Biokattilan käyttö ja säätäminen vaatii osaamista

Käyttäjän taidot useimmiten ratkaisevat, kuinka energiatehokkaasti ja vähäpäästöisesti pienen kokoluokan biokattila toimii.

Pienen eli alle 1 MW:n kokoluokan biolämmityskattiloiden päästöjen hallintaa ei ole Suomessa toistaiseksi säännelty lainsäädännössä.  Ekosuunnitteluvaatimuksia on tulossa voimaan vuonna 2020, ja asiantuntijat uskovat lainsäädännön vaatimusten edelleen kiristyvän tulevaisuudessa. Laitteiden tehoton käyttö nostaa polttoaineen kulutusta ja siten kustannuksia sekä päästöjä.

”Yleensä lämmityskattiloita ajetaan ja säädetään lämmöntarpeen mukaan, ja säätöjä tehdään harvoin hyötysuhteen tai päästöjen mukaan. Kattilan tehokkuus ja syntyvät päästöt ovat riippuvaisia käyttäjän taidoista säätää ja optimoida kattilan toimintaa. Laitteiden osaamaton ja tehoton käyttö aiheuttaa kustannuksia muun muassa suuremman polttoainekulutuksen myötä. Se voi hyvin myös heikentää järjestelmän kuntoa”, sanoo biokattiloiden suorituskykyä, päästöjä ja energiatehokkuutta lisensiaattitutkimuksessaan tutkinut Hannariina Honkanen.

Tutkimuksen lähdeaineiston mukaan kattiloiden tehokkuus kiinnostaa niiden käyttäjiä, mutta suuri osa heistä ei tiedä kattilansa hyötysuhdetta. Osa käytössä olevista kattiloista on iältään jo 20–30 vuotta, jolloin teknologia voi olla uudempiin järjestelmiin verrattuna tehotonta. Tehokasta ja puhdasta teknologiaa otetaan käyttöön, kun ensisijaisesti lainsäädäntö ja muut kannustimet riittävästi siihen ohjaavat. Kattilan suunnitteluvaiheessa voidaan asiassa tehdä paljon: mitoitetaan oikein, valitaan oikeanlaiset laitteet, investoidaan lisävarusteisiin, jotka tuovat ympäristö- ja taloudellisia hyötyjä sekä selvitetään säätöautomaation ja mittausteknologian mahdollisuudet.

Kosteus lisää hiukkasia hakkeen poltossa

Honkasen tutkimuksessa on seurattu myös kahta erillistä hakkeen polton koetta 500 kW:n arinakattilassa. Kokeissa tutkittiin kattilan hyötysuhdetta ja päästöjä valituilla hakkeen kosteuspitoisuuksilla sekä täyden tehon että osatehon ajoilla. Polttokokeet pohjautuivat biolämmityskattiloiden testausstandardiin EN 303-5.

Hakkeen kosteuspitoisuudet vaihtelivat välillä 21–50 prosenttia. Kattilan säätötarve korostui, kun hakkeen kosteus nousi testikattilassa 35 prosentin pitoisuudesta 45 prosenttiin. Polton tehokkuus laski ja hiukkasia muodostui enemmän suuremmassa kosteudessa. Kosteassa hakkeessa palamattoman polttoaineen osuus tuhkassa kasvoi, ja polttoaineen kulutus tuotettua energiayksikköä kohti kasvoi.

”Kattilan säätötarve korostuu, kun sitä käytetään osateholla. Kattilan käytössä päästöjen muodostumiseen vaikuttavat keskeisesti palamisilman ja polttoaineen syöttö sekä arinan liikkuminen, ja näiden säädöistä pitäisi löytää toisiinsa sopiva yhdistelmä”, Honkanen toteaa.

Polton päästöjä hillitään nykyisellään erillisillä puhdistuslaitteilla pääasiassa 500 kW:n kattiloiden kokoluokasta ylöspäin, ja yleisin käytetty teknologia on sykloni. Tulevaisuudessa kilpailevia teknologioita voi löytyä esimerkiksi sähkösuodattimista tai kondensoivista puhdistimista.

Biokattilaneuvonnalla edistetään biopolttoaineita hyödyntävien lämmitysjärjestelmien ja biokattiloiden energiatehokasta käyttöä. Neuvonta koskee kaikkia alle yhden megawatin bioenergiakattiloita. Biokattilaneuvonnasta on sovittu Kutteri II -ohjelmassa vuoteen 2020 saakka.