Maakaasulle on monta vaihtoehtoa – mutta ei ”yhden koon ratkaisua”

Suomen maakaasuverkko kattaa Kaakkois- ja Etelä-Suomen, ja verkon alueella on useita isoja teollisuuslaitoksia sekä kaupunkeja. Maakaasua käytetään teollisuuskohteiden lisäksi yksittäisten kiinteistöjen lämmityksessä, kotitalouksissa ja keittiöissä.

Monessa käyttökohteessa helpointa on korvata putkesta tuleva maakaasu nesteytetyllä maakaasulla eli LNG:llä. Tällöin käyttökohteessa ei välttämättä tarvita muutoksia. Varastointiin, logistiikkaan ja kaasun höyrystämiseen tarvittavat rakenteet aiheuttavat kuitenkin sen, ettei LNG ole järkevä vaihtoehto kaikkein pienimmissä kohteissa. Pientalot ja muut maakaasua suoraan käyttävät kiinteistöt ovatkin ryhmä, jonka maakaasun saanti turvataan mahdollisimman pitkään.

Suomessa on tällä hetkellä käytössä kaksi LNG-terminaalia Porissa ja Torniossa. Kolmas on käyttöönottovaiheessa Haminassa. Näistä Haminan terminaali on kytketty suoraan maakaasuverkkoon, muuten verkkoon voidaan syöttää LNG:tä Baltic Connector -putken kautta.

Sopiva korvaaja riippuu käyttökohteesta

Isommissa kulutuskohteissa putkesta tuleva kaasu voidaan prosessista ja sen tarpeista riippuen korvata hyvin monella eri vaihtoehdolla. Jos kaasua käytetään vain lämmön tai höyryn tuotantoon, ei energian loppukäyttäjälle useinkaan ole suoraan väliä, miten lämpö- tai höyryenergia on tuotettu. Maakaasun korvaaminen voi sen sijaan olla paljon haasteellisempaa kohteissa, joissa se toimii suoraan raaka-aineena.

Lämmöntuotannon osalta eri vaihtoehtoja ovat ainakin biopolttoaineet (esim. hake tai pelletti), lämpöpumppuratkaisut (vesi-vesi, ilma-vesi, hukkalämmöt), sähkökattilat, LNG, biokaasu, nestekaasu sekä poltto- ja bioöljyt. Uutena mahdollisuutena on tulossa yhä suuremmassa mittakaavassa vedyn hyödyntäminen, mutta vedyn valmistaminen nykyisillä tekniikoilla vaatii aina sähköä. Pienydinvoimastakin on ollut puhetta, mutta tekniikka vaatii vielä muutamia kehitysvuosia ennen kuin valmiin pienen lämpöydinreaktorin voi hankkia kaupasta.

Kuten edeltä voi päätellä, ei yleispätevää ratkaisua maakaasun korvaajaksi ole. Jokainen tapaus on ainakin jossain määrin yksilöllinen, eikä yhden tapauksen paras ratkaisu välttämättä sovellu toiseen tapaukseen. Ilmastonmuutos ja varsinkin sen torjunta pitää myös pitää mielessä. EU:han on linjannut maakaasun pitkän siirtymäajan polttoaineeksi pääosin korvaamaan rusko- ja kivihiiltä energiantuotannossa. Kuitenkin tässäkin tapauksessa siirtymäaika varmastikin lyhenee merkittävästi, ja maakaasu voi jäädä kokonaan pois siirryttäessä fossiilisista energialähteistä suoraan vihreään energiaan.

Nopeat syövät hitaat

Maakaasun vaihtoehtoja pohtivan yrityksen on tärkeää tiedostaa, että aika on kriittinen tekijä. Ratkaisuvaihtoehtojen kartoittaminen, suunnittelu ja toteutus eivät tapahdu hetkessä. Mitä myöhemmin lähtee liikkeelle, sitä pidemmäksi jono ehtii kasvaa.

Vaihtoehtoja putkesta tulevan maakaasun korvaamiselle on onneksi useita. Niistä on löydettävä se, mikä soveltuu omaan tilanteeseen parhaiten. Usein korvaava investointi voi olla yhdistelmä eri ratkaisuista, mahdollisesti maakaasun jäädessä vielä taustalle varalle.

Me Rejlersillä olemme toimineet jo pitkään asiakkaidemme tukena sekä maakaasun että sen vaihtoehtojen kanssa. Autamme mielellämme eri vaihtoehtojen kartoittamisessa, suunnittelussa ja toteuttamisessa.

 

Kiinnostuitko? Tutustu myös suunnittelemaamme vihreän vedyn tuotantokonseptiin ja biokaasulaitosprojektiin 

Kuusi vaihtoehtoa maakaasun korvaajaksi

1. LNG

LNG:n yleisimpiä ongelmia ovat säiliön, höyrystinaseman ja purkupaikan vaatimat tilat sekä suoja-alueet. Tehdasalueella on harvoin riittävästi tilaa, jonne tarvittavat laitteet voidaan sijoittaa. Lait ja asetukset sekä standardit määrittävät tarvittavat suojaetäisyydet, mutta yleensä joudutaan tekemään myös erilliset palo- ja räjähdyssuojauslaskelmat. Lisäksi höyrystimen energian syöttö voi vaatia omia toimenpiteitään.

2. BIOKAASU

Biokaasun tuotanto vaatii raaka-aineen, josta kaasua jalostetaan. Lisäksi kaasun varastointi, puhdistus ja jakelu vaativat omat laitteistonsa. Ihannetilanteessa biokaasun raaka-aine, tuotanto ja kulutus sijaitsevat samalla alueella, mutta aina tähän ei päästä. Joskus taas tuotanto ylittää kulutuksen. Biokaasu voi kuitenkin korvata maakaasua yleensä pienillä muutoksilla olemassa oleviin laitteisiin. Jos biokaasu jatkojalostetaan, voidaan kaasua syöttää maakaasuverkkoon ja hyödyntää kuten maakaasua. Biokaasulaitoksia koskevat kuitenkin samat haasteet kuin LNG:tä – kaasun valmistus, käsittely ja varastointi vaativat riittävästi tilaa.

3. LÄMPÖPUMPUT

Erilaisten lämpöpumppuratkaisujen avulla matalatasoisia energialähteitä voidaan hyödyntää lämmöntuotantoon. Ilmasta otetun lämmön ongelmana on yleensä se, että lämmöntarve on suurimmillaan silloin kun ilmasta saatava lämpö on pienimmillään. Tämän takia erilaiset hukkalämmöt, kuten jätevedet ja prosessilämmöt ovat parempia lämmönlähteitä: niiden lämpötilataso pysyy melko vakiona.

Lämpöpumppujen haasteina ovat vanhemmat lämpöverkot, joiden lämpötilataso on korkea. Yleisesti lämpöpumppujen hyötysuhde (COP) huononee merkittävästi, jos lämpöpumpun jälkeinen lämpötila nousee yli + 90 °C. Toisaalta taas ulkolämpötilan mukaan säätyvien lämpöverkkojen tavoitelämpötilat ovat yli tuon jo ulkolämpötilan laskiessa alle + 5 °C, joten verkkoon lähtevää virtausta joudutaan lisälämmittämään.

Parhaimmillaan lämpöpumput ovat uusissa matalalämpötilaverkoissa, joiden kulutuskohteet on jo suunniteltu matalalle lämpötilalle. Tällaisia ovat esimerkiksi uudet asuinalueet ja teollisuuskohteet.

4. BIOPOLTTOAINEET

Pelletti vai hake? Siinä kysymys monelle lämmöntuottajalle. Haketta on saatavilla lähempää ja laajemmalta toimittajaverkostolta, mutta toisaalta se vaatii isommat varastotilat, luotettavat yhteistyökumppanit ja tarkemman polttoaineen laadunvalvonnan. Lisäksi hakelaitoksen kunnossapitoon ja valvontaan tarvitaan keskimäärin enemmän kapasiteettia kuin pellettilaitoksen. Pelletti taas mahdollistaa polttoainevarastoinnin pienehkölle alueelle ja joskus jopa olemassa olevien kattiloiden hyödyntämisen pelletin pölypolttoon tietyillä tehorajoitteilla.

5. SÄHKÖKATTILAT

Lämmön ja höyryn tuotanto sähköllä mahdollistaa vihreän energian käytön. Pieni vastuskattila on helppo lisätä prosessiin, mutta pienenkin kattilan lisäys (0,1….1 MW) voi aiheuttaa sähköverkon puolelle tarvetta isommille uudistamisille. Isommissa teholuokissa mennään elektrodikattiloihin ja välijännitteisiin, jolloin myös kattilalle vaaditaan oma vesikierto ja vedenkäsittelylaitteisto. Sähkökattilan käyttö- ja kunnossapitokustannukset ovat kuitenkin hyvin kilpailukykyiset, ja vaadittava tilantarve pieni verrattuna saatavaan tehoon.

6. VETY

Vetyä ei ole välttämättä järkevintä hyödyntää suoraan polttoaineena vaan joko tuotannon raaka-aineena tai synteettisen polttoaineen valmistusaineena. Nykyisillä tekniikoilla vedyn tuotannon yhteydessä syntyy runsaasti hukkalämpöä eri lämpötilatasoilla. Tämän hukkalämmön hyödyntäminen joko suoraan tai lämpöpumppujen avulla on erittäin järkevää. Suomessa on menossa useita vetyhankkeita, joissa syntyvää hukkalämpöä suunnitellaan hyödynnettävän lämpöpumppujen avulla yhdyskuntien lämmittämiseen.