Biopolttoaineet tuovat vaihtoehdon sähköistymiselle
Yhteiskuntien laajamittaista sähköistymistä tarjotaan usein ratkaisuksi ilmastonmuutokseen. Sähköistymisessä on kuitenkin haasteita, joista suurimpia ovat akkuihin tarvittavat harvinaiset maametallit ja niiden louhimisesta ja jälkikäsittelystä syntyvät ympäristövaikutukset. Sähköistyminen on tarkoitus toteuttaa pitkälti uusiutuvalla energiantuotannolla, jolle on ominaista tuotannon ajallinen vaihtelu.
Biojalostuksen kemiaan perehtyneen professori Jukka Konttisen mukaan sähköistymisen rinnalla on tärkeää tarkastella muitakin teknisiä ratkaisuja hiilineutraalisuuden saavuttamiseksi. Ratkaisuja on löydettävä myös energian tuotannon ja käytön oikea-aikaisuuteen sekä sähkön varastointiin. Konttinen muistuttaa, että kestävien hiilineutraalien energiatuotteiden kehittämiseksi täytyy tuntea prosessitekniikkaa ja kemiaa.
Tampereen yliopistossa opetetaan ja tutkitaan sähköistymisen vaihtoehtoina muun muassa vetyteknologiaa ja biopolttoaineita. Vetyteknologiaa edistetään Tampereen seudulla useiden kehitys- ja tutkimushankkeiden voimin.
Energiatekniikan apulaisprofessori Henrik Tolvanen korostaa ympäristön hyvinvointia. Koulutus antaa hänen mielestään oivat eväät realistiseen ja kestävään energiatekniikan asiantuntijuuteen.
– Siihen, millainen jalanjälki ihmisen toiminnasta tulee, voi vaikuttaa suunnittelun avulla, hän muistuttaa.
Opetus kattaa koko energiantuotannon ketjun
Energia- ja prosessitekniikan opetus Tampereella keskittyy antamaan opiskelijoille kokonaisvaltaisen ymmärryksen energiantuotannosta, erilaisista kiertoprosesseista ja uusiutuvan energian vaikutuksista sekä päästöistä ja niiden puhdistusmenetelmistä. Koulutus tutustuttaa opiskelijat termodynamiikan lisäksi erilaisiin energian konversioprosesseihin ja energiajalostustuotteisiin, kuten polttoainejalosteisiin, energiavarastoihin sekä lämpö- ja voimalaitoksiin.
– Opiskelija saa meillä valmiudet laskentaan, mitoitukseen ja suunnitteluun. Valmistuttuaan hän ymmärtää energiatekniikan kokonaisuuksia ja energia-alan kehittymistä paremmin, sanoo Tolvanen.
Opetus on monialaista: yhteistyö on tiivistä erityisesti yliopiston sähkötekniikan, tuotantotalouden ja automaatiotekniikan koulutuksen kanssa.
Tolvanen korostaa, että termokemiallinen jalostus on tietyissä sovelluksissa varteenotettava kilpailija niin fossiiliselle energialle, sähköistymiselle kuin uusiutuville energioillekin.
– Tampereen yliopistossa energiatekniikan opetus kattaa koko ketjun mikrotasolta systeemitasolle. Tämän lisäksi energia- ja prosessitekniikan opintokokonaisuus on kattavuudeltaan Suomen korkeakouluissa ainutlaatuinen. Opetuksessa korostuu vahvasti energiajärjestelmien ymmärtäminen, Tolvanen lisää.
Vuosittain Tampereen yliopiston ympäristö, - energia- ja biotekniikan tutkinto-ohjelmaan otetaan 55 uutta opiskelijaa ja diplomitöitä valmistuu noin 40. Kandiopetus eli ensimmäiset kaksi vuotta on suomenkielistä, ja maisteriopinnoista osan voi suorittaa englanniksi. Kansainväliseen maisteriohjelmaan osallistuu vuosittain parikymmentä opiskelijaa. Vaihto-opiskelu ulkomailla on suosittua.
Tutkimus edistää energiasektoreiden yhdistämistä
Yliopistossa opetus ja tutkimus kytkeytyvät tiiviisti yhteen. Opintoihin voi sisältyä vierailuja tutkimusryhmissä ja laboratorioissa. Lisäksi osa opiskelijoista jatkaa opintojaan väitöstutkimuksen parissa ja osa jää valmistumisen jälkeen töihin tutkijaksi.
Yksi energia- ja biojalostustekniikan tutkimuksen päätavoitteista on edistää kestäviä ratkaisuja energia-alalla, esimerkiksi sektori-integraation kautta. Sektori-integraatio tarkoittaa eri energiasektorien, kuten sähkön, lämmön, kaasun ja liikenteen, yhdistämistä siten, että ne tukevat toisiaan ja tasapainottavat toistensa kulutus- ja tuotantopiikkejä.
Tällä hetkellä tarkastellaan esimerkiksi pyrolyysiöljyn ja RFNBO-polttoaineiden (Renewable Fuels of Non- Biological Origins) mahdollisuuksia.
– Pyrolyysiöljyä olemme kehittäneet yhdessä Valmetin ja kansainvälisen tutkimuskonsortion kanssa. Siinä kiinteästä muovijätteestä saadaan pyrolyysitekniikalla kuumentamalla myrkyttömiä höyryjä, jotka voidaan lauhduttaa nesteeksi eli bioraakaöljyksi, joka taas voidaan jatkojalostaa esimerkiksi autojen polttoaineeksi, kertoo Konttinen.
RFNBO-polttoaineita tuotetaan uusiutuvalla energialla. Niitä jatkojalostetaan elektrolysaattorilla, jossa vesi hajotetaan vedyksi ja hapeksi. Näin saadaan aikaiseksi synteettisiä polttoaineita, joita voidaan käyttää sellaisenaan ajoneuvoissa.
Yhteistyöstä hyötyä yrityksille, opiskelijoille ja tutkijoille
Yritysyhteistyö on tekniikan alalla sekä välttämätöntä että hyödyksi kaikille osapuolille. Opiskelijat tekevät yritysten kanssa yksittäisiä harjoitustöitä ja kerryttävät kokemusta kesätöissä. Lisäksi yritysten edustajat käyvät luennoimassa opiskelijoille. Yhdessä yrityksen kanssa suunniteltu ja toteutettu diplomityö on monelle opiskelijalle portti työelämään.
Tolvanen kertoo, että opetuksen sisällöille on perusteellisesti pohdittu ja vankka tieteellinen perusta. Käytössä on myös selkeät osaajaprofiilit. Työelämän esimerkkien avulla opiskelijat pystyvät paremmin suuntaamaan opintojaan ja ymmärtävät jo opintojen alkuvaiheessa, mihin kannattaa keskittyä.
– Osaajaprofiilit on luotu yhteistyössä opettajien ja yritysten kanssa. Me opettajat olemme syvällisesti selvittäneet mitä pitää opettaa, jotta opiskelijamme menestyisivät työelämässä. Maisteritason kursseilla opetusta räätälöidään vielä enemmän työelämää varten.
Energiatekniikan opetusta Suomessa tarjoavat Tampereen yliopiston lisäksi LUT-yliopisto Lappeenrannassa ja Aalto-yliopisto Espoossa. Tampereen yliopisto erottuu muista vahvalla biojalostustekniikan ja energiajärjestelmien osaamisella sekä prosessitekniikan opintojen yhdistämisellä tähän kokonaisuuteen. Tampereen valtteja ovat myös keskeinen sijainti lähellä prosessi -ja metalliteollisuuden keskittymiä sekä hyvä työllistymisaste.
Lue lisää energia- ja biojalostustekniikan opetuksesta
Lue lisää energia- ja biojalostustekniikan tutkimuksesta
Lisätiedot
Jukka Konttinen
0400 247 445
jukka.konttinen [at] tuni.fi
Henrik Tolvanen
henrik.tolvanen [at] tuni.fi
Kirjoittaja: Anna Aatinen
