Viime vuosina on tietoisuus ja tieto pienhiukkasten terveysvaaroista sekä niiden lähteistä ja torjunnasta lisääntynyt suuresti. Pienhiukkaset ovat ilman saasteena kansanterveyden kannalta todella merkittävä tekijä, aiheuttaen tutkijoiden arvion mukaan Suomessa toista tuhatta ennenaikaista kuolemaa vuosittain ja aiheuttaen ainakin yhden – kahden miljardin euron vuosittaiset taloudelliset menetykset.
Eräs merkittävä kotimainen pienhiukkaslähde on puun pienpoltto. Näiden tulisijojen - takkojen, kiukaiden ja uunien - päästöjä on kuitenkin rakenteellisin tai käyttötoimin vaikea vähentää. Tilannetta tulee kuitenkin parantamaan NASU, uusi suomalainen savukaasujen suodatusratkaisu.
Puun pienpoltosta syntyy tutkimusten mukaan merkittäviä määriä terveydelle haitallisia pienhiukkasia, häkäkaasua sekä erilaisia orgaanisia yhdisteitä Varaavilla tulisijoilla ja kiukailla päästöt ovat selvästi suurempia kuin pelletinpoltossa ja hiukkaset sisältäv tuhka-aineiden lisäksi alkuainehiiltä ja orgaanista ainetta. Panospoltossa päästöt ovat aina suuremmat kuin jatkuvatoimisessa pellettipoltossa. Pahimmillaan pienhiukkasten päästöt voivat tällöin olla erittäin korkeita, pelletinpolttoon verrattuna jopa 30-kertaisia. Professori Jorma Keskinen Tampereen teknillisestä yliopistosta on halunnut kehittää uutta suodatusratkaisua, sillä hänen mukaansa panospolton hiukkaspäästöjä on hyvin vaikea vähentää poltto- tai käyttöteknisin toimenpitein.
Taitamattomasti hoidettu puun poltto aiheuttaakin todella merkittävän haitan tiiviisti rakennetuille pientaloalueille. Viranomaisvalvonnan kautta siihen on vaikea löytää ratkaisua. Ympäristöministeriö on pitkään valmistellut polttolaitteille asetettavia vaatimuksia, mutta asia on vaikea, sillä monet takoista, uuneista ja kiukaista tehdään vielä joko paikan päällä tai jonkun pienvalmistajan pajassa. Vaatimukset uusille polttolaitteille ovat tulossa, mutta ne eiv ratkaise koko pulmaa, sillä valtaosa laitteista tulee pitkään olemaan vanhoja jo nykyisin käytössä olevia. Lisäksi on osoittautunut, että yhtä paljon vaikuttaa asiaan laitetta käyttävän taito ja motivoituneisuus puhtaaseen polttoon. Toisaalta ilmastonmuutoksen torjumiseksi täytyisi uusiutuvien luonnonvarojen käyttöä lisä energiantuotannossamme, painottaa professori Keskinen. Todella vaikeasti ratkaistava yhtälö, johon nyt on löytymässä ratkaisu, savukaasujen haitallisten pienhiukkasten tehokas suodattaminen.
Kehitteillä pienpolttoon sopiva sähkösuodatin
NASU-sähkösuodatinta kehittää TassuESP Oy, jonka takana ovat professori Jorma Keskinen ja tutkija Ari Laitinen Tampereen teknilliseltä yliopistolta sekä laitteen tuotannollisesta ja kaupallisesta kehittämisestä vastuussa oleva Tassu ESP Oy:n vetäjä Juha Tikkanen.
Yrityksen käynnistämisessä onkin mukana ollut merkittävällä panostuksella Juha Tikkasen omistama konsultointiyhtiö Navaro Oy, jonka erikoisosaamista ovat teknologialähtöisten yritysten toiminnan käynnistäminen ja kansainvälistäminen. Käynnistäminen pitää sisällään mm. markkinaselvityksiä ja erilaisia konsulttitoimeksiantoja, kertoo Juha Tikkanen. Tämän Tassu ESP Oy:n lisäksi ajoneuvokäyttöön tarkoitettuja hiukkasantureita valmistava Pegasor Oy on Navaron liikkeelle auttama yritys.
Tavoitteena on, että NASU-suodattimen (NAno SUodin) puun pienpolton sovelluksessa saa ensi esittelynsä Kuopion asuntomessuilla vuonna 2010. Neuvottelut tästä yhteistyökumppaneiden kanssa ovat käynnissä, kertoo Juha Tikkanen.
Varatut hiukkaset vauhdilla savukanavaan
- Uuden suodatinkeksintömme idea on käyttää sähkösuodatinta savukaasujen puhdistamiseen, kertoo Jorma Keskinen. - Sähkösuodattimia käytetään isojen voimalaitosten savukaasujen puhdistukseen ja hyvin tuloksin. Mutta meidän on tarkoitus kehittää ideaa ja tekniikkaa niin, että se soveltuu myös puun pienpolttoon: pientalojen uunien, takkojen ja kiukaiden hiukkaspäästöjen vähentämiseen.
- Pienkattiloiden sähkösuodatuksen suurin ongelma on laitteiden kunnossapito, korostaa Keskinen. - Suurissa laitoksissa käytetyt puhdistus- ja huoltoratkaisut ovat liian kalliita. Pienen mittakaavan laiteiden tulee laitteen olla halpoja, yksinkertaisia, mutta silti varmatoimisia, eikä niiden kunnossapito ja huolto saa olla hankalaa. Meidän ratkaisumme pyritään kehittämään huoltovapaaksi.
- Lähtökohtana on se, että savukaasun haitalliset pienhiukkaset varataan koronaionisaation avulla, kertoo Jorma Keskinen. arautuneina ne kiinnittyv passiiviselle elektrodille, joka yksinkertaisimmillaan on savupiipun sisäpinta. Pinnalta ne saadaan poistettua normaalin nuohouksen mukana.
Keskinen korostaa, ettei savupiipun sisäpuolelle tässä tule mitään nuohousta estäviä keräimiä, lankoja tai vastaavia. Ionisoiva sähköpurkaus ei myöskään ole savukanavassa. Tässä ratkaisussa varatut ionit puhalletaan savupiippuun suurella nopeudella liikkuvan pienen ilmavirtauksen avulla.
- Laitteemme mitattu suodatustehokkuus on ollut erityisesti pienhiukkasilla erittäin suuri, kertoo Ari Laitinen. - Siitä on jo saatu prototyypeillä hyviä kokemuksia. Suodatustuloksen varmistamiseksi voisi olla mahdollista liittää laitteistoon myös jatkuvatoiminen päästömittaus, joka kertoo suodattimen toiminnan tehokkuuden. Se saattaa kuitenkin nostaa liikaa laitteen hintaa ja kustannuksia, arvelee Laitinen.
- Vastaavanlaisia, mutta hieman eri periaatteilla toimivia laitteita on kehitetty myös Sveitsissä ja Norjassa, kertoo Ari Laitinen. - Kilpailua tulee olemaan, mutta uskomme omaan ratkaisuumme.
Hiukkaspäästöille tarvitaan tiukempia rajoja
- Tällainen, vaikkakin halpa ja edullinen, savukaasujen puhdistin ei kuitenkaan myy itse itseään, sen hankkimiseen on selvä kynnys, toteaa Juha Tikkanen. - Etenkään, jos yhteiskunnan taholta ei aseteta savukaasujen puhtaudelle vaatimuksia, hän korostaa. Tällaisia viranomaisvaatimuksia on olemassa jo Keski-Euroopassa, sillä varsinkin Alppien mäkisessä maastossa inversioilmiö aiheuttaa usein paikallista ilman huononemista lämmityskaudella. - Siellä näemme meidänkin ratkaisulla olevan ensimmäiset merkittäv markkinat, arvelee Tikkanen. - Ehkä vastaavaa voisi olla tulossa myös Suomeen, jossa puun pienpoltto on yleistä ja sen pienhiukkaspäästöt etenkin paikallisesti merkittäviä ja ilman laatua huonontavia.
Olemme olleet mukana kehittämässä samalla periaatteella toimivia savukaasujen puhdistimia myös lasiteollisuuteen, jossa lasin ja lasivillan valmistuksen päästöjen vähentäminen on tärkeää, kertoo Laitinen. Niissä ei aina suodateta ollenkaan, koska suodattimet ovat liian kalliita pienille lasitehtaille. Isommissa laitoksissa maailmalla käytetään sähkösuodattimiakin, mutta pienillä tehtailla niihin ei rahkeet ole riittäneet, sanoo Laitinen. Lasitehtaiden savukaasujen hiukkassuodatuksen puolella on meillä myös ollut tuloksellista tuotekehitystä.
Tikkanen kertoo, että ensimmäisenä TassuESP:ltä on tulossa markkinoille lasiteollisuuden prosessipäästöjen suodatin jo tämän vuoden aikana. Tämä tekniikka on jo nyt ehdolla mukaan EU:n lasiteollisuutta koskevaan BAT direktiiviin (LASI BREF) tänä keväänä ns. emerging technologynä.
Kehitystyö vaatii resursseja
Tekemämme savukaasujen suodatinkeksintö on mitä tyypillisin tutkimuksesta saatu ”spin-off”, toteaa professori Jorma Keskinen. Marraskuussa 2008 Keksintösäiö päti rahoittaa prototyyppilaitteistojen valmistusta ja patentointia. Ilman Keksintösäiön rahoitusta työ olisi oleellisesti hidastunut ja olisimme voineet myöhästyä LASI BREF -aikataulusta, toteaa Tikkanen. Pilottikokeita on menestyksekkäästi suoritettu avainasiakkailla ja Tassu ESP Oy on hyväksytty Mikkelin yrityshautomoon. Nyt on tarkoituksena laittaa merkittäviä lisäpanostuksia yhtiöön, jotta asiakkaiden kanssa sovitut pilotit saadaan toteutettua aikataulussa. Neuvotteluja jatkorahoituksesta on käyty mm. Tekesin ja Sitran kanssa. Tikkanen korostaakin, että tällaiseen toimintaan tarvitaan riittävä rahoitus toiminnan polkaisemiseksi ammattimaisesti. Tuloksia nähdään toivottavasti jo Kuopion asuntomessuilla.
Kuvassa NASU-suodatin
kirjoittanut: Esko Kukkonen