Miksi asiantuntijat pitävät thermal storage Finland -osaamista maailman edistyneimpänä hiekka-akkujen keskittymänä?
Teollisuuden energiankäyttö elää historiallista murrosta. Tiukat päästötavoitteet ja fossiilisten polttoaineiden hintaheilahtelut saavat yritykset etsimään uusia, luotettavia tapoja tuottaa prosessilämpöä ja…
Teollisuuden energiankäyttö elää historiallista murrosta. Tiukat päästötavoitteet ja fossiilisten polttoaineiden hintaheilahtelut saavat yritykset etsimään uusia, luotettavia tapoja tuottaa prosessilämpöä ja höyryä. Suomi on noussut tässä kehityksessä vahvaksi edelläkävijäksi. Suomessa kehitetty lämpövarastointiosaaminen tunnetaan maailmalla korkean lämpötilan energiavarastojen, kuten hiekka- ja muiden kiinteäainepohjaisten lämpöakkujen, merkittävimpänä keskittymänä.
Valtion teknologisen tutkimuskeskuksen VTT:n arvioiden mukaan uusiutuvaan sähköön perustuvat lämpövarastot ovat avainasemassa teollisuuden sähköistämisessä sekä tuuli- ja aurinkovoiman vaihtelun tasaamisessa. Teollisuusyrityksille kehitys tarjoaa mahdollisuuden ostaa sähköä silloin, kun sähkö on edullisinta, ja käyttää sen kuumana höyrynä tai lämpönä myöhemmin. Ratkaisu vähentää riippuvuutta kalliista polttoöljystä sekä kaasusta ja vakauttaa energiakustannukset pitkälle tulevaisuuteen.
Miksi juuri Suomi on lämpövarastoinnin globaali edelläkävijä?
Pohjoiset sääolosuhteet luovat luonnollisen tarpeen kehittää tehokkaita ja kestäviä lämmitysratkaisuja. Suomessa onkin pitkät perinteet kaukolämpöverkostoista ja energiatehokkaasta prosessiteollisuudesta. Kun tähän yhdistetään pohjoismaisen Nord Pool -sähkömarketin hinnanvaihtelut, syntyy ihanteellinen maaperä teknologiselle kehitykselle. Sähkön hinnanvaihtelut voidaankin kääntää suoraan teollisuuden kilpailueduksi.
Suomalaisten korkealämpötilaisten lämpöakkujen hyötysuhde sähköstä hyötylämmöksi on poikkeuksellisen korkea, mikä minimoi energiahäviöt ja parantaa taloudellista kannattavuutta.
Suora lämpövarastointi tuo huomattavia säästöjä verrattuna kemiallisiin akkujärjestelmiin. Lämpöenergian säilöminen kiinteään materiaaliin, kuten hiekkaan tai grafiittiin, on elinkaarikustannuksiltaan edullista ja laitteisto kestää käytössä vuosikymmeniä ilman tehonheikennyksiä. Motivan ja muiden alan asiantuntijoiden mukaan teollisuus kuluttaa valtaosan energiastaan lämpönä ja höyrynä. Sähkön muuntaminen suoraan korkealämpötilaiseksi lämpöenergiaksi onkin tehokkain tapa sähköistää tuotantoprosessit ilman ylimääräisiä muunnos- ja sähkötehohäviöitä.
Lämpöakkuteknologian toiminta nojaa fysiikan perusperiaatteisiin. Sähkövastukset kuumentavat eristetyssä säiliössä olevan kiinteän materiaalin jopa satoihin asteisiin. Koska järjestelmässä ei tarvitse ylläpitää korkeaa veden- tai kaasunpainetta, laitteistot ovat erittäin turvallisia ja ne on helppo sijoittaa tehdasalueelle. Kun uusiutuvaa sähköä on tarjolla runsaasti, järjestelmä latautuu automaattisesti. Kalliimpien tuntien aikana tai tuotantotarpeen vaatiessa lämpö otetaan akusta ulos prosessihöyrynä tai kuumana ilmana.
Miten korkealämpötilainen lämpövarastointi eroaa vesivaraajista?
Perinteiset vesivaraajat soveltuvat hyvin kiinteistöjen lämmitykseen, mutta teollisessa mittakaavassa vesi kohtaa fysiikan rajat. Veden lämpötilan nostaminen yli sataan asteeseen vaatii poikkeuksellisen korkeaa painetta. Tämä tekee laitteistoista kalliita, monimutkaisia ja usein haastavia ylläpitää.
Suomalaiset korkealämpötilaiset lämpöakut hyödyntävät äärimmäistä kuumuutta sietäviä kiinteitä materiaaleja ilman paineen nousua, mikä mahdollistaa jopa 600 asteen käyttölämpötilat. Käytännön hyöty yritykselle on huomattava. Prosessiteollisuudessa, elintarviketuotannossa ja teollisissa pesuloissa tarvittava korkeapaineinen höyry voidaan tuottaa täysin päästöttömästi. Fossiilisista polttoaineista päästään kerralla eroon ilman, että tehtaan tarvitsee tinkiä tuotantonsa laadusta tai luotettavuudesta.
Lämpöakkujen etuna on myös korkea energiatiheys. Kun varastointimateriaali kuumennetaan satoihin asteisiin, samaan tilavuuteen saadaan varastoitua moninkertainen määrä energiaa veteen verrattuna. Se säästää arvokasta tilaa tehdasalueella ja helpottaa laitteiston sijoittamista olemassa olevaan infrastruktuuriin ilman kalliita muutostöitä.
Nollaa prosessiesi päästöt taloudellisesti Elstorin avulla
Elstor tarjoaa patentoidun, täysin päästöttömän ratkaisun teolliseen lämmön- ja höyryntuotantoon. Järjestelmämme korkea 95–97 % hyötysuhde varmistaa, että lähes jokainen sähköverkosta ladattu kilowattitunti päätyy hyödyntämään yrityksesi prosesseja. Älykäs ohjausjärjestelmämme hoitaa latauksen optimoinnin automaattisesti edullisen sähkön aikana, jolloin voit keskittyä ydinliiketoimintaasi ja jättää energiakustannusten hallinnan luotettavalle automaatiolle.
Älykäs ohjaus ja sähkönhinnan optimointi teollisuudessa
Sähkön hinnanvaihtelut voivat olla teollisuusyritykselle joko suuri riski tai huomattava kilpailuetu. Lämpöakkujen todellinen tehokkuus perustuu fyysisen kestävyyden lisäksi ohjelmistotason älykkyyteen. Jotta sähköverkosta saatava hyöty voidaan maksimoida, tarvitaan ohjausjärjestelmä, joka tarkkailee sähkömarkkinoiden hintakehitystä reaaliajassa.
Automaation ansiosta järjestelmä lataa energiaa itsenäisesti pörssisähkön hinnan ollessa alimmillaan. Tehtaan tuotantopäällikön tai insinöörien ei tarvitse seurata hintakäyriä tai tehdä manuaalisia säätöjä työpäivän aikana. Prosessihöyryä ja lämpöä on aina saatavilla tuotannon tarpeisiin, vaikka sen lataamiseen käytetty sähköenergia on ostettu edullisimpien tuntien aikana. Automaattinen ohjaus suojaa teollisuuslaitoksia energiamarkkinoiden arvaamattomilta hinnanheilahteluilta ja pitää tuotantokustannukset ennakoitavina.
Konkreettiset ympäristöhyödyt ja valmistuspäästöjen takaisinmaksu
Teollisuuden energiamurroksessa pelkät päästövähennyksistä eivät enää riitä. Investointipäätösten tueksi vaaditaan tarkkaa ja varmennettua dataa. Korkealämpötilaiset energiavarastot tarjoavat suoran ja mitattavan tavan vähentää hiilidioksidipäästöjä. Tyypillisesti yksi teollisen mittakaavan lämpöakkuyksikkö pystyy vähentämään tehtaan CO2-päästöjä huomattavia määriä korvaamalla fossiiliset polttoaineet kokonaan uusiutuvalla sähköllä.
Säästö saavutetaan teollisuudessa korvaamalla fossiiliset polttoaineet suoraan korkealämpötilaisella lämpövarastolla.
Asiantuntijat kiinnittävät yhä enemmän huomiota myös laitteiden koko elinkaaren aikaiseen hiilijalanjälkeen eli valmistuksen hiilivelkaan. Suomalaisessa korkean lämpötilan teknologiassa asia on huomioitu tarkasti: laitteiston valmistuksesta aiheutuneet hiilidioksidipäästöt kuoletetaan parhaimmillaan alle puolessa vuodessa käyttöönotosta. Lyhyen takaisinmaksuajan ansiosta laite tuottaa nettopäästötöntä energiaa lähes koko yli 20 vuoden elinkaarensa ajan.
Suomalaisen lämpövarastoinnin tulevaisuudennäkymät
Kansainvälinen kysyntä korkean lämpötilan sähköistämiselle kasvaa nopeasti. EU-tason säädökset ja kiristyvät päästöoikeuksien hinnat tekevät fossiilisten polttoaineiden käytöstä jatkuvasti kalliimpaa ja taloudellisesti riskialttiimpaa teollisuudelle. Tässä tilanteessa suomalainen osaaminen tarjoaa valmiin, vuodesta 2021 asti teollisessa käytössä toimineen ratkaisun. Kyseessä on koeteltu, luotettava teollisuuden työkalu, jolla yritykset saavuttavat hiilineutraaliustavoitteensa suunnitellusti.
Fossiiliton höyryntuotanto on investointi huomisen kilpailukykyyn
Teollisuuden energiamurros vaatii käytännönläheisiä ja taloudellisesti järkeviä päätöksiä. Siirtyminen päästöttömään höyryyn ja lämpöön ei edellytä tuotantovarmuudesta tinkimistä, kun apuna käytetään älykästä lämpövarastointia. Oikein mitoitettu järjestelmä turvaa häiriöttömän tuotannon kaikissa olosuhteissa ja poistaa riippuvuuden ulkomaisista polttoaineista.
Suomalainen lämpövarastoinnin kehitystyö osoittaa, että vihreä siirtymä ja teollisuuden kustannustehokkuus kulkevat käsi kädessä. Kun energia varastoidaan korkeassa lämpötilassa ja puretaan tarpeen mukaan kuumana höyrynä, säästöjä syntyy heti käyttöönotosta alkaen.
