Raportti Joensuun yliopistoon ja Pohjois-Karjalan ammattikorkeakouluun tehdystä opintomatkasta

Transkriptio

1 1 Raportti Joensuun yliopistoon ja Pohjois-Karjalan ammattikorkeakouluun tehdystä opintomatkasta PUUENERGIATOIMISTO-HANKE Vesa Niemitalo/ Ammattiopisto Lappia 2009

2 2 1. Taustaa Vierailun tavoitteena oli saada tieto metsähakkeen pelletoinnin tämänhetkisestä teknisistä edellytyksistä ja raaka-aineen hankintaan esikäsittelyihin liittyvistä tekijöistä. Matkalla olivat mukana Vesa Ahola (Lapin Ekolämpö -pelletin valmistaja), Pekka Kumpuniemi (Simon hakeosuuskunta mahdollinen hakkeen kuivaustoiminta), Pertti Tervahauta (Hooli Oy energiapuuraaka-aineen hankintaesimies) sekä allekirjoittanut. Menomatkalle aiemmin sovitut tutustumiskohteet (haapajärven haketerminaali + hakkeen kuivaus CCM:n kuivurilla) sekä klapitehdas (Klapi_Tahko, Nilsiässä) peruuntuivat viime hetkellä. Molempiin paikkoihin tosin vierailijat toivotettiin paremmin sopivana aikana tervetulleiksi. Menomatkakin kuitenkin hyödynnettiin metsähakkeen raaka-ainekustannusten ja kuivauskustannusten laskennassa mahdollista pelletointia silmällä pitäen. 2. Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu PKAMK:n pellettiosaamisen esittelystä vastasivat Lasse Okkonen, Anssi Kokkonen ja Simo Paukkunen, jotka toimivat mm. kansainvälisessä PelletTime-projektissa (http://www.pelletime.fi/news_and_events/index.htm). Paukkunen tekee omakohtaisesti eri metsäraaka-aineiden pelletöintikokeita pienehköllä konepaja Pappisen valmistamalla pelletointikoneella (http://www.lokapelletti.fi/page_ html ). Kokeissa oli testattu periaatteessa kaikkia kotimaisia puulajeja; pelletointi onnistuu myös lehtipuille, joskin tuotto on heikko. Samoin suhteellisen kosteankin puun pelletointi onnistuu, mutta vaatii suhteessa kuivaan raaka-aineeseen paljon energiaa ja kilomääräinen tuotto jää heikoksi. Paukkunen keskittyy toistaiseksi puhtaan puun pelletointiin, eikä ns. seospellettejä ole toistaiseksi tarkoitustakaan tehdä pelletointikokeiden muuttujien määrän minimoimiseksi ja puun pelletoinnin eri tekijöiden haarukoimiseksi mahdollisimman luotettavasti. Eri muuttujat ja niistä aiheutuvat vaikutukset tuotantoprosessiin ovat vielä jossain määrin tuntemattomia, koska puulajiltaan ja kosteudeltaan periaatteessa samanlaisista raaka-aineista voi tulla lopputulokseltaan hyvinkin erilaisia pellettejä ns. laatupelletistä bulkkitavaraan. Toisaalta em. bulkkitavarallekin on järkevä käyttö mm. hakelaitosten

3 3 polttoaineen priimauksessa (ja ennen kaikkea pienten hakekattiloiden pääpolttoaineena), kunhan myytävät tuotteet pidetään selkeästi laadun mukaan erillään. Puulajin ja kosteuden lisäksi pelletoitavan raaka-aineen raekoko ja kuoren osuus massasta olivat Paukkusen mukaan keskeisiä muuttujia; kuoren mukana prosessiin kulkeutuvan hiekan ongelmat olivat tutkijan mukaan polttovaiheen tuhkan sulamisessa, eikä niinkään pelletointiprosessissa. Toisaalta automatiikan ja mittaustekniikan avulla polttomaljan liekin lämpötilankontrolloinnilla saadaan tämäkin ongelma käytännössä eliminoitua. Pihkan merkitystä/ vaikutusta pelletointiin Paukkunen ei osannut arvioida. Raaka-aineen hankinnassa olennaiseksi tekijäksi tulee puulajin ja muodon maastokuivatus, mikä ei saa aiheuttaa pölymäisen hiekan kontaminaatiota, eikä kuoren osuuden kasvua liian suureksi. Käytännössä tämä tarkoittaa rankatavaraa ja kuivatusta terminaalissa, mahdollista (osittaista) kuorintaa ennen haketusta. Raaka-aineen kuljetus kuivatus- ja pelletointipaikkaan on järkevintä tehdä hakkeena, jotta maantiekuljetuksessa ei hiekoiteta puumassaa. Kokeissa oli tarkasteltu hakkuuketjun muuttamista siten, ettei tuore kaadettu puu käy maassa ollenkaan ennen terminaalia. Tällöin vältytään kuormaamisen aiheuttamalta ulkopuolisten materiaalien joutumista rankojen mukaan. Menetelmä ei liene ehdoton, mikäli rangat ajetaan kuorimakoneen läpi ennen haketusta. Pellettieristä otetaan aina näyte-erät, jotka lähetetään Kuopion yliopistoon polttokokeisiin ja savukaasun eri ainesosien analysointiin. Paukkunen saa tähänastisten tutkimustensa tulokset analysoitua/ tilastollisen käsittelyn tehtyä kevättalvella 2010, minkä jälkeen hankkeessa ollaan taas hieman aiempaa pidemmällä. Tulokset luvattiin myös muiden hankkeiden käyttöön. 3. Joensuun yliopisto/ Sikanen Lauri Ns. pellettiprofessori Sikanen toimii Joensuun yliopistossa osin VAPOn ja osin muiden rahoittajien palkkaamana määräaikaisena pelletin käyttöä, raaka-ainepohjan laajentamista ja tutkimusta edistävässä professorin toimessa. Sikasen mukaan pelletin kotimarkkinoiden laajentamisen suurimmat haasteet löytyvät nykyisin hakeraaka-aineiden yleisyydessä ja perinteisen polttopuun käytön perinteissä myös tulisijat ovat klapipolttoon kehitettyjä. Keski-Euroopassa tilanne on päinvastainen mm. pellettitakkojen yleisyydessä ja tuotekehittelyssä. Suomessa pelletin hinta on noin 210 /tonni, kun se K-Euroopassa on noin 170 /tonni. Sikanen mainitsi mm. VAPOn

4 4 pellettituotannon olevan nykyisin tappiollista raaka-aineen ja logistiikan aiheuttamien kustannusten takia. Pelletin kotimaisen käytön potentiaalisin markkinarako on kw:n kattilakokoluokka, koska niiden hoito-/ valvontakustannus on pieni ja hyötysuhde hyvä. Omat havainnot häiriöiden yleisyydestä pienessä stokerikattilassa, kun hake on palakooltaan vaihtelevaa; vaikka kosteusprosentti olisikin alhainen, tukee em. ajatusta etenkin lämpöyrittäjän hälytyslähtöjen kannalta tarkasteltuna. Ns. seulottu laatuhake on käytännössä välttämätön em. yritystoimintaan, mikäli laitoksen hoitaja ei asu lähietäisyydellä ja sittenkin ongelmaksi voi tulla lämpökanaalien kestävyys, mikäli lämpötilavaihtelu on putkistoissa liian suuri. Esimerkkinä toimivasta lämpöyrittäjyydestä Sikanen mainitsi Enon energiaosuuskunnan (http://www.jns.fi/energiaosuuskunnat/eno.html ), jolla on omia hakelämpökeskuksia ja ulkopuolisten pellettilämpökeskusten hoitoa. Sikanen esittikin, että puuenergiatoimisto-hanke tekisi selvityksen lämpöyrittäjätoimintaa varten paitsi potentiaalisista kohteista (selvitys käynnissä), myös lämpöyrittämisen vaatimista investoinneista (myös suunnitelmissa). Selvityksessä tulee vertailla em. kattilakokoluokan investointikustannuksia sekä hake- että pellettikäytössä. Lisäksi vertailuun tulee saada todellinen, luotettava tieto työaika- ja käyttökustannuksista polttoainekustannusten lisäksi esim. huoltokäyntien kirjanpitojen mukaan laskettuna. Samoin Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulussa tehty selvitys lämpösopimusmalleista on olennainen sekä yrittäjän että palvelun ostajan näkökulmasta, siinä vaiheessa kun lämpöyrittäjiä saadaan aloittamaan toimintaansa (koulutus/ konsultointi). Varsinaiseen pelletointiin liittyvistä tekijöistä keskustelun aiheina oli pellettien valmistuskustannus nykyisillä raaka-aineilla (noin /tonni) ja arvioitiin rankapuusta tehdyn pelletin valmistuskustannusta (maksimissaan 150 /tonni). Suuntaa antavat laskelmat osoittivat, että hakerangan hinnan tulee pelletoinnin kannattavuuden takia olla alle 30 /m3 ja kuivatun hakkeen enintään 38 /m3. Lisäksi puu tulee olla pääosin kuorittua (kuivuminen rankana, pelletin tuhkaominaisuudet). Kuorimiseen löytyi (yllättäen) tieto toiminnassa olleesta koneesta Meri-lapin alueelta (Hooli Oy).

5 5 Metsähakkeen pelletointitoiminta luo raaka-ainevaatimustensa ansiosta potentiaalisen mahdollisuuden terminaalitoimintaan keskittyvälle yrittäjälle. Yritystoiminnan myyntituotteina olisivat laatuhake (seulottu, kuiva), pelletin raaka-ainehake ja bulkkihake suurille laitoksille. Terminaalien optimaalisin sijoituspaikka olisi jonkin olemassa olevan lämmönlähteen vieressä. Terminaalitoimintaan voidaan lisätä myös klapien tuottaminen; Etelä-Suomessa on esimerkkiyritys, missä klapikoivut kuoritaan talvella ja siirretään katoksen alle kuivumaan kevääksi. Varsinaiset klapit tehdään vasta asiakkaan tilauksen mukaan valmiita klapivarastoja ei siis ole (ei rahaa sitovaa työkustannusta varastossa). Kuivausmenetelmällä on saatu puut luonnonkuivauksella valmiiksi myyntituotteeksi jo saman vuoden aikana. Männyn solukäyttäytyminen (pihka) haittaa rankatavaran kuivumista, vaikka kuori saadaankin motokäsittelyllä rikki. Samoin mänty imee uudestaan sisäänsä kosteutta jo kertaalleen kuivuttuaankin, mikäli puut ovat ilman peitettä. Maastokuivauksella päästään kuitenkin parhaillaan jopa 20 % kosteuspitoisuuksiin rankapuulla (kuori rikki, kasa peitetty). Talvella hakatut koivut eivät luo kuortaan samalla tavalla kuin nila-aikana motolla hakattu puu, joten ne on käytännössä kuorittava. Kokonaisuutena tuoreen pun kuivaaminen noin 20 % on suhteellisen helppoa. Tämän jälkeen energiantarve kasvaa huomattavasti. Hakeraaka-aineen kohdalla on lisäksi muistettava, että puun säilyttäminen hakemuodossa aiheuttaa laadusta riippuen % kiintoainetappiot vuodessa. Lopuksi Sikanen ehdotti puuenergiahankkeelle terminaaliyrittäjäselvityksen teetättämistä, koska terminaaleihin liittyvää kiinnostusta on eri puolilla Suomea, mutta tutkittua tietoa tai toiminnan tarkastelua yrittäjyysnäkökulmasta ei ole olemassa(!). Parhaimmat edellytykset ko. palvelun tarjoamiseen ovat Sikasen mukaan Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoululla sekä muilla vastaavilla bioenergiaan suuntautuneilla ammattikorkeakouluilla ja Lappeenrannan teknisellä yliopistolla. Mahdollisen selvityksen sisältövaatimukset jäivät hankkeen työstettäväksi/ harkittavaksi.