Energia-alan näkymiä Pohjois-Karjalan maatiloille. Anssi Kokkonen

Transkriptio

1 Energia-alan näkymiä Pohjois-Karjalan maatiloille Anssi Kokkonen

2 Resurssit maatiloilla energian kannalta - Metsää=Puuta; klapeina ja halkoina, hakkeeksi, muutoin jatkojalostukseen? - Viljelyalaa; energiakasvien viljelyä (öljykasvit, lyhytkiertopuut ym.), epäkurantti vilja, oljet, jne. - Lanta, lietteet, jätteet (org. ja muovi) - Maa-alaa; tuuli- ja aurinkoenergiaa, geotermistä energiaa - Olennaista sijainti ja olosuhteet

3 Tavoitteena energiaomavaraisuus? - Useimmiten raakaaineita/mahdollisuuksia on yliomavaraisuuteen - Lämpö on helppoa ja kustannustehokastakin, mutta - Pienimuotoinen sähkön tuotanto ja koneiden polttoaineet ovat vielä haasteita. - EOV on tärkeä tavoite yhdessä energiatehokkuuden kanssa, kun haetaan kokonaistaloudellista ja -tehokasta tuotantoa

4 Hukkalämmön hyödyntäminen / Lämmön talteenotto: - Jätevesien lämpö - Maidon lämpö - Lannan lämpö - Kuivauslämpö - Ilmanvaihdon lämpö

5 Kuva: Lampinen, A. & Jokinen, E Suomen maatilojen energiantuotantopotentiaalit. Jyväskylän yliopisto.

6 PIEN-CHP-TEKNIIKAT Erilaiset tekniikat => erilaiset kokoluokat Tekniikka & koko vaikuttavat voimakkaasti hintaan: Kaasuturbiini CHP-laitos n. 20 MWe => > 1200 EUR/kWe Polttomoottori (maakaasu tai diesel) kwe => EUR/kWe Biomassan kaasutus - polttomoottori kwe => > 2500 EUR/kWe Polttokennot n. 100 kwe => > 3000 EUR/kWe Kaikissa tekniikoissa kokoluokan kasvaessa hinta/kwe putoaa Keski-Euroopassa pelkästään ORC-tekniikalla yli 150 laitosta PK AMK, Biostuli hanke,

7 KAUPALLISET TEKNIIKAT Pien-CHP Sähkötehoa Lämpötehoa Kokonaishyötysuhde Pien-CHP-valmistajat P e (min) P e (max) P th (min) P th (max) Gasek Oy 50 kw 500 kw 100 kw 1000 kw 75% 90% Talbotts Biomass Energy Ltd 25 kw 500 kw 80 kw 2000 kw 80% Stirling.dk 35 kw 140 kw 140 kw 560 kw Tri-O-Gen 60 kw 160 kw < 600 kw Fortel Components Oy 100 kw Ekogen Oy 100 kw 300 kw 82% Ormat 200 kw kw 800 kw > Alfagy Ltd 250 kw 1000 kw 750 kw 3000 kw 90% Schmitt Enertec 250 kw 1000 kw 750 kw 3000 kw Polytechnik Group 300 kw 4000 kw 1500 kw kw Maxxtec AG 300 kw 2000 kw 85% Entimos Oy 300 kw 2000 kw 700 kw 5000 kw 82% Turboden 400 kw 2000 kw 1800 kw 9600 kw 88% Kohlbach Group 450 kw 1700 kw GET 500 kw 5000 kw Energiprojekt AB 500 kw Savonia Power Oy 1000 kw 3000 kw 5000 kw kw 80% Tri-O-Gen BV. Hollanti PK AMK, Biostuli hanke, Talbott's Biomass Energy Ltd Englanti

8 HINTALUOKAT JA JÄRJESTELMIEN SAATAVUUS Järjestelmän Hintatieto 4 / Kaupallinen Toimitusaika Yritys teho ( P e ) 2010 Hinta / P e valmius KWB 1 kwe suunnittelupöydällä Sunmachine 3 kwe 23 keur 7667 EUR/kWe valmis Ekogen Oy ( stirling ) 9 kwe 70 keur 7778 EUR/kWe kk Cleanergy AG 9 kwe 32 keur * valmis 3 kk Gasek Oy 50 kwe 120 keur 2400 EUR/kWe Syksy kk Talbotts Biomass Energy Ltd 25 kwe 190 keur 7600 EUR/kWe valmis 2 kk Stirling.dk 35 kwe 250 keur 7143 EUR/kWe Hintatieto vuodelta 2007 Tri-O-Gen 160 kwe valmis 6 kk Fortel Components Oy 100 kwe kk Ekogen Oy ( mikroturbiini ) 100 kwe 550 keur 5500 EUR/kWe kk Talbotts Biomass Energy Ltd 100 kwe 550 keur 5500 EUR/kWe kk Ormat 200 kwe ei valmista enää pientä kokoluokkaa Alfagy Ltd 250 kwe Schmitt Enertec 250 kwe Gasek Oy 300 kwe suunnittelupöydällä Polytechnik Group 300 kwe Maxxtec AG 300 kwe 2400 keur 8000 EUR/kWe valmis 12 kk Entimos Oy 300 kwe valmis 8 kk Turboden 400 kwe Kohlbach Group 450 kwe Talbotts Biomass Energy Ltd 500 kwe 940 keur 1880 EUR/kWe kk GET 500 kwe Energiprojekt AB 500 kwe Savonia Power Oy 1000 kwe * lisäksi hankittava erikseen kaasutuslaitteisto PK AMK, Biostuli hanke,

9 SÄHKÖN SYÖTTÖ VERKKOON Pien-CHP-voimalan sähköverkkoon liittäminen Tapauskohtaiset lisäinvestoinnit (suojaus yms.) Liittymismaksu => eri verkkoyhtiöillä eri hinnoitteluperusteet Lisäksi kiinteä vuosimaksu + kwh-perustainen vuosimaksu Yhteys paikalliseen verkkoyhtiöön suunnitteluvaiheessa Lisätietoa: PK AMK, Biostuli hanke,

10 Biomassat - Kaikkea biomassaa voidaan jalostaa edelleen - Pellettejä tai brikettejä; puusta, turpeesta, lietteestä, viljasta, heinistä, oljesta - Ja kaikkea ei tarvitse jalostaa, kasvatus riittää (mm. Energiametsä- hanke)

11 Polttopuuta tarpeeseen Kuva: Suomen Klapimestarit Oy

12 Kaupunkeihin iski jo pula polttopuusta Maanantai klo 10:39 (päivitetty ma 10:44) Kauppalehti, STT Kova pakkastalvi on lisännyt polttopuun menekkiä niin paljon, että hyvälaatuisesta puusta alkaa monin paikoin olla pulaa. Tulisijoja myyvät yritykset erityisesti Etelä-Suomen kaupungeissa saavat nyt jatkuvasti yhteydenottoja kuluttajilta. Ihmiset etsivät uusia polttopuun toimittajia, kun tutulla toimittajalla ei olekaan enää myytävää, alan toimijoita edustavan Tulisija- ja savupiippuyhdistyksen TSY:n hallitusta johtava Juha Sivonen kuvailee yhdistyksen tiedotteessa. Yhdistys muistuttaa kuitenkin, että polttopuupulasta huolimatta tulisijoissa ei saa polttaa esimerkiksi käsiteltyä puuta tai liimalevyjä. Sivonen vinkkaa lämmittäjiä käyttämään etenkin lehtipuuta, sillä pihkaiset havupuut tuottavat enemmän savukaasuja ja räiskyvät kipinöitä. Tilanteen helpottamiseksi Tulisija- ja savupiippuyhdistys on koonnut nettisivuilleen kattavan listan polttopuun myyjistä.

13 Kehitystyötä klapituotantoon Kuva: Havel Oy

14 Ruotsinpyhtäältä koivuhalkoja Espanjaan Ruotsinpyhtääläinen sahayrittäjä Sami Willström on ryhtynyt viemään koivuhalkoja Espanjaan. Klapit on pakattu 13 kilon pahvipakkauksiin, jotka maksavat Alicantessa 11 euroa. Tavoitteena on saada tuote myös isoihin kauppaketjuihin. Nyt halkoja saa mm. Suomi-kaupasta ja muutamasta puutarhamyymälästä. Halkojen vieminen perustuu pitkälti siihen, että Espanjasta Suomeen tulevilla hedelmä- ja vihannesrekoilla on pulaa paluukuormista. Esmerk Esmerk/Helsingin Sanomat 25.1, Halkoja/Klapeja käytetään vuosittain suunnilleen yhtä paljon energiaksi kuin haketta; n. 6,5 milj. m3! - Suuri ero on siinä, että hakkeen käytön odotetaan kasvavan nopeasti, mutta klapikaupan odotetaan pysyvän suunnilleen nykyisellä tasolla

15 Lyhytkiertokasvit energiatuotantoon Paju on erinomainen biomassan tuottaja, jopa lähes 10 kuivaaine tonnia/v/ha. Sitoo hyvin ravinteita sekä myös mm. raskasmetalleja (maan puhdistusominaisuudet). Puhtaan puun energiakäyttömahdollisuudet ovat selkeät: paljon valmista tutkimustietoa ja kokemusta - Viljojen, oljen, lyhytkiertokasvien jne. energiakäytössä kysymysmerkkejä ja jopa ristiriitoja, esim.: - suoran polton ongelmana mm. viljoilla klooripitoisuudet ja pajuilla alkalipitoisuudet - lisäksi tuhkan määrä ja ominaisuudet aiheuttavat haasteita (taulukot) Lyhytkiertoviljelyyn puulajeina myös mm. poppeli ja (hybridi)haapa.

16 Taulukot: Alakangas, E Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia. VTT.

17 Hakepajun korjuu giljotiinikouralla (Nisula 150E) ja puimurilla (Claas Jaguar, video) Kuva Veli Pohjonen ja video

18

19 Resursseista energiaa Kuva: Alakangas, E Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia. VTT.

20 Jalostuksella lisäarvoa: pelletöinti Raaka-ainevarasto Jauhaminen Pelletöinti Seulonta, jäähdytys Pellettien varastointi

21 Jalostuksella lisäarvoa: briketöinti

22 Pelletöinnin ja briketöinnin edellytyksistä Raaka-ainevaatimukset -Kosteuspitoisuus: pelletöintiin alle 15%, briketöintiin alle 18% - luvut suunnilleen, riippuu mm. raaka-aineesta, laatutavoitteesta jne. -Palakoko: pelletöintiin alle 3 mm, briketöintiin hieman karkeampikin käy (laatutavoitteesta riippuen) -Riittävästi sopivaa raaka-ainetta!! Muutoin ei kannata investoida

23 Pelletöinnin edellytyksistä Kannattaako pientuotanto? - Pientuotantoa < tn/v - Suurten laitevalmistajien näkemys: pellettituotanto kannattavaa, kun vähintään 4 tn/h!! - Paljon pienempiäkin on, mutta vain tapauskohtaisesti kannattavaa - Jopa alle tn/v - Sitoo edelleen aina työntekijän vähintään osaaikaisena valvojana - Pienimpien pellettipuristimien kapasiteetti n. 50 kg/h, ja hintataso n n kg/h, n

24 Tuuleeko meillä? Lähde: Tuulivoiman tuotantotilastot. Vuosiraportti VTT. Kuva: VTT

25 Tuulienergia sisämaassa Tuulivoimalalle tarvitaan maaalaa, joka on mm.: - Tuulisuus olosuhteiltaan hyvä - Ei suojeltu alue (ei lepakoita..) - Liitettävissä verkkoon (yksittäisvoimalat 20 kv) - Tavoitettavissa tietä pitkin - Ympäristön asukkaiden hyväksyttävissä Vain harvat paikat täyttävät kaikki kriteerit Arviointitietoa esim. Kuva: Pöyry Oy

26 Hyvä suunnittelu on tärkeää Tuulivoimala 1 MW, uusi, investointi n /kw: Perustetaan huolellisella suunnittelulla ja mittauksilla - Huipunkäyttöaika 2300 h - Vuosituotanto 2300 MWh - Takuuhinta 83,5 /MWh - Myyntitulo /v Tehdään suunnittelu ja mittaukset rimaa hipoen = säästetään esim Mittalaitteet kalibroimatta - Mittaustorni liian matala, mittausjakso vajaa, jne. - Vuosituotanto tippuu helposti 15%, eli menetetään tuottoa lähes /v! Riski tulon menetykselle kasvaa merkittävästi, jos hanketta ei valmistella huolella.

27 Paikallinen ratkaisu: pientuulivoima

28 Aktiivista aurinkoenergiaa - Aurinkoenergiaa saamme maanpintaan n. 1 kw/m 2 teholla, ja n kwh/m 2 /a - Voidaan hyödyntää lämpimän veden tuotannossa (mm. käyttövesi, lämmitys); aurinkokeräimet, tai - Sähkön tuotannossa; aurinkopaneelit - Aurinkokeräinten kannattavuus on sitä parempi, mitä enemmän lämmintä vettä käytetään kesäaikaan - Investoinnin jälkeen aurinkoenergia on käytännössä ilmaista

29 Aktiivista aurinkoenergiaa Aurinkolämpöjärjestelmä on lisänä esim. öljy-, puu- tai maalämpöjärjestelmässä Se voi tuottaa yli puolet koko vuoden lämpimästä käyttövedestä, sekä osan lämmitysenergiasta (10-20%) Esim. aurinkokeräimet 10 m2, keskim. tuotto 400 kwh/m2/v, yht kwh/v Aurinkokeräimet investointina , lisäksi varaajan mahdollinen uusiminen. Mitä suurempi lämpimän käyttöveden kulutus, sitä lyhyempi takaisinmaksuaika.

30 Aktiivista aurinkoenergiaa Kuva:

31 Aktiivista aurinkoenergiaa Kuva:

32 Aktiivista aurinkoenergiaa Aurinkosähkölle on Suomessa hyvät edellytykset. Esimerkiksi 1 m2 paneeli (130 W) voi tuottaa keskikesän aikaan n. 400 Wh/vrk, eli n. 12 kwh/kk Muita sovelluksia aurinkoenergiasta esim. lämminilmakehitin

33 Aktiivista aurinkoenergiaa

34 Aktiivista aurinkoenergiaa Aurinkosähkön tuotanto on syöttötariffin myötä erittäin yleistä mm. Saksassa

35 Liiketoimintaa kestävästä energiasta

36 - Liiketoiminnallista hyötyä saadaan jo siitä, jos ostoenergiaa voidaan korvata omalla tuotannolla (vrt. mikro CHP) - oikeaa raaka-ainetta riittävästi (jalostus) pitkäaikainen luotettava asiakas bisnes - Ellei mahdollisuutta merkittäviin investointeihin ole, suurin mahdollisuus löytyy raaka-ainetuotannosta - Joko yksittäisenä toimijana tai erityisesti yhteistoimintana, esim. osuuskunta

37 Esimerkki puuenergiapuolelta: Maakunnallinen energiapuun hankintaverkosto? Useamman yrittäjän muodostama verkosto Yrittäjävetoinen yhteenliittymä? Esimerkkejä ympäröivissä maakunnissa (OK- Yhtiöt, Itä-Savon Lähienergia ) Tavoitteena vastata metsähakkeen lisääntyvään kysyntään Verkosto mahdollistaa suuret toimitusmäärät Tasavertainen kilpailija suurten yhtiöiden rinnalle? Korjuu, haketus, kuljetus, terminaaliyrittäjä? Yhteinen reaaliaikainen tietojärjestelmä Polttoainejalosteiden tuottaja?

38

39 Anssi Kokkonen