Suomessa kehitetyt uusiutuvat dieselpolttoaineet UPM:n BioVerno ja Nesteen NEXBTL ovat huipputuotteita, jotka vähentävät päästöjä, mutta suomalaiset diesellaadut ovat ylipäätään hyviä.
Suomessa on myyty pitkään korkealuokkaisia liikennepolttoaineita. Mercedes-Benzin hyötyajoneuvojen saksalaiset edustajat olivat jo 1990-luvulla sitä mieltä, että Suomessa autot nauttivat paremmasta dieselistä kuin monissa muissa Euroopan maissa, mutta sen jälkeen kehityksen vauhti on vain kiihtynyt.
Niin VTT:n johtavan tutkijan Juhani Laurikon kuin Nesteen moottorilaboratorion ryhmäpäällikön Ari Engmanin mielestä polttoaineet ovat parantuneet merkittävästi vuosien mittaan.
”Osin kehitys on ollut pakon sanelemaa eli polttoainestandardeja on kehitetty vaativammiksi pakokaasujen puhdistustekniikan kehittymisen takia”, Laurikko toteaa. Engmanin mielestä entistä laadukkaammat polttoaineet ovat suorastaan elinehto nykyajan moderneille moottoreille ja niiden jälkikäsittelylaitteille.
Nykyaikaiset polttoaineet ovat myös parantaneet moottoreiden kestävyyttä puhtaana pysymiseen vaikuttavien lisäaineiden kautta.
”Uudella moottorilla ei varmasti pitkälle pääsisi 1980-90-lukujen polttoaineella. Ovathan tätäkin jotkut autoilijat kokeilleet hankkimalla polttoaineen laaduiltaan vielä kehittyviltä markkinoilta”, Engman hymähtää.
”Lisäaineilla on erittäin merkittävä vaikutus muun muassa polttoaineen säilyvyyteen, palamisominaisuuksiin, dieselpumppujen voitelevuuteen ja moottorin puhtaana pysymiseen”, Laurikko lisää.
Tulpat ja pakoputket kestävät
Nesteen teknologiakeskuksen pääasiantuntija Seppo Mikkonen huomauttaa, että nykyaikaisten polttoaineiden vaikutus moottoreiden kestävyyteen näkyy käytännössä etenkin bensapuolella: “Sytytystulppia ei juurikaan tarvitse vaihtaa, ennen vaihdettiin kerran vuodessa. Pakoputkea ei juurikaan tarvitse uusia, ennen uusittiin muutaman vuoden välein.”
“Dieselpuolella sama näkyy huollon tarpeen huomattavana vähenemisenä, hyvä polttoaine on edellytys esimerkiksi nykyisille pitkille öljynvaihtoväleille”, Mikkonen lisää.
Käsitys siitä, että Suomessa autoihin on tarjolla erityisen hyviä polttoaineita, pitää Mikkosen mukaan edelleen paikkansa useimpien polttoainemerkkien osalta.
”Talven takia täällä pitää tehdä hyviä polttoaineita. Suomessa ei käytetä paljoakaan ensimmäisen sukupolven FAME-biodieseliä. Täällä käytetään kemiallisesti täysin erilaista hiilivetytyyppistä uusiutuvaa dieseliä kuten Nesteen NEXBTL. Vaikka FAME-dieseliä saa käyttää vain enintään 7 % dieselpolttoaineen seassa, sen kanssa on haasteita kylmäkäytettävyydessä, hapettumiskestävyydessä ja bakteerikasvustojen muodostumisessa. Ne aiheuttavat likaantumista polttoainejärjestelmässä.”
”On kuitenkin syytä muistaa, että kymmeniä vuosia miltei kaikki polttoaineet tulivat Nesteen jalostamoilta. Nyt tilanne on aivan toinen: kukin polttoaineita jakeleva yhtiö vastaa itse polttoaineensa laadusta. Kuluttajat eivät edes yleensä tiedä, että dieseleiden tapaan bensassakin on kesälaatu (kesäkuu - elokuu) ja talvilaatu (syyskuu - toukokuu), jotta moottorit käynnistyvät helposti ja käyvät tasaisesti. Tosin nykyaikaiset autot ovat tälle asialle aika tunteettomia.”
Dieselin erilainen olemus
”Dieselmoottorissa on erilainen palamisprosessi, erilaiset polttoaineet ja erilaiset pakokaasun koostumukset kuin bensiinimoottorissa”, VTT:n Juhani Laurikko kertoo.
“Bensiiniä käyttävässä ottomoottorissa polttoaineen ja ilman seossuhde on lähes vakio, ja seoksen sytyttää kipinä. Sen sijaan dieselmoottorissa ilman ja polttoaineen seossuhde vaihtelee voimakkaasti, ja polttoaine syttyy lämpötilan vaikutuksesta” Laurikko valaisee eroa.
Nesteen teknologiakeskuksen pääasiantuntija Seppo Mikkonen lisää, että dieselmoottori saa aina reilusti happea tehokkaan palamisen mahdollistamiseksi.
“Bensiinimoottori käy pääsääntöisesti "ahdistettuna", siis ilmaa säännöstellään. Dieselmoottorin sylinterissä käytetään korkeampia paineita, mikä mahdollistaa alhaisemman polttoaineenkulutuksen”, Mikkonen kuvaa toimintaa. Dieselmoottoreissahan on perinteisesti käytetty huomattavasti korkeampaa puristussuhdetta kuin bensiinikäyttöisissä moottoreissa.
Erilainen toimintaperiaate tuottaa myös erilaisia päästöjä: “Ottomoottorista tulee lähinnä hiilimonoksidi- eli CO-päästöjä ja hiilivety- eli HC-päästöjä, mutta myös typenoksideja (NOx). Dieselissä taas keskeisiä ovat NOx-päästöt ja pienhiukkas- eli PM-päästöt”, Laurikko kertoo.
Nesteen Mikkonen korostaa dieselautojen muutosta. “Uusimpien, hiukkassuodattimella varustettujen dieselautojen hiukkaspäästöt ovat nykyään vain murto-osa uudenkin bensiiniauton hiukkaspäästöistä. Typen oksideja dieselautoista tulee sitä vastoin enemmän kuin katalysaattorilla varustetuista bensiiniautoista. Tämä johtuu juuri dieselmoottorin tehokkuudesta: moottoriin menevässä ilmassa on 78 % typpeä ja 21 % happea, ja pieni osa tästä typestä hapettuu typen oksideiksi korkeissa sylinterin sisäisissä palamislämpötiloissa. Typen oksidit ovat siis tehokkaan palamisen aiheuttama haitallinen sivutuote eivätkä palamatta jäänyttä polttoainetta.”
Biobensiini ei peittoa dieseliä
Nesteen Mikkonen ei usko, että bensiinimoottoreiden kilpailukyky dieseleihin verrattuna paranisi etanolin lisääntyvän osuuden tai uusiutuvien, biokomponentteja sisältävien bensiinilaatujen myötä.
”Tuskin se paranee – kyllä niitä biokomponentteja löytyy dieseliinkin. Sitä paitsi diesel kulkee litralla bioperäistä polttoainetta lähes kaksinkertaisen määrän kilometrejä verrattuna bensiinimoottoriin etanolilitralla ja tämä pätee myös silloin kun bio-osuus on lisätty seoksena fossiiliseen polttoaineeseen, mikä johtuu eroista energiasisällöissä ja moottorin hyötysuhteessa.”
Nesteen dieselin raaka-aineeksi sopivat muun muassa eläinten jäterasva, kalateollisuudesta tuleva rasva, kasviöljy, tekninen maissiöljy ja käytetty ruuanlaittoöljy, palmuöljy, camelinaöljy, jatropatöljy, rapsiöljy ja soijapapujen öljy.
Neste on kuitenkin luopunut palmuöljyn käytöstä raaka-aineena ja on siirtymässä pelkästään jätteiden ja tähteiden käyttöön.
Lappeenrannassa uusiutuvaa dieseliä tuottava UPM:n biojalostamo on sekin erinomainen esimerkki raaka-aineiden tehokkaasta hyödyntämisestä. UPM BioVerno valmistetaan sellun tuotannon tähteenä saatavasta raakamäntyöljystä.
Dieselpolttoaineet kehittyvät muuallakin kuin Suomessa. Kaliforniassa USA:ssa myytiin viime vuonna sataprosenttista biodieseliä yli kolmellakymmenellä Propella Fuelsin huoltoasemalla ja Italiassa on aloittanut toimintansa Nesteen ja UPM:n jalostamojen kaltainen biopolttoainelaitos.
Innovatiivinen biojalostamo
UPM:n BioVernoa valmistava jalostamo on hyvä esimerkki kehityksen kärkeä maailmanlaajuisesti edustavasta suomalaisesta tuotantotekniikasta.
Lappeenrannan Lauritsalassa Kaukaan tehtailla sijaitseva jalostamo on maailman ensimmäinen puupohjaisen dieselin tuotantolaitos. Vanhalle puukentälle tehty Kaukaan huippumoderni biojalostamo on erittäin energiatehokkaasti rakennettu laitos, joka on hyvin energiaomavarainen. Biojalostamo on myös hyvin integroitunut muuhun Kaukaan tuotantoon. Kaukaallehan tulee vuodessa viisi miljoonaa kuutiota puuta, josta valmistetaan koivu- ja havusellua sekä uusia tuotteita. Sellua syntyy 700 000 tonnia vuodessa, osa siitä tehdään hiertämällä, osa pumppumassana.
Kaukaan biojalostamossa on yhdistetty todella paljon kemianteollisuuden ja öljynjalostuksen ratkaisuja. Sen kehittäminen on vaatinut uutta ajattelua ja alueen ratkaisuissa on 150-200 patenttia.
”Vetykäsittely on tuttua. Keskeisin ero on se, että biojalostamon syötteessä on happea. Alkupää vaatii erilaisen käsittelyn ja esikäsittely-yksikkö onkin laitoksen sydän”, tuotantojohtaja Teemu Lindberg kertoo.
Biojalostamossa on yli 50 kilometriä putkia ja 6000 venttiiliä ja sen rakentaminen vaati yli kaksisataa urakka- ja hankintasopimusta. Lindbergin mukaan biojalostamoa tehtäessä UPM:llä on opittu todella paljon öljynjalostuksesta, kemianteollisuuden energiatuotannosta ja paperinvalmistuksesta.
Kaukaan biojalostamon vuosittainen valmistumiskapasiteetti on 100 000 tonnia eli 120 miljoonaa litraa uusiutuvaa dieseliä. Jalostamolla käykin yli kaksikymmentä rekkaa päivässä purkamassa ja lastaamassa valtavissa UPM Biofuels –säiliöissä säilytettäviä, alueelle tulevia raaka-aineita sekä markkinoille lähteviä lopputuotteita.
Juha Partanen