Uuden sukupolven kestävillä polttokennoilla vähäpäästöistä sähköä
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy kehittää yhdessä Convion Oy:n ja Elcogen Oy:n kanssa INNO-SOFC-projektissa uuden sukupolven pitkäikäisen polttokennojärjestelmän, jonka hyötysuhde on kilpailevia teknologioita korkeampi. Tuloksena on uusia, kaupallisia ja energiatehokkaita sovelluksia.
Polttokennoilla tuotetaan vähäpäästöistä sähköä ja lämpöä. Järjestelmien yleistymistä on tähän mennessä rajoittanut lyhyt elinikä ja korkea hinta. Nämä tekijät on nostettu VTT:n vetämän, syyskuussa alkaneen EU-rahoitteisen INNO-SOFC-projektin keskeisiksi kehityskohteiksi. Tavoitteena on kaksinkertaistaa polttokennojen elinikä ja puolittaa polttokennojärjestelmän kustannukset. Nämä kilpailutekijät mahdollistavat kaupallisten sovellusten syntymisen.
Convion kehittää yhteistyössä VTT:n, Elcogenin ja muiden eurooppalaisten partnerien kanssa hankkeessa 50 kilowatin polttokennojärjestelmän, jonka hyötysuhde sähköntuotannossa on 60 % ja kokonaishyötysuhde 85 %. Elcogen toimittaa järjestelmän ytimen eli polttokennostot. VTT toimii projektin koordinaattorina ja tukee osallistuvien yritysten tuotekehitystä sekä varmentaa järjestelmän ja kennostojen suorituskyvyn ja eliniän.
Uusi polttokennojärjestelmä tuottaa normaalia vaihtovirtaa ja sitä voidaan hyödyntää useissa eri sovelluskohteissa. Esimerkiksi jätevedenpuhdistamossa ja biokaasun tuotantolaitoksissa voidaan käyttää polttokennoja tuottamaan sähköä ja lämpöä biomassasta valmistetusta metaanista. Biokaasun lisäksi myös LNG:n (nesteytetty maakaasu) jakelu mahdollistaa kehitettävien polttokennojärjestelmien käytön nykyisen kaasuverkon ulkopuolella.
Polttokennojärjestelmillä on kilpaileviin tekniikoihin, esimerkiksi polttomoottorikäyttöiseen generaattoriin, verrattuna korkea hyötysuhde, matalat päästöt, äänitaso ja värähtelyt. Parempi hyötysuhde korostuu erityisesti pienissä alle 1 000 kilowatin sovelluksissa, joissa polttokennojen hyötysuhde on jopa yli kaksinkertainen ja CO2-päästöt vastaavasti alhaisemmat kuin kilpailevilla teknologioilla. Myös muut päästöt kuten hiukkaset ja typenoksidit sekä melu ovat polttokennoilla erittäin alhaiset.
VTT:n vetämään hankkeeseen osallistuvat suomalaiset yrityspartnerit Convion Oy ja Elcogen Oy, hollantilainen Energy Matters, italialainen ENEA sekä saksalaiset ElringKlinger AG ja Forschungszentrum Jülich. Tämä laaja yhteistyö mahdollistaa koko järjestelmän arvoketjun optimoinnin loppukäyttäjien vaatimukset huomioiden.
”Osallistuville yrityksille on luvassa uusia, kilpailukykyisiä tuotteita ja tehokkaita arvoketjuja. Samalla edistämme eurooppalaista, kasvavaa polttokennoalan teollisuutta. VTT toimi koordinaattorina projektikonsortion syntymisessä. Hanke tukee samalla kotimaisten yritysten tuotekehitystä ja osallistumista EU:n Horizon 2020 -hankkeisiin”, sanoo VTT:n projektipäällikkö Olli Himanen.
Projekti alkoi syyskuussa 2015 ja päättyy huhtikuussa 2018, ja sen budjetti on 4 miljoonaa euroa, josta suomalaiset polttokennoalan pk-yritykset Elcogen Oy ja Convion Oy saivat omaan tuotekehitykseensä yhteensä 2,3 miljoonaa euroa ja VTT:n osuus on noin 0,6 miljoonaa euroa.
Määritelmiä: SOFC
Energiantuotannon haasteena on tuottaa entistä tehokkaammin ja puhtaammin sähköä ja lämpöä. Kiinteäoksidipolttokennojärjestelmässä (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) energiaa tehdään polttoaineesta ja ilmasta. Merkittävin etu verrattuna muihin polttokennoteknologioihin on mahdollisuus hyödyntää perinteisiä polttoaineita, kuten maakaasua, dieseliä ja biokaasua, puhtaan vedyn sijaan. Syötetty polttoaine ja ilmassa oleva happi reagoivat polttokennossa suoraan sähkökemiallisesti synnyttäen sähköä ja lämpöä.
Lisätietoja:
Olli Himanen, tiimipäällikkö, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
040 352 6298, olli.himanen@vtt.fi
Jari Kiviaho, tutkimuspäällikkö, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
050 511 6778, jari.kiviaho@vtt.fi
Erkko Fontell, toimitusjohtaja, Convion Oy
040 754 4389, erkko.fontell@elcogen.com
Paul Hallanoro, toimitusjohtaja, Elcogen Oy
050 344 2437, paul.hallanoro@elcogen.com
Lisätietoja VTT:stä:
Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy on Pohjoismaiden johtava tutkimus- ja teknologiayhtiö. Tuotamme tutkimuksen ja tiedon kautta asiantuntijapalveluja kotimaisille ja kansainvälisille asiakkaillemme ja kumppaneillemme, liike-elämälle ja julkiselle sektorille. Käytämme 4 miljoonaa tuntia vuodessa aivovoimaa teknologisten edistysaskelien kehittämiseen.
Avainsanat: