MixBioPells - Parempia markkinointitapoja seospelleteille

Transkriptio

1 MixBioPells - Parempia markkinointitapoja seospelleteille Bioenergiapäivät, , Hotelli Skandic Continental, Helsinki Markku Kallio VTT Technical Research Centre of Finland

2 2 MixBioPells-projekti Kansainvälisessä MixBioPells -projektissa selvitetään muiden kuin puupelletien markkinanäkymiä. Puu vähenee, kallistuu, puuttuu Projektin rahoittajana on EU:n Intelligent Energy ohjelma. Projekti alkoi toukokuussa 2010, kesto 2 vuotta. Projektiin osallistuvat seuraavat organisaatiot: German Biomass Research Centre (DBFZ) Austrian Bioenergy Centre (Bioenergy 2020+) Technical Research Institute of Sweden (SP) Teknologian keskus (VTT) Danish Technological Institute (DTI) Comitato Termotecnico Italiano (CTI) Energia y Medio Ambiente S.L. (Protecma).

3 3 Vaihtoehtoisten pellettien tuottajia Euroopassa Tanska olkipelletit, Vattenfall Køge t, + useita pikku tehtaita, Suomi (Perä-Seinäjoki), Vapo Oy, turvepelletti t, Biobotnia Oy (Jalasjärvi), t, olki, ruokohelpi, seokset, Ruotsi (Mönsterås), puunkuori, korkea tuhkapitoisuus 3,5 %.

4 4 Raaka-aineita ja niiden ominaisuuksia Ominaisuudet Kosteus Lämpö arvo Tuhkapi toisuus Tuhkan pehme nemispiste Clpitoisuus S- pitoisuus N- pitoisuus Yksiköt % MJ/kg % ka C % ka % ka % ka (ka) Korsi Ruokohelpi Miscanthus Heinä Rypsin olki n.a Viinitarhojen karsintajäte Viinirypäle, puristusjäte Maissin varsi n.a Turve

5 5 Ruokohelpi raaka-aineena Ruokohelpi sato kerätään keväällä, Vesiliukoiset yhdisteet ovat suureltaosin poistuneet korsista, mm. K, Cl, Korret kuivuvat nopeasti, %, ei kuivausta, Monivuotinen kasvi, viihtyy huonommillakin alueilla, Hehtaarisaanto vaihtelee 3-7 ka-tonni, Kasvuala on yli hehtaaria. Ruokohelpin korjuuta keväällä. Yhdistetyssä korjuussa käytetty koneyhdistelmä (Paappanen ym. 2011).

6 6 Ruokohelpi raaka-aineena Ruokohelpin tuhkan sulamislämpötila on lähes 200 astetta korkeampi kuin syksyllä (Salo 2000). Lämpötila Kevät ruokohelpi Syksy ruokohelpi Tuhkautumislämpötila Pehmenemispiste Puolipallopiste Sulamispiste Ruokohelpin ongelmia: Käytetään kortena sekoitettuna hakkeen tai turpeen joukkoon, Kelpaa huonosti lämpölaitoksille, Vapo Oy on sanonut viljelijäsopimuksia irti, Paalit kastuvat varastoitaessa (Paapanen, T. ym. 2011, Ruokohelven hankinta keskisuomalaisille voimalaitoksille)

7 7 Ruokohelpiongelmien ratkaisu? Biobotnia Oy ( on murskannut ja pelletoinut menestyksekkäästi liikkuvalla pellettikoneellaan sekä ruokohelpiä, seoksia että muuta korsibiomassaa. Biobotnia Oy:n liikuva pelletointikone. Korsipaali voidaan murskata kerralla.

8 8 Ruotsissa puristetaan ruokohelpibrikettejä Ruotsi, Låttra ja Skellefteå, 100 % ruokohelpibrikettejä pienpolttoon. Bogma V-40 brikettikoneet puristavat d = 40 mm:n ruokohelpibrikettejä Låttrassa. (Best Practice of MixBioPells)

9 9 Saksassa tehdään monenlaisia puristimia vaihtoehtoisille materiaaleille Kanttipaaleille on tehty liikkuva pelletointiyksikkö Saksassa. ( Saksalainen PUSCH Ag on kehittänyt täysin uudentyypisen puristimen agrimateriaaleille.

10 10 Pelletit, briketit Pelletointi, briketointi onnistuu suhteellisen helposti, Korren murskaus on kynnyskysymys, Seospelleteillä myös sekoitus. Tanskassa käytetään REKA-murskainta korsipaalien murskaamiseen ( dansk.htm).

11 11 Seospellettien ominaisuuksia (VTT & BE2020+) Kalorimetrinen lämpöarvo Tehollinen lämpöarvo Kosteus Tuhka (550 C) Mekaaninen kestävyys MJ/kg (ka) MJ/kg (ka) Korsi/Turve 50/50 % Ruokoh/puu 50/50 % Heinä + Miscanthus (50:50) Heinä+ Miscanthus (75:25) Maisintähkä res.+ Miscanthus (50:50) Viinitarhan harvennus + heinä (50:50) m-% m-% (ka) % Irtotiheys kg/m

12 12 Irtotiheys vs. lujuus

13 13 Seospellettien kemialliset ominaisuudet (VTT & BE2020+) Kemialliset ominaisuudet Korsi/turve 50/50 C, m- % ka H, m- % ka N, m- % ka S, mg/kg ka Cl, mg/kg ka K, mg/kg ka Na, mg/kg ka Ruokoh/puu 50/ Heinä + Miscanthus (50:50) Heinä + Miscanthus (75:25) Maisintähkä res.+ Miscanthus (50:50) Viinitarhan harvennus + heinä (50:50)

14 14 Rikkipitoisuus

15 15 Seospelletit, rikki vs. typpi

16 16 Klooripitoisuus

17 17 Kaliumpitoisuus

18 18 Vaihtoehtoisten- ja seospellettien polttaminen Turve ja ohrakorsi-seos (50/50 %), ilman lisäainetta kaoliinia noin 2 % Ruokohelpi/puu (20/70, 50/50 %) Ariterm Oy ja Biofire Palokärki Oy MultiJet liikkuva-arinainen poltin, 60kW:n. (Ariterm Oy). Tuloksia seospellettien polttokokeista 60 kw:n MultiJet biopolttimella Pelletti Olki/turve kaoliini Olki/turve ilman kaolinia CO-pitoisuus, ppm 15 50, huippu , huippu 1000 CO 2, % O 2, % ,5-10

19 19 Ruokohelpibrikettejä Ruotsissa Ruotsissa poltettaan 100 % ruokohelpibrikettejä (MixBioPells, Best Practice ). Låttran tilalla on 120 kw:n Veto Flisomat poltin, liikkuva arina ja 230 kw:n Danstoker kattilalla.

20 20 NO x - and SO 2 emissiot (BE 2020 & MixBioPells) MixBioPells -projektissa itävaltalaiset (BE2020+) polttivat 20 kw:n kattilassa seospellettejä Tuloksista huomattiin NO x - ja SO 2 :n selvä riippuvuus pellettien alkuainearvoista. Hiukkaspäästöille ei vastaavaa yhteyttä havaittu.

21 21 Partikkelipäästöt TSP, 10 % O2 PM, 10 % O m g/nm 3 (10 % O2) Puupelletit Kuoripelletit Ruokohelpipelletit Rypsinolkipelletit Ohrankorsipelletit Ruokohelpillä partikkelien määrä savukaasuissa on korkeampi kuin puulla, mutta selvästi pienempi kuin korsibiomassalla (Heikki Oravainen, VTT Expert Services Oy).

22 22 Päästöt Lähde: Thomas Zeng, MixBioPells

23 23 RUOKOHELPIPELLETTIEN KAASUTUS JALASJÄRVELLÄ Jalasjärven lämpö Oy kaasutti keväällä 2011 ruokohelpipellettejä (38 % ja palaturpeen seosta (62 %) menestyksekkäästi Koetta varten Biobotnia Oy pelletoi 100 t viime kevään ruokohelpiä. Ruokohelpipellettien keskikosteus oli kokeessa 10,7 % ja palaturpeen 29,6 %. Pellettien irtotiheys oli lähes kaksinkertainen (555 kg/m 3 ) verrattuna palaturpeen (318 kg/m 3 ) ja lämpöarvo kaksikertainen (2,43 vs. 1,27 MWh/m 3 ). Kaasutus onnistui hyvin. Kuopiolainen Symo Oy teki kokeiden päästömittaukset. Kaasuttimen hiukkaspäästöt teholla 3,3 MW Päästö Yksikkö Jalasjärven Valtioneuvoston asetus laitos Hiukkaspäästöt mg/m 3 N 196 ± (250 mg/m 3 n, jos kattila on vara- tai huippukuormakattila) SO 2 -päästöt mg/m 3 N 128 ± NO x -päästöt mg/m 3 N 586 ± SO 2 -pitoisuus alittaa, mutta hiukkaspitoisuus ja NO x -pitoisuus ylittävät raja-arvot.

24 24 Yhteenveto Vaihtoehtoisia pellettejä on mahdollista valmistaa lähes samalla tavoin kuin puupellettejä. Korsiraaka-aineen haittapuolena on sen keveys (kuljetus, pelletointi) ja kuitumaisuus. Suurimmat ongelmat korsibiomassan pelletoinissa ovat esikäsittelyvaiheissa. Käytännön ongelmana on tullut esille paalien kastuminen. Pienpoltossa seos- ja vaihtoehtoisista raaka-aineista valmistetuilla pelleteillä on poltossa kolme ongelmaa: tuhkan suuri määrä, tuhkan sulaminen ja savukaasupäästöt ympäristöön. Päästöjen pienentäminen ja vadittujen raja-arvojen alittaminen tulee tulevaisuudessa entistä tärkeämmäksi.

25 25 Yhteenveto Tuhkan sulamiseen lisäaineilla, sopivilla seoksilla sekä polttolaitetekniikalla. Monimutkaisia reaktio- ja päästötuloksia ei vältämättä voi ennustaa pelkästään raaka-aineista. Päästöjen pienentämiseen voidaan vaikuttaa edellisten seikkojen lisäksi puhdistimilla. Polttamisen sijasta pellettien kaasuttaminen voi avata uusia käyttökohteita seosja vaihtoehtoisille pelleteille. Toistaiseksi seospellettien tuotanto ja käyttö on vähäistä, mutta kasvavaa liiketoimintaa.

26 26 Kiitoksia!