BIOHIILIPELLETTI Liiketoiminnan kannattavuus
Heikki Sonninen heikki.sonninen@torrec.fi
Torrec Oy Perustettu noin vuosi sitten Liikeidea: biohiili- / torrefiointiteknologian kehittäminen ja kaupallistaminen 3 omistajaa ja asiantuntijayrittäjää Puun kuivaus ja lämpökäsittely (kokemusta yli 15 v) Lämpökäsitellyn puun pelletöinti (yli 15 v) Hakkeen ja purun käsittely (yli 35 v) Mikkeliin rakenteilla koelaitos Mitoituskapasiteetti 10.000 t/a Budjetti 1, 5 M (Tekes-lainaa 0,8 M ) Energia- ja raaka-ainehuolto / ESE
Biohiili, mitä se on? Biohiili on uusiutuva polttoaine kivihiilen korvaamiseen (termi on teknisesti epätarkka, kaupalliseen käyttöön) Prosessissa hake (biomassa) lämpökäsitellään noin 250-270 asteen lämpötilassa (= torrefiointi) Käsittelyssä puun sitkeys katoaa ja sen tasapainokosteus laskee alle 5 % (=> hydrofobinen, ei ime kosteutta) voidaan jauhaa perinteisissä, olemassa olevissa hiilimyllyissä ja korvata hiiltä jopa 50 % ilman investointeja voidaan varastoida ulkona ja kuljettaa avovaunuilla Pelletöitynä tuotteen tiheys ja ominaislämpöarvo kasvavat, jolloin energiatiheys on lähellä kivihiiltä. Varastointi, käsittely ja kuljetus on normaalipellettejä merkittävästi helpompaa.
Biohiilen kanssa kilpailevat polttoaineet Kilpailevat biopolttoaineet ovat lähinnä sahojen puru & kuori, metsähake ja puupelletti Näiden käyttöä rajoittavat mm.: niiden vaatimat investoinnit energiantuotantolaitoksella (erikoinen polttotekniikka => hiililaitosten investoitava uuteen kattilatekniikkaan) Varastointivaatimukset korkeammat kuljetuskustannukset (kuljetettava vettä ja ilmaa) Polttoaine Kosteus - % Irtotiheys kg/i-m3 Tehollinen lämpöarvo MWh/t Energiatiheys MWh/i-m3 Metsätähdehake 30-60 250-400 1,7-3,6 0,8 Puupelletti 7-10 600-650 4,5 2,8 Biohiili (Torrefioitu pelletti) 1-5 750-850 6 4,8 Kivihiili 5-10 800-900 7 5,6
Toimialan mahdollisuudet Biohiililiiketoiminta tarjoaa uusia mahdollisuuksia niille tahoille, joilla on materiaalivirrat hallussaan tai joilla on ongelmana sivuvirtojen hyödyntäminen (puunjalostus) Hakkuissa on sekä vanhojen metsien päätehakkuita, että metsänhoidollisia harvennuksia, joissa saadaan myös perinteiseen käyttöön (sahaus, sellu) sopimatonta lehtipuuta, pieniläpimittaista ym. puuta, jonka arvo on ilman jalostusta erittäin alhainen Biohiilen korkea energiatiheys alentaa logistiikkakustannuksia ja siten parantaa oleellisesti tuotannon kannattavuutta syrjäisillä seuduilla ja mahdollistaa kuljetukset myös vientiin
Markkinapotentiaali (1) Maailman hiilen kulutus on noin 6 miljardia tonnia vuodessa ja sen kulutus kasvaa. EU:n ilmasto- ja energiapolitiikan tavoitteet (20-20-20) Suuret energiayhtiöt pitävät biohiiltä merkittävänä mahdollisuutena korvata kivihiilen käyttöä uusiutuvilla (mm. Vattenfall, RWE) Jos Saksan käyttämästä kivihiilestä korvataan 20 %, tarvittaisiin noin 500 laitosta (á 200 000 t/a)
Tanskan primäärienergian jakauma
Saksan primäärienergian jakauma
Markkinapotentiaali (2) Lähde: Pöyry 2012 Suomessa jää käyttämättä hakkuumahdollisuuksia >40 milj. m3/a, joten tarvittaisiin 80 laitosta (á 500.000 m3/a) hyödyntämään potentiaali. Merkittävä jalostuspotentiaalia on myös puunjalostusteollisuuden sivuvirroissa. Pöyryn ennusteen mukaan vuonna 2020 globaali biohiilipellettituotanto on jo 7,5 miljoonaa tonnia. Vuoteen 2020 mennessä biohiilipellettilaitoksiin on investoitu noin miljardi euroa.
Biohiilituotanto, milj. Tonnia/vuosi Arvioitu kehityspolku Ennuste biohiilipellettituotannon kehittymisestä 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2012 2014 2016 2018 2020 Lähde: Pöyry 2012
Biohiilipelletin kilpailukyky puupellettiin nähden (1) Laskelma perustuu IEA Bioenergy Task 32 raporttiin (EU tutkimushanke) Esimerkkilaskelman lähtötiedot Tuotantolaitos Pohjois-Amerikassa, loppukäyttäjä Rotterdamissa Kapasiteetti 100 000 t/a Biohiilipelletillä: Investointikustannus + 50 % (??) tuotantokustannus + 10 % Rahtikustannus - 10 % Kustannukset käyttäjällä + 20 % YHTEENSÄ: lähes 25 % edullisempi *) IEA Bioenergy Task 32 report: Status overview of torrefaction technologies, 12/2012
Biohiilipelletin kilpailukyky puupellettiin nähden (2) Johtopäätökset tässä tutkimuksessa Biohiilen investointi- ja tuotantokustannukset korkeammat Logistiikkakustannukset merkittävästi alhaisemmat Biohiili ei vaadi investointeja käyttöpäässä Biohiilipelletin hinta voimalaitoksella Pohjois-Amerikasta kuljetettuna 27 /MWh => Kokonaiskustannuksissa on biohiilipelletti lähes 25% edullisempi
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (1) Kivihiiltä käyttävien energiayhtiöiden maksukyky koostuu: Kivihiilen hinta Kansallinen tukitaso Veroedut Päästöoikeuden hinta (1 /tco2 = 0,34 /MWh) Lisäksi osa energiayhtiöistä on valmis maksamaan lisähinnan vihreästä polttoaineesta Maksukyky vaihtelee 12-47 /MWh riippuen tuista ja päästöoikeuden hinnoista. Paras maksukyky on tällä hetkellä Belgiassa ja Puolassa (?)
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (2) Päästöoikeuden ja kivihiilen hinnan sekä uusiutuvista saatavan tuen vaikutus polttoainekustannuksiin 35 30 25 / MWhfuel 20 15 10 5 0 Alankomaat Belgia Puola Saksa Tanska UK Kivihiilen hinta /MWh Tuet polttoaine-energiaa kohden /MWh CO2 päästöoikeuden hinta /MWh Esimerkki1. Nykytilanne: päästöoikeus 1,7 /MWh (5 /tco2) ja kivihiilen hinta 10 /MWh
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (3) Päästöoikeuden ja kivihiilen hinnan sekä uusiutuvista saatavan tuen vaikutus polttoainekustannuksiin 45 40 35 30???? / MWhfuel 25 20 15 10 5 0 Alankomaat Belgia Puola Saksa Tanska UK Kivihiilen hinta /MWh Tuet polttoaine-energiaa kohden /MWh CO2 päästöoikeuden hinta /MWh Esimerkki2. Ennuste 2020: päästöoikeus 6,8 /MWh (20 /tco2) ja kivihiilen hinta 15 /MWh
/MWh Kotimaisten kivihiiltä käyttävien laitosten maksukyky 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 SUOMI, nykytilanne SUOMI, ennuste 2020 CO2 päästöoikeus, /MWh 1,7 6,8 Verot ja huoltovarmuusmaksut, /MWh 12,6 12,6 Kivihiilen hinta, /MWh 10,0 15,0
Kannattavuus Punkalaitumella Laitos 50.000 t/a biohiiltä (raaka-ainetta 150.000 k-m3/a), investointi noin 6,5 M 1. Biohiilipelletin myyntihinta 24,2 24,2 28 34,4 /MWh 2. Sähkön hinta 100 100 100 100 /MWh 3. Biomassan hinta laitoksella * 18 23 19 25 4. Tuotantokustannukset /k-m3 I. ilman raaka-ainetta 7,8 8,3 7,9 8,5 /MWh II. Kokonaiskustannukset 14,5 16,3 14,9 17,7 /MWh 5. Rahti 3 3 3 3 /MWh
Torrecin teknologia Torrecin kuivuri/reaktori Teknologiassa yhdistyvät omistajatahojen osaaminen materiaalin käsittelystä, kuivauksesta, torrefioinnista ja pelletöinnistä. Kokonaisuus skaalattavissa suureen tuotantokokoluokkaan. Kuivauksessa käytetään nopeaa ja energiaa säästävää kuumakuivausta Kuivaus ja torrefiointi vertikaalisessa reaktorissa, jossa materiaalin käsittely toteutetaan painovoimaisena tulppavirtauksen (ei käyttöjä/toimilaitteita kuumassa tilassa) Turvallinen ja edullinen inertisointi höyryllä (vrt. Thermowood -laitokset) Pelletöinnissä omat, jo käytännössä koetellut erikoisratkaisut
Yhteenveto YHTEENVETO Biohiilen markkinapotentiaali on valtava Markkinoiden muodostumisen nopeuteen vaikuttavat globaalit ilmastonsuojelusopimukset ja EU:n tukipolitiikka Koepoltoissa on saatu erittäin myönteisiä tuloksia biohiilen soveltuvuudesta kivihiilen korvaamiseen (yli 50 % biohiiliosuus mahdollinen) Vuonna 2020 tuotannon ennustetaan olevan jo 7,5 milj. t/a (Pöyryn ennuste 2012) Arvio tämän hetkisestä tuotannosta on noin 0,2 Mt/a. ON OIKEA AIKA PANOSTAA JA INVESTOIDA TULEVAISUUDEN BIOPOLTTOAINEESEEN
Kiitoksia mielenkiinnosta! Heikki Sonninen heikki.sonninen@torrec.fi