Väitös

Biomassa mahdollistaa kustannustehokkaan energiantuotannon tasapainotuksen

Tuuli- ja aurinkosähkön tuotanto ovat nopeimmin kasvavia energiantuotantomuotoja maailmassa. Niiden ongelmana on kuitenkin tuotannon vaihtelu vallitsevan säätilan mukaan. DI, FM Anna Pääkkönen tutki väitöskirjassaan biomassan mahdollisuuksia energiantuotannon tasapainottamisessa. Biomassa tarjoaa tuotannon vaihteluun uusituvan ja kustannustehokkaan vaihtoehdon, joka on otettavissa käyttöön heti.

Ilmastonmuutos aiheuttaa jo nyt lukuisia ongelmia, kuten tulvia ja kuivuutta eri puolella maailmaa. Nykytiedon mukaan yksi suurimmista ilmastonmuutoksen aiheuttajista on fossiilisten polttoaineiden käyttö energiantuotannossa.

Samalla energian tarve kasvaa koko ajan. Uusiutuvat tuuli- ja aurinkosähkö tarjoavat vaihtoehdon fossiiliselle sähköntuotannolle. Nämä tuotantomuodot ovat kuitenkin sääriippuvaisia ja niiden varastointi on vaikeaa.

Energiajärjestelmässä tuotannon ja kulutuksen tulee kuitenkin olla jatkuvasti tasapainossa. Tulevaisuuden ratkaisuja tähän haetaan jatkuvasti, mutta tehokkaan ratkaisun löytäminen vie aikaa.

Biomassaa voidaan käyttää sähköntuotannon tasapainotukseen, lämmön tuotantoon ja liikkumiseen eli kaikilla energiankäyttösektoreilla. Biomassan etuna on hyvä varastoitavuus ja olemassa oleva teknologia.

Biomassan käytön tulee kuitenkin olla kestävää ja taloudellista. Tämä voidaan saavuttaa hyödyntämällä biojätettä tai biomassan jalostuksesta, esimerkiksi paperintuotannosta syntyvää sivutuotetta. Biomassan joustopotentiaalin kannattavuutta voidaan parantaa sivutuotteen, optimoidun ajotavan tai teknisten parannusten avulla.

- Näistä ajotapaoptimointi osoittautui parhaaksi tavaksi lisätä konseptin kannattavuutta. Tärkeimmät biomassan joustopotentiaalin kannattavuuteen vaikuttavat asiat ovat investointi- ja polttoainekustannukset, Pääkkönen kertoo.

- On kuitenkin selvää, ettei biomassa voi yksinään ratkaista energiajärjestelmien joustavuuteen liittyviä ongelmia, mikäli biomassan käyttö halutaan pitää kestävällä tasolla, Pääkkönen toteaa.

Tutkimusta rahoittivat Tampereen teknillisen yliopiston lisäksi mm. Fortumin säätiö ja Suomen Akatemian yhteydessä toimiva strategisen tutkimuksen neuvosto projektin Transition to a resource efficient and climate neutral electricity system (EL-TRAN) kautta.
 
Anna Pääkkönen toimii johtavana asiantuntijana MAB Powertec Oy:ssä Tampereella.

Diplomi-insinööri, filosofian maisteri Anna Pääkkösen energiatekniikan alaan kuuluva väitöskirja Feasibility of Flexible Biomass Utilization in Energy Systems tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 13.12.2019 klo 12 Festia-rakennuksen  Pieni sali 1, Korkeakoulunkatu 8. Vastaväittäjänä toimii professori Christian Breyer Lappeenrannan teknilliseltä yliopistolta. Kustoksena toimii professori Jukka Konttinen tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1335-7

Kuva: Niko Raami