AmbiHeat-ratkaisu tasapainottaa biokaasulaitoksen energiatasetta

Biokaasulaitosten energia- ja materiaalitehokkuutta parannettaessa keskeinen kysymys on hukkalämpövirtojen, jäähdytystarpeiden ja lämmityksen sitominen toisiinsa siten, että prosessi pysyy kaikissa ajotilanteissa vakaana.

Lämmityksen kannalta tavoitteena on, ettei tuotettua biokaasua tarvitse käyttää laitoksen lämmitykseen tai reaktorilämpötilan ylläpitoon, vaan mahdollisimman suuri osa tuotetusta tuotteesta voidaan myydä eteenpäin.

Jäähdytyksen osalta olennaista on puolestaan järjestelmän luotettavuus. Biokaasun käsittely, kuivatus ja hygienisointi edellyttävät tasalaatuista ja häiriötöntä jäähdytystä. Energiatehokkuuden kannalta ratkaisevaa on, voidaanko jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö ottaa talteen ja hyödyntää uudelleen osana laitoksen lämmitystä.

“Mikäli jäähdytyksen hukkalämpö hyödynnetään laitoksen tai prosessin lämmityksessä, voidaan biokaasulaitoksen tehokkuutta parantaa merkittävästi”- Lari Heinonen, Myyntipäällikkö, Calefa Oy

Teolliset lämpöpumput biokaasulaitoksen hukkalämmön talteenottoon

Teolliset lämpöpumput tarjoavat tehokkaan keinon matalalämpöisten lähteiden, kuten jäähdytyksen hukkalämmön hyödyntämiseen.

Calefan palkitulla lämpöpumpputekniikalla voidaan matalistakin lämpötiloista (noin 10–20 °C-tasolta) jalostaa lämpöä käytettäväksi esimerkiksi laitoksen lämmitysverkkoon tai reaktorilämpötilan ylläpitoon (tyypillisesti 90–100 °C-tasolle).

Kaikissa kohteissa lähtökohdat eivät kuitenkaan ole samanlaiset, ja esimerkiksi jäähdytystarpeet sekä saatavilla olevat lämpövirrat vaihtelevat prosessityypin mukaan.

“AmbiHeat-ratkaisussa lämpöpumppujen rinnalle voidaan tuoda esimerkiksi sähkökattila, jolloin lämmöntuotanto on turvattu myös silloin, kun hukkalämpöä ei syystä tai toisesta ole saatavilla”, kertoo Heinonen.

Tarvittaessa lämpöpumpuilla voidaan jalostaa lämpöä jopa ulkoilman energiasta, mikä laajentaa ratkaisun käytettävyyttä erilaisissa toimituksissa. Tutustu AmbiHeat-ratkaisuun tarkemmin täältä.

Luotettavaa lämpöä ja jäähdytystä

Biokaasuprosessissa lämmön lisäksi erityisesti jäähdytyksellä on keskeinen rooli, etenkin kaasunkäsittelyssä. AmbiHeat-ratkaisun etuna on, että sekä lämmitys että jäähdytys voidaan toteuttaa yhdellä ja samalla kokonaisuudella.

Esimerkiksi biokaasun kuivauksessa tarvittava jäähdytys voidaan toteuttaa energiatehokkaasti siten, että syntyvä hukkalämpö hyödynnetään suoraan uudelleen.

“Samalla jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö voidaan jalostaa suoraan osaksi laitoksen lämmitysverkkoa”, Heinonen huomauttaa.

Tällöin jäähdytyksestä vapautuva energia ei valu hukkaan, mikä parantaa energiataseen lisäksi myös operoinnin ennustettavuutta.

Calefan AmbiHeat-ratkaisu biokaasulaitoksessa

• Vähemmän biokaasun kulutusta: Kun prosessilämpö voidaan tehdä sähköistetysti ja hukkalämpöä hyödyntäen, myyntiin ohjattavan biokaasun osuus kasvaa.
  
  
• Sekä lämmitys että jäähdytys: kaasunkäsittelyn jäähdytys tuottaa lämpöä, joka voidaan ottaa talteen ja nostaa prosessilämpötilatasolle.
  
  
• Lämpötilatasojen sovitus: AmbiHeat on luonteva ratkaisu tilanteissa, joissa lämpölähde on matalalämpöinen mutta prosessin lämpönielu vaatii selvästi korkeamman tason (esim. hygienisointi, prosessivedet, rakennukset/kaukolämpö).
  
  
• Vakaampi operointi: kun lämpövirrat ovat ohjattavissa ja lämpötilatasot pysyvät tavoitearvoissa, biologisen prosessin häiriöriski pienenee.
  
  
• Modulaarinen hybridikonsepti: AmbiHeat voidaan toteuttaa kokonaisuutena, jossa lämpöpumppu hoitaa peruskuorman ja esimerkiksi sähkökattila tukee käynnistyksiä ja huipputarpeita.
  
  
• Käyttövarmuus ja elinkaarituki: Calefa yhdistää AmbiHeat-toimituksiin CalefaCare-palvelun (seuranta, huolto, optimointi).

Energiatehokkuus tukee myös kokonaisliiketoimintaa

Kun hukkalämpö ja jäähdytyksessä syntyvä lämpö saadaan talteen ja jalostettua käyttökelpoiselle tasolle, biokaasulaitoksen energiatase tasapainottuu. Tämä vähentää ostettavan energian tai omasta biokaasusta tuotetun lämmön tarvetta.

Samalla biokaasua voidaan ohjata aiempaa enemmän myyntiin, ja lämmöntuotanto voidaan hoitaa sähköistyvillä ratkaisuilla siellä, missä se on kokonaistaloudellisesti järkevintä.

AmbiHeat-kokonaisuus rakennetaan usein hybridiajattelulla. Kaikissa ajotilanteissa hukkalämpöä ei ole saatavilla, sillä esimerkiksi tuotantokatkon jälkeen prosessia käynnistettäessä lämpöä tarvitaan ennen kuin kiertojen jäähdytyksestä saadaan energiaa talteen.

“Tällöin lämpöpumpulla voi olla toisena energialähteenä ulkoilma tai järjestelmään voidaan yhdistää sähkökattila ja tarvittaessa myös biokaasukattila. Näin peruskuorma voidaan tuottaa energiatehokkaasti lämpöpumpulla, mutta samalla varmistetaan, että prosessi saadaan ylös hallitusti ja lämpöä on käytettävissä myös poikkeustilanteissa”, Heinonen kertoo.

Luotettavuus ja elinkaaren hallinta ratkaisevat

Biokaasun tuotannossa laitoksen energiaratkaisua ei arvioida vain hyötysuhteen kautta, vaan ratkaisun luotettavuudella on suuri merkitys. Jos lämmöntuotanto tai jäähdytys on epävarmaa, seuraukset voivat heijastua koko tuotantoon, ja biologisissa prosesseissa palautuminen voi viedä aikaa.

Tämän vuoksi Calefa panostaa energiaratkaisuissa erityisesti ratkaisujen luotettavuuteen sekä myös koko elinkaaren aikaiseen tukeen. CalefaCare-palvelu varmistaa, että nopea apu löytyy tilanteessa kuin tilanteessa, myös vuosia käyttöönoton jälkeen.

“Mikään tekniikka ei toimi vuosia itsekseen. Me Calefalla pyrimme minimoimaan tuotantoa häiritsevät yllätykset ja varmistamme, että prosessin lämpötilat pysyvät hallinnassa kaikissa ajotilanteissa”, Heinonen kertoo.

Kohti hiilinegatiivista biokaasua

Biokaasu on hiilineutraali ja jopa hiilinegatiivinen energiamuoto, jolla on keskeinen rooli energiasiirtymässä. Sen tuotannon energiatehokkuuden parantaminen tukee suoraan tätä kehitystä.

Kun energiatase saadaan tasapainoon, biokaasu voidaan hyödyntää täysimääräisesti osana kestävää ja joustavaa energiajärjestelmää.