Sähkö- ja lämpöenergian tuottaminen päästöttömästi Suomen tutkimusasema Aboa Antarktisella

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli selvittää sähkön- ja lämmöntuotantoon soveltuvia tekniikoita, jotka samalla olisivat mahdollisimman päästöttömiä ja ympäristöystävällisiä. Päätavoite oli saada selville lähitulevaisuudessa käyttöönotettava tekniikka, joka täyttää myös tutkimusaseman erikoisvaatimukset käytettävien polttoaineiden osalta. Opinnäytetyön tavoitteena oli selventää eri tekniikoiden ominaisuuksia ja ohjaamaan laitteistojen hankintaan osallistuvia parhaaseen lopputulokseen. Tavoitteena oli myös avata ajattelumaailmaa perinteisten tekniikoiden ulkopuolelle. Kohteena työssä oli Suomen Antarktisen tutkimusasema Aboa.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin laadullista menetelmää. Teoriaosuudessa käsiteltiin eri sähkön- ja lämmöntuotantomenetelmiä ja tekniikoita. Teoriaosuus tuo ilmi, että monet yleiset tekniikat eivät sovellu pienempiin kohteisiin, jotka ovat eristyksissä muusta infrasta. Työssä keskityttiin polttokennotekniikkaan, joka on energiatehokkuudellaan ja ympäristöystävällisyydellään mielestäni paras vaihtoehto korvaamaan perinteiden dieselvoima. Työssä hyödynnettiin kirjallisuutta sekä omaa kokemusta arktisista olosuhteista.

Työn selvityksenä esiteltiin polttokennotekniikan soveltuvuutta arktisiin olosuhteisiin sekä laitteiston hankintaan ja koulutukseen liittyviä asioita. Polttokennotekniikan käyttöönotto on haastavaa arktisissa olosuhteissa ja vaatii myös muutoksia tutkimusaseman infrassa. Polttoaineen logistiset haasteet ovat myös yksi tärkeä asia valittaessa oikeaa tekniikkaa. Tuloksista saa hyvät perustiedot eri tekniikoiden soveltuvuudesta arktisen tutkimusaseman käyttöön.

The subject of the thesis was to find out technologies suitable for electricity and heat production, which would at the same time be as emission-free and environmentally friendlyas possible. The main goal to be introduced in the near future was to find out technology that also meets the research station's special requirements regarding the fuels used. The thesis helps to clarify the characteristics of different technologies and helps those involved in the purchase of equipment to reach the best end result. The goal was also to open up the way of thinking beyond traditional techniques. The object of the work was the Finnish Antarctic research station Aboa.

A qualitative method was used as the research method. The theory part discussed different electricity and heat production methods and techniques. The theory section shows that many common techniques are not suitable for smaller sites that are isolated from the rest of the infrastructure. The work focused on fuel cell technology, which is the best option to replace traditional diesel power due to its energy efficiency and environmental friendliness. The work utilized literature and personal experience of Arctic conditions.

The results of the work presented the applicability of fuel cell technology to arctic conditions, as well as matters related to equipment procurement and training. The implementation of fuel cell technology in arctic conditions is challenging and also requires changes in the infrastructure of the research station. The logistical challenges of the fuel are also an important issue when choosing the right technology. The results provide good basic information about the suitability of different technologies for the use of an arctic research station.