Terminaali osana metsäenergian toimitusketjua

Transkriptio

1 Biomassan kuivaukseen ja varastointiin liittyvät haasteet ja T&K-tarpeet workshop (BIOCLUS WP4.1.a: Regional activities) VTT Jyväskylä Risto Impola VTT

2 2 Metsähakkeen käyttö vuonna ,9 milj.m 3 eli lähes 14 TWh Siitä lämpö- ja voimalaitoksissa 6,2 milj.m 3 41 % pienpuuta (koko-, ranka- ja kuitupuuta) 36 % hakkuutähteitä 16 % kantoja 8 % järeää (lahovikaista) runkopuuta Lähes 500 käyttäjälaitosta Noin 30 laitosta käytti yli 100 GWh haketta vuodessa, yhteensä noin 70 % koko määrästä Terminaalihaketuksen ja murskauksen osuus vuonna 2010 noin 19 % (vuonna %) Pienpuusta 10 % kulki terminaalin kautta (yli 80 % tienvarsihaketusta) Hakkuutähteestä haketettu 11 % terminaaleilla (70 % tienvarsihaketusta) Terminaaleilla murskattujen kantojen osuus nousussa, osuus 41 % vuonna 2010 (käyttöpaikkamurskauksen osuus 51 %) Järeästä runkopuusta terminaaleilla 59 % Palstahaketus lähes loppunut Suomessa

3 Mikä on biopolttoaineterminaali? metsäenergian raaka-aineiden keskitetty varastoalue valmiiden polttoaineiden varastoalue voimalaitosalueella tai muualla polttoaineiden valmistus- ja varastointialue biopolttoaineterminaali on osa voimalaitokselle toimitettavien polttoaineiden tuotanto- ja logistiikkaketjua 3

4 4 EAKR Bioterminaali Toimintamallien kehittäminen uusia kuljetusmuotoja palveleville biopolttoaineterminaaleille Keski-Suomessa Tausta 4 TWh bioenergiatalkoot Keski-Suomessa (BEV -klusteriohjelma) pohjoisen Keski-Suomen osin hyödyntämättömät raaka-ainevarat kustannustehokkuutta biopolttoaineiden valmistukseen ja kuljetuksiin Tavoitteena oli parantaa biopolttoaineiden toimitusvarmuutta parantaa biopolttoaineiden laatua kosteuden alentaminen energiatiheyden nostaminen epäpuhtauksien poistaminen tasalaatuinen palakoko laajentaa metsäpolttoaineiden hankinta-aluetta pohjoiseen Keski- Suomeen ja luoda uutta alueellista yritystoimintaa Projektin osatehtävät Alueelliset biopolttoainepotentiaalit Terminaalien toiminta ja erilaiset liiketoimintamallit Koetoiminta terminaalilla Terminaali -käsikirjan laadinta Kustannustietoa terminaaleista

5 5 Yhteistyö KS Laatuenergia Oy:n kanssa Pihtiputaan terminaali terminaalin koko; 3 hehtaaria, josta 1 ha asfaltoitu, varaus 6 ha terminaaliin tavoite 100 GWh vuodessa alkuvaiheessa 50 GWh laatuhaketta lähiseudun laitoksille Murskain VTT:ltä vuokrattu kiinteä sähkökäyttöinen kaksivaihemurskain kiinteäteräinen esimurskain (75 kw) väistyväteräinen jälkimurskain (160 kw) lopputuotteen palakokoa säädetään jälkimurskaimen pohjaseulalla (60 75 mm) kehitystyötä tehty (mm. jatkettu syöttökuljetinta, poistokuljettimet uusittu) Hakkuri terminaaliyrittäjän rakentama uusi rumpuhakkuri oma dieselmoottori Keslan C645-rumpu ja syöttöpöytä hakkeen poisto hihnakuljettimella ei kiinteää kouranosturia Puhdas puu hakkurille, muut murskaimelle

6 6 Rovaniemen Energia Oy:n Mustikkamaan biopolttoaineterminaali terminaali tuottaa tällä hetkellä metsähaketta noin 200 GWh vuodessa jatkossa tuotanto moninkertaistuu, kun uusi biovoimala valmistuu terminaalin yhteyteen alkuvaiheessa on asfaltoitu 2 hehtaarin alue terminaalille on hankittu kiinteä haketusasema Heinolan Sahakoneet Oy:n toimittamana hakkurin suunniteltu kapasiteetti 450 i-m 3 /tunti hakkurilla on päästy noin 300 irtokuution tuntikapasiteettiin pääosa raaka-aineesta on nuorista metsistä hankittua energiapuuta joko karsittuna tai karsimattomana muut raaka-aineet, myös hakkuutähdehake murskataan mobiilimurskaimella

7 7 Raaka-aineen varastointitarve vaikuttaa terminaalin kokoon Varaston pinta-ala (ha) eri puulajeilla ja energiamäärillä Varaston tiiviyskerroin Varaston koko (GWh) kiinto-m3/kehys-m3 0, Varaston leveys 6 m Varaston korkeus 5 m Kulkuväylän leveys 6 m 0,70 Kuitupuu 0,014 0,029 0,057 0,14 0,29 0,57 1,43 2,86 0,60 Kuitupuu 0,017 0,033 0,067 0,17 0,33 0,67 1,67 3,33 0,50 Rankapuu 0,020 0,040 0,080 0,20 0,40 0,80 2,00 4,00 0,40 Hake/Rankapuu/Paalit 0,025 0,050 0,100 0,25 0,50 1,00 2,50 5,00 0,35 Kokopuu/Kannot 0,029 0,057 0,114 0,29 0,57 1,14 2,86 5,71 0,30 Kokopuu/Kannot 0,033 0,067 0,133 0,33 0,67 1,33 3,33 6,67 0,25 Hakkuutähteet 0,040 0,080 0,160 0,40 0,80 1,60 4,00 8,00 0,20 Hakkuutähteet 0,050 0,100 0,200 0,50 1,00 2,00 5,00 10,00 Kulkuväylä Varaston korkeus Varaston leveys 6 m --> 5 m tilantarve pienenee 8,4 % --> 4 m tilantarve pienenee 16,8 % 5 m --> 4 m tilantarve kasvaa noin 25 % --> 3 m tilantarve kasvaa noin 67 % 6 m --> 5 m tilantarve kasvaa 10 % --> 4 m tilantarve kasvaa 25 % Mitoitusperusteenakin esitetty 2 MWh/m 2 toteutuu tiiviyskertoimella 0,4 Tiiviyskertoimet varastoissa ja kuormissa? Hakkuutähteet ja kannot sekä hake --> varasto kapenee korkeussuunnassa --> tilantarve kasvaa merkittävästi

8 Muutama esimerkki terminaalin kustannusvaikutuksista 8 Pienen siirtokuormausterminaalin kustannusten vaikutus tuotetun metsähakkeen hintaan rakentamiskustannusten funktiona kolmella eri vuosituotannolla. Terminaalin pitoaika 20 vuotta. Lähde: Karttunen, K. Energiapuuta Etelä-Savosta Pienpuusta tehdyn polttoaineen tuotantoketjujen kokonaisvertailu kuljetusmatkan funktiona. - toiminta kahdessa vuorossa - suuri hakkuri tai murskain - alkukuljetusmatka terminaalille 30 km Lähde: Rinne, S. DI-työ Metsähakkeen kustannukset käyttöpaikalla kaukokuljetusmatkan mukaan eri korjuumenetelmillä ja metsähakelajeilla Lähde: Metla

9 Terminaali osana metsäenergian toimitusketjua 9 Terminaalin aiheuttamat lisäkustannukset tuotanto- ja toimitusketjussa voidaan kompensoida mm. terminaalin sisäisillä toiminnoilla. Osalla niistä voidaan parantaa terminaalista laitoksille toimitetun polttoaineen laatua

10 10 Terminaaliketjujen kannattavuutta voidaan parantaa mm. seuraavilla ehdoilla (Karttunen 2010): raaka-aineen kuivuminen, varastointi aurinkoisella ja tuulisella paikalla ylimääräinen käsittelykerta poistaa epäpuhtauksia, voidaan tehostaa seulonnalla kantojen esimurskaus ja epäpuhtauksien poisto kiinteät sähkökäyttöiset murskaimet ja hakkurit riittävän suuret kapasiteetit murskaimilla ja hakkureille raaka-ainetta riittävästi lyhyeltä matkalta, esim. alle 30 km laitteiden kapasiteetin täyskäyttöön hakkeen kuljetus suurilla rekoilla (150 m 3 ), merkittävä hyöty pitkillä kuljetusmatkoilla polttoaineen ominaisuudet sallivat maksimikuormat rekkoihin rekan nopea kuormaus kauhakuormaajalla laitteiden huolto hallituissa oloissa ja huoltokustannusten alentaminen ympäristölupa sallii työskentelyn kahdessa, jopa kolmessa vuorossa alhaiset perustamiskustannukset, tasainen ja kantava maasto laskentakorko ja pääoman tuottovaatimus pieniä puupolttoaineiden menekki riittävän tasaista läpi vuoden hakkeen toimitusvarmuus kaikissa oloissa Hakkeen ja murskeen laatuhinnoittelu

11 11 Ohjeistus biopolttoaineterminaaleille perustaminen ja terminaalin toiminta Käsikirjan sisältö ja mahdollisia kehityskohteita jatkossa 1. Johdanto 2. Mikä on biopolttoaineterminaali? 3. Terminaalin toimintamallit yhteistyö ja vastuut eri osapuolten välillä 4. Terminaalin sijainti osa tuotanto- ja logistiikkaketjua 5. Terminaalin koko terminaalialueen tehokas käyttö, varastojen ja laitteiden sijoitus 6. Terminaalin perustaminen 7. Terminaaliin liittyvät lupa-asiat 8. Terminaalin varustelu tehokkaat laitteet, automatisointi, mittaukset 9. Polttoaineiden laadunhallinta terminaaleilla kehitystarpeita jatkossa koko ketjuun 10. Polttoaineiden uudet kuljetusmuodot kehitystarpeita lähinnä junakuljetuksen osalta 11. Muu mahdollinen toiminta terminaalilla 12. Terminaalin kustannukset kustannustehokkuutta lisää

12 12 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa