Elintarvikealan hukkalämpöjen talteenotolla merkittäviä säästöjä
Elintarvikealalla syntyy hukkalämpöä lukuisissa erilaisissa prosesseissa. Hukkalämpöjen talteenottoon ja hyödyntämiseen on viime vuosina kehitetty tehokkaita ja nykyaikaisia menetelmiä, joilla on ratkottu aiempia haasteita ja parannettu kustannustehokkuutta. Esimerkiksi ravintolakeittiöiden rasvaisten poistoilmojen ja teollisuusuuneissa syntyvien höyryjen ja savukaasujen lämmön talteenottoon on saatavilla testattuja ja toimiviksi todettuja ratkaisuja. Kylmäkoneissa syntyvää lauhdelämpöä voidaan hyödyntää osana kaukolämpöjärjestelmää nykyaikaisten lämpöpumppujen avulla. Hukkalämmöstä voidaan tuottaa jopa höyryä lämpöpumpuilla. Esimerkkejä tällaisista ratkaisuista esiteltiin Prizztechin lokakuussa järjestämässä Lämmöt kiertoon – esimerkkejä elintarvikealalta -webinaarissa.
Harjapatteri sopii ravintolan keittiön lämmöntalteenottoon
Pelkosenniemellä sijaitseva Ravintola Pyhän Uula toteutti vuonna 2022 energiakatselmuksen osana ilmanvaihdon ja lämmöntalteenoton kehittämisprojektia. Osa ravintolan ilmanvaihtolaitteista oli teknisen käyttöikänsä päässä ja ilmanvaihdossa oli muutenkin havaittu tehostamisen mahdollisuuksia. Energiakatselmuksen perusteella löydettiin kohteet, joissa ilmanvaihtoa voitiin optimoida. Ilmanvaihdon puhaltimet uusittiin ja lämmön talteenottoa tehostettiin. Myös automaatiojärjestelmä uusittiin.
Pyhän Uulan kehittämisprosessin toteutti ilmanvaihdon energiatehokkuuteen erikoistunut asiantuntijaorganisaatio Nanea Oy. Nanean toimitusjohtajan Juha Rautiaisen mukaan ravintolakeittiön rasvaisen poistoilman lämmön talteenottoon on kehitetty kotimainen ratkaisu, harjapatteri, jonka avulla likaisestakin poistoilmasta saadaan lämpöä talteen. Talteen otettua lämpöä voidaan hyödyntää sisään otettavan ilma esilämmittämisessä. Hydrocell Oy:n kehittämä harjapatteri-ratkaisu sopii erinomaisesti keittiöiden rasvaisten poistoilmojen lämmön talteenottoratkaisuihin, sillä se sietää likaantumista ja on helppo puhdistaa pesemällä. Harjapattereihin perustuvalla lämmön talteenottoratkaisulla on alhaiset huoltokustannukset ja pitkä käyttöikä.
Pyhän Uulan sähkölämmitteisen 340 m2 ravintolatilan lähes 280 MWh vuotuinen sähköenergian kulutus putosi investointien jälkeen 55 %:lla eli alle 125 MWh:iin vuodessa. Raportoitu kustannussäästö oli 69 % vuodessa. Tarpeenmukainen ilmanvaihto palvelee ravintolan arkea ja lämmön talteenotto vähentää suorasähköllä tuotettavan lämmön tarvetta. Tarkempia tietoja Pyhän Uulan energiatehokkuushankkeesta löydät Rautiaisen esityksestä.
Uunien kostean poistoilman lämmön talteenottoon sopii savukaasupesuri
Leipomouuneissa suuri osa energiasta kuluu veden haihduttamiseen paistettavasta tuotteesta. Uuneista ulosjohdettava vesihöyry sisältää paljon energiaa, joka voidaan ottaa talteen. Teollisuuden savukaasujen puhdistamiseen ja hukkalämpöjen talteenottoon erikoistunut Caligo Industria Oy toteutti paljon sähkö- sekä kaasuenergiaa kuluttaneeseen leipomoon savukaasupesuriin perustuvan lämmön talteenottoratkaisun. Caligo Industrian myynti-insinöörin Vesa-Matti Routsin mukaan kohteessa aiemmin olleet lämmönvaihtimet ottivat talteen vain osan uunien hukkalämmöstä ja kärsivät likaantumisesta.
Caligo Industria toteutti kohteessa simuloinnin ja laskelmat, joiden pohjalta lämmön talteenoton tehostamista lähdettiin suunnittelemaan. Leipomorakennuksen katolle, lähelle uunien poistohormeja, sijoitettiin savukaasupesuri, jonka tehtävä on ottaa talteen lämpöä kahden erillisen uunin kosteasta poistoilmasta eli höngästä. Savukaasupesuri lauhduttaa höyryn sisältämän runsaan vesimäärän vapauttaen samalla paljon energiaa. Talteen otettu 60–78 °C lämpö siirretään suoraan kiinteistön lämmitysverkkoon. Pesuri korvasi vanhat lämmöntalteenottolaitteet, mikä paransi prosessin energiatehokkuutta huomattavasti. Pesurin huoltotarve on pieni eikä se kärsi lämmönvaihtimille tyypillisestä tukkeutumisesta.
Investoinnin jälkeen ulkopuolista lämpöenergiaa ei enää tarvittu ja yritys pystyi irrottautumaan kaukolämpöverkosta. Investoinnin takaisinmaksuajaksi muodostui noin kaksi vuotta. Yrityksellä on enemmänkin uuneja, jotka voidaan myöhemmin liittää osaksi pesurijärjestelmää. Tällaisella toimenpiteellä yritys voisi myydä ylimääräistä lämpöenergiaa myös ulkopuolisille. Tarkempia tietoja savukaasupesurista löytyy Routsin esityksestä.
Lämpöä kylmäkoneista lämpöpumpun avulla
Apetit Oy:n Säkylän pakastevihannestehtaan kylmäkoneissa syntyy paljon lauhdelämpöä pakastuskauden aikana. Toisaalta tehdasalueella käytetään paljon höyryä ja kuumaa vettä tuotantoprosesseissa ja pesuissa. Yhtiö teki vuonna 2023 energia-, prosessi- ja vedenkäsittelypalveluihin erikoistuneen Adven Oy:n kanssa sopimuksen lämmön toimittamisesta ”Energy as a Service” -mallilla.
Advenin Heat Recovery Solutions -liiketoiminnan johtajan Pasi Kolehmaisen mukaan Apetitin ja Advenin sopimuksen pohjana oli tavoite hukkalämmön hyödyntämisestä ja primäärienergian säästöstä. Taustalla vaikutti sadonkorjuukausien mukanaan tuomat merkittävät vaihtelut energiankulutuksessa sekä Apetitin omat ikääntyneet, fossiilisia polttoaineita käyttäneet energiantuotantolaitteistot.
Kattavan kokonaisanalyysin jälkeen, päätettiin investoida uuteen kaasukäyttöiseen höyrykattilaan, neljään kylmälaitoksen lauhteesta energiaa keräävään lämpöpumppuun sekä hukkalämmön tuotannon ja kulutuksen välistä eroa tasaavaan lämpöakkuun. Lämpöpumpuilla ja lämpövarastolla tuotetaan energiaa teollisuusalueen kaukolämpöverkkoon sekä laitteiden pesuun.
Hukkalämmön talteenoton ansiosta primäärienergian tarve pieneni 33 %. Yli 70 % kiinteistölämmityksen ja pesujen energiasta tuotettiin talteen otetulla hukkalämmöllä jo ensimmäisen kuuden kuukauden aikana. Energia palveluna -kumppanuuden myötä Apetitin oma vastuu energiantuotannosta ja energiajärjestelmän ylläpidosta pieneni ja yritys saa keskittyä ydinliiketoimintaansa. Lisätietoa Advenin lämmöntuotantopalvelusta löytyy Kolehmaisen esityksestä.
40-asteisesta hukkalämmöstä teollisuushöyryä
Korkean lämpötilan lämpöpumpuista on tullut jo vakiintunutta tekniikkaa ja lämpöpumpuilla pystytään tuottamaan jo noin 100-asteista lämpöä esimerkiksi kaukolämpöverkkoon. Modulaarisiin ja skaalautuviin lämpöpumppuratkaisuihin erikoistuneen Calefan myyntipäällikön Lari Heinosen mukaan lämpöpumpuilla pystytään tekemään myös höyryä. Calefa on kehittänyt AmbiSteam höyrylämpöpumppulaitoksen, joka tuottaa hukkalämmöstä 5 bar höyryä erinomaisella hyötysuhteella. Käytännössä hukkalämmön lämpötilan on oltava yli 40°C, jotta höyryn tuottaminen lämpöpumpulla olisi taloudellisesti kannattavaa.
AmbiSteam-laitteisto sopii niin laitosten päivityksiin kuin uusiin teollisuuskohteisiin. Lämpöpumpuilla tuotettu höyry on noin 2,5–3 kertaa edullisempaa verrattuna maakaasulla tai hakkeella tuotettuun höyryyn. Ensimmäinen AmbiSteam höyrylämpöpumppulaitos käynnistyi Metsä Boardin Kaskisen tehtaalla lokakuussa 2026.
Höyrylämpöpumpun hyödyntämä tekniikka on sama kuin korkean lämpötilan lämpöpumpuissa, ainoastaan hyödyntämiskohde ja lisälaitteet ovat hieman erilaiset. Tekniikka sopii erinomaisesti myös prosessihöyryä tarvitsevalle elintarviketeollisuudelle. Jos 5 bar paine ei riitä, on höyryn painetta mahdollista nostaa erillisillä lisälaitteilla. Tarkempia tietoja höyrylämpöpumppulaitoksesta löytyy Heinosen esityksestä.
Nämä Lämmöt kiertoon -webinaarissa kuullut esimerkit toivat erinomaisesti esiin sen energia- ja kustannussäästöpotentiaalin, mikä elintarvikealan hukkalämpöihin ja niiden hyödyntämiseen liittyy. Elintarvikealan yritysten kannatta olla rohkeasti yhteydessä hukkalämmön talteenottoratkaisuja tarjoaviin yrityksiin ja keskustella mahdollisuuksista omassa toiminnassa syntyvien hukkalämpöjen hyödyntämiseen. Se, mikä vielä kymmenen vuotta sitten tuntui mahdottomalta, saattaa nykypäivänä olla jo toimivaksi ja kannattavaksi todettua tekniikkaa.
Lämmöt kiertoon -webinaari järjestettiin osana Satakunnan biotalouden vahvistaminen ja varmistaminen - BIOVAHVA hanketta, joka on Euroopan Unionin osarahoittama. Hanketta koordinoi Satakunnan ammattikorkeakoulu. Muut hanketoteuttajat ovat Pyhäjärvi-instituutti, Prizztech sekä Satafood Kehittämisyhdistys. Hankeen toteutusaika on 1.1.2024-31.12.2026.