Ekogen pien-chp. CHP- voimalaitoksen kehittäminen

Transkriptio

1 Ekogen pien-chp CHP- voimalaitoksen kehittäminen TkT Lasse Koskelainen Teknologiajohtaja Ekogen Oy Keski-Suomen energiapäivä

2 Lähtökohta: Globaali liiketoimintaympäristö Erityisesti sähkön tarve kasvaa enemmän kuin BKT Kehittyvät maat erityisasemassa Paikallisen tuotannon merkitys painottuu Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP) on tehokkain tapa hyödyntää biomassaa Biomassa on tärkein uusiutuvan energian resurssi Uusiutuvan energian tukimuodot kehittyvät kaikilla alueilla Uudet ratkaisut edellyttävät uudenlaista verkottumista ja integroitumista Uusia toimijoita energiamarkkinoille Uudet liiketoimintamuodot Blue Ocean strategia: liiketoiminta-alue jossa ei ole kilpailua Keski-Suomen Energiapäivä

3 Teknologian kehittäminen Avainasiat: Teknologia biomassan hyödyntämiseksi Lähienergiantuotanto: Kokoluokka <1 MW e Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Modulaarinen rakenne, standardiratkaisut Uudet liiketoimintamallit Systeemi-innovaatioiden hyödyntäminen Puhtaan energiantuotannon verkostot Kansainvälisesti kilpailukykyinen teknologia Keski-Suomen Energiapäivä

4 Teknologia Kehitystyön vaihtoehdot Biomassan kaasutus + moottori = Häkäpönttö Kokoluokka, kw e Polttoaine Puu ym. biomassa Biokaasulaitos + moottori/turbiini >20 Kaatopaikkakaasu, jätelietteet, kasvijäte Höyryvoimalaitos >2000 Kiinteä. neste, kaasu ORC-voimalaitos Kiinteä. neste, kaasu Stirling-moottori 5-50 Kiinteä. neste, kaasu EFGT-voimalaitos +mikroturbiini Kiinteä. neste, kaasu Mikroturbiini Neste, kaasu Keski-Suomen Energiapäivä

5 Vaatimukset Teknologia Toimiva voimakone Mikroturbiini Yksinkertainen teknologia Sähköntuotannon hyötysuhde >20% Mahdollisuus kaukokäyttöön tai paikalliseen operointiin Helppo huollettavuus Käyttöympäristö Erilaisten kiinteiden biomassojen käyttö Kytkentä sähköverkkoon tai saarekekäyttö Lämpöverkkoliitäntä vesikaukolämpöön tai kiinteistöön Soveltuvuus kehitysmaakäyttöön Keski-Suomen Energiapäivä

6 EkoCHP pienvoimalaitos Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP) Polttoaineena pelletti tai puuhake Pieni kontteihin asennettu voimalaitosyksikkö 100 kwe sähkötehoa 300 kwth lämpötehoa Tyypilliset käyttökohteet: Paikallinen sähkö ja lämpö kotitaloudelle /laitos PK teollisuus, mm. puutuoteteollisuus Lämpöyrittäjäkohteet Järjestelmien korvaaminen -> Lisänä sähköntuotanto Kasvihuoneet, maatilat Liikekeskukset taajamien ulkopuolella Urheilu- ja vapaa-ajan keskukset, hotellit Keski-Suomen Energiapäivä

7 EkoCHP käyttöympäristö Paikallisten voimavarojen hyödyntäminen uusiutuvan energiantuotannossa Keski-Suomen Energiapäivä

8 EkoCHP pienvoimalaitos Keski-Suomen Energiapäivä

9 Voimalaitoskontti Polttoainevarasto Tulipesä Korkealämpötilasiirrin Muut lämmönsiirtimet Vesikattila Apulaitteet Turbiini ja sähkölaitteet Generaattori Taajuusmuuttaja Automaatio Optiot Rinnakkaiskattila 0,5 2 MW Lämpövaraaja EkoCHP laitos Turbec T Keski-Suomen Energiapäivä

10 EkoCHP-pienvoimala Mikroturbiini, ulkoinen lämmöntuonti Air in 0,72 kg/s Compressor 330 kw 1) Micro turbine unit T100 Turbine G 100 kw e Frequency converter 50 Hz Generator Mikroturbiiniyksikkö: Kompressori, rekuperaattori, turbiini, generaattori, taajuusmuuttaja Ilmankuumennin: Säteily- ja konvektio-osa Tulipesä: Polttoaineen syöttö, biomassapoltin Recuperator 270 o C 2) Secondary air blower g/s 3) Primary air blower g/s 0,55 kg/s 588 o C Air heater 220 kw 113 kw 7) Convection part 4) Secondary air heater 60 kw 6) Radiation heat exchanger 1090 o C 5) Furnace 950 o C Fuel feeder Vesikattila: - ilma/vesi-kattila - Lämmön talteenottokattila 8) Heat net pump kg/s Water boiler 150 kw 150 kw 9) Water preheater 10) Water heater % 12) Circulation blower Savukaasujärjestelmä: - Savu- ja kiertokaasupuhallin - Hiukkassuodatin Warm water 300 kw th 11) Flue gas blower 13) Flue gas cleaner Pure air 0,3...0,5 kg/s Keski-Suomen Energiapäivä

11 Innovaation tiekartta EkoCHP pienvoimalaitos Keski-Suomen Energiapäivä

12 Yhteistyökumppanit Yrityksen kehittäminen Teknologian kehittäminen: LUT Energia, Lappeenranta Prosessin ja liiketoiminnan kehittäminen Oheispalvelujen kehittäminen Ekogen Rahoitus Tekes Finnvera Kansainvälistyminen Finpro Tuotteen toteutus Suunnittelutyö Esisuunnittelu: CKTI, Pietari Detaljisuunnittelu: Rejlers Oy Voimakone: Turbiini T100,Turbec Poltin ja polttoainejärjestelmä: Ariterm Oy, Saarijärvi Teräsrakenteet: Karjalan Konepaja, Parikkala Lämmönsiirrin: Facor Oy, Lappeenranta Muuraukset: Tekmur Oy, Rajamäki Kokoonpano: Facor Oy, Lappeenranta Koeajot: Lappeenrannan Energia Oy Keski-Suomen Energiapäivä