettaviin fysikaalisiin mittauksiin kuuluvat mm pommikalorimetrillä suoritettavat energiasisältömittaukset, tiheys-, pintajännitys- ja viskositeettimittaukset, polttoainesuihkun pisarakoon mittaukset ja kylmäkäyttäytymisen mm jähmepisteen tutkiminen (sääkaappi, optinen mittausmenetelmä kehitteillä). Tutkimuksessa tullaan selvittämään käytettyjen polttoaineiden setaaniluvut ja setaaniindeksit.

28 Novia Engine Laboratory

29 Päästöjen hiukkaskokojakautuma Ennen kaikkea pienemmällä pyörimisnopeudella ajettaessa suurempia yli 100 nm hiukkasia syntyi FME:llä huomattavasti vähemmän kuin dieselöljyllä. Kuten kuvasta ilmenee, tulos on erittäin hyvin toistettavissa.

30 Söderfjärdin Meteoria

31 AND

32 Ilmastonmuutos ja energia Jos ihmiset jatkuvasti käyttävät liian paljon fossiilista energiaa, maan pinnan lämpötila tulee jatkuvasti nousemaan. Jo muutaman asteen nousu voi aiheuttaa dramaattisia muutoksia. Ilmastonmuutoksen suuruus riippuu lämpötilan nousun suuruudesta. - Jäätikköjen sulaminen sekä pohjoisella että eteläisellä pallonpuoliskolla - Vedenpinnan nousu valtamerissä: Lousiana, Banglades, - Myrskyjä - Pyörremyrskyt - Kovia vesisateita ja usein väärään aikaan - Kuivia ajanjaksoja - Erosio

33 Päästöttömän ja uusiutuvan energian tuotantoa asuinalueilla Energiaomavaraisuus ja kestäväkehitys Uusiutuvat energian lähteet Määrä, laatu, saatavuus, hinta, hyödynnettävyys Energiaomavaraisuuden alueellinen potentiaali Tekniset ratkaisut ja konseptit Liiketoimintamallit Investointi- ja kannattavuuslaskelmat Aluetalous Tehokas energian käyttö

34 Bioenergian tuotanto hajautetussa tuotannossa voi olla kannattavaa vain, jos kaikki osakannattavuudet pystytään hyödyntämään. Esimerkkikaavio maatausosuuskuntien hajautetusta energian tuotannosta. etanolin ulosmyynti ulosmyynti Huittinen kuluttajille ETANOLITEHDAS etanoli liha puhdistus makkara BIODIESEL LAITOS rehu polttyoöljy ohra lannoite biodiesel esteröinti etanoli rehu (rouhe) puristus glyseroli teurasjäte LIHAN- JALOSTAMO YLIOPISTO tutkimuslaitos öljykasvien laadunvarmistus siemenet ylimääräinen rouhe biodieselin O ulosmyynti S U biokaasun U maatila korret lanta BIOKAASULAITOS ulosmyynti S sikoja K maatila synteettinen U karjaa diesel N maatila biokaasua N sikoja lannoitetta sähkö A T omega 3 MAA- JA METSÄTALOUDEN KOULUTUSYKSIKKÖ rasvat - viljelijöiden koulutus eläimiä - tiedotus

35 Metsän biomassa Runkopuun tilavuus Suomessa on 1937 x 10 6 m 3. (Lähde: Energia Suomessa: Tekniikka, talous ja ympäristövaikutukset) Vuotuinen kasvu on noin 80 x 10 6 m 3. Oksat huomioiden vuotuinen kasvu on noin 110 x 10 6 m 3.

36 Energiahuollon alueelliset ratkaisut ja rakennemuutos Visio: energiasektorin dikotomia (2-jako) Suurten asutuskeskusten ja energiaintensiivisen teollisuuden ulkopuoliset ratkaisut Alueellinen energiaomavaraisuus Suunnitteluprosessi, toimijoiden sitouttaminen, tiedotus ja tiedon tason parantaminen, toimenpidesuunnitelma Sosiaaliset ja muut alueelliset vaikutukset

37 FT Erkki Hiltunen, tutkimusjohtaja BIOPOLTTOAINELABORATORIO

38

39 Määritettäviä asioita tiheys viskositeetti pintajännitys ph-määritys energiasisältö samepiste suodatettavuus jähmepiste lämpötila leimahduspiste vesipitoisuus esteripitoisuus rikkipitoisuus tuhkajäännös hiilijäännös kuparikorroosio setaaniluku setaani-indeksi tislausalue kokonaiskontaminaatio hapettumisstabiilisuus happoarvo iodiluku linoleenihappoesteri monityyd. metyyliesterit metanolipitoisuus monoglyseriidipitoisuus diglyseriidipitoisuus triglyseriidipitoisuus glyseroli kaikkiaan vapaa glyseroli ryhmän I metallit Na+K ryhmän II metallit Ca+Mg fosforipitoisuus P aromaattisuus vapaat rasvahapot pisarakoon määritys suodatus pakokaasupäästöt moottorin pitkäaikaiskokeet

40 Öljyn puristus ja suodatus

41 Bioöljyn esteröinnissäkäytetty laitteisto Ilmajoen Maa- ja metsätalousoppilaitoksella Laitevienti ulkomaille

42 Biopolttoainelaboratorion uudempaa laitteistoa

43 Rancimat laitteisto: Bioöljyjen ja biodieselin vanhenemiseen sovellettava laitteisto hankintahetkellä ainoa Suomessa

44 ILKKA

45 Valtiovarainvaliokunnan Kauppa- ja teollisuusjaosto

46 Pohjoismainen konferenssi

47 Kohti Energiatehokasta Rakentamista KIITOS