Energian talteenottoa ja paineilman tilaratkaisuja hyödynnettiin edistyksellisesti ABB:n Porvoon tehtaalla
ABB:n pitkäaikaisena kumppanina Atlas Copco oli mukana ABB:n pilottihankkeessa, jonka tavoitteena oli tehdä tuotannosta hiilineutraalia ja mahdollisimman energiapihiä. Lue kuinka ABB ja Atlas Copco onnistuivat kunnianhimoisessa tavoitteessaan.
ABB Porvoon tehtaalla CO2-päästöjen vähentäminen ja energiansäästö vietiin mahdollisimman pitkälle. Ongelmana oli löytää paineilmakompressoreille tila, sillä vanhaa kompressorihuonetta tarvittiin taloautomatiikkaan, maalämpökaivoihin sekä lämmön talteenottojärjestelmälle.
– Tehtaan modernisointi oli myös hyvä hetki kompressoreiden uusimiselle. Kompressorit alkoivat olla jo edellistä sukupolvea. Uusimmat ovat Atlas Copcolla VSD+-paineilmakompressoreja, jotka hyödyntävät muuttuvatuottoista käyttötekniikkaa, Atlas Copcon piiripäällikkö Heikki Malin kertoo.
Uuden sukupolven kompressoreissa energiatehokkuus on viety pitkälle. Käytössä on kestomagneettimoottorien tekniikka, joka on tuttua sähkö- ja hybridiautoista.
Iloinen kolmikko – Porvoon tehtaan kiinteistöpäällikkö Josi-Pekka Roppola (vas.), Atlas Copcon hankkeen projektipäällikkö Mikke Pakkanen ja LPG Manager Marko Utriainen ovat tyytyväisiä lopputulokseen.
Atlas Copcolla oli energiansäästöprojektiin valmis konsepti, jota sovellettiin ABB:n Porvoon-tehtaassa. Ratkaisu oli merikontti, mihin lisättiin tarvittava tekniikka. Jotta merikontti voitiin ottaa uuteen käyttöön, siihen täytyi asentaa ilmanvaihto, lämmitys, eristykset, sähköistys, valaistus ja käyntiovet.
– Kontti valmistettiin, tuotiin Porvoon-tehtaan pihaan ja kytkettiin sähkö- ja paineilmaverkkoon, painettiin napista – ja homma lähti toimimaan, Malin yksinkertaistaa ajatusta.
– Tiivistetysti projektiin tarvittiin uudet, energiatehokkaat koneet ja niille sijoituspaikka. Entiset koneet sijaitsivat tehtaan sisäpuolella, mutta hiilineutraaliuden saavuttamiseksi tarvittiin tilat myös maalämpöpumpuille, jotka valtasivat vanhan kompressorihuoneen, kertoo hankkeen projektipäällikkönä toiminut Mikke Pakkanen Atlas Copcolta.
Kompressoreiden hukkalämpö talteen
Vanhat koneet olivat ilmajäähdytteisiä, eli kun kompressoreiden öljykiertopatteria jäädytettiin, käytännössä puhallettiin lämpöenergiaa taivaan tuuliin.
– Lämpöenergiaa ei päästy hyödyntämään vanhassa systeemissä, kun lämpökuorma käytännössä puhallettiin pihalle. Variksia oli paljon talvisin kuulemma lämmittelemässä, Malin kuvittaa vanhaa tilannetta.
Uudet koneet ovat vesijäähdytteisiä. Koneiden ottamasta energiasta saadaan kerättyä talteen nyt noin 85 prosenttia ottotehosta.
– Tämä on merkittävä säästö, sillä konetehot ovat suuria, 90 kW. Tässä on vesikiertoinen jälkijäähdytin, eli hukkalämpöä saadaan kerättyä merkittävä määrä verrattuna ilmajäähdytteisiin koneisiin.
Tällä muutoksella saatiin aikaan merkittävä parannus Porvoon tehtaan energiatehokkuudessa.
Porvoon-tehtaaseen asennettiin tämänhetkistä tarvetta pykälää isommat kompressorit joilla varauduttiin tulevaisuuden tarpeisiin.
– Olisimme selvinneet 70 kilowatin kompressoreilla, mutta asensimme ysikymppiset. Nyt ilman kulutuksessa on kasvunvaraa noin 20 prosenttia.
Moninaiset hyödyntämismahdollisuudet
– Kun koneiden teho on 50 kilowattia tai yli, kannattaa aina hyödyntää lämmöntalteenottoa, Malin suosittelee.
Paras tulos saadaan vesijäähdytteisellä koneella, kuten ABB:n Porvoon-tehtaan tapauksessa. Ulos saatava lämpöteho on erinomainen jälkijäähdytyksen talteenoton ansiosta.
Uudistus voidaan toteuttaa myös perinteisiin ilmajäähdytteisiin kompressoreihin. Tällöin koneeseen lisätään vesikiertoinen öljyjäähdytin, jolla voidaan esimerkiksi siirtää hukkalämpö vaihtimen kautta patteriverkostoon. Lisäksi on mahdollista varastoida hukkalämpöä vesivaraajaan.
Teollisuuden alasta riippuen voidaan hukkalämpöä käyttää lämmityksessä tai prosessin esilämmitykseen. Käyttöveden ja patteriverkon lämmitys ovat yleisimpiä käyttökohteita.
Optimaalista olisi, jos lämpöä voitaisiin hyödyntää ympärivuotisesti, mutta lämmöntalteenottoa voidaan tehokkaasti yleensä hyödyntää vain 6–7 kuukautta vuodessa.
ABB:n tapauksessa kompressorien hukkalämpö ajetaan kesäisin syvälle maan uumeniin, ja varastoitua lämpöä hyödynnetään talvisin.
Konteissa kiinteistöautomaatio
Vesijäähdytteiset kompressorit eivät vaadi kompressorihuoneeseen yhtä tehokasta ilmanvaihtoa kuin ilmajäähdytteiset paineilmakompressorit. Jos vesipiiri on jo olemassa, siihen on helppo kytkeä kompressori mukaan.
Järeät kompressorit vaativat suuren tilan ja ilmajäähdytystä, jotta huoneen lämpötila ei nouse liian korkeaksi.
Erityisesti konttiratkaisuihin vesijäähdytys sopii erityisen hyvin. Tämä vähentää ilmanvaihdon tarvetta. Tällöin suuretkin koneet voidaan sijoittaa suhteelliseen pieneen konttiin.
Atlas Copco on vienyt konttiratkaisun pitkälle. Suomessa asennettuihin kontteihin asennetaan eristykset. Lisäksi on mietittävä, mikä pitää tilan lämpimänä, jos tila on pitkään poissa käytöstä. Atlas Copco on toteuttanut Suomeen parikymmentä konttiratkaisua. ABB ratkaisuun asennettiin lisäksi kiinteistöautomaatio.
Kiinteistöautomaation avulla valvotaan ja ohjataan kompressorien toimintaa. Automaatio antaa muun muassa kompressoreille käyntiluvan. Automaatio myös valvoo kontin ympäristön olosuhteita, eli tarvittaessa joko lämmittää tai jäähdyttää konttia. Yksi ja sama järjestelmä huolehtii koko kiinteistöstä, jolloin esimerkiksi tulipalon sattuessa kompressorit sammuvat automaattisesti.
Säästöä kymmeniä tuhansia vuodessa
Energiantarvetta ratkaisu vähensi noin puolet, eikä kaukolämpöä enää tarvita entiseen tapaan.
– Säästöä syntyy nykyhinnoilla kymmeniä tuhansia euroja vuodessa. Tämän hetken hintakehityksellä säästöä voi syntyä enemmänkin. Smartlink-etävalvonnasta nähdään säästö täsmällisesti, Malin kertoo.
Kyse ei ole vain rahallisesta säästöstä, sillä ratkaisu vähentää merkittävästi myös CO2-päästöjä. Hiilijalanjäljen pienentäminen oli hankkeessa merkittävässä roolissa.
– Usein teollisissa hankkeissa ajatellaan asioista suppeammin kuin tässä projektissa. Paineilma on vain hyödyke, joka tulee hanasta, eikä mietitä, mitä paineilman tekeminen puhdistuksineen maksaa.
Malinin mukaan paineilman tekoon teollisuus käyttää noin 10 prosenttia kaikesta tarvitsemastaan energiasta, tällöin energiansäästöllä on merkittävä vaikutus kokonaiskustannuksiin.
Muita vihreään tuotantoon ja energiansäästöön liittyviä julkaisuja:
