Uusia investointeja pieniin polttolaitoksiin

Hiukkaset talteen

20.03.2025, kello 14:22

Teksti Petri Sallinen

Pienten polttolaitosten savukaasupäästörajat tiukentuvat vuoden 2030 alussa. Yleisesti käytössä oleva sykloni ei enää riitä puhdistamaan savukaasuja, vaan tilalle tarvitaan tehokkaampia ratkaisuita. Yllätyksenä investointivaatimukset eivät tule, koska päästöjä ohjaava MCP-direktiivi hyväksyttiin jo vuonna 2015.

Ilmansaasteet ovat Keski-Euroopassa todellinen ongelma. Euroopan ympäristökeskuksen mukaan ilmansaasteet aiheuttavat vuosittain noin 300 000 ennenaikaista kuolemaa Euroopassa. Keskieurooppalaisissa kaupungeissa asuvista jopa 97 prosenttia altistuu pienhiukkaspitoisuuksille, jotka ylittävät Maailman terveysjärjestön (WHO) ohjearvot.

Euroopan unionin säätelyn tavoitteena on vähentää ilmansaasteita ja parantaa ilmanlaatua. Yksi keino on leikata energiantuotannossa käytettyjen polttolaitosten päästöjä. Tähän tähtää jo vuonna 2015 hyväksytty ”direktiivi keskisuurten polttolaitosten ilmaan johtuvien epäpuhtauksien rajoittamisesta”. MCP-direktiiviksi kutsutun säädöksen avulla halutaan vähentää hiukkasten, rikkidioksidin ja typenoksidien pääsyä ilmaan.

MCP-direktiivi määrittää 1–50 megawatin tehoisten polttolaitosten savukaasupäästöille raja-arvot. Kohteena ovat hiukkaspäästöt, mutta myös rikkidioksidi- ja typenoksidipäästöt. Päästörajoitukset otetaan käyttöön asteittain.

Tämän vuoden alussa osa teholtaan yli viiden megawatin laitoksista siirtyi päästörajoitusten piiriin, mutta osaa rajoitukset koskevat vasta vuoden 2030 alussa. MCP-direktiivin kansallinen toimenpano on toteutettu valtioneuvoston asetuksella 1065/2017.

Viimeinen askel säätelyssä on teholtaan 1–5 megawatin tehoiset kattilalaitokset, joiden osalta päästörajoitukset astuvat voimaan vuoden 2030 alussa. Asteittain käyttöön otettavien päästörajoitusten avulla pienimmille kaukolämpölämpöä tuottaville ja biopolttoaineita käyttäville laitoksille räätälöitiin joustoja.

Vuoden 2030 alussa kaikkien kiinteitä polttoaineita käyttävien laitosten hiukkaspäästöraja on 50 milligrammaa kuutiometriä kohti. Direktiivin asettama päästöraja ei koske ainoastaan teholtaan 1–5 megawatin kattiloita, vaan se ulottuu aina 20 megawatin tehoisiin laitoksiin asti.

— Uusi päästöraja on huomattavasti nykyistä tiukempi erityisesti 1–10 megawatin tehoisten kattiloiden osalta. Sitä paitsi useimpien 1–5 megawatin tehoisten kattiloiden päästöjä rajoitetaan nyt ensimmäistä kertaa, toteaa Energiateollisuus ry:n johtava asiantuntija Heidi Lettojärvi.

— Päästörajoihin on kuitenkin kirjattu lievennyksiä, jos laitosta käytetään enintään tuhat tuntia vuodessa. Joissakin tapauksissa tämä voi vähentää investoimisen tarvetta.

Uusia päästörajoituksia ei voi saavuttaa ilman tehokasta hiukkaserotusta. Tämä tarkoittaa sitä, että polttolaitoksiin on asennettava nykyisin käytössä olevia sykloneita tehokkaampia laitteita, esimerkiksi sähkösuodattimia tai letkusuodattimia.

EU-alueen ilmansaasteiden kehittyminen vuodesta 2005.

Ilmanlaatu vaihtelee

EU-alueen ilmansaasteista puolet on energiantuotannon aiheuttamia. Yleisimpiä ovat palamisen yhteydessä syntyvät pienhiukkaset. Ne ovat kooltaan korkeintaan 2,5 mikrometriä — bakteerien kokoluokkaa.

Ilmaan päässeistä PM2,5-hiukkasista 58 prosenttia on peräisin energiantuotannosta. Hieman suuremmista PM10-hiukkasista 44 prosenttia karkaa ilmaan energiayhtiöiden polttolaitoksista. Rikistä 17 prosenttia pääsee ilmaan energiaa tuottavista laitoksista ja typestä 9 prosenttia.

Päästöjen alueelliset erot EU-maiden kesken ovat valtavia. Siksi koko EU-aluetta kuvaavat keskiarvopäästöt eivät anna oikeaa kuvaa todellisuudesta esimerkiksi Suomessa. Keski-Euroopan suurkaupungeissa ilma voi olla likaista ja epäterveellistä suurimman osan ajasta, mutta Suomessa ilmanlaatu on maailman parasta lähes aina.

MCP-direktiivi ohjaa kuitenkin hankkimaan puhdistuslaitteita kaikkiin polttolaitoksiin tasavertaisesti eri puolilla Euroopan unionia.

— Suomessa MCP-direktiivin toimeenpanon hyödyt jäävät vähäisiksi, mutta puhdistuslaitteiden hankinta ja käyttö aiheuttavat lisätyötä ja taloudellista taakkaa, Lettojärvi huomauttaa.

Energiantuotanto aiheuttaa hiukkaspäästöistä Suomessa vain muutaman prosentin. Asuntojen erillislämmitys, kiinteistöjen tulisijat — takat ja saunankiukaat — sekä liikenne ovat selvästi suurimmat hiukkaspäästöjen aiheuttajat.

Suomen typpipäästöistä 17 prosenttia syntyy energiantuotannon yhteydessä, mutta eniten typpipäästöjä aiheuttaa liikenne: noin 40 prosenttia. Asuntojen erillislämmityksen ja liikenteen päästöt eivät kuitenkaan kuulu MCP-direktiivin piiriin.

Yli 600 pientä kattilaa

Kukaan ei tiedä tarkasti teholtaan 1–5 megawatin kattiloiden lukumäärää Suomessa. Pelkästään energiayhtiöiden omistuksessa niitä on noin 650 kappaletta. Tämän lisäksi pieniä kattiloita omistavat mm. lämpöyrittäjät. Nekin ovat tulossa MCP-direktiivin säätelyn piiriin vuoden 2030 alussa.

Kaukolämpöyhtiöt käyttävät pieniä kattiloita peruskuormalaitoksina pienissä kaukolämpöverkoissa tai silloin, kun tarvitaan lisää tehoja.

Varalaitoksilla tuotetaan lämpöä sydäntalven aikaan, kun pakkanen kiristyy hetkellisesti huippulukemiin ja kun normaalissa käytössä olevien laitosten tehot uhkaavat loppua.

Lämpökattiloita käytetään myös kasvihuoneissa, pesuloissa ja puolustusvoimien kohteissa. Lisäksi teollisuus tuottaa lämpökattiloilla höyryä.

Kaukolämpöyhtiöiden omistamista 650 kattilasta noin 300 käyttää polttoaineena puuhaketta, puupellettejä tai puubrikettejä. Jyrsinturvetta käytetään jonkin verran. Maakaasuverkon varrella sijaitsevien kattilalaitosten polttoaineena on maakaasu. Osa laitoksista käyttää polttoöljyä tai nestekaasua.

Rovaniemellä hinta ei vielä tiedossa

Rovaniemen kaupungin omistama Neve Oy tuottaa kaukolämpöä seitsemällä teholtaan alle viiden megawatin laitoksella. Kaikki laitokset toimivat puuhakkeella. Suurin osa laitoksista on alueellisen erillisverkon pääasiallinen kaukolämmön lähde. Tämä tarkoittaa sitä, että laitoksia käytetään ympäri vuoden muutamien viikkojen huoltokatkoja lukuun ottamatta.

Lisäksi Neve omistaa kaksi pienempää pelleteillä toimivaa lämpökeskusta. Toinen tuottaa lämpöä kahdelle hotellille ja toinen vanhainkodille.

— Olemme tutkineet vaihtoehtoja, joiden avulla MCP-direktiivin hiukkaspäästöjen raja-arvot saataisiin ratkaistua. Vielä emme tiedä, kuinka paljon joudumme investoimaan laitoksiimme, toteaa Neve Oy:n tuotantopäällikkö Lauri Reiman.

Reiman kertoo, että vaihtoehtoja on kolme: sähkösuodatin, letkusuodatin tai savukaasupesuri. Savukaasupesuri olisi hyötysuhteeltaan paras, mutta se on myös kallis ratkaisu.

— Savukaasupesuri on kannattava investointi vain sellaisessa kaukolämpöverkossa, jossa lämmölle on paljon kysyntää. Pelkästään haponkestävästä teräksestä valmistettu piippu on erittäin kallis hankinta.

Rovaniemen kaupungin kiinteistöjä lämmittävissä suuremmissa laitoksissa on ollut savukaasupesurit jo kymmenen vuotta. Reimanin mukaan ne toimivat erittäin hyvin.

Hiukkassuodattimiin investointi ei ole ainoa vaihtoehto. Rovaniemellä mietitään myös sitä, kannattaisiko joku nykyisistä laitoksista purkaa ennenaikaisesti ja korvata kiinteän polttoaineen laitos jollain muulla ratkaisulla.

— Tämä selviää vasta sen jälkeen, kun tiedämme tarvittavien investointien hinnan. Saattaa olla, että joku vanhimmista laitoksista kannattaa korvata jollain uudella investoinnilla.

Vaihtoehtoja ovat sähkökattilat tai lämpöpumppulaitokset. Ilmalämpöpumppu ei ole kuitenkaan toimiva ratkaisu aivan pohjoisimmilla alueilla. Vaihtoehtona voi olla myös keskisyvän lämpökaivon poraaminen.

Hankala ajankohta

— Ajankohta investoida pieniin polttolaitoksiin on huonoin mahdollinen, toteaa Savon Voima Oyj:n ympäristö- ja maankäyttöpäällikkö Sanna Turunen.

Polttamiseen ja tulevaisuudessa puun energiakäyttöön liittyy epävarmuuksia.

— On täysin mahdollista, että laitokset, joihin lähivuosina joudutaan investoimaan, eivät välttämättä ole käytössä koko puhdistuslaitteen käyttöikää, koska energiantuotanto on muuttumassa ja polttaminen vähenee. Investointien kustannus-hyötysuhde ei vaikuta hyvältä, kun keskitytään pienten laitosten hiukkaspäästöihin.

Savon Voimalla on useampia alle viiden megawatin kiinteitä polttoaineita käyttäviä yksiköitä, joihin joudutaan todennäköisesti investoimaan hiukkaspäästöjä vähentävää tekniikkaa.

— Investoinnit on mietittävä tarkasti kaukolämmön kustannustehokkuuden varmistamiseksi. Turunen toteaa.

— Nähtäväksi jää, minkälaisia vaikutuksia kaukolämmön sähköistymisellä on sähkömarkkinoihin.

MCP-direktiivin kansallista asetusta pidetään vaikeaselkoisena. Asetuksen velvoitteiden tulkinta on työllistänyt energiayhtiöitä ja viranomaisia. Tulkitsemista riittää eri aikoina valmistuneiden laitosten erilaisissa siirtymäajoissa ja erilaisissa päästörajoissa. Lisäksi asetuksen soveltaminen tuo energiayhtiöille uusia velvoitteita, esimerkiksi päästömittauksia on tehtävä aikaisempaa useammin.

Paljonko maksaa?

Yleisin ratkaisu pienten polttolaitosten hiukkaspäästöjen vähentämiseksi on sähkösuodatin. Sähkösuodatin kerää polttolaitoksen savukaasuista kiinteät hiukkaset sähköstaattisen vetovoiman avulla.

— Sähkösuodatin on koeteltua tekniikkaa. Sähkösuodattimia käytetään mm. voimalaitoksissa, metallurgisessa teollisuudessa, sementin valmistuksessa ja jätteenpolttolaitoksissa ympäri maailman, kertoo Winno Energy Oy:n toimitusjohtaja Juha Junttila.

Winno Energy edustaa Suomessa sveitsiläisiä Save Energyn kehittämiä sähkösuodattimia.

Junttila kertoo, että minimissään investointi maksaa 60 000–120 000 euroa alle viiden megawatin tehoiseen laitokseen. Kokonaishintaan vaikuttaa se, minkälaisia ratkaisuita polttolaitoksessa on alkujaan tehty ja mitä kaikkea perustekniikkaa sähkösuodattimen asentamisen yhteydessä on uusittava.

— Kahdeksan megawatin tehoisen laitoksen sähkösuodatinhankinta maksaa jo 300 000–400 000 euroa. Sähkösuodattimen asentaminen kaikkine töineen kestää neljästä kuuteen kuukautta.

Hyvin pienissä polttolaitoksissa hiukkaset saadaan kerättyä talteen syklonin avulla. Sykloni kierrättää laitoksen savukaasuja, jonka seurauksena pienhiukkaset saadaan eroteltua savukaasuista ennen kuin kaasut pääsevät taivaalle.

— Sykloni soveltuu vain alle yhden megawatin tehoisiin laitoksiin, joiden päästömääräykset eivät ole yhä kireitä kuin mitä MCP-direktiivi edellyttää, Junttila toteaa.

Muita teknisiä ratkaisuita vähentää hiukkaspäästöjä ovat letkusuodattimet ja vesipesurit.

 

#bioenergia #kaukolämpö