Teollisuuden sivutuotevedystä sähköä polttokennolla
Natriumkloraattituotannon energiankulutus 10–20 % pienemmäksi
VTT on kehittänyt teollisuuden sivutuotevetyä hyödyntävän, polttokennoon perustuvan pilottimittakaavan voimalaitoksen, joka on ollut toiminnassa Kemira Chemicals Oy:n toimipisteessä Äetsässä tammikuusta 2014 alkaen. Laitteisto tuottaa tehtaalla natriumkloraattiprosessissa sivutuotteena syntyvästä vedystä sähköä korkealla hyötysuhteella, ja se on ensimmäinen laatuaan Pohjoismaissa.
Kaupalliseen mittakaavaan skaalattuna laitteistolla on mahdollista vähentää natriumkloraattituotannossa käytettävän elektrolyysiprosessin energiankulutusta 10–20 %. Kemiran Äetsän toimipisteen vuotuinen sähkönkulutus on noin 578 GWh.
Vastaavia laitoksia on rakennettu maailmalla muutamia; muun muassa Alankomaissa ja Pohjois-Amerikassa.
Rakennetun pilottilaitoksen sähköteho on noin 50 kW. Laitteiston kokonaissähköhyötysuhde mukaan lukien polttoaineen käyttöaste sekä oheislaitteiden ja tehoelektroniikan häviöt on noin 44 % itse polttokennon toimiessa noin 54 %:n sähköhyötysuhteella. Voimala perustuu matalassa lämpötilassa toimivaan PEM-polttokennoteknologiaan, jonka lupaavimpia sovelluksia ovat muun muassa tulevaisuuden polttokennoajoneuvot.
Äetsän matalalämpötilapolttokenno toimii tällä hetkellä noin 60 °C:een lämpötilassa. Tulevaisuudessa, kun kennostojen käyttölämpötilaa pystytään kennomateriaalien kehityksen myötä nostamaan, myös laitteen tuottaman hukkalämmön talteenotto helpottuu.
VTT:n koordinoimassa DuraDemo-hankkeessa kerättiin käyttökokemusta uudesta polttokennolaitteiston operoinnista todellisen loppukäyttäjän sovelluksessa teollisessa ympäristössä. Samalla saatiin ensikäden tietoa polttokennojen valmiusasteesta teknologian kaupallisen soveltamisen kannalta tai mahdollisista vielä tähän liittyvistä ratkaisemattomista ongelmista.
Hankkeessa kertyi tärkeää tietoa myös järjestelmän oheislaitteiden ja komponenttien luotettavuudesta sekä teollista laatua olevan vedyn vaikutuksista polttokennostojen toimintaan. Tällä hetkellä käytössä olevat, vedyn käyttöä liikennepolttoaineena määrittelevät tiukat laatustandardit ovat merkittävä tekijä vedyn hinnanmuodostuksessa ja näiden uudelleenarviointi voi tulevaisuudessa mahdollistaa merkittävän vedyn tuottajahinnan laskun.
Nyt päättymässä oleva kaksivuotinen, yhteisrahoitteinen hanke on ollut osa Tekesin Polttokennot-teknologiaohjelmaa. Yrityspartnereina hanketta ovat rahoittaneet Kemira Chemicals Oy, Cargotec Finland Oyj, Wärtsilä Finland Oy, ABB Oy, Leppäkosken Sähkö Oy, Konecranes Oyj, Woikoski Oy, MSc Electronics Oy ja Teknologiateollisuus ry.
Lisätietoja:
VTT
Timo Keränen
Tutkija
Puh. 040 565 8390
timo.keranen@vtt.fi
Lisätietoja VTT:stä:
Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi
VTT (Teknologian tutkimuskeskus VTT) on kansainvälisesti verkottunut, moniteknologinen tutkimuskeskus, joka tuottaa asiakkailleen korkeatasoisia teknologisia ratkaisuja ja innovaatiopalveluja. VTT lisää asiakkaidensa kansainvälistä kilpailukykyä ja edistää näin yhteiskunnan kestävää kehitystä, työllisyyttä ja hyvinvointia. Joka kolmas suomalainen korkean teknologian innovaatio sisältää VTT:n osaamista. VTT:llä työskentelee 2900 eri alojen asiantuntijaa. VTT:n liikevaihto on 310 M€. VTT:n päätoimipisteet Suomessa ovat Espoossa, Tampereella, Oulussa ja Jyväskylässä.
Avainsanat: