BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ. Lämmitystekniikkapäivät Petteri Korpioja. Start presentation

Transkriptio

1 BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ Lämmitystekniikkapäivät 2015 Petteri Korpioja Start presentation Bioenergia lämmöntuotannossa tyypillisimmät lämmöntuotantomuodot ja - teknologiat Pientalot Puukattilat Pellettikattilat Isommat kiinteistöt ja maatalous Pellettilämpörjestelmät Hake ja turvelämpöjärjestelmät Kaukolämpöverkot CHP laitokset Hake ja turvelämpölaitokset Pellettilämpölaitokset Teollinen lämmitys ja höyryntuotanto Öljyn ja kaasun korvaaminen hakkeella, turpeella tai pelletillä 1

2 Plussat, miinukset ja tulevaisuus Pientalot (Tyypillinen kokoluokka kw) Puukattilat + Edullinen polttoaine - Hiukkas ja hiilivetypäästöt huonolla tekniikalla - Käyttö työlästä - Vaatii aina lämminvesivaraajan Pellettikattilat +/- Suhteellisen edullinen polttoaine + Helppokäyttöinen - Pelletin varastointi vaatii paljon varastotilaa - Hiukkas ja hiilivetypäästöt huonolla tekniikalla Tulevaisuus: Ekosuunnitteludirektiivi tulee asettamaan rajat päästöille ja hyötysuhteelle. Laitteiden hinnat tulevat tämän seurauksena nousemaan. Talokohtaisen biolämmityksen osuus tulee vähenemään lämpöpumppujen ja kaukolämmön hallitessa markkinoita entistä vahvemmin. Plussat, miinukset ja tulevaisuus Isommat kiinteistöt (tyypillinen kokoluokka kw) Pellettilämpöjärjestelmät + Edullinen investointikustannus + Helppo sijoittaa rakennetuille alueille, tilatehokas + Alhaiset päästöt ja oikein valitulla teknologialla erinomainen säädettävyys + Helppokäyttöinen tasalaatuisen polttoaineen ansiosta - Polttoaineen kustannus korkeampi kuin hakkeella; toisaalta noin puolet öljyn hinnasta. - Mahdollistaa korkeamman lämpötilan kuin lämpöpumppujärjestelmä Hake ja turvelämpöjärjestelmät + Edullinen polttoaine + Mahdollistaa korkeamman lämpötilan kuin lämpöpumppujärjestelmä - Suhteellisen työläs operoitava (erityisesti huonolaatuisilla polttoaineilla) +/- Investointikustannus vaihtelee paljon riippuen järjestelmälle asetettavista käytettävyysvaatimuksista - Säädettävyys (tehon nosto ja laskunopeus) tyypillisesti hitaita; huono vaste tehopiikkeihin - Vaatii suhteellisen paljon tilaa ympärilleen polttoainelogistiikan vuoksi Tulevaisuus: Ekosuunnitteludirektiivi tulee asettamaan rajat päästöille ja hyötysuhteelle. Ja laitteiden hinnat tulevat tämän seurauksena nousemaan. Pienimpien laitteiden kilpailukyky suhteessa lämpöpumppuihin heikkenee eniten, isompiin järjestelmiin vähäisempi vaikutus. Kiinteistökohtaisella biolämmöllä korvataan tulevaisuudessa tyypillisesti vanhoja öljylämmitysjärjestelmiä kiinteistöissä, joissa lämpöpumppu ei ole kilpailukykyinen vaihtoehto. Uutena ilmiönä esiin ovat nousseet yritykset, jotka eroavat kaukolämpöverkosta kaukolämmön hinnannousun seurauksena. 2

3 Plussat, miinukset ja tulevaisuus Kaukolämpöverkot (tyypillinen kokoluokka 1,5 MW 500 MW) CHP laitokset (tyypillisesti MW) turpeelle ja biomassoille + Kokonaistaloudellisin sähkön ja lämmön yhteistuotanto - Investoinnit vähäisiä viime vuosina turveverotuksen, puun energiatukisekoilujen sekä alhaisen sähkön hinnan vuoksi Pellettilämpöjärjestelmät (kokoluokka 1,5 MW 40 MW) + Edullinen investointikustannus + Helppo sijoittaa rakennetuille alueille, tilatehokas, vähäpäästöinen + Alhaiset päästöt ja oikein valitulla teknologialla erinomainen säädettävyys; Tyypillisesti vara ja huipputeholaitoksia + Helppokäyttöinen tasalaatuisen polttoaineen ansiosta. Ajetaan tyypillisesti miehittämättömänä. - Polttoaineen kustannus korkeampi kuin hakkeella; toisaalta noin puolet öljyn hinnasta. Hake ja turvelämpöjärjestelmät (kokoluokka 1,5 MW n. 60 MW), pelkkä lämmöntuotanto + Edullinen polttoaine - Investointi suhteellisen kallis verrattuna pellettilaitokseen - Suhteellisen työläs operoitava (erityisesti huonolaatuisilla polttoaineilla) - Säädettävyys (tehon nosto ja laskunopeus) tyypillisesti hitaita; huono vaste tehopiikkeihin - Vaatii suhteellisen paljon tilaa ympärilleen polttoainelogistiikan vuoksi Tulevaisuus: MCP direktiivi tulee toteutuessaan nostamaan investointikustannuksia erityisesti 1-5 MW kokoluokassa erityisesti tiukoista hiukkaspäästörajoista johtuen. MCP direktiivi tulee myös pakottamaan lämpöyhtiöt uusiin suodatininvestointeihin myös olemassa oleviin laitoksiin. Seuraava merkittävä investointiaalto tulee todennäköisesti olemaan öljyä ja kaasua käyttävien vara ja huipputeholaitosten korvaaminen hyvin säätyvillä pellettilämpökeskuksilla vuoteen 2018 mennessä, kun raskaan polttoöljyn rikkisäädökset tulevat voimaan. Tämä edellyttää öljyn hinnan pysymistä nykyisellä tai nykyistä korkeammalla tasolla. Maakaasuputken vaikutusalueelle toteutetaan myös peruskuormainvestointeja (tyypillisesti hakelaitoksia), kun riippuvuutta Venäjän kaasusta halutaan vähentää. Plussat, miinukset ja tulevaisuus Teollinen lämmitys ja höyryntuotanto; öljyn ja kaasun korvaaminen pelletillä, hakkeella ja turpeella Pellettisovellukset + Voidaan soveltaa vanhoihin öljy ja kaasukattiloihin, jos kattiloissa on riittävä ylimitoitus + Mahdollistaa merkittävät säästöt kohteissa, jossa öljyn / kaasun kulutus on suurta + Investoinniltaan edullinen, jos vanhoja laitteita voidaan hyödyntää. Takaisinmaksuajat lasketaan parhaimmillaan kuukausissa. - Teknisesti vaativampi operoitava kuin öljy ja kaasulaitteet Hake ja turvesovellukset + Mahdollistaa merkittävät säästöt polttoainekuluissa - Tekninen soveltuvuus kohteeseen pohdittava huolella; Rajoitteena tehonmuutoksen hitaus Tulevaisuus: Erilaisia sovelluksia ja sovelluskohteita kehitetään jatkuvasti, mutta muutosnopeus on hidas; Pääasiallinen syy muutoksen hitauteen on teollisuuden konservatiivisuus sekä heikko huomioarvo; Höyryn ja lämmöntuotanto on harvoille yrityksille ydinliiketoimintaa. MCP direktiivi vaikuttaa tulevaisuudessa teollisuudessa samalla tavalla kuin lämmöntuotannossa 3

4 Case Vihola 6 MW Pellettilämpökeskus Nokian kaupungin kaukolämpöverkossa Perustietoja laitoksesta Polttoaine puupelletti Kaksi 3 MW kattilaa 4:llä 1,5 MW Biojet Multi - pellettipolttimella Laitos korvaa maakaasun käyttöä lämmöntuotannossa Vuotuinen energiantuotanto noin 50 GWH / a Laitos toimii tällä hetkellä Nokian kaupungin peruskuormalaitoksena ja tuottaa jatkuvaa 6 MW tehoajoa kaupungin lämpöverkkoon Laitos tuottaa tällä hetkellä vuositasolla 40 % Nokian kaupungin kaukolämmön kokonaismäärästä Uuden 68 MW laitoksen valmistuttua vuonna 2016 laitos siirtyy paine-eroajoon tuottamaan huippu ja varatehoa Kokonaisinvestointikustannus noin 2 MEUR 4

5 Vihola 6 MW pellettilaitos Polttotekniikka 4 x 1,5 MW Biojet Multi -pellettipolttimet 5

6 Nopea tehon ylös ja alasajo, erinomainen säädettävyys Sytytys 5 minuuttia sytytyksestä 10 minuuttia sytytyksestä Korkea hyötysuhde kaikilla tehoalueilla ja alhaiset päästöt; Arvot yhden 3 MW kattilan palamisprosessista, kattilanveden lämpötila noin 110 C astetta 6

7 Selkeä layout ja huoltokohteet hyvin saavutettavissa 7

8 Lämmönvaihdin mahdollistaa kattiloille 6 bar rakennepaineen 16 bar verkostossa 2x3 MW Arimax Bio - kattilat 8

9 Siemens automaatio Soveltuu hyvin rakennettuun ympäristöön - hiljainen ja vähäpäästöinen 9

10 10