Oilon tähtää lämpöpumpuilla teollisen höyryn tuotantoon

Oilon Technology Oy:n teknologiajohtaja Joonas Kattelus sanoo, että höyryntuotanto on seuraava iso askel teollisen mittakaavan lämpöpumppujen kehityksessä. Tähän saakka lämpöpumppujen käyttö on painottunut teollisuudessa kuuman veden tuottamiseen.

”Kun lämpöpumpulla pystytään tuottamaan höyryä, teollisuuslämpöpumppujen markkinapotentiaali laajenee huomattavasti”, Kattelus toteaa.

Höyryä käytetään laajasti esimerkiksi metsä-, kemian-, elintarvike- ja lääketeollisuudessa, joten uusi teknologia voisi avata lämpöpumpuille runsaasti uusia käyttökohteita.

Tavoitteena 130-asteinen höyry

Oilon kehittää parhaillaan uutta ratkaisua EU:n Horizon Europe -ohjelmasta rahoitettavassa EEETHOS-hankkeessa (Energy Efficiency and Electrification Technologies for Heat Flow Optimization in Process Industries). Vuoteen 2028 jatkuvassa projektissa kehitetään ratkaisuja energiaintensiivisten teollisuusprosessien sähköistämiseen ja fossiilisen energian korvaamiseen.

Oilonin tehtävänä on suunnitella ja valmistaa uudentyyppinen korkealämpötilainen lämpöpumppu asfaltinvalmistukseen. Etelä-Suomeen rakennettavassa koelaitoksessa uusi lämpöpumppu tuottaa noin 130-asteista höyryä. Kompressoriratkaisulla lämpötila voidaan nostaa noin 200 asteeseen.

Asfalttidemonstraatiossa tavoitteena on sähköistää vaihe, jossa kiviaines kuivataan ja kuumennetaan ennen asfaltin valmistamista. Perinteisesti tähän tarvitaan runsaasti fossiilisella polttoaineella tuotettua lämpöä, jolloin lämpöä voidaan käyttää kiviaineksen kuivaukseen ja lämmitykseen.

”Ratkaisussa fossiilisella polttoaineella tuotettua prosessilämpöä korvataan sähköllä ja prosessista talteen otetulla hukkalämmöllä. Koko järjestelmän COP-tavoite on kolme.”

Hankkeessa pilotoidaan samalla luonnollisia hiilivetypohjaisia kylmäaineita aiempaa korkeammissa lämpötiloissa. Kaksivaiheisen järjestelmän eri lämpötilaportailla käytetään eri kylmäaineita, joita Kattelus ei vielä tässä vaiheessa lähde nimeämään.

Teollisen kokoluokan koelaitos

Rakennettavassa pilottilaitoksessa kyse on laboratorion sijaan teollisen kokoluokan laitoksesta. Joonas Katteluksen mukaan isomman mittaluokan tuotantoa tarvitaan, jotta teknologian toimivuus, kestävyys ja kustannustehokkuus voidaan osoittaa käytännössä.

Lämpöpumppujärjestelmä on tarkoitus toimittaa keväällä 2027. Katteluksen mukaan teknistä haastetta lisää se, että samaan kokonaisuuteen yhdistyvät korkeat lämpötilat, luonnolliset kylmäaineet, suora höyryntuotanto sekä useiden toimittajien laitteet ja automaatio.

Kansainvälisessä EEETHOS-hankkeessa on mukana myös toimijoita, jotka tutkivat jopa 300 asteen lämpötilojen saavuttamista lämpöpumpuilla. Katteluksen mukaan Oilon ei kuitenkaan tavoittele mahdollisimman korkeita lämpötiloja hinnalla millä hyvänsä.

”Lämpötilan noustessa kompressorit, lämmönvaihtimet ja muut komponentit muuttuvat vaativammiksi ja kalliimmiksi. Ratkaisun on siksi oltava myös taloudellisesti kilpailukykyinen. Markkina ratkaisee. Kyse ei ole siitä, pystytäänkö tällainen lämpöpumppu teknisesti tekemään, vaan siitä, onko se kyseiseen käyttökohteeseen paras vaihtoehto”, Kattelus sanoo.

Oilon aikoo nostaa lämpöpumppujen lämpötilatasoa asteittain sitä mukaa, kun tarkoitukseen sopivia kaupallisia komponentteja tulee saataville. Katteluksen mukaan lähivuosien kiinnostavin alue on noin 130–150 astetta. Se riittää matalapaineisen höyryn tuotantoon monessa teollisessa käyttökohteessa.

”EETHOS-hanke ja pilottilaitos ovat merkittäviä tuotekehityksellemme. Jos ratkaisu osoittautuu toimivaksi ja kilpailukykyiseksi, Oilonille voi avautua tästä kokonaan uusi teollinen markkina”, Kattelus sanoo.