metsä- ja peltoenergiaselvitys

Transkriptio

1 metsä- ja peltoenergiaselvitys Kanta- ja Päijät-Häme

2 Toimittajat: Olli-Pekka Koisti, Käyttökohdeselvitys puun energiajakeidenen käytöstä Kanta- ja Päijät-Hämeessä 2009 Jouni Rantala, Energiapuun lisäämisen mahdollisuudet Hämeessä vuoteen 2015 Arto Laine, Peltoenergian tuotanto- ja käyttöpotentiaali Kanta- ja Päijät-Hämeen alueella Ulkoasu: Pohjolan Mylly Taitto: Leena Levänen Kannen kuvat: Päivi Meronen ja Olli-Pekka Koisti Painatus: Multiprint Oy

3 3 metsä- ja peltoenergiaselvitys 2011 sisältää seuraavat osiot: 1. Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta- ja Päijät-Hämeessä Energiapuun lisäämisen mahdollisuudet Hämeessä vuoteen Peltoenergian tuotanto- ja käyttöpotentiaali Kanta- ja Päijät-Hämeen alueella Hämeen bioenergiahanke II

4 metsä- ja peltoenergiaselvitys 2011 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta- ja Päijät-Hämeessä Johdanto 9 2 Energiapuun nykykäyttö Kanta- ja Päijät-Hämeessä 10 3 Puupolttoaineet 11 4 Selvityksen tuloksia 16 5 Puupolttoaineen käyttöpaikat 20 6 Pellettilämmitys Hämeessä 32 7 Puun energiakäytön työllisyysvaikutukset 33 8 Yhteenveto puun polttoainekäytöstä Hämeessä Puupolttoaineen käytön tulevaisuuden näkymiä Hämeessä 35 Energiapuun lisäämisen mahdollisuudet Hämeessä vuoteen Johdanto Metsäenergiavarojen hyödyntäminen Hämeessä Hämeen metsät puuenergian lähteinä Metsäenergiavarat Päijät- ja Kanta-Hämeessä Tulosten tarkastelu Energiapuun korjuun työllisyysvaikutukset 65 Peltoenergian tuotanto- ja käyttöpotentiaali Kanta- ja Päijät- Hämeen alueella 1 Johdanto 70 2 Peltoenergia ja sen tuotanto 70 3 Ruokohelven hyödyntäminen energiantuotannossa 73 4 Oljen hyödyntäminen energiantuotannossa 77 5 Öljykasvien hyödyntäminen energiantuotannossa 79 6 Viljan hyödyntäminen energiantuotannossa 80 7 Nurmibiomassan hyödyntäminen energiantuotannossa 81 8 Yhteenveto 82

5 5

6 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta- ja Päijät- Hämeessä 2009 Olli-Pekka Koisti Metsäkeskus Häme-Uusimaa 2010

7 7 Sisällys Tiivistelmä 8 1 Johdanto 9 2 Energiapuun nykykäyttö Kanta- ja Päijät-Hämeessä 10 3 Polttopuuaineet Metsähake Teollisuuden hukkapuu Puupelletit ja puubriketit Halko ja klapi 15 4 Selvityksen tuloksia 16 5 Puupolttoaineen käyttöpaikat Lämpövoimalaitoksista ja niiden toiminnasta Puupolttoaineen käyttö lämpölaitoksissa Puupolttoaineen käyttö lämpöyrittäjäkohteissa Puupolttoaineen käyttö maatiloilla Polttopuun käyttö pientaloissa 30 6 Pellettilämmitys Hämeessä 32 7 Puun energiakäytön työllisyysvaikutukset 33 8 Yhteenveto puun polttoainekäytöstä Hämeessä 34 9 Puupolttoaineen käytön tulevaisuudennäkymiä Hämeessä 35 Liitteet: Lämpölaitosten sijaintikartat Hämeen maakunnissa 37

8 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Tiivistelmä Puuperäisillä polttoaineilla tuotetaan Suomessa vuosittain n. 1/5 kaikesta kulutetusta energiasta. Suomen tavoite on kansainvälisen ilmastosopimuksen mukaan nostaa uusiutuvien energialähteiden osuus energian tuotannosta 38 %:iin vuoteen 2020 mennessä. Puun käytön lisääminen energiantuotannossa on ilmastosopimuksen tämän tavoitteen saavuttamisessa keskeinen tekijä. Vaikka puun käyttöä energiantuotannossa on lisätty viime vuosina, lisäystä täytyy saada vielä huomattavasti asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi. Tässä Hämeen Bioenergia 2 hankkeen selvityksessä käydään läpi puun energiakäyttöä Kanta-Hämeen ja Päijät-Hämeen alueella (alueen yhteisnimi Häme). Selvityksessä tuodaan esille ja vertaillaan Hämeen maakuntien puuperäisen energian käyttöä energiantuotannossa. Hämeen Bioenergia 2 hankkeen keskeisenä tavoitteena on mm. uusiutuvan energian ja erityisesti energiapuun tuotannon ja käytön edistäminen ja niihin liittyvien investointien aikaansaaminen Hämeen alueella. Selvityksen tekijät toimivat Metsäkeskus Häme-Uusimaan energia-alan asiantuntijatehtävissä. Selvityksen aineisto on hankittu mm. haastattelukyselyillä Hämeen alueen lämpölaitosten vastuuhenkilöiltä. Lisäksi selvityksen teossa on tehty yhteistyötä Kestävää energiaa Hämeestä- hankkeen sekä alueen muiden bioenergia-alan asiantuntijoiden kanssa. Koska esim. lämpölaitoksista ei ollut saatavissa valmista tietokantaa, tiedot laitoksista ja niiden vastuuhenkilöistä on selvitetty ja koostettu monista eri tietolähteistä saatujen tietojen perusteella. Selvityksen mukaan Hämeen maakunnissa on varsin paljon puuta energiantuotannossa hyödyntäviä laitoksia. Energiapuun käyttömäärillä mitaten toiminta on melko suuriin yksiköihin keskittynyttä. Suurimmissa laitoksissa tuotetaan lämmön tuotannon ohella myös sähköä. Tällaiset lämpövoimalaitokset ovat Hämeessä hyvin merkittäviä puuperäisen energian kokonaiskäytössä. Alueellisesti merkittävät, mutta teholtaan pienemmät puuta polttavat lämpölaitokset ovat sijoittuneet tasaisemmin maakuntien alueelle. Viime vuosina niiden määrä on lisääntynyt ja uusia laitoksia on rakenteilla ja suunnitteilla useita, mutta edelleen lisäysvaraa on myös huomattavasti. Polttopuun pienkäyttö maatiloilla ja pientaloissa Hämeessä on huomattavaa ja sen merkitys on suuri erityisesti talven lämmityskaudella sähköenergian huippukäytön tasaajana. Polttopuun pienkäytöllä on erityisesti maatiloilla myös työllistävä merkitys niin oman lämmityspuun hankinnassa kuin myös pienimuotoisen polttopuukaupan puun hankinnassa ja välitystoiminnassa. Puun talteenotto on jatkuvasti tehostunut vuosien varrella. Puuta raaka-aineenaan käyttävä teollisuus hyödyntää käytännöllisesti katsoen kaiken teollisuuslaitoksille tuodun puun tarkasti. Osa teollisuuden puusta eli lähinnä prosesseissa syntynyt hukkapuu hyödynnetään yleensä laitosten omassa energiantuotannossa. Keskeisin puun käytön tehostaminen täytyy suunnata Suomen metsiin, joiden n. 100 miljoonan m 3 :n vuosittaisesta runkopuun tilavuuden kasvusta hyödynnetään vain n. 2 / 3. Näin ollen n 1 / 3 jää vuosittain jatkuvasti hyödyntämättä. Hämeessä vastaavasti puuston vuotuinen kasvu on n 5,0 milj m 3, josta hyödynnetään n. 3 / 4. Näin ollen n. 1 / 4 vuotuista kasvua jää joka vuosi hyödyntämättä ja puupääoma metsissä lisääntyy jatkuvasti. Tästä metsien vajaakäytöstä on erityisesti energiakäyttöön sopivaa nuorten metsien hakkuussa ja hoidossa kertyvä pienpuu, joka ei täytä vielä ns. ainespuun mittoja. Myös hakkuutähdepuun ja puun kantojen nykyistä tehokkaampi talteenotto avohakkuualoilta tarjoaa vielä paljon mahdollisuuksia lisätä energiapuun hankintaa. Olennaista on aikaansaada lisää käyttökohteita niin teollisuuden ainespuulle kuin energiapuullekin. Tällä voidaan parantaa työllisyyttä kotimaassa ja korvata kalliita tuontipolttoaineita. Lisäksi metsien hyödyntämistä voidaan näin tehostaa. Kun puuta jalostava teollisuus saa enemmän puuta jalostettavaksi Suomen metsistä, myös energiantuotantoon sopivaa puun käyttöä on mahdollisuus lisätä.

9 9 1. Johdanto Puuperäisillä polttoaineilla tuotetaan Suomessa vuosittain n. 20 prosenttia kaikesta Suomessa kulutetusta energiasta. Sen osuus kokonaiskulutuksesta on viime vuosina pysynyt lähes ennallaan. Suomen tavoite on kansainvälisen ilmastosopimuksen mukaan nostaa uusiutuvien energialähteiden osuus energian tuotannosta nykyisestä n. 28 %:sta 38 %:iin vuoteen 2020 mennessä. Hämeessä uusiutuvien energialähteiden osuus energiantuotannosta on tällä hetkellä vain n. 22 prosenttia, joten keskiarvoon pääsemiseksi Hämeessä lisäystä tulisi aikaansaada vielä enemmän. Puun käytön lisääminen energiantuotannossa on tuon tavoitteen saavuttamisessa keskeinen tekijä. Sitä onkin saatu lisättyä viime vuosina erityisesti puun metsäpäässä tapahtuvan tarkemman talteenoton ansiosta mutta käyttöä täytyy lisätä asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi. Hiilitaseen kannalta puun lisääntyvä käyttö energiantuotannossa on ilmastonmuutoksen torjunnassa merkittävä. Tämän selvityksen ensisijaisena tavoitteena oli selvittää Kanta- ja Päijät-Hämeen alueen (yhteisnimi Häme) puuta polttamalla energiaa tuottavien lämpölaitosten volyymia. Missä näiden maakuntien alueella puuta energiantuotannossa käyttävät laitokset sijaitsevat, kuinka paljon niissä puupolttoainetta palaa ja paljonko sillä tuotetaan energiaa, haettiin vastausta. Lisäksi haettiin vastausta kysymykseen, mitä näissä laitoksissa poltettava puu tai puuaines on. Käyttökohdeselvitys tehtiin mm. haastattelemalla lämpövoima- ja lämpölaitosten vastuuhenkilöitä ja lämpölaitosten suunnitteiljoita, puuenergiaalan toimijoita ja lämpöyrittäjiä, laitevalmistajien edustajia sekä muita ko. asioista selvillä olevia. Näin saatiin laitoskohtaisesti selville puun käyttömääriä ja käytön rakennetta. Lisäksi selvityksen yhteydessä käytiin tutustumassa useisiin alueen lämpölaitoksiin. Internetin sivustoilta sai kerättyä tietoa erilaisista julkaisuista sekä tiedostoista mm. suurten lämpölaitosten ympäristöluvista sekä Energiateollisuuden, Bioenergia.fi:n, Motivan ym. internet-sivustoilta. Lisäksi apuna käytettiin Metsäntutkimuslaitoksen tilastopalvelua mm. puun energiakäytöstä. Myös aiempaa vastaavantyyppistä selvitystä vuodelta 2005 hyödynnettiin. Lisäksi tehtiin yhteistyötä mm. Kestävää energiaa Hämeestä -hankkeen kanssa. Tämä käyttökohdeselvitys tehtiin osana Hämeen Bioenergiahanke 2 hanketta. Metsäkeskuksessa tätä selvitystä olivat tekemässä bioenergianeuvoja Olli-Pekka Koisti ja metsänhoitopäällikkö Jouni Rantala. Selvityksen tekijät haluavat kiittää kaikkia mukana olleita tahoja yhteistyöstä.

10 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä Energiapuun nykykäyttö Kanta- ja Päijät-Hämeessä Kanta- ja Päijät-Hämeen alueella hyödynnettävän energiapuun käyttö biopolttoaineena on lisääntynyt, mutta myös käytön rakenne on muuttunut. Puuta käyttävää teollisuutta on Hämeen maakunnista hävinnyt mm. Heinolan ja Lahden seudulta sekä Forssasta. Lisäksi energian tuotanto on monissa energian tuotantolaitoksissa muuttunut siten, että fossiilisista polttoaineista erityisesti öljyn, mutta myös kivihiilen osuus on pienentynyt ja biopolttoaineiden (lähinnä puun) osuus on lisääntynyt. Nykyään puuaines otetaan entistä tarkemmin talteen ja se pyritään hyödyntämään tehokkaammin niin teollisuuden puolella kuin myös energian tuotannossa. Hämeen alueella on jo pitkään ollut puuperäisiä polttoaineita hyödyntäviä lämpölaitoksia erityisesti metsäteollisuuden piirissä. Viime vuosina on rakennettu lisää biopolttoaineita käyttäviä lämpölaitoksia sekä voimalaitosten yhteyteen erityisesti biopolttoaineita käyttäviä polttokattiloita. Lisäksi tänä vuonna (2011) on juuri valmistunut kolme uutta, alueellisesti mittavaa aluelämpölaitosta Päijät-Hämeeseen. Metsästä kerättävän puupolttoaineen käyttö onkin lisääntynyt selvästi. Kanta-Hämeen alueella on erityisesti Hämeenlinnan Vanajan voimalaitokselle v rakennettu biopolttoainekattila lisännyt metsähakkeen käyttöä Kanta- Hämeessä merkittävästi. Forssan Kiimassuon biovoimalaitos on jo 1990-luvun lopulta lähtien hyödyntänyt runsaasti puuta ja erityisesti metsähaketta polttoaineenaan. Päijät-Hämeen alueella ei ole vielä suuria, pääasiassa metsähaketta polttoaineena käyttäviä biovoimalaitoksia, mutta puun käyttö energiantuotannossa on sielläkin merkittävää. Suurimmat puupolttoaineen käyttökohteet ovat Kanta-Hämeessä biovoimalaitokset Forssassa ja Hämeenlinnan Vanajassa. Päijät-Hämeessä vastaavasti suurimmat puupolttoaineen käyttäjät ovat Heinolassa metsäteollisuuden yhteydessä lähinnä teollisuuden sivutuotteena kertyvää energiapuuainesta hyödyntävät kaksi lämpövoimalaitosta sekä Lahden Kymijärven voimalaitos, jossa metsähakkeen lisäksi erityisesti kierrätyspuun käyttö on merkittävää. Koska Hämeen alueella on vain muutamia suuria metsäteollisuuslaitoksia, suuri osa Hämeen alueella tuotetusta puusta kuljetetaan Hämeen alueen ulkopuolelle ja myös jalostetaan siellä. Hämeen alueella on useita pieniä ja keskisuuria sahoja, mutta esim. paperimassateollisuutta ei ole kuin StoraEnson aaltopahvitehdas Heinolassa sekä pienehkö erikoispaperia valmistava tehdas Janakkalan Tervakoskella. Energiakäyttöön soveltuvaa hukkapuuainesta kertyy maakunnassa näin ollen melko vähän, koska suuri osa Hämeessä tuotetusta puusta jalostetaan muissa maakunnissa. Esimerkkeinä ovat esim. Pirkanmaan Valkeakosken tehtaat, Kymenlaakson Kouvolan seudun tehtaat ja Keski-Suomen Jämsän ja Jyväskylän seudun tehtaat, jotka ovat melko lähellä Hämeen maakuntien rajoja. Lisäksi Hämeen maakuntien läheisyydessä on muutamia suuria puuta runsaasti käyttäviä biovoimalaitoksia, joiden polttoaineesta ainakin osa tuotetaan Hämeen alueelta. Esimerkkinä ovat Keravalla, Porvoossa sekä Jyväskylässä sijaitsevat biovoimalaitokset.

11 11 3. Puupolttoaineet Energiatuotannossa käytetään lämpövoimaja lämpölaitoksissa huomattavia määriä metsähaketta eri jakeineen. Muu puuperäinen energiapuuaines on pääosin puun kuorta sekä sahojen että puutuoteteollisuudessa kertyvää puutähdettä tai purua tai niistä valmistettua polttoainetta kuten puupellettiä tai -brikettiä. Lähinnä pientalojen lämmityksessä käytettävä polttopuu eli halot ja klapit ovat myös merkittävä puupolttoaine. Sellutehtaan tuotantoprosessissa syntyvä jäteliemi eli mustalipeä on puuperäisistä energiajakeista Suomessa kuitenkin merkittävin. Mustalipeän poltolla tuotetaan n. 10 % Suomen koko energian tuotannosta ja se vastaa lähes puolta kaikesta Suomen puuperäisestä energian tuotannosta. Hämeen alueella mustalipeän merkitys on huomattavasti vähäisempi, sillä alueella on vain yksi mustalipeää tuottava ja hyödyntävä laitos Heinolassa. Mustalipeällä tuotettu energia oli siellä energiatilastojen mukaan vuonna 2009 n. 240 GWh. Mustalipeää ei varsinaisesti käsitellä muualla tässä selvityksessä, vaan mukana olevat energiapuuainekset on rajattu kiinteisiin tai mekaanisesti käsiteltyihin jakeisiin Metsähake Metsähake koostuu pääasiassa hakkuutähdepuusta, kannoista ja nuorten metsien hoidon yhteydessä kertyvästä pienpuusta tai muista hakkuissa kertyvästä teollisuudelle puunjalostukseen kelpaamattomasta puuaineksesta. Pienpuuksi kutsutaan runkopuuta, joka ei täytä vielä kokonsa puolesta metsäteollisuuden asettamia ainespuun mittavaatimuksia. Nuorten metsien hoidossa pienpuut voidaan joko karsia rangoiksi ja hakettaa tai sitten ne kerätään oksineen ja haketetaan ns. kokopuuna. Jonkin verran metsähakepuusta tulee esim. tien varsilta, pellon reunoista ja ojan varsista kerättävästä pienpuustosta tai muusta vähäarvoisesta lehtipuustosta, kun näitä alueita siistitään haittaavasta puustosta. Myös lumpit eli hakkuun yhteydessä erotellut niin runkovikaiset järeät runkopuun osat, jotka eivät täytä teollisuuden laatuvaatimuksia esim. ylilahot kuusentyvet, haketetaan metsähakkeeksi. Runkopuusta haketettua puuta kutsutaan tässä selvityksessä kokopuuhakkeeksi. Pienessä määrin metsähakkeeksi tehdään mm. maatiloilla ainespuun mitat täyttävää kuitupuuta. Hakkuutähdepuu koostuu pääasiassa avohakkuualueilta kerätystä oksista ja puulatvuksista. Avohakatuista kuusikoista kertyy yleensä parhaiten hakkuutähteitä. Mitä enemmän alueelta on avohakkuussa saatu puusatoa sen paremmin sieltä yleensä saa myös hakkuutähteitä. Hakkuutähdekertymä on karkeasti ottaen kuusikossa n. 0,25 m 3 eli 0,5 MWh ainespuukertymää kohti. Hakkuutähteet kootaan hakkuun jälkeen metsätraktoreilla pääsääntöisesti tienvarsivarastoksi tuulettuville korkeille kasoille ja annetaan niiden kuivua siinä yleensä ainakin vuoden. Usein kasat vielä lisäksi peitetään esim. peitepaperilla päältä kastumisen välttämiseksi. Hakkuutähteet haketetaan ennen polttoa. Haketus tehdään usein jo tievarsivarastolla tai esim. terminaalivarastolla, josta hake kuljetetaan edelleen polttolaitoksille.

12 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Ensiharvennuksen yhteydessä kertynyttä hakerankaa tien varteen kasattuna ja peitettynä.kuva: Olli-Pekka Koisti Ylilahot lumpit ovat halutttua puupolttoainetta. Kuva: Olli-Pekka Koisti Hakkuutähteitä voidaan jälkikäsittelyn helpottamiseksi myös paalata ja niputtaa. Kuva: Olli-Pekka Koisti Kannon nostossa kannot halkaistaan usein jo nostovaiheessa työn jouduttamiseksi. Tämä nopeuttaa myös niiden kuivumista. Kuva: Olli-Pekka Koisti Kantoja kuivatetaan korkeissa hyvin tuulettuvissa kasoissa yleensä muutaman vuoden. Kuva: Olli-Pekka Koisti

13 13 Kannot ovat myös peräisin metsien avohakkuualueilta. Ne irrotetaan maasta kaivinkoneilla, joihin on kauhan tilalle asennettu kannonnostolaite. Kannot kerätään hakkuutähteiden tapaan korkeiksi tuulettuviksi kasoiksi tien varteen kuivumaan yleensä ainakin vuodeksi. Tällöin niistä varisee suuri osa maa- ja kiviaineksesta eroon. Kannot murskataan kantomurskaimilla puumurskeeksi ennen polttamista. Murskaus tehdään useimmiten vasta terminaalivarastolla tai polttolaitosten varastoalueilla kantomurskaimien suuren koon takia. Kannonnostoalueilla osa suurista kannoista jätetään nostamatta. Tällä turvataan osaltaan alueen biologista monimuotoisuutta, kun alueelle jää järeää lahoavaa puuainesta. Lisäksi jätetään lähes kaikki tukkipuustoa pienempien puiden kannot nostamatta kannattavuussyiden takia. Pienistä kannoista kertyy tehtyyn työhön nähden niukasti energiapuuta ja ne myös hajoavat helposti käsittelyn eri vaiheissa. Karuilla mailla kannon nostoa ei suositella lainkaan tehtäväksi ravinteiden hävikin takia. Parhaat kohteet kannon nostolle ovat alueet, joista on juuri korjattu avohakkuulla runsas tukkipuukuusikko. Näissä kantopuukertymä on karkeasti ottaen m 3 / ha. Sekä kantojen nostomäärät että hakkuutähteiden keräysmäärät ovat vahvasti sidoksissa puumarkkinoiden toimintaan Metsähakkeen laatu Metsähakkeen laatuominaisuuksista merkittävin on puuaineen kosteus. Mitä suurempi energiapuupolttoaineen kosteusprosentti on, sitä enemmän siitä on haittaa puun energiakäytössä. Suuri kosteus heikentää puun lämpöarvoa ja polton hyötysuhdetta sekä lisää puun poltosta aiheutuvia päästöjä. Lisäksi suuri kosteus lisää energiapuun kuljetuskustannuksia sekä heikentää puupolttoaineen säilyvyyttä. Talvella suuri puuaineen kosteus voi aiheuttaa hakkeen jäätymistä kylmässä hakevarastossa, jolloin hakkeen syöttö polttokattilaan voi keskeytyä. Metsähakkeen raaka-aine tulisikin saada jo ennen haketusta ulkokuivauksella riittävän alhaiseen kosteuteen. Tuoreesta puusta tehdyn metsähakkeen kosteus on puulajista ja hakkuuajankohdasta riippuen prosenttia. Mikäli hakettamaton energiapuu varastoidaan tuulettuvissa kasoissa esim. kesän yli ulkovarastossa, niin puuaineen kosteus saadaan olosuhteista riippuen prosenttiin. Tavoitteena voi pitää noin 30 prosentin kosteutta, joka riittävä useimmille polttolaitoksille. Pienissä lämpölaitoksissa pyritään pääsääntöisesti alhaisempaan polttoaineen kosteuteen kuin isommissa laitoksissa, koska isojen laitosten järeämpi tekniikka ei ole niin altis häiriöille. Muita hakkeen laatutekijöitä ovat mm. energiatiheys, puhtaus, tuhkapitoisuus ja hakkeen palakoko. Näistä puhtaus ja palakoko ovat erityisesti pienissä laitoksissa merkittäviä Metsähakkeen hankinnasta Pääosa metsähakkeesta kerätään pystymyynteinä tehtyjen metsien päätehakkuiden yhteydessä. Puukaupassa sovitaan erikseen usein myös energiapuun keräämisestä ja hinnoittelusta. Hakkuutähdehake ja kannot kerätäänkin lähes pääsääntöisesti päätehakkuun tehneen toimijan tai tämän alihankkijan toteuttamana. Myös nuorten metsien energiapuu korjataan suurelta osin joko suurten puunhankintayritysten tai paikallisten metsänhoitoyhdistysten toimesta. Hakkuutähteitä on kerätty mittavasti jo yli 10 vuotta mutta viime vuosina niiden hyödyntäminen on entisestään tehostunut, kun käyttöä on tullut lisää. Toiminta on hakkuutähteiden korjuussa tehokasta ja käytössä olevat menetelmät ovat vakiintuneet. Metsänomistajat suhtautuvat hakkuutähteiden keräämiseen pääosin myönteisesti. Kannonnostossa määrät ovat kasvaneet voimakkaasti erityisesti viimeisen 5 vuoden aikana. Kannot ovatkin merkittävä osa energiapuupotentiaalia ja kantojen osuus metsähakkeesta on jatkuvasti kasvanut. Vasta suuremmissa polttolaitoksissa kantojen käyttö polttoaineena on alkanut onnistua lähes ongelmitta, sillä kannoissa on huomattavasti enemmän epäpuhtauksia kuin esim. runko- tai hakkuutähdepuussa. Kannonnostomenetelmät ovat kehittyneet viime vuosien aikana ja uusia innovaatioita on jatkuvasti kehitteillä. Kantojen sisältämää maata ja kiviaineksia on saatu menetelmien kehittyessä vähennettyä olennaisesti.

14 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Myös kannonnoston vaikutuksista esim. metsämaan maaperään saadaan metsäntutkimuksen avulla jatkuvasti lisää tutkimustietoa. Saadun tiedon ristiriitaisuus esimerkiksi maaperän ravinnepoistuman vaikutuksista kasvupaikan ravinteisuuteen ja puun tuottokykyyn on aiheuttanut metsänomistajissa epätietoisuutta ja rajoittanut siten myyntihalukkuutta. Kantojen energiakäytön vaikutusta hiilitaseeseen ei uuden tutkimustiedon mukaan myös pidetä yksinomaan myönteisenä asiana ja sillä on ollut myös vaikutuksensa kantojen myyntihalukkuuteen. Nuorten metsien hoidossa kertyvä pienpuuston kerääminen energiakäyttöön on toiminnan kannattavuuden kannalta ehkä haastavin. Kerättävien puiden pieni runkotilavuus pitää työn tuotoksen väistämättä varsin alhaisena. Korjuu on työlästä ja suhteellisen hidasta, vaikka korjuumenetelmät, korjuukalusto sekä osaaminen ovat kaiken aikaa kehittyneet. Oikein ajoitettu ja oikeaoppisesti tehty nuorten metsien hoito on tulevaisuuden ainespuusadon kannalta kuitenkin erittäin merkittävä. Nuorten metsien hoidossa kerättävä energiapuu on koko metsähakkeen saannin osalta ehkä suurin haaste, koska toteutuneet nuorten metsien hoitomäärät ja ensiharvennukset ovat jatkuvasti reilusti tavoitemääriä pienempiä. Valtio on tukenut nuorten metsien hoidossa kerättävää energiapuun korjuuta kestävän metsätalouden rahoituslain (Kemera) avulla. Tukirahojen riittämättömyys on kuitenkin viime vuosina osaltaan rajoittanut toimintaa. Energiapuun korjuu nuorista metsistä kannattavasti ilman Kemera-tukea tai vastaavaa tulossa olevaa Pienpuun energiatukea on erittäin haasteellista Teollisuuden hukkapuu Teollisuuden hukkapuusta on energiapuupolttoaineena merkittävin puun kuorintatähde eli kuori. Sitä kertyy paljon esim. paperimassateollisuudessa, missä puun kuoriaines poistetaan puutavarasta kuorimarummuissa ennen kuin se haketetaan selluteollisuuden raaka-aineeksi. Vastaavasti myös sahoilla sahattavat tukkipuut kuoritaan kuorimakoneilla ennen sahausta. Kuorinnassa puusta lähtee mukaan myös osa puuaineksesta. Kuorintatähde pitääkin sisällään näin ollen myös Hakkuutähteet ovat merkittävä osa metsähakkeesta ja niitä kerätään suurimmalta osalta avohakkuualueista vakiintunein menetelmin. Kuva: Kaj Lindh

15 15 jonkin verran puuta. Kuorintatähdettä eli kuorta hyödynnetään nykyään pääosin ko. teollisuuslaitosten oman energiantuotannon polttoaineena. Sen määrä on oleellisesti riippuvainen hakkuiden määrästä. Muita merkittäviä teollisuuden hukkapuueriä ovat puutähdehake ja puru. Puutähdehake on sahoilta, puutuote- ja puuseppäteollisuudesta kertyvää sivutuotetta, joka on mm. sahausjätettä, sahauspintoja, rimoja, tasauspätkiä ym., joka haketetaan tai murskataan polttoon sopivaksi. Puru on sahauksessa, höyläyksessä tai muussa puun käsittelyssä syntyvää sahanpurua, kutterinlastua tai muuta lastua tai puupölyä. Lisäksi energiapuuna hyödynnetään myös jonkin verran ns. kierrätyspuuta, jota kertyy mm. rakennuspuutähteistä ja puupakkausmateriaaleista Puupelletit ja puubriketit Puupelletit ja -briketit ovat sahanpurusta, kutterinlastusta tai hiontapölystä muotoon puristettua puupolttoainetta, joka pääosin tehdään kotimaisesta raaka-aineesta ja kotimaassa sijaitsevissa tehtaissa. Pelletintuotanto on Suomessa ollut mittavaa jo yli 10 vuotta, mutta pelletin käyttö Suomessa on vasta viime vuosina lisääntynyt pienten ja keskisuurten lämpölaitosten polttoaineena. Pelletin tasalaatuisuus, helppokäyttöisyys ja suhteellisen vakaa hintakehitys on tehnyt siitä kilpailukykyisen polttoaineen erityisesti fossiilisille polttoaineille. Puubrikettien käyttö on varsin vähäistä, lähinnä pientalokäyttöä Halko ja klapi Halot ja klapi eli pilke ovat pyöreästä puutavarasta halkomalla ja pätkimällä tehtyä sekä kuivattua polttopuuta, jota käytetään lähinnä pientalojen lämmityksessä. Pientalojen polttopuun käyttö on merkittävä energianlähde niin maatiloilla kuin muissakin pientaloissa. Lisäksi se on varsin suuri osa kaikesta puulla tuotetusta energiasta. Taulukko1. Puupolttoaineiden energiasisältö, joita laskelmissa on käytetty. Puupolttoainelaji Energiatiheys, Tiiviys, MWh / i-m 3 kiinto-m 3 / i-m 3 Metsähake 0,8 0,4 Teollisuuden puutähdehake 0,65 0,4 Puru, kutterinlastu ym. 0,55 0,3 Kuori 0,6 0,35 Kierrätyspuu 0,7 0,4 Puupelletit ja briketit 3 MWh / i-m 3 ; 4,75MWh / tn 0,54 Muu kiinteä puupolttoaine 0,7 0,4 1 kiintokuutiometri eli m³ puuta = n. 2,5 irtokuutiometriä i-m³ haketta ja vastaavasti 1 i-m3 haketta = n. 0,4 m³ puuta Puun energiasisältö 1 m³ = 2 MWh vastaavasti 1 i-m³ metsähaketta = 0,8 MWh Etuliite k kilo M mega G giga T tera

16 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä Selvityksen tuloksia Hämeen alueella kartoitettiin puupolttoaineita hyödyntäviä kattilateholtaan vähintään 150 kw tehoisia lämpövoima- ja lämpölaitoksia yhteensä yli 80 kpl. Päijät-Hämeessä niitä on yhteensä 44 kpl ja Kanta-Hämeessä 40 kpl. Näiden laitosten yhteenlaskettu polttoaineteho on koko Hämeen alueella n. 525 MW, josta Kanta-Hämeen osuus on 195 MW ja Päijät- Hämeen 330 MW. Puuperäisiä polttoaineita nämä laitokset käyttivät v yhteensä yli k-m 3 ja sen lisäksi n i-m 3 pellettiä. Niiden yhteinen energiasisältö on n MWh eli n.1,33 TWh. Näiden yli 80 laitosten lisäksi tulee lisäksi ns. pienpuukäyttö eli maatilojen lämpölaitokset sekä pientalojen polttopuun käyttö. Kaavio 1. Puun käyttö lämpövoima- ja lämpölaitoksissa vuonna 2009 (yksikkönä kiinto-m 3 ). Puun käyttö lämpövoima- ja lämpölaitoksissa Hämeessä (m 3 = kiinto-m 3 ) m Metsähake, m3 Puutähdehake, m3 Kuori, m3 Puru, m3 Kierrätyspuu, m3 Pelletti i-m Kanta-Häme Päijät-Häme Kaaviosta käy ilmi, että puupolttoaineen käytön rakenteessa on suuria eroja maakuntien välillä. Metsähaketta käytetään Kanta-Hämeessä reilusti enemmän kuin Päijät-Hämeessä, missä vastaavasti kuoren ja puutähdehakkeen osuus on huomattavasti Kanta-Hämettä suurempi.

17 17 Kaavio 2. Puun polttoainekäyttö maakunnittain (kiinto-m 3 ). Määrät eivät sisällä polttopuun pienkäyttöä Puun polttoainekäyttö lämpövoima- ja lämpölaitoksissa m 3 Päijät-Häme Kanta-Häme m 3 Kanta-Häme Päijät-Häme Pelletti i-m Kierrätyspuu, m Puru, m Kuori, m Puutähdehake, m Metsähake, m Puun polttoainekäytön kokonaismäärissä on Kanta- ja Päijät-Hämeessä suuria eroja. Lisäksi eri jakeiden käyttömäärät eroavat huomattavasti. Päijät-Hämeessä on Kanta-Hämettä enemmän metsäteollisuutta, josta tulee paljon kuorta ja puutähdehaketta polttoaineeksi. Kaavio 3. Puupolttoaineiden energia (MWh) lämpövoima- ja lämpölaitoksissa energiajakeittain vuonna Lämpövoima- ja lämpölaitoksissa käytetyn puupolttoaineiden energia Päijät-Häme Metsähake yht Teoll.puutähde Kuori puru, puupöly kierr.puu Kanta-Häme pelletti MWh Puupolttoaineilla lämpövoima- ja lämpölaitoksissa tuotettu energia jää Kanta-Hämeessä pienemmäksi kuin Päijät-Hämeessä. Ero on huomattava. Kanta-Hämeen määrä on n. 540 GWh ja Päijät-Hämeen n. 790 GWh. Yhteensä määrä on n GWh eli 1,33 TWh.

18 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Kaavio 4. Puupolttoaineiden energia (MWh) maakuntien lämpö+voima- ja lämpölaitoksissa energiajakeittain vuonna Polttoaineen energia lämpö- ja lämpövoimalaitoksissa Kanta-Häme Päijät-Häme MWh Kokopuuha ke Hakkuutäh de-hake Kantohake Teoll.puutä hde Kuori puru, puupöly kierr.puu pelletti Kanta-Häme Päijät-Häme Kanta-Hämeessä tuotetaan kaikilla metsähakkeen jakeilla enemmän energiaa kuin Päijät-Hämeessä. Sen sijaan kuorella ja teollisuuden puutähteellä tehdään Päijät-Hämeen puuenergian tuotannosta yli puolet. Pelletin käyttö on Kanta-Hämeessä Päijät-Hämettä suurempi. Pelletin käyttö on kuitenkin kokonaisuudessaan Hämeessä mahdollisuuksiin nähden vielä vähäistä. Taulukko Metsähakkeen käyttö ja energiasisältö käyttö ja energiasisältö Kanta- ja Päijät-Hämeessä Kanta- v. ja Päijät-Hämeessä Metsähake, k-m 3 Energiaa, MWh Kanta-Häme Päijät-Häme Yhteensä Metsähake on peräisin lähes täysin kotimaisesta raaka-aineesta. Sillä tuotettu energia on kotimaista lähienergiaa lähes parhaimmillaan. Sen työllistävä vaikutus alueellisesti on merkittävä. Energiapuun korjuu, lähikuljetus ja kaukokuljetus ovat suoraan työllistävimpiä vaiheita mutta välillisesti sen työllistävä vaikutus on huomattavasti laajempi. Sen merkitys alueen energiaomavaraisuuteen on huomattava.

19 19 Kaavio 5. Metsähakkeen eri jakeiden osuudet lämpövoima- ja lämpölaitosten käyttämistä puumääristä (kiinto-m3.) Lämpövoima - ja lämpölaitosten käyttämän metsähakkeen lähteet maakunnittain Kokopuuhake Hakkuutähdehake Kantohake m Kanta-Häme Päijät-Häme Hakkuutähdehake on merkittävin metsähakkeen jae niin Kanta- kuin Päijät-Hämeenkin lämpövoimakuin lämpölaitoksissa. Kokopuuhakkeen osuutta metsähakkeesta voisi lisätä huomattavasti nuorten metsien energiapuukorjuuta lisäämällä. Kaavio 6. Metsähakkeen eri jakeiden osuudet lämpövoima- ja lämpölaitosten energiantuotannosta (MWh). Metsähakkeen jakeiden osuudet lämpövoima- ja lämpölaitoksissa Päijät-Häme Kokopuuhake Hakkuutähdehake Kantohake Kanta-Häme MWh Metsähakkeella tuotettiin v.2009 energiaa lämpövoima- ja lämpölaitoksissa Kanta-Hämeessä n 70 prosenttia enemmän kuin Päijät-Hämeessä. Muuttuuko tilanne lähitulevaisuudessa, kun Päijät-Hämeen uudet alueelliset lämpölaitokset käynnistyvät?

20 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä Puupolttoaineiden käyttöpaikat Puupolttoaineiden käyttö erityppisissä polttolaitoksissa on jaettu tässä selvityksessä seuraavasti: lämpövoimalaitokset lämpölaitokset maatilojen polttopuukäyttö pienpuukäyttö kotitalouksissa 5.1. Lämpövoimalaitoksista ja niiden toiminnasta Lämpövoimalaitoksella tarkoitetaan tässä yhteydessä laitosta, joka tuottaa lämpöenergiaa polttamalla puupolttoainetta ja sitten muuttaa osan lämmöstä edelleen sähköksi. Osa laitoksen tuottamasta lämmöstä otetaan hyötykäyttöön kuumana vetenä tai höyrynä ja hyödynnetään kaukolämpönä. Tällaiset laitokset ovat lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksia eli CHP-laitoksia.( Combined Heat and Power ) Lämpövoimalaitosten lämmitinkattilana on höyrykattila, jossa vesi tulistetaan kuumaksi vesihöyryksi. Vesihöyryn avulla pystytään siirtämään paineistettuja lämpöputkistoja pitkin huomattavan suuria energiamääriä nopeasti ja tehokkaasti. Osa höyryn energiasta hyödynnetään höyryturbiineilla tehtävässä sähköntuotannossa ja jäljelle jäänyt lauhdutuslämpö otetaan talteen hyödyntäen kaukolämpönä. Lämpövoimalaitos onkin yleensä kytketty paineistettuun kaukolämpöverkkoon, missä verkostoon lähtevä lämmitetty vesi on selvästi yli C tai se on kuumaa vesihöyryä. Kun lämpötilaero kattilasta lähtevällä ja sinne takaisin palaavalla vedellä on suuri, lämmön siirto kaukolämpöverkossa on tehokkaampaa. Osa tuotetusta kuumasta vesihöyrystä voidaan siirtää myös suoraan lämpöputkistojen avulla sopivassa paineessa ja lämpötilassa loppukäyttäjilleen esim. teollisuuden käyttökohteissa. Tämän selvityksen lämpövoimalaitosten pääpolttoaine on puuperäinen polttoaine tai laitoksen käyttämästä polttoaineesta huomattava osa on puuperäistä. Näitä puuta runsaasti käyttäviä lämpövoimalaitoksia on Hämeessä toistaiseksi yhteensä 8 kpl. Päijät-Hämeessä näistä on 4 laitosta ja Kanta-Hämeessä saman verran. Päijät-Hämeen laitoksista kaksi sijaitsee Heinolassa tehdaslaitosten yhteydessä, yksi Lahdessa ja yksi Kärkölän Järvelässä. Kanta Hämeen laitoksista yksi sijaitsee Forssassa, yksi Riihimäellä sahalaitoksen yhteydessä ja kaksi Hämeenlinnassa, joista toinen Rengon sahalaitoksen yhteydessä. Lämpövoimalaitokset ovat teholtaan ja tilantarpeeltaan varsin suuria. Energiaa niissä tuotetaan yleensä läpi vuoden keskeytymättä. Esimerkiksi 60 MW tehoinen puuta polttava laitos käyttää täydellä teholla toimiessaan vuorokauden aikana noin 2000 i-m 3 puuta ja tuottaa n. 1,5 GWh energiaa. Koska puupolttoaineen energiasisältö on suhteellisen pieni verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin esimerkiksi öljyyn (1:10) tai kivihiileen (1:7), polttoainevarasto tarvitsee huomattavat määrät tilaa joko laitoksen läheisyydessä tai kauempana. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, joita säilytetään suurissa polttoainesäiliöissä tai suurissa kasoissa kuten ki-

21 21 vihiili, puun säilytys eloperäisenä aineena on vaikeampaa. Vähänkin kostea puuaines alkaa suuressa kasassa helposti itsekseen lämmetä ja voi syttyä varastossa itsekseen aiheuttaen tulipalovaaran. Energiapuun monenkertaista käsittelyä ja varastoiden siirtelyä tulisi välttää turhien kustannusten takia. Suurin osa lämpövoimalaitoksille hankitusta energiapuusta säilytetäänkin useimmiten varsin pitkään tuulettuvissa tienvarsivarastoissa tai terminaalivarastoissa, joista toimitus hoidetaan sitten ajallaan suoraan haketettuna laitokselle. Suurten laitosten polttopuuraaka-aineen toimitukset hoidetaan pääosin rekka-autoilla. Kuljetukset suurille laitoksille hoidetaan lähes keskeytymättömänä ympäri vuorokauden. Näin kuljetuslogistiikan täytyy olla kunnossa. Tehokkaasti toimivasta kuljetuslogistiikasta huolimatta myös suurissa lämpövoimalaitoksissa täytyy pitää kuitenkin polttoaineen varmuusvarastoa laitoksen läheisyydessä muutamien päivien tarvetta vastaava määrä. Hämeen lämpövoimalaitosten koon vaihteluväli on suuri. Alueen pienin voimalaitos on polttoaineteholtaan n.11 MW:n Rengon Finnforestin sahan yhteydessä sijaitseva voimala, joka tuottaa sähköä ja lämpöä oheiselle sahalaitokselle. Suurin on 120 MW:n Heinolan StoraEnson aaltopahvitehtaan yhteydessä sijaitseva voimala, joka sekin käyttää lähes kaiken tuottamansa energian omalla vieressä sijaitsevalla tehdaslaitoksellaan. Forssan biolämpövoimalan polttoaineteho on n. 70 MW ja Hämeenlinnan Vanajan biolämpökattilan n. 60 MW. Ne ovat molemmat asutuskeskusten kaukolämpöön ja sähköntuotantoon tehtyjä laitoksia. Hämeenlinnan Vanajan voimalaitoksella on myös toinen vähän pienempi biolämpökattila, mutta sen polttoaineena käytetään vain turvetta. Lisäksi Vanajan laitoksella on myös muita lähinnä fossiilisia polttoaineita mm. maakaasua käyttäviä lämpövoimakattiloita. Myös Lahden Kymijärven voimalaitoksella on puupolttoaineita käyttävän lämpövoimakattilan lisäksi muita polttoaineita käyttäviä kattiloita. Puun polttotavoista Puun polttotapa voidaan jakaa tulipesäratkaisun perusteella kolmeen erilaiseen menetelmään: Arinapoltto, leijukerrospoltto. ja kaasutuspoltto. Voimalaitoskoon kattiloissa yleisin polttotapa on nykyään ns. leijukerrospoltto. Siinä palamisprosessi mahdollistaa erityyppisten ja -laatuisten kiinteiden polttoaineiden esim. metsähakkeen, turpeen, ruokohelpin ym. samanaikaisen käytön. Myös huonolaatuinen ja kosteakin polttoaine voidaan polttaa yhdessä ja samassa palamisprosessissa. Kun leijukerroskattilossa käytetään usein seospolttoaineena tasalaatuista polttoturvetta, se tasaa muiden biopolttoaineiden laadun vaihtelun vaikutusta polttoprosessiin. Leijukerrospoltossa polttoaine syötetään tulipesään ylhäältä kuumana hehkuvalle hiekkapedille. Palamisessa tarvittava ilma puhalletaan hiekan alla olevista ilmasuuttimista hiekkapedin läpi, jolloin polttoaine palaa tehokkaasti kuumana leijuen hehkuvalla hiekka-alustalla. Leijukerrospoltossa palaminen on tehokasta ja laitosten hyötysuhde on hyvä sekä toiminta ympäristöystävällistä päästöjen suhteen. Savukaasujen puhdistus on nykyaikaisissa laitoksissa tehokasta ja hukkalämpö otetaan talteen tarkasti. Hyötysuhde tehokkaimmissa CHP-laitoksissa on n. 90 prosentin luokkaa. Alueen pienemmissä lämpövoimalaitoksissa tulipesäratkaisu on perinteinen arinapoltto. Arinaratkaisu on joko kiinteä tai mekaanisesti liikkuva. Arinakattilassa polttoaine syötetään tulipesän arinalle tasaisena virtana, jossa se palaa. Palaneen polttoaineen jäännös eli tuhka kulkeutuu arinalta vähitellen tuhkasäiliöön. Arinapoltossa polttoaineen laadun vaihtelu vaikuttaa palamistapahtumaan enemmän kuin leijukerrospoltossa. Arinapoltossa tulipesän korkeat lämpötilat voivat eri polttoaineilla aiheuttaa tuhkan sulamista arinalle eli ns. kuonan muodostusta, mikä haittaa arinan toimintaa. Arinakattilat soveltuvat paremmin tasalaatuisemman polttoaineen käyttöön kuin leijukerroskattilat. Kaasutuspoltossa polttoaine esim. puu kaasutetaan tulipesässä korkeassa lämpötilassa kaasumaiseen muotoon. Kun ilmaa syötetään kaasutuksessa vähemmän kuin polttoaineen täydellinen palaminen edellyttää, niin osasta polttoainetta tulee jäännös-

22 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 hiiltä. Sitä polttamalla saadaan tuotettua suuri osa kaasutuksen tarvitsemasta energiasta. Kaasutuksessa tuotettu biokaasu voidaan johtaa kaasukattilaan, missä se hyödynnetään kaasumaisena polttoaineena. Kaasutuspolttoa käytetään mm. jätteenpolttolaitoksissa yleisesti mutta se sopii hyvin myös puupolttoaineille. Kaasutuspoltto on käytössä Lahden Kymijärven lämpövoimalaitoksessa siltä osin kuin siellä käytetään biopolttoaineita maakaasun lisänä. Kaasutuspoltolla on mahdollista saada tuotettua biopolttoaineilla valmistettua biokaasua myös muihin käyttötarkoituksiin. Lämpövoimalaitoksissa käytetyt puupolttoaineet Kanta- ja Päijät-Hämeen alueen lämpövoimalaitoksissa käytetään monenlaisia puupolttoaineita. Puun lisäksi myös polttoturpeen käyttö on erityisesti Vanajan ja Forssan laitoksissa ajoittain hyvin merkittävää. Niiden leijukerroskattiloissa turpeen käyttö on puun seospolttoaineena usein myös suositeltavaa. Turpeen tasalaatuisuus tasoittaa puupolttoaineiden laatu- ja varsinkin kosteusvaihteluita, jolloin polttokattilan toiminta saadaan tasaisen varmaksi. Polttoaineiden suhteelliset osuudet käyttömääristä erityisesti biovoimalaitosten kattiloissa vaihtelevat vuosittain ja vuoden eri aikoina paljon. Polttoaineiden markkinatilanne ja saatavuus ohjaavat käyttömääriä merkittävästi. Lämpövoimalaitoksissa pyritään tuottamaan energia aina mahdollisimman kustannustehokkaasti. Suurimmat puupolttoaineen käyttäjät Kanta- Hämeessä ovat Forssan Kiimassuon alueella sijaitseva Vapon biolämpövoimalaitos ja Hämeenlinnan Vanajassa sijaitseva Vattenfallin lämpövoimalaitos. Sekä Forssan että Vanajan biovoimakattiloiden polttoaineesta metsähakkeen osuus on suuri. Forssan laitoksella käytetään puupolttoaineiden ja turpeen lisäksi myös ruokohelpiä. Päijät-Hämeessä vastaavasti eniten puupolttoainetta käyttää Heinolassa Stora Enson Fluting tehdasalueella sijaitseva lämpövoimalaitos sekä Heinolan Sahaniemessä sijaitseva Lahti Energian lämpövoimalaitos. Näiden pääpolttoaine on puun kuori. Fluting-tehtaan voimalassa on myös toinen lämpökattila, joka hyödyntää tehtaan sellunkeiton jätelientä, mustalipeää polttoaineenaan. Kärkölän Järvelässä Koskisen Oy:n tehdasalueella sijaitseva KoskiPowerin lämpövoimalaitoskattiloita käyttää polttoaineenaan merkittävästi niin omalta sahaltaan, kuin muistakin tehtailtaan kertyvää puun kuorta ja teollisuuden puutähdettä. Koskisen voimalaitoksella on myös muita lämpövoimakattiloita, jotka toimivat lähinnä raskaalla polttoöljyllä. Lahti Energian Lahden Kymijärven lämpövoimalaitoksella kierrätyspuun käyttö metsähakkeen lisäksi on merkittävää. Päijät-Hämeen laitokset ovat enimmäkseen metsäteollisuuslaitosten yhteydessä toimivia laitoksia, jotka hyödyntävät puun käsittelyssä kertyvää hukkamateriaalia. Päijät- ja Kanta-Hämeen puuta polttavien lämpövoimalaitosten energiantuotanto ja polttoaineiden käyttö jakautuu taulukon 3 mukaisesti. Puupolttoaineita käyttävien lämpövoimalaitos- Taulukko 3. Lämpövoimalaitosten teho ja niiden puuperäisen energian tuotanto Taulukko 3. Lämpövoimalaitosten teho ja niiden puuperäisen energian tuotanto eriteltynä puuenergiajakeittain v eriteltynä puuenergiajakeittain v Lämpövoimalaitosten Kuori polttoaineteho MW Metsähake GWh Teoll.puutähde GWh GWh Puru, puupöly GWh Kierrätyspuu GWh Kanta-Häme ,7 30,8 96,3 2,7 0 Päijät-Häme ,4 70,2 165,3 22,5 126 Yhteensä , ,6 25,2 126

23 23 Kaavio 7. Lämpövoimalaitoksissa tuotetun puuenergian energiasisältö jakeittain Päijät-Häme Metsähake Teoll.puutähde Kuori Kanta-Häme Puru, puupöly Kierrätyspuu MWh Teollisuuden sivutuotteina syntyviä puuenergiajakeita käytetään Päijät-Hämeen lämpövoimalaitoksissa paljon verrattuna Kanta-Hämeeseen. Metsähakkeen suhteen tilanne on päinvastainen. Taulukko 4. Lämpövoimalaitosten puunkäyttö Hämeessä v Puumäärät kiintokuutiometreinä. Maakunta Metsähake Teoll.puutähde Kuori puru, puupöly kierrätyspuu Kanta-Häme Päijät-Häme Yhteensä Forssan Kiimassuolla sijaitseva Vapon lämpövoimalaitos on Hämeen suurin biolämpövoimalaitos. Kuva: Vapo kuvapankki.

24 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 kattiloiden yhteenlaskettu polttoaineteho on Kanta-Hämeen alueella n.150 MW ja Päijät- Hämeessä noin 257 MW eli yhteensä n. 407 MW koko Hämeen alueella. Se on yli 75 prosenttia kaikkien Hämeen alueelta tähän selvitykseen mukaan laskettujen lämpövoima- ja lämpölaitosten 525 MW:n yhteistehosta Puupolttoaineen käyttö lämpölaitoksissa Lämpölaitoskohteet voidaan jakaa kolmeen ryhmään: Teollisuuslaitosten omat lämpölaitokset Alueelliset lämpölaitokset Kiinteistökohtaiset lämpölaitokset. Lämpölaitos Lämpölaitoksen tehtävä on tuottaa energiaa polttoaineesta ja siirtää se lämmitettäviin kohteisiin. Tämän selvityksen laitoksissa poltetaan puuperäisiä polttoaineita. Lämpölaitoksen toimintaperiaatteena on, että lämmitinkattilan tulipesässä puuta polttamalla vapautuu energiaa, joka otetaan talteen lämmittämällä vettä. Lämmitetty vesi kierrätetään kaukolämpöverkostossa lämmitettäviin kohteisiin, joista se palaa jäähtyneenä takaisin. Osa teollisuuslaitosten lämpölaitoksista tuottaa myös prosessilämpöä teollisuudelle. Näissä lämmitinkattilana on höyrykattila, joissa vesi höyrystetään. Vesihöyry siirretään lämpöputkistojen avulla loppukäyttäjilleen käyttökohteisiinsa sopivassa paineessa ja lämpötilassa. Osa höyryn lauhdelämmöstä otetaan talteen ja hyödynnetään vielä kaukolämpönä. Polttoainetehot Kanta- ja Päijät-Hämeen alueen lämpölaitoksissa vaihtelevat 0,2 MW:sta 15 MW:iin. Tulipesäratkaisu on lämmitinkattiloissa poikkeuksetta toteutettu arinakattilaperiaatteella. Suurimmissa laitoksissa eli yli 4 MW tehoissa on yleensä kekoarinakattila joko mekaanisella tai kiinteällä arinalla. Pienemmissä eli alle 4 MW teholuokan laitoksissa arinaratkaisu on yleensä ns. porrasarina. Polttoaineen laatu lämpölaitoksissa Polttoaineen laadun vaihtelun suhteen suuremman kokoluokan lämpölaitoskattilat syöttö- ja kuljetuslaitteineen eivät ole niin alttiita häiriöille kuin pienet laitokset. Pienissä lämpölaitoksissa polttoaineen epäpuhtaudet, laadun vaihtelu sekä suuret kosteudenvaihtelut aiheuttavat helpommin ongelmia niin kuljettimissa, polttoaineen syötössä kuin itse polttoaineen palamisprosessissakin. Se voi ilmetä polttoaineen syötön häiriöinä, epäpuhtaana palamisena tai palamisjäänteen eli tuhkan sulamisena arinalle. Seurauksena voi olla häiriöitä lämmöntuotannossa, tai kattilan hyötysuhteen heikkenemistä. Talvella erityisesti kostean hakkeen jäätyminen hakesäiliössä voi myös aiheuttaa ongelmia. Poltettavan puun kosteuden vaikutus lämmöntuottoon on suuri. Kun puupolttoaineen kosteus nousee esimerkiksi 20 prosentista 50 prosenttiin, niin tarvittava polttoaineen määrä lähes kaksinkertaistuu saman energiamäärän tuottamiseksi. Veden haihduttaminen kosteasta polttoaineesta kuluttaa paljon energiaa ja se aiheuttaa myös enemmän päästöjä savukaasuissa. Polttoaineen laatuun onkin syytä kiinnittää erityistä huomiota, mitä pienemmän kokoluokan lämpölaitoslaitteista on kyse. Lämpölaitoksen lämmön tuotannon kannattavuus paranee myös olennaisesti hyvälaatuisen polttoaineen myötä. Metsähakepuun oikeaoppinen varastointi ennen haketusta vaikuttaa hyvin paljon metsähakkeen kosteuteen. Taulukossa 4 ja 5 on Hämeen lämpölaitosten käyttämiä puumääriä ja niiden käyttämän polttoaineen sisältämiä energiamääriä. Teollisuuslaitoksen lämpölaitos Sahalaitosten, talo- ja puusepän- sekä kalusteteollisuuden yhteyteen on usein rakennettu oma kiinteä lämpölaitos, joka hyödyntää ko. teollisuuden sivutuotteena syntyvää kuorta, purua, puutähdettä tai muuta laitoksen tuottamaa puupolttoainetta laitoksen tilojen lämmitykseen ja/tai esim sahalaitoksilla sahatavaran kuivaukseen. Teollisuuslaitosten lämmityskattilakoot vaihtelevat Hämeessä teholtaan 0,3-15 MW,

25 25 keskikoon ollessa n. 1 MW:n luokkaa. Kanta- Hämeessä tällaisia lämpölaitoksia on 7 kpl yhteistehon ollessa 9 MW ja Päijät-Hämeessä 18 kpl yhteistehon ollessa 56 MW. Tyypillisimpiä näistä ovat pienehköt sahalaitokset, joissa kertyy varsin paljon energiakäyttöön soveltuvaa hukkapuuta sahauksen yhteydessä. Suurimpien laitosten kapasiteetti mahdollistaa lämmön myynnin myös laitoksen ulkopuolelle esim. lähellä sijaitsevaan asutuskeskustaajamaan kuten Hartolassa Kuningaspalkkitehtaan lämpölaitos. Siellä lämpölaitos on mitoitettu niin suureksi, että Hartolan keskustaajaman kaukolämmitys ja tehtaan tarvitsema lämpö hoituu yhdellä laitoksella. Suurin osa Hämeen alueen teollisuuslaitosten lämpölaitoksista on mitoitettu kuitenkin niin pieneksi, etteivät ne myy lämpöä ulkopuolelle. Syy voi olla myös pitkä etäisyys lähimpään asutuskeskukseen, jolloin kaukolämpöverkon rakentamisesta aiheutuva kustannukset nousevat helposti korkeaksi. Mikäli lämpökapasiteettia laitoksessa on yli oman tarpeen ja sijainti on sopiva, lämmön myynti lähialueen asutustaajamaan voi olla myös yksi keino lisätä yrityksen liikevaihtoa ja kannattavuutta. Alueellinen lämpölaitos Alueellinen kaukolämpölaitos tuottaa lämmitysenergiaa useimmiten asutustaajamaan tai yhtenäiseen lämmitettävien rakennusten muodostamaan kokonaisuuteen. Alueellisen lämpölaitoksen muodostama pienehkö lämpöverkko on useimmiten paineistamaton ja lämpöenergiaa siirretään käyttökohteisiinsa lämpimän veden avulla. Lämpöverkko on tällöin suhteellisen pieni enintään vain joitakin kilometrejä. Lämpöhäviöt pitkillä matkoilla muodostuvat paineistamattomassa verkossa helposti suuriksi. Alueellisia kaukolämpölaitoksia on lähes kaikissa Hämeen kunnissa, joissakin on useita. Edelleen kuitenkin vain osassa alueellisista lämpölaitoksista polttoaineena käytetään puuperäisiä polttoaineita. Raskas tai kevyt polttoöljy ovat edelleen varsin suosittuja pienten aluelämpölaitosten polttoaineita. Maakaasuputkiverkon läheisyydessä osa laitoksista toimii maakaasulla. Alueellisia lämpölaitoksia on viime vuosina jonkin verran muutettu ja uusittu joko hakkeelle tai pelletille. Metsähaketta polttavien aluelämpölaitosten polttoaine pyritään yleensä hankkimaan lähialueelta, jotta polttoaineen pitkistä kuljetuksista ei aiheutuisi ylimääräisiä kustannuksia. Näin paikallinen polttoaine alueen energiantuotannossa vaikuttaa myönteisesti koko alueen toimintaan ja elinvoimaisuuteen. Lisäksi hakepolttoaineeseen käytetty raha jää useimmin hyödyttämään lähialuetta toisin kuin esimerkiksi fossiiliset polttoaineet. Metsähakkeen paikallisesti työllistävä vaikutus on myös selkeästi fossiilisia polttoaineita suurempi. Hakepolttoaineen käsittely työllistää niin korjuussa, kuljetuksessa, haketuksessa kuin myös vielä lämpölaitosten rakentamisessa ja ylläpidossakin Puuta käyttävissä alueellisissa lämpölaitoksissa pääpolttoaineena on useimmiten metsähake. Se on pääosin pienpuurangoista tai kokopuusta tehtyä ja jonkun verran myös hakkuutähteistä tehtyä metsähaketta. Suurimmissa alueellisissa lämpölaitoksissa osa metsähakkeesta voi olla kantohakettakin, mikäli laitoksen tekniikka sen mahdollistaa. Joissakin aluelämpölaitoksissa pääpolttoaineena käytetään kierrätyspuuta, jota on kohtuullisen hyvin ja edullisesti ollut saatavilla. Kierrätyspuu voi olla esimerkiksi rakennuspuujätteistä ja puupakkausmateriaaleista ym. kierrätettävästä puusta kertyvää hukkapuuta. Kierrätyspuun laadun vaihtelusta ja puun epäpuhtauksista (esim. betoni, metallit ym.) voi aiheutua lämpölaitoksella ongelmia. Markkinatilanteen mukaan joissakin laitoksissa on myös palaturpeen käyttö ajoittain runsastakin, mikäli puupolttoaineen saamisessa on ongelmia tai puun hinta ei ole kilpailukykyinen turpeen kanssa. Turve onkin ollut tuotetun energian hinnan suhteen monin paikoin puuta edullisempaa. Osa uusista alueellisista lämpölaitoksista on tehty pellettikäyttöisiksi. Niissä voidaan polttoainevarasto tehdä pienemmäksi ja kuljetuslaitteet kevyempirakenteisiksi kuin hakkeella, koska polttoaineen rakenne on tasalaatuista lämpösisältö suuri. Polttoaineen toimitus laitoksille hoidetaan säiliöautolla, jolloin polttoaine-

26 1 Käyttökohdeselvitys puun energiajakeiden käytöstä Kanta-ja Päijät-Hämeessä 2009 Lopen 3 MW aluelämpölaitos toimii pääasiassa metsähakkeella. Kuva: Olli-Pekka Koisti Pelletillä toimiva aluelämpölaitos, jonka teho on 1 MW. Suurin osa keskustaajaman julkisista rakennuksista lämpiää tällä laitoksella tuotetulla energialla Ypäjällä Kanta-Hämeessä. Kuva: Olli-Pekka Koisti Alueellisen lämpölaitoksen sijainti on usein asutustaajaman välittömässä läheisyydessä, jotta voidaan välttää pitkien lämmönsiirtoputkien aiheuttamia tehohäviöitä. Energiapuun varastotilaa on lämpölaitoksen läheisyydessä näin ollen usein varsin niukasti. Hakkeella toimiville lämpölaitokselle polttoaine tuodaan usein kuormaautolla valmiiksi haketettuna ja kipataan suoraan lämpölaitoksen hake-säiliöön. Monien aluelämpölaitosten hakevarasto on usein liiankin pieni ja sitä joutuu lämmönkulutuksen huippukauden eli kylmimpien pakkasjaksojen aikaan täydentämään jopa alle viikon välein. Uusien laitosten suunnittelussa tulee ottaa erityisesti huomioon laitosten polttoainehuolto. Hämeenlinnan Rengossa on toiminnassa lämpöyrittäjävetoinen 700 kw aluelämpölaitos, joka toimii hakkeella. Kuva: Olli-Pekka Koisti varaston täyttö on vaivatonta ja siistiä. Pellettikäyttöisen lämpölaitoksen sijoittaminen asutuksen keskelle on näin myös helpompaa. Niiden määrä onkin lisääntynyt viime vuosina, kun on huomattu pelletin helppokäyttöisyys, varmatoimisuus sekä polttoaineen hyvä saatavuus ja suhteellisen edullinen hinta. Pellettilämpölaitos on käytön helppoudessaan lähes öljylämmityksen veroinen ja tuotettu energia kevytpolttoöljyllä tuotettua huomattavasti edullisempaa. Polttoainetehot näissä alueellisissa laitoksissa vaihtelevat 0,5MW 10 MW:n välillä. Kanta-Hämeessä näitä laitoksia on 15 kpl yhteisteholtaan 32 MW ja Päijät-Hämeessä 6 kpl ja niiden yhteisteho on 11 MW. Kanta-Hämeen aluelämpölaitoksista 5 on pelletillä toimivia laitoksia. Yksi pellettikäyttöinen aluelämpölaitos Forssassa on vara- tai huippulämpölaitos suuressa kaukolämpöverkossa ja se otetaan käyttöön vasta lämmityskaudella tarpeen mukaan. Kiinteistökohtainen lämpölaitos Kiinteistökohtaiset lämpölaitokset ovat aluelämpölaitoksia pienempiä yleensä yhtä tai muutamaa rakennuskokonaisuutta varten tehtyjä esim koulu, vanhainkoti yms. lämpölaitoksia. Niissä kattilatehot vaihtelevat 150 kw ja 500 kw välillä ja monesti lämmön tarve on vain muutaman rakennuksen tai yksittäiseen kiinteistön lämpöverkkoon. Polttoaineena