Tutkimus ja koulutus | 11.6.2018

Väitös: Biodieselin ja korkearikkisen fossiilisen polttoaineen seoksesta etua

Haastavana polttoaineena tunnetun biodieselin ja korkearikkisen fossiilisen polttoaineen seoksella saavutetaan tuplahyöty: biodieselin säilyvyys paranee samalla kun polttoaineseoksen kokonaisrikkipitoisuus laskee ja tämä on hyväksi ympäristölle. Tulos käy ilmi Katriina Sirviön uudesta energiatekniikan alan väitöstutkimuksesta, jossa tutkittiin polttoaineseosten ominaisuuksia ja käytettävyyttä moottoreissa.

biodiesel

– Rikin määrää polttoaineissa on pyritty ympäristösyistä vähentämään jo vuosien ajan. Sen kemiallinen luonne näyttää kuitenkin edistävän biodieseleiden säilyvyyttä. Rikki toimii samassa roolissa myös kasveissa ja eliöissä, mutta sen vaikutusta biopolttoaineisiin ei ole aiemmin tutkittu näin tarkasti, kertoo Vaasan yliopistossa väittelevä Sirviö.

Sirviö on tutkinut myös täysin uusia seosvaihtoehtoja, jotka soveltuvat laiva-, voimala- tai työkonemoottoreihin. Kierrätetyistä raaka-aineista valmistetun meridieselin sekä rypsibiodieselin seos on yksi kestävä vaihtoehto meriliikenteeseen. Myös 100 prosentin uusiutuvaa, uusiutuvan naftan ja rypsibiodieselin seosta voidaan käyttää polttoaineena.

Moottoritekniikka kehittyy siihen suuntaan, että moottorin halutaan joustavan sen mukaan, mitä polttoainetta on saatavilla. Markkinat ovat avautumassa tai jo avautuneet vaihtoehtoisille polttoaineille, joita ovat siis kaikki sellaiset, joita ei ole suoraan jalostettu öljynjalostamolla. Teknisestä näkökulmasta soveltuvia vaihtoehtoisia ja uusiutuvia polttoaineita on jo useita. Sirviön polttoaineseosten ominaisuuksia ja käytettävyyttä analysoineen väitöstutkimuksen tulokset ovatkin tärkeitä moottoreiden kehitystyölle ja edistävät EU:n asettamien energiapoliittisten tavoitteiden toteutumista.

Markkinoille vain tutkittuja seoksia

Markkinoille tulevan polttoaineen tulee käytännössä täyttää tietyt vaatimukset. Polttoaineen tulee olla yhteensopiva laitteistojen kanssa, sille tulee löytyä analyysitiedot ja sitä tulee olla turvallista käyttää. Pelkät hyvät ominaisuudet eivät kuitenkaan riitä, vaan polttoainetta tulee olla saatavilla riittävän suuria määriä. Nestemäisen fossiilisen ja biopohjaisen polttoaineen seostaminen on yksi keino helpottaa edellä mainittuja ongelmia. Saatavuus ja hinta ovat kuitenkin toistaiseksi estäneet vaihtoehtoisten polttoaineiden laajemman käytön, ja ne ovat ehkä sopivimpia vaihtoehtoja paikalliseen käyttöön, missä tarvittavat määrät eivät ole megatonneja.

– Sopivia käyttökohteita löytyy erityisesti maataloudesta. Työkoneiden käyttövoimaksi tarvitaan uusia vaihtoehtoja ja hyödyntämällä paikallisesti tuotettuja polttoaineita ollaan askel lähempänä energiaomavaraisuutta, sanoo Sirviö.

Säätövoimaa tarvitaan kun tuuli tyyntyy

Energiantuotanto on murroksessa ilmastotavoitteiden ja fossiilisten polttoaineiden ehtymisen vuoksi. Energiapoliittisena tavoitteena on lisätä uusiutuvan energian osuutta Euroopassa 27 prosenttiin energian kokonaiskulutuksesta vuoteen 2030 mennessä. Myös energiatehokkuutta pyritään parantamaan 27 prosenttia. Kun uusiutuvaa energiaa, esimerkiksi aurinkovoimaloiden ja tuuliturbiinien käyttöä lisätään, tarvitaan yhä enemmän myös säätövoimaa. Aurinko ei paista yhtäjaksoisesti tuottaen tasaisesti samaa määrää sähköä, eikä tuulivoimakaan ole tasaista. Energian varastointi on hyvin hankalaa, mutta ratkaisuja ollaan koko ajan kehittämässä.

– Uusia varastointiratkaisuja odotellessa tarvitaan säätövoimaa. Vesivoimalat ovat nopeimpia säätövoimalaitoksia, mutta vesivoimaa ei ole kaikkialla saatavilla. Kaasu- ja dieselmoottorit ovat seuraavaksi parhaimpia vaihtoehtoja. Niidenkin käyttövoimana voidaan käyttää uusiutuvia vaihtoehtoja, biokaasua tai uusiutuvia nestemäisiä polttoaineita, Sirviö muistuttaa.

Sirviö, Katriina (2018): Issues of various alternative fuel blends for off-road, marine and power plant diesel engines. Acta Wasaensia 400. Väitöskirja. Vaasan yliopisto. Julkaisun pdf: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-476-805-4

Väittelijän tiedot

Katriina Sirviö on syntynyt vuonna 1983 Sotkamossa. Hän kirjoitti ylioppilaaksi vuonna 2002 Sotkamon lukiosta ja valmistui filosofian maisteriksi Oulun yliopistosta vuonna 2010 pääaineenaan kemia. Sirviö on työskennellyt kemistinä Vaasan yliopistossa vuodesta 2010 lähtien.

Uusimmat artikkelit

Tuuliturbiinin siiven eroosio-ongelma ratkesi tekoälyn avulla

Tuuliturbiinin siipimateriaalin eroosio sääolosuhteiden vaikutuksesta on ongelma, joka koskee koko tuulienergiasektoria. VTT:n antiAGE-projektissa materiaaliongelmaan löydettiin tekoälyn ja 3D-tulostuksen avulla toimiva ratkaisu.

Kaivostoiminta tehostuu uusien sensori-innovaatioiden avulla

Uusien röntgen- ja 3D-kuvantamisteknologiaan perustuvien sensorien sensorifuusiolla parannetaan mineraalivarojen 3D-mallinnusta ja tehostetaan arvometallien erottelua. VTT koordinoi sensorikehitystä yhdessä yritysten, kansainvälisten tutkimusinstituuttien sekä kaivosalan yhteisöjen kanssa X-Mine EU-projektissa. 

18.1.2019 | Tutkimus ja koulutus

T&k-kulut ajavat autonvalmistajia alliansseihin

Sähkö- ja robottiautojen kehittäminen on kallista puuhaa, samoin puhtaampien ajopelien rakentelu. Uusien autojen pilviä hipovat t&k-kustannukset pakottavat isotkin autonvalmistajat liittoumiin eli alliansseihin. Ford ja VW toimivat jo yhdessä, mikä lisää paineita vaikkapa Daimlerin ja BMW:n suuntiin.

17.1.2019 | Alan Uutiset

Kunnossapitopalveluihin erikoistunut Viafin Service ostaa Gasum Tekniikan

Gasum myy tytäryhtiönsä Gasum Tekniikka Oy:n teollisuuden kunnossapitokumppanille Viafin Service Oyj:lle. Yrityskauppa on osa Gasumin strategiaa keskittyä pohjoismaisten kaasumarkkinoiden ja energiainfrastruktuurin kehittämiseen. Kaupan odotetaan toteutuvan helmikuun loppuun 2019 mennessä. Yrityskaupassa Gasum Tekniikasta tulee osa Viafin Service-konsernia.

SKAL vaatii miljardin euron lisärahoitusta tiestölle; avaa keskustelun tavaraliikenteen päästövähennyksen keinoista

Kaasu on vaihtoehto kevyimmissä yhdistelmissä ja sähkö taajamien jakeluliikenteessä. Suomen Kuljetus ja Logistiikka SKAL ry:n laskelmien mukaan vielä vuonna 2045 yli 80 prosenttia maanteiden tavaraliikenteen energiankulutuksesta on kuitenkin nestemäistä dieseliä. Panostus uusiutuvista raaka-aineista valmistettuun dieseliin ja biokaasuun olisikin Suomen tavaraliikenteelle paras ympäristövalinta. 

Painelaitteiden korjaus- ja muutostöitä koskeva ohje uudistettu

Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) on julkaissut uudistetun version painelaitteiden korjaus- ja muutostöitä koskevasta ohjeesta. Ohjeessa kerrotaan, millaisia vaatimuksia painelaitesäädökset asettavat painelaitteiden käytönaikaisille korjaus- ja muutostöille.