Energiainfra ja uudet energiateknologiat
Energiatehokkuus ja energiansäästö
Suunnittelu- ja konsulttipalvelut (Tutkimus- ja kehitystoiminta)
Ympäristöteknologia
STH-teknologiakeskus Vaasassa kehittää uudenlaisia polttoaineita
Vaasassa on avattu Wärtsilä-konsernin uusi teknologiakeskus. STH-keskus (Sustainable Technology Hub) tutkii ja valmistaa muun muassa kestävän kehityksen mukaisia polttoaineita sekä energia- ja meriteollisuuden digitaalisia ohjausjärjestelmiä. Edistyksellistä vihreää teknologiaa on kehitteillä niin voimalaitoksiin kuin laivamoottoreihinkin.
UUDEN TUTKIMUS-, tuotekehitys- ja tuotantokeskuksen
avulla Wärtsilä pyrkii kehittämään uutta tekniikkaa, joka toimii
hiilineutraaleissa tulevaisuuden ratkaisuissa. Toisaalta jo
olemassa olevaa innovatiivista teknologiaa voidaan hyödyntää
ja kehittää yhä energiatehokkaammaksi.
Jo aiemminkin Wärtsilä on tunnettu johtavana merenkulkuja
energia-alojen innovatiivisten teknologioiden ja ratkaisujen
valmistajana. Suunnitelma uuden teknologiakeskuksen rakentamisesta
julkistettiin vuonna 2018. Investoinnin arvo on noin
250 miljoonaa euroa.
STH-teknologiakeskus vihittiin virallisesti käyttöön kesällä
2022.
”Wärtsilän toiminnot Vaasassa siirtyvät nyt sataman viereen
Vaskiluotoon, lähelle voimalaitosta”, toteaa Wärtsilän
tuotekehitysjohtaja Juha Kytölä.
”Keskus on kaksiosainen kokonaisuus. Toimistosiipi on ollut
osittaisessa käytössä lokakuusta 2021, ja nyt kesällä avattiin
myös isot tuotanto- ja tuotekehitystilat.”
STH-keskuksessa on nykyaikainen polttoainelaboratorio,
monikäyttöiset moottoreiden testaustilat sekä pitkälle automatisoidut
tuotantolinjat. Tiloissa hyödynnetään kehittynyttä
energian
talteenottoa, jolloin rakennuksen lämmitys toimii
omavaraisesti.
Moottorien päästöt yhä pienemmiksi
Kytölän mukaan siirtyminen entisistä Vaasan-toimipisteistä
uusiin tiloihin on sujunut joustavasti. Tilojen koko on suunnilleen
entisellään, mutta nyt toiminnat on keskitetty samalle tontille,
mikä helpottaa työntekoa ja logistiikkaa.
Keskukseen tulee töihin noin 1 500 työntekijää.
”STH-keskuksessa tutkitaan ja kehitetään erityisesti
moottoreita ja niiden tekniikoita. Noin 50 prosenttia Wärtsilän
moottoreista asennetaan voimalaitoksiin ja toiset 50
prosenttia laivoihin.”
”Kuten keskuksen englanninkielisestä nimestä voi päätellä,
Wärtsilä fokusoi toimintaansa kestävän kehityksen
mukaisiin teknologioihin”, tähdentää Kytölä.
”STH-keskuksessa
tutkitaan ja kehitetään
erityisesti moottoreita ja
niiden tekniikoita.
Viime aikoina Wärtsilä on jo tuonut markkinoille kolme
uutta moottoria, joista kaksi on saatu valmiiksi vuoden 2022
puolella.
”Näissä moottoreissa voidaan käyttää eri polttoainetyyppejä.
Pyrimme jatkossakin kehittämään vähähiilisiä tai täysin
päästöttömiä moottorituotteita.”
”Ympäristön kannalta moottorit sinänsä eivät ole ongelma,
vaan moottoreissa käytetyt fossiiliset polttoaineet. Uudessa
keskuksessa tutkitaan ja kehitetään nimenomaan polttoaineita,
joilla ei ole hiilipäästövaikutuksia”, Kytölä linjaa.
Kuormaa tasaavia voimalaitoksia
Yksi Wärtsilän STH-keskuksen kehityskohteista on voimalaitos,
joka pystyy toimimaan sähköverkon tasaajana.
”Tällaiset laitokset on siis tarkoitettu tasaamaan sähköverkon
kuormitusta”, Kytölä täsmentää.
”Kyseessä on iso moottori, joka reagoi nopeasti sähköntarpeen
muutoksiin ja voi tasata kuorman heilahteluja verkossa.
Silloin sähköverkkoon pystytään kytkemään yhä enemmän
uusiutuvaa energiaa, kuten tuulivoimalaitoksia ja aurinkoenergiaa.”
”Yksi STH-keskuksen
kehityskohteista on
voimalaitos, joka pystyy
toimimaan sähköverkon
tasaajana.
Syyskuun 2022 alkupuolella Suomessa jouduttiin käynnistämään
kaksi varavoimalaitosta, koska venttiilivika rajoitti
uuden Olkiluoto-III -laitoksen sähköntuotantoa. Varavoimalla
varmistettiin sähkön riittävyys kantaverkossa.
”Tasaavat laitokset on suunniteltu juuri tuon tyyppisiin tilanteisiin.
Olemme myyneet niitä jo noin 70 maahan asiakkaille,
jotka investoivat voimalaitoksiin, vaikka niitä ei käytetä aivan
joka päivä”, sanoo Kytölä.
Muun muassa USA:ssa tarvitaan tasaavia voimalaitoksia,
koska siellä sähköverkot ovat paikoitellen heikkoja.
”Usein verkon kuormitusta tasaavat laitokset ovat 50–200
megawatin (MW) tehoisia joustavia laitosyksiköitä, mutta
enimmillään ne voivat olla jopa 500 MW:n tehoisia. Tällaisissa
voimalaitoksissa on se hyvä puoli, että niitä voidaan
rakentaa varsin nopeasti. Rakentamisajat ovat selvästi lyhyempiä
kuin perinteisillä voimalaitoksilla.”
Kytölän mukaan tasaavat laitokset pystyvät käyttämään
joustavasti erilaisia polttoaineita, kuten maakaasua, dieselöljyä,
biokaasua tai nestemäisiä bioöljyjä.
Polttoaineiksi alkoholia, vetyä ja ammoniakkia
Uudenlaisia kestävän kehityksen mukaisia polttoaineita tarvitaan
voimalaitosten lisäksi myös meriteollisuudessa.
”Näkemyksemme mukaan lähiaikoina moottoreissa voidaan
biokaasun lisäksi käyttää myös vetypolttoaineita isommassa
mittakaavassa”, Kytölä arvioi.
”Laivamoottoreissa kuitenkin vedyn sijaan on tulossa polttoaineiksi
metanolia ja etanolia. Maailmalla on jo paljon kiinnostusta
tällaisia alkoholipohjaisia polttoaineita kohtaan.”
”Nyt Wärtsilä on jo tuonut markkinoille W32-moottorin,
joka toimii metanolilla. Sellaisia on jo myyty asiakkaille.”
Myös ammoniakkipolttoaineet tekevät tuloaan merikäyttöön.
”Ammoniakissa ei ole lainkaan hiiltä, joten polttoaineesta
ei aiheudu CO2-päästöjä. Olemme tämäntyyppisten moottorien
kehitystyössä ihan maailman kärjessä”, Kytölä kertoo.
Ammoniakkipolttoaineella toimiva Wärtsilän moottorikonsepti
on valmistumassa vuonna 2023. Vetymoottorikonseptin
odotetaan valmistuvan vuonna 2025.
Akkuja ja ohjaustekniikkaa
Myös akkuteknologia on Wärtsilän näkökulmasta tärkeä tutkimuskohde.
Wärtsilä toimittaa akkuihin perustuvia energiavarastoja.
”Me ostamme akkujen kennot useilta eri akkuvalmistajilta
ja teemme niihin muun muassa älykkäät ohjausjärjestelmät ja
muuta sisältöä, jotta kokonaisuus täyttää asiakkaiden tarpeet.”
”Tuomme laivoille muun muassa hybridiratkaisuja. Toisaalta
akkuteknologiaa on myös maavoimalaitoksissa”, Kytölä
muistuttaa.
Suurimmat akut voivat olla 500 MWh:n kokoluokkaa.
Wärtsilällä on akkuliiketoimintaa varsinkin USA:ssa.
”Testaamme kuitenkin laivoille tarkoitetut akkutyypit Vaasan
uudessa STH-teknologiakeskuksessa. Lisäksi Vaasan ja
Uumajan välillä liikennöivä ’Aurora Botnia’ -autolautta toimii
sopimusten perusteella kelluvana testilaboratoriona, jossa voidaan
esimerkiksi testata älykkäitä automaatio-, navigointi- ja
ohjausjärjestelmiä”, Kytölä mainitsee.
Hänen mukaansa kyseisessä aluksessa onkin jo Wärtsilän
valmistamat moottorit, jotka toimivat poikkeuksellisen hyvällä
hyötysuhteella.
”Uusien älykkäiden järjestelmien avulla on esimerkiksi
mahdollista valita reittejä entistä tarkemmin vaikkapa sääolosuhteiden
mukaan, jolloin reittivalinnat voivat säästää polttoainetta
ja lyhentää matkaan kuluvaa aikaa. Samalla ympäristöpäästöjä
pystytään minimoimaan.”
STH:n yhteydessä toimivat ’Wärtsilä Land & Sea
Academy’
-koulutuskeskus sekä ’Customer Expertise Centre’
-keskus, joka tutkii etävalvontaa ja ennakoivia kunnossapitoratkaisuja.
Niillä pyritään asiakkaiden toimintojen optimointiin,
mutta myös päästöjen vähentämiseen.
Kytölä arvioi, että noin joka kolmannessa laivassa maailman
merillä on jo Wärtsilän laitteita.
Yhteistyö on voimaa
Vaasan STH-teknologiakeskuksen toiminta perustuu paljolti siihen,
että tutkijat tekevät yhteistyötä muun muassa yliopistojen,
eri tutkimuslaitosten sekä muiden yritysten kanssa.
”Viemme kehitystä ja projekteja yhdessä eteenpäin. Teknologiakeskuksen
yhteydessä toimii myös Partner Campus, johon
vaikkapa oppilaitokset voivat tulla testaamaan tulevaisuuden
uusia teknologiamahdollisuuksia”, sanoo Kytölä.
”Esimerkiksi Vaasan yliopisto on tärkeä kumppanimme,
joka sijaitseekin tässä lähistöllä.”
Myös Vaasan Sähkö tekee yhteistyötä Wärtsilän STH-keskuksen
kanssa. Energiateknologioita ja uusia polttoaineita voidaan
tarvittaessa testata viereisellä Vaskiluodon voimalaitoksella.
”Yksi ajatus on, että halvalla sähköenergialla voidaan valmistaa
vetyä, joka varastoidaan. Sitten vetyä on mahdollista
käyttää sähköntuotannossa myöhempänä ajankohtana, jolloin
pörssisähkö on taas kallista”, Kytölä suunnittelee.
Teksti: Ari Mononen
Kuvat: Wärtsilä Oyj
