Ammoniakki – mainettaan parempi

Luonnollisiin kylmäaineisiin kuuluvan ammoniakin (R717) GWP-arvo on 0. Otsonikerroksellekin se on vaaraton. Lisäksi sitä pidetään kylmäaineista tehokkaimpana. Niinpä se on luonteva valinta suurimpiin kylmälaitoksiin, pakastamoihin, teurastamoihin, meijereihin, logistiikkalaitoksiin, kalanjalostamoihin ja elintarvikevarastoihin. Myös astetta pienemmissä kohteissa, kuten jäähalleissa, se on erittäin toimiva ratkaisu.

Vaikka ammoniakki on Suomessakin erityisesti teollisuuskylmässä ja juuri jäähalliratkaisuissa yleinen kylmäaine, esimerkiksi Tanskassa ammoniakin käyttö kylmäaineena on vieläkin tavallisempaa. ”Siellä synteettisiä kylmäaineita ei ole saanut käyttää suurissa laitoksissa enää vuosiin. Suuret sairaalat ja esimerkiksi vaikkapa Kööpenhaminan lentokenttä jäähdytetään ammoniakkilaitteistolla. Ne ovat arkipäivää suurissa yleisökohteissa”, kertoo projektipäällikkö Pasi Kolehmainen Adven Oy:stä.

Täällä kotimaassa Adven on toteuttanut asiakkailleen vuosien mittaan lukuisia suuria ammoniakkijäähdytyskohteita. Yksi kylmäalalla ja kaupankin alalla tunnetuimmista on varmasti Suomen suurin rakennus, S-ryhmän Sipoon logistiikkakeskus. Sen vaatiman energian tuotannosta Adven huolehtii hybridiratkaisulla, jossa yhdistyvät geoenergia, bioenergia, kylmäntuotanto sekä lämmön talteenotto.

”Logistiikkakeskuksen jäähdytys on toteutettu kokonaan luonnollisilla kylmäaineilla: hiilidioksidilla ja ammoniakilla. Suurimmaksi osaksi hyödynnetään ammoniakkijäähdytystä. Myös hiilidioksidijäähdytys on kaskadikytkennällä kiinni ammoniakkijäähdytyspiirissä. Näin saimme jäähdytykselle parhaan hyötysuhteen”, Kolehmainen kertoo.

Kannattavuus ratkaisee valinnan

Lähellä Jyväskylää Vihtavuoressa sijaitseva Nammon ruutitehdas on valmistanut ruutituotteita 1920-luvulta alkaen. Adven tuottaa höyryä ja lämpöä ruutitehtaan tarpeisiin pääosin kotimaisilla polttoaineilla vuonna 2015 rakennetussa biohöyrylaitoksessa. Kuluvana vuonna tehtaalla siirryttiin myös suljettuun vesikiertoon, joka puolittaa tehtaan vedenkulutuksen.

”Tehtaalla oli käytetty läheisen järven vettä suoraan jäähdytykseen ja se oli laskenut vedenpintaa. Tehtaalle toimittamallamme ammoniakkijäähdytys/lämpöpumppuratkaisulla jäähdytämme prosessikiertoa. Lämpö siirretään alueen kaukolämpöverkkoon”, Kolehmainen kertoo. Talteen otettava lämpö vastaa 250 omakotitalon energiankulutusta.

Kolehmainen sanoo, ettei ammoniakki sinänsä ole hankkeissa ennalta määritelty valinta, vaan kylmäaineen valinnan ratkaisee suurissa kohteissa kannattavuus.

”Alkuinvestointina ammoniakkijärjestelmät ovat synteettisiin kylmäaineisiin tai hiilidioksidiin perustuviin jäähdytysratkaisuihin verrattuna kalliimpia. Niiden käytönaikaiset kustannukset ovat kuitenkin pienemmän energiankulutuksen takia alhaisemmat.”

”Kylmälaitosten elinkaarikustannuksia kokonaisuutena mietittäessä investointikustannuksen osuus jää melkoisen pieneksi. Energiayhtiönä Adven laskee investoinnit pitkälle aikavälille: edullisimman jäähdytysmegawattituntihinnan tai edullisimman tavan, jolla pystymme asiakasta palvelemaan. Niissä tilanteissa ammoniakki on yleensä se kustannustehokkain ratkaisu.”

Kunnolla tehty teollinen laite

Ammoniakin ominaisuudet, myrkyllisyys ja korkeat paineet, vaikuttavat ammoniakkilaitosten korkeisiin investointikustannuksiin. Laitosten on oltava kaikissa olosuhteissa turvallisia käyttää, mikä vaikuttaa kustannuksiin.

”Ammoniakkilaitteistot sisältävät erittäin paljon rautaa. Ne tehdään esimerkiksi painelaiteteräksestä ja ovat monia muita kylmälaitteita rakenteeltaan huomattavasti lujatekoisempia, teollisia laitteita, joiden putkistot on käytännössä aina tehty hitsaamalla.”

Kolehmainen sanoo, että ammoniakkikylmälaitosten turvallisuus lähtee jo suunnittelusta. ”Advenilla suunnittelemme ne yhteistyössä pelastuslaitosten ja Tukesin kanssa. Turvallisuuden on oltava sillä tasolla, että onnettomuuden todennäköisyys on minimoitu eikä vuodon sattuessakaan aiheudu henkilövahinkoja, haittaa asiakkaalle tai ympäristölle.”

Huolella seurattu

Konehuoneiden turvallisuuteen liittyvät vaatimukset löytyvät kylmälaitestandardista (SFS-EN378-sarja). Kolehmaisen mukaan Advenin uusista konehuoneista ammoniakkia ei vuodon tapahtuessakaan pääse ulkopuolelle. Sisäisen tuuletuksen pesuri poistaa sen vuototilanteesta ulospuhallusilmasta.

Konehuoneissa ammoniakkivuotoja seuraavat anturit. ”Eräässä uudessa kohteessa konehuoneessa on kolme potentiaalisten ammoniakkivuotokohtien lähettyville ja yläpuolelle sijoitettua ammoniakkianturia. Kylmälaitestandardin mukaisesti anturit ovat jatkuvassa 24/7-seurannassa. Myös varoventtiilin ulospuhallusputkessa sijaitsee anturit ennen ammoniakkipesuria. Antureista lähtee valvomoon automaattinen hälytys.”

Kohteesta riippuen asiakkaan kanssa voidaan sopia, että automaattihälytys myös pelastuslaitokselle, jos ammoniakkitaso nousee konehuoneessa tietyn tason yli.

Anturit kalibroidaan ja testataan kylmälaitestandardin edellyttämällä tavalla ja vaihdetaan uusiin määrävälein. Tila on myös sähkökatkojen varalta varmistettu varavoimalla ja keskeytymättömällä virransyötöllä (UPS, Uninterruptible Power Supply), jonka tehtävä on taata tasainen virransyöttö lyhyissä katkoksissa ja syöttöjännitteen epätasaisuuksissa.

Advenin kylmäkonehuoneet ovat rajattuja, lukittuja tiloja, joihin ulkopuoliset eivät pääse, vaikka asiakkaan tiloissa sijaitsevatkin. Kylmäkonehuoneeseen pääsee siis vain Advenin avaimella ja siihen tarvitaan työlupa. Advenilla on jatkuva seuranta, mitä laitoksessa tapahtuu ja kuka seillä liikkuu.

Ammoniakkikylmälaitosten hyviä puolia on turvallisuuden näkökulmasta sekin, että niiden ylläpitoa ja seurantaa ei noin vain voi unohtaa. ”Painelaitetarkastukset, röntgentutkimukset ja säntillinen ylläpito ovat lakisääteisiä ja välttämättömiä”, Kolehmainen painottaa.

Painelaitelaki 1144/2016 ja Valtioneuvoston asetus painelaiteturvallisuudesta 1549/2016 edellyttävät rekisteröitävälle painesäiliölle rekisteröitävää käytönvalvojaa. Tämän puolestaan on henkilökohtaisesti valvottava painelaitoksen käyttöä ja kuntoa.

Laki vaarallisten kemikaalien ja räjähteiden käsittelyn turvallisuudesta 390/2005 ja
EN378-4 sisältävät muun muassa vaatimukset vaaralliseksi luokiteltuja kemikaaleja käyttävien laitosten henkilökunnan pätevyydestä. Yli 10 000 kg:n laitoksilla on oltava kemikaalien käytönvalvoja, joka osoittaa pätevyytensä Tukesin järjestämässä pätevyyskokeessa.

Kolehmainen kertoo, että Advenissa ammoniakkikylmälaitoksella tehdään päivittäiset tarkastuskierrokset, joissa varmistetaan, että konehuoneessa on kaikki kunnossa. Päivittäinen seuraaminen luo käyttöturvallisuutta ja takaa laitokselle pitkän käyttöiän.

Kolehmainen painottaa, että on toki kiinni myös yrityksen toimintakulttuurista ja turvallisuuskulttuurista, että vuodot havaitaan ja korjataan nopeasti. ”Kun laitos on jatkuvassa seurannassa, sen virhetilanteisiin on huomattavasti helpompaa puuttua.”