Terminaaleilla turvataan metsäenergian toimitusvarmuutta ja laatua Bioenergiasta elinvoimaa klusterin TULOSSEMINAARI 8.12.2010, Saarijärvi Risto Impola, Ismo Tiihonen, VTT
2 EAKR - Bioterminaali Toimintamallien kehittäminen uusia kuljetusmuotoja palveleville biopolttoaineterminaaleille Keski-Suomessa Aikataulu 7/2009 12/2010 jatketaan 5/2011 saakka Länsi-Suomen lääninhallitus on myöntänyt keväällä 2009 hankkeelle rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastosta ja OPM:n hallinnonalan kansallisista varoista Vuoden 2010 alusta hanketta on hallinnoinut Keski-Suomen liitto Kokonaisbudjetti 200 000 Yritysosapuolet: KS Laatuenergia Oy Vapo Oy Kehittämisyhtiö Witas Oy Saarijärven Seudun Yrityspalvelu Oy Jousan Kone Oy Toteuttaja: VTT Yhdyshenkilöt: Risto Impola, projektipäällikkö 040 507 9521 Ismo Tiihonen, koetoiminnasta vastaava 0400 308 555 Arvo Leinonen, projektin vastuuhenkilö 040 582 9477
3 EAKR - Bioterminaali Taustaa: 4 TWh bioenergiatalkoot Keski-Suomessa (BEV -klusteriohjelma) Keljonlahden voimalaitoksen valmistuminen pohjoisen Keski-Suomen osin hyödyntämättömät raaka-ainevarat biopolttoaineiden valmistus ja kuljetus kustannustehokkaasti energiatiheyden lisääminen kuljetuksissa polttoaineen laadulle asetetut vaatimukset uusien kuljetusmuotojen suuret volyymit junakuljetukset hyödynnettävissä muutamilla suurilla laitoksilla Tavoitteena on luoda edellytykset biopolttoaineterminaalien uusille toimintamalleille huomioiden jatkossa myös uudet kuljetusmuodot parantaa biopolttoaineiden toimitusvarmuutta parantaa biopolttoaineiden laatua laajentaa metsäpolttoaineiden hankinta-alueita mm. pohjoiseen Keski-Suomeen ja luoda uutta alueellista yritystoimintaa
Elokuu 2009 4 Projektin tehtävät Yhteistyö Pihtiputaan pilot-terminaalin kanssa - KS Laatuenergia Oy on vastannut terminaalin rakentamisesta ja toiminnasta - terminaalin koko; 3 hehtaaria, josta 1 ha asfaltoitu, varaus 6 ha terminaaliin - päällystystyöt ja laitteiden asennukset syksyllä 2009 - laitteiden testausta ja kehitystyötä talvella 2010 - VTT:n kehittämä kiinteä sähkökäyttöinen kaksivaihemurskain - terminaalikäyttöön soveltuva rumpuhakkuri - molemmat laitteet tuotantokäytössä kesästä 2010 lähtien - tavoitteena toimittaa 100 GWh vuodessa metsäenergiaa eri kokoluokan laitoksille - yrityksen tavoitteena on lisätä logistiikan tehokkuutta biopolttoaineiden toimituksissa - projektin tutkimustoiminta käynnistyi terminaalilla syksyllä 2010 Tammikuu 2010 Kevät 2010
5 Muut osatehtävät - Alueelliset biopolttoainepotentiaalit - Terminaalien toiminta ja erilaiset liiketoimintamallit - Terminaali -käsikirjan laadinta - Terminaalin kustannuslaskentaa - Laaditaan suunnitelma toimivan terminaalikonseptin toteuttamisesta muilla paikkakunnilla
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 6
7 Pihtiputaan terminaalin laitteet 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
8 Pihtipudas ja muu pohjoinen Keski-Suomi - syrjässä maakunnan suurista käyttökohteista - uhka vai mahdollisuus biopolttoaineterminaalin toiminnalle? BIOCLUS -projekti
9 Pihtipudas Jyväskylä noin 150 km samalla etäisyydellä useita hakkeen suurkäyttäjiä lisäksi suuri joukko pienkäyttäjiä, varsinkin Pohjamaan suunnalla uusia suurkäyttäjiä jatkossa, Kanteleen Voima Haapavedellä, Kuopion Energia, osalle suurkäyttäjistä rautatieyhteys olemassa uusien kuljetusmuotojen käyttöönotto edellyttää kehitystyötä sekä kuljetuskaluston että laitoksien vastaanottojärjestelmien osalta Pihtiputaan terminaali
10 Puuston ja maapohjan vaihtelut maakunnan alueella vaikuttavat eri energiapuulajien potentiaaleihin puupolttoaineiden valmistusprosesseihin ja laitteisiin ehkä myös terminaalien suunnitteluun ja toimintaan
11 Teknis-ekologisesti kerättävissä olevat energiapuumäärät Pihtiputaan Etäisyys terminaalilta Keski-Suomi alue 30 km 50 km yhteensä Kannot 17,7 29,9 96,0 1070 Hakkuutähde 21,1 36,1 117,0 1240 Nuoret metsät 41,4 52,0 137,8 600 Yhteensä 80,2 118,0 350,8 2910 GWh Yksityismetsät sekä valtion ja yhtiöiden metsät Kuljetusetäisyydet maantiekuljetusmatkoina Pohjoisen Keski-Suomen erityispiirteitä valtion ja yhtiöiden osuus metsäpinta-alasta suuri niiden osuus metsäenergiapotentiaalista noin 32 % nuorten metsien osuus merkittävä muuhun maakuntaan verrattuna (Pihtipudas 52 %, pohj. K-S 39 %, koko K-S 21 %) mäntyvaltaisuus pienentää hakkuutähteiden ja kantojen osuutta Peltoenergia ruokohelven tuotanto pohjoisen K-S alueella noin 4 GWh (20 %) uusia mahdollisia tuottajia muutamia Keski-Suomen Metsäkeskus
12 Terminaalien tilanne Suomessa - Suomessa on käytössä muutamia biopolttoaineterminaaleja - Murskaus tai haketus mobiililaitteilla - Päällystäminen yleistynyt, esim. 1 ha asfalttialue, lisäksi muuta päällystämätöntä varastointitilaa - Toimintamallit vaihtelevat (omistus, urakointi, logistiikka, varastointi, yms.) Terminaalin perustaminen vaatii ympäristöluvan - käsiteltävät polttoaineet; määrät vuositasolla, laadut, varastointimäärät - kierrätyspuu/rakennusjäte erikoistarkkailussa, tarkennettua laadunseurantaa, ei kaatopaikkatoimintaa - murskaus- ja haketusaika määritelty, esim. arkisin 6 22 - liikenne, tiestöt, milloin ajetaan - melu, tärinä, pöly (riippuu asutuksesta, myös kesäasutus saattaa asettaa omia rajoituksia) - jätevedet ja muu jätteiden käsittely - ympäristöluvan käsittely valituskierroksineen on hidastanut muutamien terminaalien käynnistymistä Pihtiputaan pilot-terminaalin erityispiirteet - kiinteä murskain- ja hakkuritekniikka - sijainti teollisuusalueella saman yrittäjän sahan ja lämpökeskuksen vieressä - raaka-aineen hankinta osana omaa teollisuuden puunhankinta - yritys hoitaa koko ketjun kannolta laitokselle - rautatiekuljetuksiin varautuminen
13 Ohjeistus biopolttoaineterminaaleille perustaminen ja terminaalin toiminta Käsikirjan sisältö 1. Johdanto 2. Mikä on biopolttoaineterminaali? 3. Terminaalin toimintamallit 4. Terminaalin sijainti 5. Terminaalin koko 6. Terminaalin perustaminen 7. Terminaaliin liittyvät lupa-asiat 8. Terminaalin varustelu 9. Polttoaineiden laadunhallinta terminaaleilla 10. Polttoaineiden uudet kuljetusmuodot 11. Muu mahdollinen toiminta terminaalilla 12. Terminaalin kustannukset? 13. Mahdolliset Case-tapaukset?
14 Koetoiminta Pihtiputaan pilot-terminaalilla 1. Kaksivaihemurskaimen ja uuden hakkurin mittaukset - Kapasiteetit (i-m 3 haketta/tunti, t/h, MWh/h) - Energiakulutukset (kwh/i-m 3 haketta) kwh/t, kwh/mwh - Koeajot eri raaka-aineilla - Polttoaineiden ominaisuudet - Verrataan aikaisemmin VTT:n kaksivaihemurskaimelta saatuihin tuloksiin sekä muihin vastaaviin laitteisiin
BIOTERMINAALI Laitteiden kapasiteetteihin vaikuttaa ensisijaisesti syötön tehokkuus ja tasaisuus erilaisilla raaka-aineilla 15
16 BIOTERMINAALI - helposti syötettävällä esimurskatulla kannolla murskaimen kapasiteetti yli 200 i-m3 tunnissa - muilla epähomogeenisilla raaka-aineilla kapasiteettia laskee syötön epätasaisuus ollen kuitenkin yli 100 i-m3/h sekä murskaimella että hakkurilla Tuotteiden polttoaineominaisuuksia Kosteus Irtotiheys kg/i-m3 % Partikkelikoko D10 D50 D90 mm mm mm Kaksivaihemurskain Ruskea hakkuutähde Esimurskattu kanto Pöydänaluskuori 26,0 24,0 45,0 213 163 328 1,4 3,6 0,7 6,5 11,1 3,8 23,6 35,3 13,5 Rumpuhakkuri Kokopuu Lumpit 39,0 41,0 258 254 3,2 6,2 12,3 14,7 36,3 38,3
BIOTERMINAALI 17 Koetoiminta 2. Kantojen esimurskaus terminaalilla ja sen vaikutus kuljetuksiin ja varastointiin Tavoite on selvittää mitä hyötyjä kantojen ja muiden biopolttoaineiden esimurskauksella saavutetaan polttoaineiden koko murskaus-, varastointi-, kuljetus- ja käyttöketjussa. - biopolttoaineiden esimurskauksen soveltuvuus terminaalioloihin - epäpuhtauksien ja hienoaineksen poisto kantojen esimurskauksen yhteydessä - esimurskatun materiaalin varastoitavuus - esimurskauksen hyödyt kuljetuksessa tavoitteena optimipalakoko sekä varastoinnin että kuljetustehokkuuden kannalta - kantojen esimurskaus mobiilimurskaimella (Hammel) ja hienoaineksen poisto rumpuseulalla
18 Esimurskatun kannon varastointikokeet sekä seulotulla että seulomattomalla murskeella Esimurskattu kanto soveltuu hyvin esim. kaksivaihemurskaimen raaka-aineeksi Löytyykö hyötykäyttöä runsaasti hiekkaa sisältävälle seulan alitteelle?
BIOTERMINAALI Koetoiminta terminaalilla ja tulosten käsittely jatkuvat 19
20 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa