PILOTTIKOHTEEN SUUNNITELMA

Transkriptio

1 LAPIN LIITTO PILOTTIKOHTEEN SUUNNITELMA TEKIJÄT: ROVANIEMEN KOULUTUSKUNTAYHTYMÄ, Rovaniemen ammattikorkeakoulu ja Lapin ammattiopisto 2010 RAHOITUS: Hanke on toteutettu Lapin maakunnan kehit- tämisrahan tuella.

2 SISÄLLYSLUETTELO 1 SUMMARY JOHDANTO ENERGIASUUNNITELMAN TARKOITUS JA SISÄLTÖ PERUSTIEDOT KAIVOKSEN NIMI, SIJAINTI JA MUUT PERUSTIEDOT KAIVOKSEN YMPÄRISTÖLUVAN ENERGIALINJAUKSET KAIVOKSEN ENERGIATASE ENERGIARATKAISUT TOIMINNAN ERI VAIHEISSA TUOTANNON ALOITTAMISVAIHE, AVOLOUHOS VAIHTOEHTOISET ENERGIARATKAISUT PRIMÄÄRIENERGIAN OSTO JA OMA TUOTANTO Peruslähtökohdat Oman tuotannon vaihtoehtoja Öljylämpölaitosvaihtoehdot KPA- lämpölaitosvaihtoehdot Päästökauppalain vaikutus ratkaisuihin Vertailulaskelmat ja kuvaajat SUOSITUKSET JA JATKOTOIMENPITEET SUOSITUKSET LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN VALINNAKSI VALINTOIHIN LIITTYVIÄ SEURAUKSIA JA JOHTOPÄÄTÖKSIÄ Päästöt Työllisyysvaikutukset JATKOTOIMENPITEISTÄ LIITTEET... 25

3 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 2 (25) KEVITSAN KAIVOKSEN ENERGIASUUNNITELMA 1 SUMMARY General purpose of the project The main objective of this project was to design a general model for energy planning in mining industry. The idea was to develop a set of tools for comprehensive planning of purchase, production and consumption of energy in this line of business. Simultaneously, it was aimed to increase knowhow of the project team and other involved local actors for future needs and use in education, training and business services in the field of renewable energy and energy efficiency. The aim of the work was to find the ways to define the best business economic and environmentally acceptable solutions for energy procurement and at site generation for mining. Kevitsa Mining as a pilot target Due to the suitable phase and estimated schedule in opening Kevitsa Mine in Sodankylä, there was a good reason to have this mining site as a pilot energy planning target in the project. The initiative for this outcome was presented a couple of years ago in preliminary discussions between representatives of the Municipality of Sodankylä, Kevitsa Mining Oy and the Rovaniemi Municipal Federation of Education. The project was delayed from its original schedule and did not start until January Quite soon the project team came to the conclusion, that the preliminary work schedule should be changed so, that the Kevitsa pilot came first. Otherwise the need of the pilot study would have been gone. So the pilot plan had to be implemented before the general model design work. Pilot project implementing In the pilot project it was meant to focus on comparing costs and other economic variables of heat production and, if needed, CHP production in the Kevitsa Mine. During the work, there were defined two main lines for heat generation: renewable energy and (or) oil fuel as a main primary energy source. These two basic choices were specified on a preliminary level and compared with each other. Small variations of technical specifications were included in the comparison files (7 tables). The options for energy sources for use at site are, in practise, oil, wood chips, peat, ground source heat, energy losses and other "free" energy. The main study was done in comparing the total costs in the use of oil fuels versus the use of Finnish domestic solid fuels (forest chips and peat). The most important aspect in this study was to find out, what kind of choices of renewable energy sources would be available and business economically reasonable for the company for at site energy generation. The comparison work was completed in the pilot project, and presenting of the results of these calculations forms basic contents of the Kevitsa energy plan. Pentti Riipi

4 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 3 (25) Originally, in this pilot project there was also purpose to study energy efficiency issues in the energy consuming systems in mining. However, the main planning system and the tight schedule did not allow this in practise. Energy efficiency and energy balance study were left out from the pilot project work. About the results of the work There are two main quantities of energy witch were given to the project team to determine the basis of the comparison study: The annual heating energy need is MWh and the peak power of heating is 15 MW. The comparison was made by using MS Excel -spreadsheet application. The default for internal interest is (only) 5 % and the default using period for the investment is 15 years. They, as well as other variables, can be easily altered in the Excel tool mentioned above. The primary energy sources in comparison have been: Heavy fuel oil Light fuel oil Forest chips Peat Ground source heat and other "free" energy. The prices of the fuels used in the comparison are defined from present list prices in Finland fixed with estimated price progress in the near future. The known changes in the taxation of fossil fuels and subsidising of renewable energy sources have been taken into account. The main results of the pilot study are shortly: The main proposal (technical solution) for heating system consists of a 10 MW chip/peat boiler with a 10 MW heavy fuel oil boiler for peak and reserve use, complemented by an integrated combination of heat pump systems, constructed in several stages in the near future. The reason for the bio boiler proposal is, that the annual total costs of heating systems using mainly domestic solid fuels are roughly about a half of the costs of fuel oil systems. Using peat is the most economic solution for generating heat. Using peat causes the highest amount of calculated CO2-emissions (calculated by present emission trade regulations). In regional economic review: using domestic fuels means better employment effects versus oil use (about 10 employees vs. 1 employee). There is a great need to study more of the potential use of heat pump systems with different heat sources (ground, air, "free" loss energy). According to the energy wood study report (Appendix 1) in the area there are growing energy wood reserves, which could be used to serve Kevitsa mine energy production. Nowadays there is, according to a very conservative estimate, MWh/a of harvestable energy wood in private and state owned forests in a suitable transport distance from the mining site. In the Kevitsa mine own forests there is about MWh biomass, which should also be taken in energy use in reasonable stages with procured energy wood. Pentti Riipi

5 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 4 (25) 2 JOHDANTO Viime vuosina kaivostoiminta ja energia-ala ovat kasvaneet matkailun rinnalle tärkeiksi toimialoiksi Lapissa. Kummallakin sektorilla hyödyntämättömiä luonnonvaroja ja muitakin resursseja on maakunnassa runsaasti. Pohjoisten kaivosten energiaratkaisut ovat nousseet pinnalle mm. Talvivaaran ja Suurikuusikon kaivosten perustamisen yhteydessä. Esille on tullut tarve kiinnittää aikaisempaa enemmän huomiota energianhankinnan ja -käytön järjestelmiin ja menetelmiin jo kaivostoiminnan valmistelu- ja suunnitteluvaiheessa. Energiaratkaisujen tärkeyttä korostaa niiden vaikutus ilmastonmuutokseen. Energianhankintaan ja käyttöön liittyvillä valinnoilla voidaan omassa toiminnassa kiihdyttää tai hidastaa haitallista ilmaston lämpenemistä. Uusiutuvan ja/tai vähäpäästöisen energiantuotannon sekä tehokkaan ja edistyksellisen energiankäytön avulla voidaan esimerkiksi yritystoiminnan elinkaaren aikaisia kasvihuonekaasupäästöjä merkittävästi vähentää. Kannustimia haluttuihin energia-alan strategisiin ratkaisuihin tarjoavat enenevässä määrin kansalliset säännökset, jotka perustuvat pääosin EU-direktiiveihin ja muihin velvoittaviin päätöksiin tai laajempiin kansainvälisiin sopimuksiin. Tärkeimpiä "porkkanoita" ovat uusiutuvan energian tuotannon ja energiatehokkuuden edistämiseen liittyvät erilaiset taloudelliset tuet. "Keppiohjausta" ei-toivottujen ratkaisujen valinnasta taas on lähitulevaisuudessa tulossa ainakin fossiilisten tuontipolttoaineiden verotuksen kiristymisen muodossa. Edellisten lisäksi energia-alan kehitysennusteet sekä imago- ja muut välilliset tekijät luovat tarvetta myös kaivossektorille pohtia ja selvittää erityisesti paikallisen uusiutuvan energian tuotannon mahdollisuuksia sekä energiatehokkuuden huomioon ottamista prosessien ja tilojen rakentamisessa, varustamisessa ja käytössä. Kaksi Lapille tärkeää toimialaa, kaivostoiminnan ja energia-alan, yhdistävä hankeidea syntyi, kun Lapin bioenergia-alan kehittämisen toteutettavuusselvityksen yhteydessä v muodostunut toimijajoukko pohti Lapin bioenergiastrategian ja ohjelman sisältöjä. Tällöin heräsi ajatus mm. energia-alan laajasta koulutus- ja yrityspalvelujen kehittämisestä, yhtenä teemana kaivosten energiaratkaisut. Sodankylän kunnan edustajien kanssa käydyissä keskusteluissa sovittiin myös alustavasti jo pari vuotta sitten, että mahdollisessa kaivosenergiaosaamisen kehittämishankkeessa pilottina voisi olla Kevitsan monimetallikaivos, jonka avaaminen näytti ajoittuvan kehittämishankkeen toteutuksen kannalta sopivaan aikaan. Kaivosenergiahanke suunniteltiin v Rovaniemen koulutuskuntayhtymässä yhdessä Sodankylän kunnan ja em. pilottinäkökulmasta johtuen myös kaivosyhtiön kanssa. Kevitsan kaivoksen avaamispäätös tehtiin kesäkuussa 2009 ja hankkeen pilotin valinta näin vahvistui. Kaivosenergia-hankehakemus jätettiin Lapin liitolle rahoitusselvitysten aiheuttaman viiveen jälkeen joulukuussa Lapin liitto hyväksyi maakunnan kehittämisrahalla osarahoitettavaksi Kaivosten energiastrategiamallin luominen ja pilotointi (Kaivosenergia) hankkeen. Pentti Riipi

6 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 5 (25) Hankkeen toteuttaja on Rovaniemen koulutuskuntayhtymä, vastuuoppilaitoksena Rovaniemen ammattikorkeakoulu. Hankkeen tavoitteena on kaivosalan energiaratkaisujen suunnitteluun, toteuttamiseen ja jatkuvaan parantamiseen tarvittavan osaamisen kehittäminen hankkeen toteuttavissa oppilaitoksissa niiden tulevaa koulutus- ja muuta palvelutoimintaa varten, pilottikohteessa, muissa toimivissa kaivoksissa ja kaivostoimintaa valmistelevissa tai suunnittelevissa yrityksissä, kaivosalan yrityspalveluyrityksissä, suunnittelutoimistoissa yms. Tässä esisuunnitelmassa määritellään pilottityönä Kevitsan kaivoksen energiajärjestelmän periaate- ja osaratkaisuvaihtoehtoja energian hankintaan. Perustana ratkaisuehdotuksille ovat kaivosyhtiön antamat tiedot, suunnittelutoimiston antamat energiaratkaisuihin liittyvät tiedot, käynnit muilla toimivilla kaivoksilla, hankkeen ohjausryhmän ja asiantuntijoiden ohjaus ja tuki, projektityöntekijöiden oma tiedonhankinta eri lähteistä, projektiryhmän keskinäinen yhteistyö. Pentti Riipi

7 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 6 (25) 3 ENERGIASUUNNITELMAN TARKOITUS JA SISÄLTÖ Kaivostoiminnan elinkaari voidaan jakaa karkeasti seuraaviin vaiheisiin (näkökulmana YVA-prosessi): tutkimusvaihe; malmin etsintä, suunnitteluvaihe; tuotannon suunnittelu ja lupamenettelyt, kaivostoiminnan valmistelu; maarakennustyöt, kaivosalueen rakennusinvestoinnit, kaivostoiminta; malmin ja sivukivien louhinta, malmin käsittely, rikastus ja muut keskeiset toiminnot, lopputuotteen/-tuotteiden ja sivumateriaalien kuljetukset alueen ulkopuolella tai käyttö alueella, kaivostoiminnan lopettaminen; louhoksen, sivukivien varastoalueiden ja rikastushiekka-altaan maisemointi sekä muu jälkihoito. Tämän Kevitsan monimetallikaivoksen energiasuunnitelman tarkoituksena on tarjota Kevitsa Mining Oy:lle työkalu tarkoituksenmukaisten energiaratkaisujen harkintaa ja tekemistä varten kaivostoiminnan aloitustilannetta ja toiminnan ensimmäisiä vuosia varten. Energiasuunnitelmassa käydään läpi erityisesti kaivoksen lämpöenergian energianhankintaan liittyviä ratkaisuja. Tavoitteena on tukea Kevitsan kaivostoiminnan tarpeisiin soveltuvan, kansallisiin energia- ja ilmastostrategioihin sekä kestävän kehityksen periaatteisiin pohjautuvaa valintaa käytettävissä olevista vaihtoehdoista. Energiasuunnitelmassa on myös esitetty energiantuotannon eri vaihtoehtojen vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin. Suunnitelmaan valitut suositukset on perusteltu. Suunnitelmassa on otettu huomioon myös energiaratkaisujen aluevaikutukset talouteen ja työllisyyteen. Sen laadintaan on osallistunut FQM kaivoskonsernin, Kevitsa Mining Oy:n, suunnittelutoimistojen ja eri toimintojen erikoisasiantuntijoiden lisäksi kunnan edustajia sekä potentiaalisia kpa-energian raaka-aineen toimittajia ja lämpöyrittäjiä. Suunnitelma jakautuu kahteen pääosaan: Energiasuunnitelma (vaihtoehtojen tarkastelu ja suositukset), Uusiutuvan energian päävaihtoehdon, metsähakkeen, saatavuus- ja hankintaselvitys (Liite 1). Pentti Riipi

8 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 7 (25) 4 PERUSTIEDOT 4.1 KAIVOKSEN NIMI, SIJAINTI JA MUUT PERUSTIEDOT Kevitsan monimetallikaivos sijaitsee Sodankylän kunnassa, Petkulan kylän tuntumassa noin 40 km kirkonkylästä pohjoiseen. Suomeen rekisteröity kaivosyhtiö on Kevitsa Mining Oy, jonka omistaja ja emoyhtiö on monikansallinen kaivoskonserni First Qantum Minerals Ltd (FQML). Konsernilla on kaivoksia eri puolilla maailmaa. Eniten toimintaa on Afrikassa. FQM suhtautuu omassa toiminnassaan vakavasti ilmastonmuutoksen torjuntaan ja muihin kestävän kehityksen periaatteisiin ja seuraa mm. kaivostensa CO2-päästöjä systemaattisesti. Konserni tukee osaltaan myös Kevitsan energianhankinnan toteuttamista kestävillä, mutta toisaalta myös liiketaloudellisesti perustelluilla ratkaisuilla. 4.2 KAIVOKSEN YMPÄRISTÖLUVAN ENERGIALINJAUKSET Kevitsa Mining Oy:n alkuperäisessä ympäristöluvassa (2009) on lämmöntuotantoon suunniteltu 10 MW:n raskasöljylaitos. Se on Lapin ympäristökeskuksen alustavan kannan mukaan mahdollista korvata hakelaitoksella. Kaivosyhtiö toimittaa ratkaisun tehtyään muutoshakemuksen Lapin ympäristökeskukselle. Nykyisessä ympäristöluvassa on myös runsaasti energiatehokkuuteen liittyviä vaatimuksia, joiden toteuttamiseen yrityksen tulee sitoutua. Pentti Riipi

9 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 8 (25) 5 KAIVOKSEN ENERGIATASE Tilastokeskuksen määritelmä energiataseesta on seuraava: "Energiatase kuvaa primäärienergian muuntumista loppukulutukseksi. Taseessa erotellaan primäärienergian hankinta, varastomuutokset, energian tuotanto ja muunto, energian loppukulutus ja raaka-ainekäyttö. (Tilastokeskus)" Energiataseen avulla voidaan esittää esim. kaivoksen eri tuotantovaiheissa koko systeemiin tulevat ja sieltä poistuvat energiavirrat. Systeemiin tulevia energiavirtoja ovat primäärienergialähteet ja sieltä poistuvia ovat hyödyksi saatava sähkö- ja lämpöenergia sekä työkoneiden mekaaninen energia (polttoaine-energiana) sekä häviöt. Primäärienergialähteisiin sitoutunut energia muuttaa siis muotoaan sähkö-, lämpö ja suoraan myös mekaaniseksi energiaksi. Tase on hyödyllinen väline tarkasteltaessa koko energiajärjestelmän tilaa, koska sitä voidaan muokata helposti eri tilanteisiin ja se on helposti päivitettävissä. Kaivostoiminnan energiatase voi olla rakenteeltaan kuvan 1 mukainen. PRIMÄÄRI- ENERGIA ENERGIAN KÄYTTÖ JA HÄVIÖT OSTOSÄHKÖ PROSESSISÄHKÖ PROSESSILÄMPÖ ENERGIAPUU TURVE ÖLJY KAIVOSTOIMINTA PROSESSIHÖYRY MUU PROSESSIENERGIA KUNNOSSAPIDON SÄHKÖ RAKENNUSTEN SÄHKÖ RAKENNUSTEN LÄMPÖ PROSESSIEN JA MUUN TOIMINNAN HYÖDYNNETTÄVÄT LÄMPÖHÄVIÖT MUUT LÄHTEET MUU SÄHKÖ KUVA 1: Kaivoksen energiatase Aikataulullisista syistä, alkuperäisestä tavoitteesta poiketen, tässä pilottikohteen energiasuunnitelmassa rajoitutaan tarkastelemaan kaivoksen energianhankinnan ja oman tuotannon ratkaisuvaihtoehtoja sekä niiden investointi- ja käyttökustannuksia. Pentti Riipi

10 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 9 (25) 6 ENERGIARATKAISUT TOIMINNAN ERI VAIHEISSA Energianhankintaa ja kulutusta voitaisiin tarkastella kaivostoiminnan eri vaiheissa edellä kuvatun energiataseen avulla. Tarkastelussa ja valinnoissa ilmenisivät eri vaiheiden energiaratkaisujen erityispiirteet. Taseeseen sisältyvät "erät": PRIMÄÄRIENERGIA: ostosähkö kpa-polttoaineet polttoöljyt muut polttoaineet muut energialähteet ENERGIANKULUTUS: prosessin energia prosessisähkö prosessilämpö prosessihöyry muu prosessienergia muu energia kunnossapidon sähkö rakennusten sähkö rakennusten lämpö muu sähkö hyödyntämättömät lämpöhäviöt Elinkaaren aikaiseen energiatasetarkasteluun ei kiireen vuoksi ollut mahdollisuuksia, joten se jää tähän hankkeeseen sisältyvät ns. yleisen energiasuunnitelmamallin yhteydessä tehtäväksi. Kevitsan kaivoksen osalta tarkastelua ei hankerahoituksella tehdä. Tämän suunnitelman supistetuksi tavoitteeksi otettiin Kevitsan energianhankinnan ja oman tuotannon vaihtoehtojen suunnittelu, työkalujen räätälöinti vaihtoehtojen taloudelliseen tarkasteluun sekä ratkaisuehdotusten ja suositusten tekeminen pohjaksi kaivostoiminnan energiavalinnoiksi toiminnan alkuvaiheessa. Pentti Riipi

11 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 10 (25) 7 TUOTANNON ALOITTAMISVAIHE, AVOLOUHOS 7.1 VAIHTOEHTOISET ENERGIARATKAISUT Energiaratkaisujen esisuunnitteluvaiheessa on pyritty käymään läpi Kevitsan kaivoksen alkuvuosien oman energiantuotannon mahdolliset järjestelmät. Vaihtoehtoja energiantuotantoon on tarkasteltu sekä lämmön että sähkön osalta. TÄYDEN SÄHKÖTEHON CHP-LAITOS Koska kaivoksen huippusähköteho on arvion mukaan noin kolminkertainen lämpöhuippuun verrattuna, ei kaivosalueelle sijoitettava täyden sähkötehon CHP-laitos ole nykyisten energialinjausten mukaisesti perusteltavissa oleva vaihtoehto. Laitos jouduttaisiin toteuttamaan lauhdevoimalana ja sähkön huipputehon aikainen ylimääräinen lämpö olisi yli 50 MW suurempi kuin kaivoksen lämpöhuippu. Ison CHPlaitoksen investointikustannukset olisivat myös suuret (luokkaa 100 M ) ja sen tarkoituksenmukaiseen käyttöön liittyvä sähköntuottajana toimiminen kaivosyhtiölle vierasta toimintaa. Kaivosalueelle rakennettavan näin ison energiantuotannon (ja jakelun) ulkoistaminenkaan jollekin energiayhtiölle taas ei ole realistista, koska alueen potentiaaliset energiapuuvarat ovat suuruusluokkaa 10 % CHP-voimalaitoksen tarpeesta ja turpeen saatavuuteen ja käyttöön liittyy ainakin pitkällä aikavälillä epävarmuustekijöitä. Ison CHP-laitoksen rakentamisvaihtoehtoa ei ole edellä mainituista eikä myöskään aikataulullisista syistä kaavailuja ja joitakin keskusteluja lukuun ottamatta selvitetty. PIEN-CHP-LAITOS Osatehoinen pien-chp-laitos (esim. 10 MWth + 3 MWe) olisi taloudellisuustarkastelujen mukaan juuri ja juuri kannattava, kun verrataan sähkön tuotannon investointeja ja käyttökustannuksia vastaavaan ostosähköön sen nykyhinnoilla. Haketta polttoaineena käyttävän pien-chp-laitoksen saamat sähköenergian hintatuet nostaisivat oman tuotannon kannattavuutta ja laitos toimisi etenkin pakkaskaudella myös sähkön varavoimalaitoksena määriteltäville osille toimintoja. Pien-CHP-laitoksen investointikustannukset olisivat kuitenkin noin 20 M ja täyden sähkötehon mukaan ajettuna laitoksen vuotuinen "hukkalämpö" olisi MWh/a. Investoinnin suuruudesta johtuen myös sen nykyarvo olisi ennakoiduilla tuotoilla ja kustannuksilla korkokannasta riippumatta negatiivinen alle 20 vuoden pitoajalla. Energiapuuselvityksen mukaan myös runsaan MWh:n vuosienergian tuottamiseen tarvittavaa määrää energiapuuta ei välttämättä ole saatavilla järkevän kuljetusmatkan sisältä. Pien-CHP-laitosvaihtoehtoa ei siis ole sen suurista investointikustannuksista ja arvioidusta epärealistisuudesta johtuen tässä suunnitelmassa erikseen tarkasteltu. Pentti Riipi

12 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 11 (25) ÖLJYLÄMPÖLAITOS Investointina halvin ja käytöltään ehkä sähkölämmitystä lukuun ottamatta helpoin ja luotettavin on öljylämpölaitos. Käyttökustannuksiltaan öljylämmitysvaihtoehto on kuitenkin kallis jo nyt verrattuna kotimaisia kiinteitä polttoaineita käyttäviin laitoksiin. Lisäksi öljyn hinta on epävakaa ja sitä koskevat myös saatavuuteen liittyvät ongelmat etenkin pitkällä aikavälillä. Öljyn hinta nousee suurella todennäköisyydellä muiden kyseeseen tulevien polttoaineiden hintoja nopeammin, joten nykyisiin hintoihin perustuvat vertailulaskelmat ovat öljyvaihtoehtoja jossakin määrin suosivia. Öljyvaihtoehdot (POR ja POK) ovat kuitenkin mukana vaihtoehtotarkastelussa. KPA-LÄMPÖLAITOS (HAKELAITOS) Lämmöntuotannon kokonaistaloudellisesti edullisin vaihtoehto päästökaupan ulkopuolelle jäävässä energiantuotannossa on kotimaista kiinteää polttoainetta käyttävä lämpölaitos. Tällä hetkellä turve on selvästi metsähaketta edullisempi, mutta imagoltaan ongelmallinen polttoaine. Taloudellisuuslaskelmat on siksi tehty tässä suunnitelmassa pääosin metsähakkeen ja sen nykyisen ja lähitulevaisuuteen arvioidun hinnan pohjalta. Vertailukohteena ovat olleet öljylämpölaitokset. HYBRIDIRATKAISUT Päälämmitysvaihtoehdon tukena talvisaikaan sekä varsinaisen lämmityskauden ulkopuolisen lämmön yksinomaiseen tuottamiseen (ja myös edullisen jäähdytyksen) on mahdollista käyttää erilaisia integroituja lämpöpumppujärjestelmiä. Kaivosalueella on useita potentiaalisia vaihtoehtoja, joilla ilmaislämpöä voitaisiin lämpöpumppujen avulla hyödyntää: lämpökaivot (mahdollisuus porata omalla kalustolla vähentäisi investointikustannuksia oleellisesti) vaakaputkistot esim. altaiden pohjaan vesi-ilmalämpöpumppujärjestelmä kesäaikaiseen käyttöveden lämmitykseen isojen moottoreiden ja muiden vastaavien laitteiden ja laitteistojen hukkalämmön hyödyntäminen (myös suoraan käyttöveden esilämmitykseen) lämmityskauden ulkopuolella. KPA-vaihtoehtoon 2 on liitetty lämpöpumppuhybridin tarkastelu esisuunnitteluvaiheessa käytettävissä olleella tarkkuudella. Lämpöpumppuvaihtoehtojen tarkempi selvittäminen edellyttää erillistä ulkoista tai kaivosyhtiön sisäistä hanketta. MUU UUSIUTUVA ENERGIA Kaivosalueella sijaitseviin pienehköihin erillisiin rakennuksiin lämpöä voitaisiin myös tuottaa ostosähkön lisäksi tai vaihtoehtona omilla uusiutuvan energian pienjärjestelmillä. Esim. aurinkokeräinten ja tuulivoiman käyttö tällaisissa kohteissa saattaisi olla taloudellisesti järkevää ja myös vaihtoehtoisten energiantuotantotapojen oman vertailun ja yleisen esillä pitämisen kannalta perusteltua. Näihin vaihtoehtoihin liittyviä tarkasteluja ei resurssien puutteen ja kokonaisuuden kannalta vähäisen merkityksen vuoksi ole kuitenkaan tässä vaiheessa tehty. Pentti Riipi

13 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 12 (25) 7.2 PRIMÄÄRIENERGIAN OSTO JA OMA TUOTANTO Peruslähtökohdat Lähtökohdaksi on valittu, että kaikki muu kaivostoimintaan tarvittava primäärienergia hankitaan ostamalla, paitsi kaivosalueella omana toimintana tuotettava lämpö. Mikäli myös lämpöenergian hankinnan päävaihtoehdoksi tulee sopimuspohjainen (ulkoistettu) lämmön toimittaminen alueelle rakennettavasta lämpölaitoksesta, kaivosyhtiön osuudeksi lämmöntuotannossa jäävät erilliset pienjärjestelmät ja mahdolliset esimerkiksi vaiheittain rakennettavat lämpöpumppujärjestelmät kesäkauden lämmön ja jäähdytysenergian tuottamiseen. Lämmöntuotannon ja -toimittamisen ulkoistamisratkaisussa ulkopuolisen lämpöyrittäjän, esim. energiayhtiön tai pienemmän toimijan, kanssa tehdään tarkoituksenmukaisin rajauksin sopimus lämmöntoimituksesta joko koko kaivosalueelle tai rajoitetulle lämpöverkkoalueelle (rikastamoalue). Lämmöntoimitussopimus voi laajimmillaan kattaa koko lämmönhankinnan: lämpöyritys tekee kaikki lämpölaitos- ja alueverkostoinvestoinnit sekä hoitaa tuotannon, jakelun ja laitteistojen kunnossapidon. Yritys siis omistaa kaivosrakennusten ulkopuolisen lämpöverkon ja myy sen kautta itsenäisenä toimijana lämmön kaivosyhtiölle sopimushintaan, joka on yleensä sidottu tarkoituksenmukaiseen polttoaineiden hintaindeksiin. Minimissään lämpöyrittäjä suorittaa vain lämmöntuotannon ja jakelun kaivosyhtiön omistamilla laitteistoilla ja hankkimilla raaka- ja tarveaineilla (toimeksiantosopimus). Myös erilaisia välimuotoja on olemassa. Jäljempänä olevat oman tuotannon vaihtoehtojen kannattavuuslaskelmat on tehty niin, että erilaisia kpa- ja kpa-hybridilaitosvaihtoehtoja on verrattu öljylämpölaitoksiin. Laskelmat on tehty Excel-ohjelmalla. Kaikki laskelmat on tehty arvonlisäverottomin hinnoin (alv 0%). Laskelmat oletusarvoilla ja niihin perustuvat vertailukuvaajat on esitetty kuvioissa 1 7. Laskelmissa olevat tiedot ja niihin perustuvat suositukset koskevat vain omaa tuotantoa eli ovat ulkoistamisvaihtoehdon kannalta lähinnä informatiivisia. Lämmöntoimitussopimuksen sisältö ja hinnat ovat luonnollisesti sopijapuolten välisiä asioita Oman tuotannon vaihtoehtoja Seuraavassa on tarkasteltu lämmöntuotannon tarkoituksenmukaisimmiksi katsottuja vaihtoehtoja 15 MW:n huipputehon ja MWh:n vuosienergian tuottamiseksi. Vaihtoehtoina ovat seuraavat tuotantotavat: 1. Öljylämpölaitos 1.1 Raskasöljylaitos 1.2 Kevytöljylaitos 2. KPA-laitos (pääpolttoaineena metsähake) 2.1 KPA-laitos vara- ja huippukattilana öljykattila 2.2 KPA-hybridilaitos, talviajan vara- ja huippukattilana öljykattila, lisätehona ja lämmityskauden ulkopuolella lämpöpumput eri ilmaislämmön lähteillä. Pentti Riipi

14 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 13 (25) Öljylämpölaitosvaihtoehdot Mahdollinen öljylämpölaitos on suunniteltu sijoitettavan rikastamorakennukseen. Siinä olisi kaksi kattilaa, joista ainakin toinen, 10 MW:n pääkattila, olisi raskasöljykattila. Toinen, huippu- ja kesäkauden kattila (POR tai POK) olisi teholtaan 5 MW. Öljysäiliö tai säiliöt sijoitettaisiin ulos, yhteistilavuus olisi noin m3. Öljylämpölaitoksen hinnaksi rakennukseen sijoitettuna on budjettitarjouksissa arvioitu 1,1 1,2 M. Laitos on investointikustannuksiltaan selvästi edullisempi kuin vastaavantehoiset kotimaisen kiinteän polttoaineen laitokset. Öljy on kuitenkin jo nyt kallista ja tulevaisuudessa fossiilisena polttoaineena kiristyvän verotuksen kohteena oleva hyödyke. Vuoden 2011 alussa astuvan veronkorotuksen jälkeen kevytöljylaitoksen käyttökustannukset ovat yli kaksinkertaiset vastaavaan kpa-laitokseen verrattuna. Raskaan polttoöljyn hinta on runsaat 20 % kevyttä polttoöljyä halvempi energiayksikköä kohti, mutta POR-ratkaisukin on kokonaiskustannuksiltaan selvästi kpavaihtoehtoja kalliimpi. Öljypolttoaineiden verotus kiristyy Suomessa vuoden 2011 alussa siten, että kevyen polttoöljyn vero nousee 8,7 sentistä 15,7 senttiin litralta (7 snt/l) ja raskaan polttoöljyn 6,7 sentistä 14,85 senttiin kilolta (8,15 snt/kg). Kannattavuuslaskelmat öljylämpölaitokselle on tehty budjettitarjouksiin perustuvilla hankintahinnoilla vertailukohteina kpa- ja kpa-hybridilaitokset ja niiden osat. Laskelmat on tehty Excel-ohjelmalla. Öljyn perushintoina on käytetty nykyhintoihin perustuvia vuoden 2011 alun arviohintoja, POR: 50 /MWh ja POK: 70 /MWh. Vertailut ovat kuvioissa KPA- lämpölaitosvaihtoehdot KPA-laitosten osalta on tarkasteltu kahta edellä mainittua päävaihtoehtoa: "perinteinen malli" (KPA + öljy) ja KPA-öljy-lämpöpumppuhybridilaitos. Laskelmadokumenteissa on esitetty erilaisin variaatioin päävaihtoehtoihin perustuvia vertailuja ja niihin liittyviä graafisia kuvaajia. Kotimaisen polttoaineen (metsähake ja turve) hintoja on selvitetty puhelimitse alan isoilta toimittajilta. Tällä hetkellä hakkeen hinta Kevitsassa olisi /MWh, jyrsinturpeen hinta /MWh ja palaturpeen hinta /MWh. Halvin alustava epävirallinen "tarjous" jyrsinturpeelle talvikaudelle oli 12 /MWh. Tiedusteluihin perustuen laskelmissa on käytetty hakkeelle perushintaa 20 /MWh, kuviot 1 3 ja 5 7. Kahteen tarkasteluun (kuviot 3 ja 4) on otettu mukaan myös turve, hintana 12 /MWh. Pentti Riipi

15 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 14 (25) KPA- vaihtoehto 1 Ensimmäisenä kpa-vaihtoehtona käsitellään halvimmaksi arvioitu teknisesti kyseessä olevaan kokoluokkaan soveltuva ratkaisu. Vaihtoehto on budjettitarjouspyynnössä kuvattu seuraavasti: "Aluetalouden ja imagon kannalta hyvä vaihtoehto, kokonaistaloudellisesti edullisin pitkällä aikavälillä: - oma erillinen rakennus laitokselle ja vieressä erillinen polttoainevarasto (-siilo) - biokattila 10 MW (leijupeti, polttoaineina metsähake, muu hake, turve) - tankopurkainasema n m3, 3-4 osastoa, yksi kuljetin) - autovaaka, 50 t - vara-, huippu- ja kesäenergia: 10 MW ja 3 MW -POK-kattilat - öljysäiliö, 500 m3." Lopullisessa vertailussa öljylämmitysratkaisuihin pieni öljykattila on jätetty pois, koska Energiamarkkinaviraston kanta on, että sekin laskettaisiin mukaan ns. rakennettuun kapasiteettiin, jolloin 20 MW ylittyisi ja jouduttaisiin päästökaupan piiriin. Tätä on selostettu tarkemmin kohdassa Vertailu on tehty niin, että kuvioissa 1 4 kahdessa ensimmäisessä kpa-polttoaineena on pelkkä metsähake, kolmannessa hake ja turve 50/50 vuosienergian jakaumalla ja neljännessä pelkästään turve KPA- vaihtoehto 2 Toinen päävaihtoehto tässä on siis kpa-hybridi, jossa osa vara- ja huippuöljystä korvattaisiin lämpöpumppujen avulla (tai osaksi ilman) hyödynnettävällä "ilmaislämmöllä". Tämä on ehkä innovatiivisin ratkaisu ja olisi ensimmäinen teollisuuskohteeseen asennettava tämän suuruusluokan järjestelmä Suomessa. Eroksi edelliseen, tarkistettuun vaihtoehtoon jää enää öljyn osittainen korvaaminen useaa lämmönlähdettä hyödyntävällä lämpöpumppujärjestelmällä (investointi- ja käyttökustannukset). Tämä vaihtoehto on budjettitarjouspyynnössä kuvattu seuraavasti: "Bioratkaisu, mukana lämpöpumppuhybridi - biokattila 10 MW (leijupeti, polttoaineina metsähake, muu hake, turve) - tankopurkainasema n m3, 3-4 osastoa, yksi kuljetin) - autovaaka, 50 t - vara- ja huippu: 10 MW -POK-kattila (tässä ei pikku kattilaa) - öljysäiliö, 500 m3. LISÄNÄ LÄMPÖPUMPPUHYBRIDI (optio): - maalämpö läpi vuoden: lämpökaivot ja/tai vaakaputket altaissa, yhteensä 2 MW (myös kesäaikainen jäähdytys tarvittaessa) - lämpöpumppulisät kevät-syyskaudelle: vesi-ilmalämpöpumppu 500 kw ja isojen moottoreiden häviöt 500 kw." Pentti Riipi

16 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 15 (25) Lämpöpumppuvaihtoehtoa on vertailtu kahteen öljylämmitysratkaisuun kuvioissa 5 6. kpa-polttoaineena metsähake, sähkön hintana 75 /MWh ja lämpöpumppujen vuosikertoimena COP = 3. Lämpöpumppujärjestelmän investointikustannuksiksi on puhelinkeskustelujen pohjalta arvioitu 2 M. Isojen lämpöpumppulaitteistojen hinnaksi on oletettu 300 /kw ilman putkistoja. 3 MW:n lämpöpumpputeho vastaa silloin 0,9 M. Lämpökaivojen ja/tai vaakaputkistojen ja muiden varusteiden hinnaksi on jäänyt 1,1 M. Kuviossa 7 on vertailtu 3 MW:n kesä-/huipputehon tuottamista öljyllä vs. lämpöpumpuilla/ilmaislämmöllä Päästökauppalain vaikutus ratkaisuihin Energiamarkkinaviraston mukaan sellaiset polttolaitokset, joiden polttoyksiköiden yhteenlaskettu teho ylittää 20 MW, kuuluvat voimassa olevan päästökauppalain perusteella päästökaupan piiriin. Tehoraja koskee kaikkea rakennettua kapasiteettia. Vaikka siis käytön huipputeho olisi reilustikin alle 20 MW, laitos kuuluu päästökaupan piiriin, jos kattilateho vara- ja huippukattilat mukaan lukien ylittää 20 MW. Lukitusjärjestelmä, jossa kattiloiden samanaikainen teho rajoitetaan alle tehorajan ei vaikuta asiaan, koska tällaisen järjestelmän valvonta on mahdotonta. Edellä tarkastelluista vaihtoehdoista KPA-vaihtoehto 1 (23 MW) kuuluisi siis lain perusteella tällä päästökauppakaudella päästökaupan piiriin. Tähän asiaan reagoimisen vaihtoehtoina ovat kapasiteetin rajoittaminen 20 MW:iin tai päästökaupan piiriin tuleminen. Päätyminen päästökaupan ulkopuoliseen ratkaisuun eli kahden kattilan (10 MW, bio + 10 MW, POR) järjestelmään ei toisi suurta riskiä lämmöntuotannon riittävyyteen. Sillä saattaisi olla merkitystä on vain isoissa häiriötilanteissa. Kesäaikaisen öljykattilakäytön hyötysuhteen alenemisen merkitys on kokonaisuuden kannalta vähäinen. Jos järjestelmän rakennetun kapasiteetin tehoksi jäisi yli 20 MW, täytyisi hankkia päästökauppaan liittyvien säännösten mukaiset päästölupa- ja oikeudet (minimi käsittelyaika n. puoli vuotta) ja ryhtyä toimimaan järjestelmään liittyvien seuranta- ja todentamismääräysten mukaisesti. Käytännössä tämä lisäisi jossakin määrin lämmöntuotannon seurantamenettelyn vaatimuksia ja olisi varmaan lisäperuste lämmöntoimituksen ulkoistamiselle. Päästökauppalaissa vuoden 2013 alusta sovellettavan uuden 3 :n perusteella "kesäkattila", jonka mitoitusteho olisi alle 3 MW (esim. 2,9 tai 2,5 MW) ei kuuluisi yhteenlaskettavaan tuotantokapasiteettiin, joten tällainen kattila voitaisiin jälkikäteen lisätä järjestelmään, mikäli 10 MW + 10 MW osoittautuu riittämättömäksi taikka lämmöntarve kasvaisi kaivoksen toimintavolyymi nostamisen myötä. KPA-vaihtoehto 2 ei johda päästökaupan piiriin, koska pieni öljykattila ei alun perinkään sisältynyt tähän vaihtoehtoon. Rakennettava kapasiteetti on siten enintään 20 MW. Pentti Riipi

17 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 16 (25) Vertailulaskelmat ja kuvaajat KPA- vaihtoehto 1 vs. POR- laitos (15 vuotta, 5 %) Pentti Riipi

18 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 17 (25) KPA- vaihtoehto 1 vs. POK- laitos (15 vuotta, 5 %) Pentti Riipi

19 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 18 (25) KPA- vaihtoehto 1 (hake ja turve 50/50) vs. POR- laitos (15 vuotta, 5 %) Pentti Riipi

20 KEVITSAN ENERGIASUUNNITELMA 2010 SIVU 19 (25) KPA- vaihtoehto 1 (turve) vs. POR- laitos (15 vuotta, 5 %) Pentti Riipi