Mihin sähkökattiloita tarvitaan yhteistuotantolaitoksissa?
Lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksilla on keskeinen rooli prosessihöyryn ja kaukolämmön tuottajina. Samalla syntyy varsinkin talvikaudella merkittävä määrä sähköä. Näiden laitosten toimintaperiaate ja tekniikka on jo hyvin tunnettua ja käytännössä koeteltua. Vaikka energiatuotanto muuttuu ja kehittyy, ei kylmä vuodenaika ole hävinnyt mihinkään. Siksi laitoksia modernisoidaan aktiivisesti – niihin kehitetään mahdollisimman joustavia ja kyvykkäitä ratkaisuja varmistamaan lämmön- ja sähköntuotantoa. Tässä sähkökattiloilla on tärkeä rooli.
Yhteistuotantolaitoksen kokonaisuuteen liitettävää sähkökattilaa voisi verrata suureen teollisuuskokoluokan vedenkeittimeen. Lämmitysperiaate kuitenkin poikkeaa; siinä missä vedenkeittimessä vesi lämpiää pohjan vastuksien avulla, sähkökattilassa olevan veden läpi johdetaan suoraan sähkövirta. Sen valokaari kuumentaa veden todella nopeasti todella kuumaksi.
Kattilassa kiehuvasta vedestä syntynyt höyry tulistetaan yli 100 asteen kiehumispisteen lähes 200asteiseksi teollisuuden prosesseihin. Höyryä ohjataan kaupunkien kaukolämpöverkkoihin. 60 megawatin sähkökattilan teho vastaa noin 6 000 omakotitalon vuosittaista lämmitystä.
Sähkökattila osallistuu säätöön laajemmin
Yhteistuotantolaitosten tuottama sähkö on nykyäänkin tärkeässä roolissa sähköjärjestelmämme tasapainottajana. Järjestelmässä on oltava kulutusta ja tuotantoa koko ajan yhtä paljon. Erityisesti kylminä ja tuulettomina pakkasjaksoina, kun kaukolämpöä tuotetaan paljon, sivutuotteena syntyvä sähkö paikkaa sään mukaan vaihtelevaa energiaa.
Sähkökattiloiden avulla yhteistuotantolaitosten säätökapasiteetti laajenee, sillä niiden käyttö perustuu siihen sään mukaan vaihtelevan tuotannon määrän kasvuun sähköjärjestelmässämme. Tämän myötä sähköä on ajoittain tarjolla paljon ja toisinaan sitä taas tarvitaan lisää vastaamaan kunkin hetken kulutusta. Kun sähköä on tarjolla paljon ja se on edullista, se hyödynnetään kaukolämmön tuotantoon sähkökattilalla. Tämä lisää yhteistuotantolaitosten kykyä tasapainottaa järjestelmää ja nopeuttaa reagointia järjestelmän kulloiseenkin tarpeeseen.
Enemmän energiatehokkuutta ja vähemmän fossiilisia polttoaineita
Sähkökattilat parantavat säädettävyyttä paitsi järjestelmätasolla myös voimalaitoksen sisällä. Niillä voidaan vastata tehokkaasti sellaisiin tilanteisiin, joissa varapolttoaineita tarvitaan nopeasti, esimerkiksi kun biopolttoainetta polttavan kattilan lämpötila laskee äkillisesti. Lisäksi sähkökattiloiden tehoa säätelemällä niitä voidaan hyödyntää myös kesäisin, kun varsinainen kaukolämmön tarve ei ole huipussaan.
Sähkökattilat ovat hyvin energiatehokkaista ja niiden avulla yhteistuotantolaitoksen polttoaineiden käyttöä voidaan optimoida ja polttoainetta säästää. Tämä näkyy myös polttoaineiden valikoimissa – fossiilisia polttoaineita voidaan korvata kattilaa käyttämällä. Sähkökattiloiden myötä varapolttoaineena käytettävää maakaasua tai polttoöljyä voidaan vähentää entisestään.
Sähköjärjestelmä muutoksessa – säätövoiman tarve kasvaa
Kotimaisen energiatuotannon sekä toisaalta energian tarpeen ennustetaan kasvavan lähivuosina. Sähköintensiivinen digitalisoituminen sekä suunnitteilla olevat sään mukaan vaihtelevaan tuuli- ja aurinkoenergian perustuvat tuotantoratkaisut vaativat parikseen energiaa, joka on säädettävää. Tässä jo olemassa olevilla yhteistuotantolaitoksilla on tärkeä roolinsa.
Laitosten kehittämiseen investoidaan pitkäjänteisesti. Kehitystyö vaatii erilaisten vaihtoehtoisten ratkaisujen tutkimusta. Lue lisää siitä, miten lämmön ja sähkön yhteistuotantovoimalaitosten eli CHP-laitosten kehittämistä on tutkittu Pohjolan Voimassa: Diplomityöstä eväitä CHP-laitosten kehittämiseen.