Pohjoismaista energiaa – matkablogi (osa I)

Kolme vaasalaista korkeakoulua (Vamk, Åa ja Novia) toteuttivat ajalla 1.5.2018 – 21.12.2021 energian varastointia käsittelevän EU-rahoitteinen Energilagring! -hankkeen. Hankkeen yhtenä tavoitteena oli verkostoitua pohjoismaisten korkeakoulujen kanssa vierailemalla useammassa energia-alan tutkimusta tekevässä korkeakoulussa. Verkostoitumistavoite uhkasi kariutua Covid - 19 pandemiaan, mutta hankkeen viimemetreillä matka kuitenkin toteutui marras- joulukuussa 2021. Lämpimästi tervetuloa tälle blogimatkalle Islantiin ja Norjaan - kiinnittäkää istuinvyönne!

TEKSTI | Ossi Koskinen
Artikkelin pysyvä osoite http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202201071323

Lähdin matkaan Vaasasta sunnuntai- iltana ja ensimmäinen yöpyminen tapahtui lenkokenttähotellissa Vantaalla. Islantiin matkustettaessa vaadittiin negatiivinen Covid testitulos ja ainoa vaihtoehto oli tehdä testi Helsinki Vantaan lentoasemalla ennen lentoa Kööpenhaminan kautta Reykjavikiin. Testiin ei voinut tehdä etukäteen ajanvarausta ja pelkäsin testiin olevan ruuhkaa heti aamusta. Pelkoni osoittautui kuitenkin aiheettomaksi ja olin Aava- lääkärikeskuksen ensimmäinen ja ainoa asiakas tuolla hetkellä. Testituloksen odottaminen oli yksi matkan jännittävimmistä hetkistä, mutta ilokseni sain aamulla odotushuoneessa klo 6.24 tiedon kännykkääni negatiivisesta tuloksesta – pääsin siis matkaan.

Reykjavikissa yllätyin liikenteen suuresta määrästä ja liikenneruuhka oli pahempi kuin Helsingissä kehäykkösellä perjantai-iltapäivällä. Islannin väkiluku on noin 350 000 henkilöä ja noin puolet väestöstä asuu Reykjavikissa tai sen lähistössä. Islannissa toimii kaksi korkeakoulua, joista ’University of Iceland’ vastaa suomalaista yliopistoa ja ’Reykjavik University’ puolestaan ammattikorkeakoulua. Vierailumme kohde oli jälkimmäisen korkeakoulun ’ Iceland school of Energy’ -yksikkö. Yksikön johtaja Juliet Newson kollegoineen otti meidät erittäin lämpimästi vastaan, ja noin tunnin kestäneiden esittäytymisten ja alkukeskusteluiden jälkeen, hyppäsimme heidän vierailuamme varten vuokraamaan erityisvarusteltuun maastoautoon. Kun suuntasimme Varmaorkan/Flúdaorkan matalan lämpötilan (116 °C) kokeellista ja uutta geotermistä voimalaitosta (kuva 1) kohti, niin edellisen illan vuodenaikaan nähden poikkeuksellisen voimakas lumimyräkkä teki islantilaisesta maalaismaisemasta kauniin. Matkaa kohteeseen Reykjavikista oli noin 100 km ja lumisilla pikkuteillä perille pääseminen oli haastavaa maastoauton ’off road´ varustuksesta huolimatta. Matkalla kohti voimalaitosta Flúdirin kylän jälkeen asennettiin kaukolämpöputkea, jonka arvasin tulevan uudesta voimalaitoksesta, johon olimme matkalla. Pohdin hiljaa mielessäni, että tällaisen noin 20 km kaukolämpölinjan vetäminen ja kaivaminen täytyy olla rahallisesti suuri investointi. Kaukolämpövoimalaitoksissa itse työskennelleenä ihmettelin kuitenkin suuresti näkemääni, kun kaivantoon asennettiin vain yksi putki paluuvesiputken puuttuessa.

Kuva 1. Islantilaista lumista maalaismaisemaa ja oikealla geotermisen energian Flúdaorkanin voimalaitos.(kuva. Ossi Koskinen)

Voimalaitoskohteessa projektinjohtaja Ivar Helgason otti meidät lämpimästi vastaan ja esitteli heidän uuden innovatiivisen voimalaitoksen toimintaa. Voimalaitos rakentuu kahdeksasta 150 kW ja 8 tonnin painoisesta kuution muotoisesta moduulista, jotka hyödyntävät ORC (Organic Rankine Cycle) -periaatteita (Climeon 2022). Vaasalaiset korkeakoulut (Vamk, Vy ja Novia) ovat panostaneet vuosien saatossa voimakkaasti Technobothnia -laboratorion laitteistoihin ja myös Technobothniasta löytyy vastaavalla periaatteella toimiva ORC-laite. Vierailukohteen moduulit toimivat alhaisella paineella ja käyttävät turbiinin suljetussa kierrossa nestettä (kierto ohjaustaulun keskellä, kuva 2), jonka kiehumispiste on veden kiehumispisteen alapuolella. Yrityksen edustaja ei kertonut meille mikä on tämä kierrossa käytetty neste, mutta muistan lukeneeni 5-6 vuotta sitten tästä ruotsalaisesta yrityksestä ja että, tällöin innovaation alkumetreillä he olisivat kertoneet julkisuuteen tämän nyt liikesalaisuutena olevan nesteen nimen. Tämä voimalaitos on pilottilaitos ruotsalaisen Climeon oy: ja islantilaisen Varmeorka Oy:n välillä, ja Helgasonin mukaan he ovat monella tapaa alan pioneereja ja edenneet hankkeessa keksijäasenteella testaten itse mikä toimii ja mikä ei.

Kuva 2. Climeon Oyn lämpö-sähkömoduulin ohjaustaulu. Laitteisto oli pysäytettynä kuvanottamisen aikana. (kuva Ossi Koskinen)

Laitoksen rakennuskohteessa oli aiemmista hankkeista valmiiksi porattu 2,5 km syvyyteen ulottuva reikä, josta pumppu nostaa 116 °C vettä 40 l/s nopeudella (kierto ohjaustaulun vasemmassa reunassa, kuva 2). Kuvan vasemman reunan lämmönvaihtimesta jäähtynyt geoterminen vesi lähtee kaukolämpönä eteenpäin ja kuvan oikealla puolella olevasta lämmönvaihtimesta kuumentunut vesi palaa takaisin ulkojäähdytysaltaaseen (kuva 3). Sähkön tuotannon maksimoiseksi paineistetun (kuuma) ja kylmäkierron (ohjaustaulun keskimmäinen kierto, kuva 2) välistä lämpötilaeroa maksimoidaan jäähdyttämällä kylmän puolen vettä ulkoaltaassa (kuva 3).

Kuva 3. Laitteiston ”kylmän” puolen kierrossa käytetään tavallista vettä, joka pyritään jäähdyttämään mahdollisimman kylmäksi lämpötilaeron ja tuotannon maksimoimiseksi (kuva. Ossi Koskinen)

Kohteessa opimme, että maaperän lämpötila ei kasva lineaarisesti mitä syvemmälle porataan, vaan välissä voi olla myös kylmempiä maakerroksia. Kun kysyin projektia johtavalta Helgasonilta kuinka 2,4 km syvyydessä olevaa pumppua huolletaan, niin hän ei oikein vastannut kysymykseeni, vaan totesi kysymyksessä olevan erittäin kestävä venäläisessä petrokemian teollisuudessa käytettävä pumppu. Pumpussa oli erilaisia värinää ja lämpötiloja mittaavia antureita, mutta ensimmäinen sähkömies oli epäonnistunut ”hieman” kytkennöissä ja nämä kaikki tuhoutuivat toisena käyttöpäivänä. Laitoksen sähköntuotannossa syntyy ylijäämälämpöä, jota syötetään rakenteilla olevaan kaukolämpöputkeen. Me kaikki vierailijat ihmettelimme kaukolämmön paluuputken puuttumista ja sitä, että eikö käytettävä lämpövesivaranto hupene, kun paluuvettä ei syötetä takaisin. Päivittäin käytetty 3500 kuution vesimäärä on kuitenkin kohtuullisen suuri ja vasta seuraavana päivänä toisessa vierailukohteessa saimme selityksen asiaan. Tämä vierailukohde oli erittäin mielenkiintoinen ja jäin pohtimaan, että tekeeköhän Wärtsilä yhteistyötä Climeon Oy:n kanssa laivamoottorien hukkalämpöjen hyödyntämiseksi. Climeonin teknistä ratkaisua hyödynnetään geotermisen energian lisäksi tällä hetkellä terästeollisuuden hukkalämpöjen hyödyntämisessä sekä esimerkiksi yhdellä Viking-linen aluksella.

Aiheeseen liittyvää