Ekogen pien-chp CHP- voimalaitoksen kehittäminen TkT Lasse Koskelainen Teknologiajohtaja Ekogen Oy www.ekogen.fi Keski-Suomen energiapäivä 30.1.2012
Lähtökohta: Globaali liiketoimintaympäristö Erityisesti sähkön tarve kasvaa enemmän kuin BKT Kehittyvät maat erityisasemassa Paikallisen tuotannon merkitys painottuu Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP) on tehokkain tapa hyödyntää biomassaa Biomassa on tärkein uusiutuvan energian resurssi Uusiutuvan energian tukimuodot kehittyvät kaikilla alueilla Uudet ratkaisut edellyttävät uudenlaista verkottumista ja integroitumista Uusia toimijoita energiamarkkinoille Uudet liiketoimintamuodot Blue Ocean strategia: liiketoiminta-alue jossa ei ole kilpailua 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 2
Teknologian kehittäminen Avainasiat: Teknologia biomassan hyödyntämiseksi Lähienergiantuotanto: Kokoluokka <1 MW e Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Modulaarinen rakenne, standardiratkaisut Uudet liiketoimintamallit Systeemi-innovaatioiden hyödyntäminen Puhtaan energiantuotannon verkostot Kansainvälisesti kilpailukykyinen teknologia 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 3
Teknologia Kehitystyön vaihtoehdot Biomassan kaasutus + moottori = Häkäpönttö Kokoluokka, kw e Polttoaine 30-150 Puu ym. biomassa Biokaasulaitos + moottori/turbiini >20 Kaatopaikkakaasu, jätelietteet, kasvijäte Höyryvoimalaitos >2000 Kiinteä. neste, kaasu ORC-voimalaitos 50-5000 Kiinteä. neste, kaasu Stirling-moottori 5-50 Kiinteä. neste, kaasu EFGT-voimalaitos +mikroturbiini 30-600 Kiinteä. neste, kaasu Mikroturbiini 30 600 Neste, kaasu 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 4
Vaatimukset Teknologia Toimiva voimakone Mikroturbiini Yksinkertainen teknologia Sähköntuotannon hyötysuhde >20% Mahdollisuus kaukokäyttöön tai paikalliseen operointiin Helppo huollettavuus Käyttöympäristö Erilaisten kiinteiden biomassojen käyttö Kytkentä sähköverkkoon tai saarekekäyttö Lämpöverkkoliitäntä vesikaukolämpöön tai kiinteistöön Soveltuvuus kehitysmaakäyttöön 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 5
EkoCHP pienvoimalaitos Sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP) Polttoaineena pelletti tai puuhake Pieni kontteihin asennettu voimalaitosyksikkö 100 kwe sähkötehoa 300 kwth lämpötehoa Tyypilliset käyttökohteet: Paikallinen sähkö ja lämpö 50-100 kotitaloudelle /laitos PK teollisuus, mm. puutuoteteollisuus Lämpöyrittäjäkohteet Järjestelmien korvaaminen -> Lisänä sähköntuotanto Kasvihuoneet, maatilat Liikekeskukset taajamien ulkopuolella Urheilu- ja vapaa-ajan keskukset, hotellit 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 6
EkoCHP käyttöympäristö Paikallisten voimavarojen hyödyntäminen uusiutuvan energiantuotannossa 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 7
EkoCHP pienvoimalaitos 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 8
Voimalaitoskontti Polttoainevarasto Tulipesä Korkealämpötilasiirrin Muut lämmönsiirtimet Vesikattila Apulaitteet Turbiini ja sähkölaitteet Generaattori Taajuusmuuttaja Automaatio Optiot Rinnakkaiskattila 0,5 2 MW Lämpövaraaja EkoCHP laitos Turbec T100 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 9
EkoCHP-pienvoimala Mikroturbiini, ulkoinen lämmöntuonti Air in 0,72 kg/s Compressor 330 kw 1) Micro turbine unit T100 Turbine G 100 kw e Frequency converter 50 Hz Generator Mikroturbiiniyksikkö: Kompressori, rekuperaattori, turbiini, generaattori, taajuusmuuttaja Ilmankuumennin: Säteily- ja konvektio-osa Tulipesä: Polttoaineen syöttö, biomassapoltin Recuperator 270 o C 2) Secondary air blower 130...200 g/s 3) Primary air blower 130...200 g/s 0,55 kg/s 588 o C Air heater 220 kw 113 kw 7) Convection part 4) Secondary air heater 60 kw 6) Radiation heat exchanger 1090 o C 5) Furnace 950 o C Fuel feeder Vesikattila: - ilma/vesi-kattila - Lämmön talteenottokattila 8) Heat net pump 2...3 kg/s Water boiler 150 kw 150 kw 9) Water preheater 10) Water heater 15...50% 12) Circulation blower Savukaasujärjestelmä: - Savu- ja kiertokaasupuhallin - Hiukkassuodatin Warm water 300 kw th 11) Flue gas blower 13) Flue gas cleaner Pure air 0,3...0,5 kg/s 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 10
Innovaation tiekartta EkoCHP pienvoimalaitos 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 11
Yhteistyökumppanit Yrityksen kehittäminen Teknologian kehittäminen: LUT Energia, Lappeenranta Prosessin ja liiketoiminnan kehittäminen Oheispalvelujen kehittäminen Ekogen Rahoitus Tekes Finnvera Kansainvälistyminen Finpro Tuotteen toteutus Suunnittelutyö Esisuunnittelu: CKTI, Pietari Detaljisuunnittelu: Rejlers Oy Voimakone: Turbiini T100,Turbec Poltin ja polttoainejärjestelmä: Ariterm Oy, Saarijärvi Teräsrakenteet: Karjalan Konepaja, Parikkala Lämmönsiirrin: Facor Oy, Lappeenranta Muuraukset: Tekmur Oy, Rajamäki Kokoonpano: Facor Oy, Lappeenranta Koeajot: Lappeenrannan Energia Oy 30.1.2012 Keski-Suomen Energiapäivä 2012 12