ÖLJYLUOLASTON PUHDISTUS BIOLOGISESTI MAHDOLLISTAA UUSIOKÄYTÖN LÄMPÖENERGIAVARASTONA Energiateollisuuden tutkimusseminaari Aura Nousiainen, Pöyry Finland ja Anna Reunamo, SYKE Merikeskus 30.1. 2019
KRUUNUVUOREN ÖLJYLUOLIEN UUSIOKÄYTTÖ Dieselöljyn kausivaraston uusi elämä lämpöenergian tuotossa Kuva: Helen Oy Kaksi luolaa, joiden tilavuus on yhteensä 300 000 m 3 Luolia suunnitellaan lämpöenergian varastoina. Energia on sitoutuneena kesällä auringon lämmittämästä pintavedestä. Luolat täytetään kesällä, ja hyödynnetään talvella lämpöpumppujen energianlähteenä Meriveden kausivarastoinnille ei ole esteitä, ja ne ovat käyttökelpoisia sellaisenaan Lämpöenergia riittäisi kattamaan jopa kolmasosan alueen lämpöenergiantarpeesta Luolat on kertaalleen pesty, mutta kalliorakosista tihkuu dieseliä vielä pitkään Öljy on kerrostunut. 1-5 m syvyydessä sitä on noin 200 mg/l. Tavoite 1 mg/l. Hankkeen energiataloudellinen arvo on vähäinen, joten ympäristövaikutusten eliminoiminen on hankkeen toteutumisen kannalta ensiarvoisen tärkeää PÖYRY PRESENTATION 2
PIENET SUURET BAKTEERIT Itämeren vedessä on luontaisesti bakteereja, jotka voivat hajottaa öljyä Itämeren vedessä on noin 10 6 bakteeria litrassa. Useilla Itämeren bakteeriryhmillä on kyky käyttää öljyhiilivetyjä ruokanaan. Öljyn hajoaminen on tehokkainta, jos ympäristön olosuhteet ovat suotuisat. Vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi veteen liuennut hapen määrä, lämpötila ja ravinteet (typpi,fosfori ja mikroravinteet) Öljyn hajottajien lukumäärää voidaan arvioida laskemalla, paljonko vedessä on bakteerien öljynhajotuksessa tarvitsemia geenejä Öljyn hajoamiseen vaikuttavia olosuhteita voidaan arvioida paremmin, jos tiedetään, mitä bakteeriryhmiä merivedessä on. Erikoistutkija Anna Reunamo ottamassa vesinäytteitä merenpinnan mikrokerroksesta Stenskärissä Nauvossa. Kuva SYKE. PÖYRY PRESENTATION 3
PILOTTIKOKEEN KOEASETELMA Kolmella akvaariolla simuloidaan, mitä tapahtuu jos olosuhteita luolassa muutetaan PÖYRY PRESENTATION 4
KUVIA NÄYTTEENOTOSTA LUOLASSA JA HAAKONINLAHDELLA PÖYRY PRESENTATION 5
3500 3000 2500 2000 ÖLJYN MÄÄRÄ VÄHENEE KAIKISSA KÄSITTELYISSÄ Öljy hajoaa nopeammin niissä käsittelyissä, joissa on lisätty merivettä Öljypitoisuus (µg/l) 4000 Luolavesi y = -498,93x + 3542,4 Luolavesi+ Luolavesi+ hapetettu Lin. (Luolavesi) Lin. (Luolavesi+) Lin. (Luolavesi+ hapetettu) Aika (viikkoa) Luolavesi öljy mg/l Luolavesi + öljy mg/l Luolavesi + Hapetettu Öljy mg/l 0 3044 1065 1065 1 3640 111 414 2 2547 59 146 6 449 58,5 67 1500 Öljyn määrä kokeen 1000 lopussa (%) 14,7 5,5 6,3 y = -130,13x + 715,96 500 y = -112,36x + 576,36 0 0 1 2 3 4 5 6-500 Aika (viikkoja) PÖYRY PRESENTATION 6
BAKTEERIEN GEENIT VALOTTAVAT ÖLJYN HAJOAMISTA Öljyn yhdisteiden hajotusgeenien määrät olivat akvaarioissa suurempia kuin Haakoninlahdella tai öljyluolassa. PAH-hajotusgeenit Alkaanin hajotusgeenit Bakteerien kokonaismäärä 4,00E+05 3,50E+05 3,00E+05 2,50E+05 0 viikkoa 1 viikkoa 2 viikkoa 6 viikkoa 9,00E+09 8,00E+09 7,00E+09 6,00E+09 0 viikkoa 1 viikkoa 2 viikkoa 6 viikkoa 8,00E+08 7,00E+08 6,00E+08 5,00E+08 0 viikkoa 1 viikkoa 2 viikkoa 6 viikkoa 2,00E+05 1,50E+05 1,00E+05 5,00E+09 4,00E+09 3,00E+09 2,00E+09 4,00E+08 3,00E+08 2,00E+08 5,00E+04 1,00E+09 1,00E+08 0,00E+00 Luola in situ Meri in situ Luolavesi Luolavesi + Luolavesi+ hapetettuna 0,00E+00 Luola in situ Meri in situ Luolavesi Luolavesi + Luolavesi+ hapetettuna 0,00E+00 Luola in situ Meri in situ Luolavesi Luolavesi + Luolavesi+ hapetettuna PÖYRY PRESENTATION 7
TUTKIMUKSEN JOHTOPÄÄTÖKSET Pilottikokeessa öljyn määrä vähenee. Öljyn hajoaminen on todennäköisesti biologista, ja sitä vauhdittaa meriveden lisäys luolaveteen Öljyn määrä väheni kaikissa käsittelyissä Jos merivettä ei lisätty, öljypitoisuus väheni 85 % kuudessa viikossa Meriveden lisäys aiheutti noin 95 % öljyn hajoamisen kahdessa viikossa. Hapetuksella ei ollut merkitystä Hajotusgeenien perusteella Haakoninlahdessa ja öljyluolassa on luontaisesti pieniä määriä öljynhajotukseen kykeneviä bakteereja. Pilottikokeen aikana hajotusgeenien määrä lisääntyi kaikissa käsittelyissä. Hapettaminen vaikutti erityisesti alkaaninhajotusgeenimääriin. PAH-yhdisteiden hajotusgeenit olivat yleisimpiä pelkässä luolavedessä. Meriveden lisäys luolaveteen nopeuttaa öljyn hajoamista. Bakteerimäärät eivät juuri muutu, mutta erityisesti alkaaniyhdisteiden hajotusgeenit yleistyvät. On myös mahdollista, että kiihtynyt hajotusnopeus johtuu jostakin muusta seikasta kuin meriveden sisältämistä bakteereista. Tätä kysymystä voidaan ratkoa sekvensoimalla pilot-kokeen jäsenistä DNA, ja tunnistamalla sen perusteella miten bakteeriryhmät reagoivat ympäristön muutokseen PÖYRY PRESENTATION 8
MITÄ ILOA MOISESTA PILOTTIKOKEESTA ON? Tieteellisesti testattua lisätietoa päätöksenteon tueksi Öljyluolien uusiokäyttö on uraauurtava hanke Ympäristövaikutusten ennustaminen on vaikeaa, sillä muuttujia on paljon Parhaiden asiantuntijoiden käyttö ja kokeellinen tutkimus antaa lisää tietoa päätöksenteon tueksi Seuraavan askelen ottaminen on helpompaa. PÖYRY PRESENTATION 9
Consulting. Engineering. Projects. Operations. www.poyry.com