Finn Springin toimitusjohtaja Hannu Ali-Haapala ja tuotantopäällikkö Aleksi Ali-Haapala. Kuva: Finn Spring

Kaurapellossa varastoidaan hukkalämpöä

Teksti: Jaana Ahlblad

Keskipohjalaiseen maaperään peitellään siemeniä ja ilmaista energiaa.

Kaura on suomalaisessa ruokapöydässä nyt monin tavoin kuuminta kuumaa, mutta myös kaurapellon alla innovoidaan – ainakin Toholammilla, jossa maan povessa varastoidaan kesän lämpöä talven tarpeisiin. Tarkoitus ei ole sulattaa peltoa talviviljelyä varten, vaan lämmittää viereisen virvoitusjuomatehtaan toimistotiloja viileiden ilmojen tultua.

Virvoitusjuomayhtiö Finn Spring Oy osallistuu projektiin, jossa tutkitaan hukkalämmön ja aurinkoenergian kausivarastointia maa- ja kallioperässä.

– Etsimme jatkuvasti hiilijalanjälkeä pienentäviä ja energian suhteen omavaraisuuttamme lisääviä ideoita. Mahdollisuus hyödyntää tuotannossa syntyvää hukkalämpöä herätti kiinnostuksen, kertoo Finn Springin toimitusjohtaja Hannu Ali-Haapala.

Finn Springin tehtaalla hukkalämpöä otetaan talteen kompressoreista, jotka puhaltavat pienistä muoviaihioista valmiita pulloja. Niitä syntyy melkoinen määrä, sillä yritys valmistaa vuosittain noin 70 miljoonaa litraa lähdevesipohjaisia juomia.

Hukkalämmön lisäksi Toholammilla hyödynnetään paneeleilla kerättävää aurinkoenergiaa.

Varastoidulla energialla lämmitetään myös viereistä, ahkerassa käytössä olevaa Lylyn Pisara -uimahallia, joka toimii samalla tehtaan sammutusvesivarastona.

Tavoitteena täsmälataus

Hukkalämpö siirretään tuotantolaitoksen viereen maan alle – tarkalleen ottaen toimitusjohtaja Ali-Haapalan kaurapeltoon – noin 50 metriä syviin porareikälieriöihin. Noin 60–70-asteiseksi lämmennyt vesi kulkee kollektoriputkistoa pitkin ja lataa lämpöä maa- ja kallioperään. Kun lämpöä halutaan ulos, kierto käännetään toisinpäin.

– Tekniikka on vastaava kuin perinteisissä maalämpöjärjestelmissä. Kausivarastoinnissa lataus- ja purkusyklit ovat huomattavasti pidempiä, tässä tapauksessa kuukausien mittaisia, kertoo erikoisasiantuntija Asmo Huusko GTK:lta.

Porareikälieriön kuumin kohta on keskellä, lämpötila laskee reunoja kohti. Perinteisesti lämpöä ladataan keskelle ja puretaan reunoilta. Tyypillisenä kesäpäivänä aurinkopaneelit tuottavat 50–60-asteista vettä. Lämpöä ei Huuskon mukaan kannata tuolloin ladata varaston kuumimpaan kohtaan, vaan reunoille, jossa lämpotila on 40 astetta.

– Tavoitteenamme on optimoida prosessi mittauksella ja ohjauksella niin, että lämpöä saadaan ladattua aina parhaaseen kohtaan.

Maanpeite eristää

Maankamara ei ole tiivis termospullo, kuinka lämpöenergia siis pysyy tallessa? Se on Asmo Huuskon mukaan erityisen kiinnostava tutkimuskohde.

Lämpö voi karata johtumalla tai virtaavan veden mukana.

– Jokaisella maaperä- ja kiviaineksella on myös omanlaisensa kyky varastoida lämpöenergiaa. Runsaasti vettä sisältävä savikko voi sitoa lämpöä jopa paremmin kuin kiviaines, mutta lämpötilan nosto kestää kauemmin kuin kallion. Toisaalta kiviaineksen hyvä lämmönjohtavuus saattaa edesauttaa ladatun lämmön karkaamista.

Alustavien arvioiden mukaan lämpövarastoinnin hävikki olisi kymmeniä prosentteja, mutta tilanne voi Huuskon mukaan olla hallittavissa. Jos varastointi tehdään kesäaikaan ja purku seuraavana talvena, varaston kapasiteetista ei välttämättä ehtisi johtumallakaan hävitä merkittävää osaa.

Finn Springin tehtaan ympäristö on keskipohjalaista jokilaaksomaisemaa, jossa maanpeite on melko paksua. Sen huono lämmönjohtavuus voi olla hyvä asia porareikälieriön eristyksen kannalta.

– Joka tapauksessa ilmainen energia menisi ilman tätä innovaatiota hukkaan. Järjestelmän järkevä takaisinmaksuaika on varsin mahdollinen.

Finn Springin tuotantolaitoksella Keski-Pohjanmaalla hyödynnetään hukkalämmön lisäksi aurinkoenergiaa. Kuva: Finn Spring

Myös isompaan tarpeeseen

Tutkimusprojekti koostuu kolmesta kokonaisuudesta: varastosta eli maa-akusta, maanpäällisestä siirtotekniikasta ja digitaalisesta ohjauksesta. Geologista taustaosaamista on kertynyt muun muassa Tanskan ja Kanadan vastaavista malleista.

– Teimme huolellista taustatutkimusta ja verkostoiduimme, jotta aiemmin tehdyt virheet saatiin kartoitettua ennen käytännön työn aloittamista, Huusko kertoo.

Toholammilla lämmityskohteena on iso kiinteistö, mutta esimerkiksi Tanskassa porareikävarastoa käytetään kaukolämmön ohella alueelliseen lämmitykseen. Sitä Huusko suosittaa Suomeenkin.

– Kun rakennetaan asuntoja alueelle, jossa tarvitaan esimerkiksi paalutuksia, pienellä lisäkustannuksella voitaisiin samaa vauhtia tehdä aurinkoenergian kausivarastoja. Porakaivokentän voi tehdä myös esimerkiksi puistoon.

Finn Springin noin 60:ssa lataus- ja purkureiässä säilöttävän energian määrä lasketaan megawattitunteina, mutta Ruotsissa suunnitellaan jo 1 000–2 000 reiän varastoa. Silloin puhutaan gigawattitunneista.

Toimitusjohtaja Hannu Ali-Haapalan peltoa peitti kevättalvella lumi. Lumi suojasi myös porareikävarastoa. Porareiät sijaitsevat halkaisijaltaan 25 metrin kokoisessa ympyrässä 2,7 metrin välein. Kuva: Asmo Huusko/ GTK

Kylmäkin säilyy

Huusko toimii GTK:lla maalämmön tutkimusryhmässä. Tutkimusala on geologian perspektiivissä melko uusi, GTK:lla kokeneimmat asiantuntijat ovat työskennelleet alalla kymmenisen vuotta.

– Geoenergia on vahvasti tulevaisuuden ala. Energianlähteenä maalämpö on hajuton, mauton, näkymätön, luotettava ja uusiutuva, Huusko painottaa.

Hän muistuttaa kehityksen nopeista askeleista: vielä kymmenen vuotta sitten maalämpöä pidettiin lähes järjettömänä valintana pientalon lämmitysmuodoksi. Nyt lämpöpumppu asennetaan jo 90 prosenttiin pientaloista, suurimpaan osaan tulee maalämpökaivo.

Maa- ja kallioperä pystyy varastoimaan myös viileää. Jos kylmää saataisiin talvella talteen, esimerkiksi palvelinsalien viilennyksen vuosittainen sähkölasku voisi selvästi keventyä.

”Hyvä tavoite”

EVAKOT-hanketta työstetään Pohjanmaalla paikallisin voimin. Asmo Huuskon mukaan projektissa on hieman riskiäkin mukana, mutta toisaalta se on hyvä näytön paikka keskipohjalaisille toimijoille.

– Monta asiaa voi simuloida tietokoneella, mutta Pohjanmaalla on tunnetusti tekemisen meininki. Hienoa päästä näkemään, mitä järjestelmässä konkreettisesti tapahtuu, Huusko sanoo.

Tuloksia odottaa mielenkiinnolla myös toimitusjohtaja Hannu Ali-Haapala.

– Erittäin hyvä, että tällaista tutkitaan. Luontoarvot eivät ole meille vain sanahelinää. Jos lisäksi saamme projektiin sijoittamamme panoksen sähkönsäästön myötä takaisin, niin erinomaista.


Länsisuomalainen ponnistus

EVAKOT- eli Energian varastoinnin ja käytön optimoinnin työkalut -hankkeessa tutkitaan termisen energian ympärivuotista varastointia ja hyödyntämistä kiinteistöjen lisäenergian lähteinä.

Soveltavaa tutkimusta hyödyntävä EVAKOT etsii uusia ideoita ja referenssejä toimialan liiketoiminnan edistämiseksi.

Mukana ovat Centria-ammattikorkeakoulu, GTK ja kokkolalainen start up -yritys Heliostorage, joka pyrkii kaupallistamaan konseptin.

Centria-ammattikorkeakoulu johtaa projektia ja kehittää digitaaliset mittaus- ja ohjausjärjestelmät. GTK huolehtii maavarastojen mitoituksesta, simuloinnista ja optimoinnista.

Finn Springin tuotantolaitos on projektin ensimmäinen pilottikohde.

Kolmevuotisen hankkeen budjetti on noin miljoona euroa, siihen on saatu tukea Euroopan aluekehitysrahastolta.

EVAKOT kestää vuoden 2019 loppuun, maa-akun toiminnan mittaus jatkuu pidempään.


Vihreämpää vissyä

Finn Spring Oy valmistaa noin 90 prosenttia Suomessa myytävistä lähdevesistä ja noin neljänneksen kivennäisvesistä.

Yritys on mitannut hiilijalanjälkensä ja tehostanut toimintaansa eri tavoin pienentääkseen sitä. Esimerkiksi pulloissa ja korkeissa käytettävän materiaalin määrää on vähennetty ja kierrätysmateriaalin osuutta lisätty. Noin 20 prosenttia tarvittavasta energiasta tuotetaan aurinkopaneeleilla. Yritys investoi päästöjensä verran erilaisiin päästöttömiin energiahankkeisiin, kuten vedenpuhdistuslaitteisiin Afrikassa.

Vuonna 1991 perustetulla Finn Springillä on kaksi tuotantolaitosta Suomessa ja tytäryhtiö Ruotsissa. Raaka-aine pumpataan Multilan lähteestä Lestijärven Syrinharjulta. Tuotteita viedään muun muassa Saksaan, Venäjälle ja Arabiemiraatteihin.

Noin 80 henkilöä työllistävän yrityksen liikevaihto oli 23 miljoonaa euroa vuonna 2016.

 

Finn Spring valmistaa vuosittain noin 70 miljoonaa litraa juomia. EVAKOT-hankkeessa hukkalämpöä otetaan talteen kompressoreista, jotka puhaltavat muoviaihioista valmiita pulloja. Kuva: Finn Spring