Luonnonvarat hupenevat vauhdilla ja fossiiliset polttoaineet ovat merkittävä hiilidioksidipäästöjen lähde. Fossiilisten polttoaineiden korvaamista uusiutuvilla pyritään lisäämään koko ajan, mutta myös vanhojen öljypitoisten tuotteiden pyrolysointi tarjoaa ratkaisun pyrolyysiöljyn muodossa. LAB-ammattikorkeakoulun EKI-hankkeessa investoitavalla pyrolyysilaitteella voidaan tulevaisuudessa valmistaa sekä bio- että pyrolyysiöljyä.
Pyrolysointiprosessissa syntyy kaasumaisia, nestemäisiä ja kiinteitä lopputuotteitta, joita ovat pyrolyysikaasut, pyrolyysiöljy tai bioöljy sekä hiili tai biohiili riippuen käsiteltävästä materiaalista. Pyrolyysiöljylle ominaista ovat tummanruskea väri, viskoosinen nestemäinen koostumus ja matala lämpöarvo. Sen erityisen haitallisia ominaisuuksia ovat syövyttävyys ja korkea vesipitoisuus. Haitalliset ominaisuudet johtuvat korkeasta happipitoisuudesta. (Knaapi 2019)
Bioöljyn ja pyrolyysiöljyn valmistus
Bioöljyä valmistetaan nopeassa pyrolyysissä, kaasuttamalla biomassaa hapettomissa olosuhteissa. Tämän jälkeen syntyvät kaasut lauhdutetaan nesteiksi, jota voidaan kutsua bioöljyksi. (Sipponen 2016.) Vastaavalla tavalla voidaan kaasuttaa esimerkiksi vanhoja autonrenkaita, kierrätykseen kelpaamatonta muovia ja tekstiilejä, jolloin syntyvää lopputuotetta kutsutaan pyrolyysiöljyksi. (Biogreen 2020)
Pyrolyysiöljyn ominaisuudet ja käyttö energiantuotannossa
Pyrolyysiöljyn kemiallinen koostumus ja fysikaaliset ominaisuudet poikkeavat huomattavasti fossiilisista polttoaineista. Tästä huolimatta pyrolyysiöljyä on hyvä verrata kevyeen ja raskaaseen polttoöljyyn, koska pyrolyysiöljyä käytetään todennäköisesti korvaamaan näitä polttoaineita energiantuotannossa.
Pyrolyysiöljyn käyttökohteet nyt ja tulevaisuudessa
Pyrolyysiöljyn korkea kiintoainepitoisuus on Wärtsilän ja VTT:n tutkimuksen (Chiaramonti, Oasmaa & Solantausta 2005) mukaan suurin ongelma dieselmoottorissa. Korkea vesipitoisuus heikentää syttymistä, mutta toisaalta se tasapainottaa palamisen tasapainoa ja pienentää NOx-päästöjen muodostumista. Fossiilisten polttoaineiden korvaaminen biopolttoaineilla vähentäisi kuitenkin merkittävästi maailmassa syntyviä CO2 -päästöjä.
Pyrolyysiöljyn käyttöä liikennepolttoaineena rajoittavat nykytekniikalla ja -tiedoilla jatkojalostuksen kallis hinta, mottoreiden eri osien kuluminen sekä suuttimien tukkeutuminen. Lisäksi varastoituna pyrolyysiöljyllä on taipumusta muodostaa eri faaseista koostuvia kerroksia, mikä heikentää sen ominaisuuksia polttoaineena.
Maailmanlaajuiset poliittiset päätökset päästökaupassa ja fossiilisten polttoaineiden verotuksessa vaikuttavat merkittävästi pyrolyysiöljyn käytön yleistymiseen ja tuotekehitykseen (Sipponen 2016). Pyrolyysiöljyä voidaan hyödyntää myös korkean jalostusarvon tuotteissa eri teollisuuden aloilla ja lääketieteessä. Korkeamman jalostusarvontuotteiden tutkimus ja kehitystyö tarjoaa tulevaisuudessa lisätietoa pyrolyysiöljyn hyödyntämispotentiaalista. (Green Fuel Nordic Oy 2020)
LAB-ammattikorkeakoulu tarjoaa tulevaisuudessa mahdollisuuden pyrolyysiöljyn valmistukseen ja tutkimukseen. Jatkuvatoimisella pilot-mittakaavan pyrolyysilaitteistolla voidaan tehdä erilaisten raaka-aineiden ja lisäaineiden avulla reseptivariaatioita. Tämä mahdollistaa sen, että pyrolysoinnista saatavalle lopputuotteelle voidaan hakea optimaalisia ominaisuuksia haluttuihin käyttökohteisiin.
Kirjoittaja:
Kusti Ruokamo toimii projekti-insinöörinä LAB-ammattikorkeakoulun kiertotaloutta edistävissä EKI- ja BIOSYKLI-hankkeissa.
Lähteet
Knaapi, J. 2019. Pyrolyysiöljyn kemikaalit ja jalostus polttonesteiksi vetykäsittelyllä. Kandidaatintyö. Kemian ja biotekniikan laboratorio. Ympäristö- ja energiatekniikan tutkinto-ohjelma. Tampereen yliopisto. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/10024/115705/Knaapi.pdf?sequence=2&isAllowed=y [PDF].
Sipponen, T. 2016. Pyrolyysiöljyn käyttökohteet ja -teknologiat Suomessa. Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari. Energiatekniikan koulutusyksikkö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/124726/kandidaatintyo_tommi_siponen.pdf?sequence=2&isAllowed=y [PDF].
Chiaramonti D., Oasmaa A., Solantausta Y., 2005. Power generation using fast pyrolysis liquids from biomass. Renewable & sustainable energy reviews [verkkolehti], no. 11. Saatavissa: Elsevier ScienceDirect.
Biogreen® is part of ETIA Group. 2020. Pyrolysis product. ETIA Group. [Viitattu 5.6.2020] Saatavilla: http://www.biogreen-energy.com/pyrolysis-oil/
Green Fuel Nordic Oy. 2020. Tuotteet [PDF-dokumentti]. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: http://doccdn.simplesite.com/d/c6/ae/284008256193146566/54a7da06-81b4-4120-9766-b3d28f63b6fa/Nestebio.pdf [PDF].
Linkit
Linkki 1. LAB. 2020a. EKI – Energia- ja kiertotalouden toimintaympäristöt -hanke. LAB-ammattikorkeakoulu. [Viitattu 8.6.2020]. Saatavissa: https://lab.fi/fi/projekti/eki
Linkki 2. LAB 2020b. Biosykli – Päijät-Hämeen biokiertotalous. LAB-ammattikorkeakoulu. Saatavissa: https://www.lab.fi/fi/projekti/biosykli
Kuvat
Kuva 1. Pixabay. Öljynporauslautta. 2020. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: https://pixabay.com/fi/photos/%C3%B6ljy-%C3%B6ljynporauslautta-tuotannonalan-3629119/
Kuva 2. Sipponen, T. 2016. Pyrolyysiöljyn käyttökohteet ja -teknologiat Suomessa. Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari. Energiatekniikan koulutusyksikkö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/124726/kandidaatintyo_tommi_siponen.pdf?sequence=2&isAllowed=y
Kuva 3. Mukaillen Green Fuel Nordic Oy. [Viitattu 5.6.2020]. Saatavilla: http://doccdn.simplesite.com/d/c6/ae/284008256193146566/54a7da06-81b4-4120-9766-b3d28f63b6fa/Nestebio.pdf
