BIOPOLTTOAINETERMINAALIN PERUSTAMINEN Laatinut: Pekka Pääkkönen, Iin Micropolis Oy Hyväksytty: Dokumentti nro: 001/11 Status: Julkinen raportti 1
OSA A. Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali 1. Stora Enso 1.1 Nuottasaaren kuivan hakkeen tuotanto 2. Vihreäsaari 3. Kemira Chemicals 4. Kuivaniemi OSA B. ESIMERKKI HARJOITUS HUKKALÄMPÖÄ HYÖDYNTÄVÄN BIOPOLTTOAINETERMINAALIN TOTEUTTA- MISESTA LÄHTEET 2
OSA A. Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali Raportin A. Osaan on tehty arvioita hankkeen selvityksen kohteena olevista biopolttoaineterminaali paikoista. Näissä kohteissa hakkeen kuivaaminen on mahdollista tehdä käyttämällä hyväksi terminaalipaikan vieressä olevan teollisuuslaitoksen sekundäärilämpöä. Bioterminaalille soveltuvia sijaintipaikkoja on Oulun alueella kaksi, Kemiran Chemicalsin tehdasalue ja Vihreäsaaren satama-alue. Molemmat sijaintipaikat ovat sellaisia, joissa metsähaketta voi jatkojalostaa hukkalämmöllä kuivaamalla korkealaatuisemmaksi polttoaineeksi. Vihreäsaaren terminaalin tarkastelussa pitää ottaa huomioon myös Stora Enson Nuottasaaren tehtaan leijukerroskattilassa käytettävän puunkuoren kuivaaminen. Tehtaalla syntyy sellun ja paperin valmistuksen oheistuotteena 220 tuhatta tonnia kuiva-ainepitoisuudeltaan 40 % (kosteus 60%) puun kuorta, jota käytetään leijukerroskattilan polttoaineena yhdessä jyrsinturpeen ja metsähakkeen kanssa. Stora Enson Nuottasaaren ylijäämälämmöistä kuumimmat ja helpoimmin hyödynnettävät jakeet tullaan käyttämään tehtaan oman kuoripolttoaineen kuivaamiseen. Leijukerroskattilan polttoaineen kuivaustarve on pääsääntöisesti talviaikaan, jolloin tehtaan energian käyttö on suurinta. Kesäaikana energian käyttö on tehtaalla huomattavasti pienempää kuin talvella, mutta kuivaukseen soveltuvaa lämpöä on silloin tarjolla jopa enemmän kuin talvella. Tässä on mahdollisuus tehdä hakkeen kaupallista kuivausta samalla kuivauslaitteistolla, mitä varsinaisesti käytetään tehtaan oman energian tuotannon tehostamiseen. Lisäksi tarkasteltavana on Iin Kuivaniemen terminaali, jonka yhteyteen on kaavailtu paikkaa Kuivaniemen taajaman uudelle lämpö- tai CHP-laitokselle. Laitos käyttäisi terminaalissa tuotettua haketta, ja osa hakkeesta voidaan kuivata silloin kun laitoksesta jää ylimääräistä kaukolämpökapasiteettia. Terminaalin perustamista edellä mainittuihin paikkoihin on tässä raportissa tarkasteltu omana CASE tapauksena. Case arviossa on tehty laskelmia ja arvioita sen pohjalta, mitä raporttiin kerätystä aineistosta voi kyseiseen tapaukseen soveltaa. Terminaalikohteet on nimetty seuraavasti: Nuottasaari: - Stora Enson Nuottasaaren tehtaan leijukerroskattilan biopolttoaineen kuivaus. Laanila: - Kemira Chemicalsin Oulun tehtaan yhteyteen suunniteltava biopolttoaineterminaali. Vihreäsaari: - Vihreäsaareen suunniteltava biopolttoaineterminaali. Kuivaniemi: - Kuivaniemelle rakennettava CHP/lämpölaitos ja biopolttoaineterminaali Jokaisesta tapauksesta on laadittu muutamia vaihtoehtoja sitä mukaa kun terminaalipaikan olosuhteet ovat selvityksen aikana tarkentuneet ja terminaalitoiminnasta kiinnostunut toimija on selvitystä ohjannut. 3
0-Vaihtoehto: Ensimmäinen 0-vaihtoehto kohteista on laadittu julkisista kirjallisista lähteistä ja haastatteluilla saatujen lähtötietojen pohjalta. Tästä syystä 0-vaihtoehtoa voi pitää vain suuntaa antavana teoreettisena tarkasteluna. (Pekka Pääkkösen neuvottelumuistiot Stora Enso Nuottasaaren tehdas 2011 2013, Pekka Pääkkösen neuvottelumuistiot Kemira Chamicals 2011 2013, Lähtötietomuistio, Pekka Pääkkönen Kuivaniemen terminaali ja CHP-laitos 2012, Jonas Arolan diplomityö, Oulun Yliopisto 2011, Ville Kangas diplomityö, Oulun Yliopisto 2013) 1. Stora Enso Nuottasaaren biopolttoainekuivuri Kuoripolttoaineen kuivaus hukkalämpöenergialla Kuivaukseen käytettävän energian määrä Stora Enson tehtaalla jätevesistä saatava energia on teholtaan n.17 MW. Tämä energia on käytettävissä biopolttoaineen kuivaukseen. Hukkalämpölähteet: Ykkösvaihtoehto kuivurin energian lähteeksi on VPE (soodakattilan pesuri) kanaalin virtaus n. 80 l/s ja lämpötila +65 o C. Lämmin vesi ylikaato, virtaus noin 100 l/s ja lämpötila +40 o C. Puhdasta vettä, mutta onko tarpeeksi lämmintä kuivausilman lämmittämiseen. Valkaisun hapan vesivirtaus 100 l/s ja lämpötila +70 o C Kuumavesiylikaato, virtaus 20 l/s, lämpötila +80 o C Lämmönvaihtimet ovat jätevesi/glygooli lämmönvaihtimia. Lähtötiedot: Jäteveden tilavuusvirta on 145 kg /s ja lämpötila +68 C. Kuivaustarve 15 kg/s kuorta, irtotiheys 0.4 m 3 /i-m 3 Kuoren kuiva-ainepitoisuus 40 % (lähtökosteus: 60 %) Kuiva-ainepitoisuus kuivauksen jälkeen 55-60 %. Lämmönvaihtimen tilavuusvirta (vesi-glygooli kierto) 145 kg/s Vesi-glygooli kierron lämpötila +65 o C. Tätä lämpötilaa on mahdollista nostaa lämpöpumpumpulla +65 o C lähtölämpötilasta +85 o C loppulämpötilaan. Ulkoilman lämpötila (oletus) 0 o C Ilman kosteus 80 % Perus mitoitus, ja tyypillinen vuoden keskiarvosyöttö kuorikattilaan on 15 kg/s. Kuoren kuivaainepitoisuus ennen kuivausta 40 %. Kuiva-ainepitoisuuden tavoite on kuivauksen jälkeen 10-15 % lähtökosteutta kuivempaa. Polttoainevaihtoehdot ovat kuori, metsähake, sahanpuru + puhdas kierrätyspuu. Oletusarvoja: Kattilan käyttöaika 350 päivää/vuosi, 24 h/päivä. Polttoaineen syöttö vaihtelee vuoden ajan ja lämpötilan mukaan. Tämä vaihtelu vaikuttaa myös siihen, miten paljon kuivauksella voidaan polttoaineen kosteutta vähentää. Kuivurivalmistajia on pyydetty laskemaan polttoaineen kuiva-ainepitoisuudet vuoden ajan mukaisille polttoaineen käytöille. Talvi (joulu, tammi, helmi) 88 päivää, polttoaineen syöttö 25 30 kg/s ulkoilman lämpötila -5 o C... -25 o C Kevät (Maalis, Huhti, Touko) 87 päivää, polttoaineen syöttö n. 20 kg/s ulkoilman lämpötila +15 o C... -5 o C Kesä (kesä, heinä, Elo) 88 päivää polttoaineen syöttö n.10 kg/s 4
ulkoilman lämpötila +15 o C... +25 o C Syksy (Syys, Loka, Marras) 87 päivää, polttoaineen syöttö n. 20 kg/s ulkoilman lämpötila +15 o C... -5 o C Metso Oyj Kuvo-kuivuri Metson ehdotus Stora Enson tehtaalle on viirakuivuri, joka pystyy haihduttamaan 7,0 12,8 tonnia vettä tunnissa. Käytettävissä olevilla hukkalämmöillä ei kuivuria kannata mitoittaa 30 kg/s huippukuorman mukaan. Tavoitekapasiteetti voisi olla n. 15 kg/s suuruiselle volyymille. Stela Laxhuber GmbH Viirakuivuri BT 1/6200-63 Stela Laxhuber GmbH:n ehdotus Stora Enson Oulun tehtaan kuoren kuivaukseen on viirakuivuri. Kuorikattilan polttoaineen syöttö kesäaikana on n. 10 kg/s ja talvella 25 kg/s. Kuivurin mitoitus on tehty kesäajan 10 kg/s suuruisella volyymillä. Kuivattavan polttoaineen kuiva-ainepitoisuus oletus on 40 % ennen kuivausta ja kuivauksen jälkeen 60 %. Ulkoilman lämpötila oletus on +3,8 o C. Näillä oletusarvoilla polttoaineesta haihdutetaan 12 tonnia vettä. Kuivaukseen tarvittava lämpöenergia on 15,6 MW, kun käytettävän lämmitysveden lämpötila on +68 o C. Kuivurin pinta-ala on tällä mitoituksella 390 m 2. Viiran leveys on 6,2 m ja pituus 61,5 m. Puhaltimien sähkönkulutus on 297,5 kw ja viiranmoottoreiden sekä muiden kulutuslaitteiden sähköntarve 80kW. Toinen mahdollisuus on tehdä kuivausilman lämmitys kahdessa vaiheessa käyttäen hukkalämpöä ja höyryä. 1. Vaihe, vesi/ilma lämmönvaihdin Lämmitysveden tulolämpö vesi/ilma lämmönvaihtimeen +68 o C Ilman lämpötila ensimmäisen lämmönvaihtimen jälkeen +60 o C 2. Vaihe, höyry/ilma lämmönvaihdin Höyryn tulolämpötila levylämmönvaihtimelle +130 o C Ilman lämpötila toisen lämmönvaihtimen jälkeen +92 o C Tässä ratkaisussa lämpöenergian tarve on 7 8 MW. Lämmitys ulkoilman lämpötilasta +15 o C ensimmäisessä vaiheessa +60 o C lämpötilaan (ΔT 45K) on 58,5 % kuivurin tarvitsemasta kokonaisenergiamäärästä. Toisen vaiheen lämmitys höyryllä +60 o C ilmanlämpötilasta +92 o C lämpötilaan (ΔT 32K) on 41,5 % kokonaisenergia määrästä. 1.1 Nuottasaaren kuivan hakkeen tuotanto Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali hankkeen tuloksena Stora Enson Oulun Nuottasaaren tehtaalle suunnitellaan biopolttoainekuivuri-investointia, joka toteutuessaan pystyy tuottamaan kesäaikana n. 100 i-m 3 /tunti kuivaa metsähaketta. Kuivaamalla jalostetun polttoaineen energiasisältö olisi 3-4 MWh/tonni ja tuotannon määrä 45..50 tonnia tunnissa. Energian lisäys kuivauksessa on 25..35 %. Kuivausta on tehtaalla mahdollista tehdä 3-4 kuukauden ajan 24 tuntia vuorokaudessa, yhteensä noin 80 vuorokautta. Laitoksen tuotantomäärä kesäaikana voisi olla 1900 tuntia ja volyymi 85000 95000 tonnia kuivattavaa haketta. Kuivaustoiminta olisi Stora Enso Metsän liiketoimintaa ja kuivaamalla jalostettu polttoaine voitaisiin myydä esimerkiksi Turkuun suunnitteilla olevalle uudelle biovoimalaitokselle, jonka polttoaineesta 60 % on kaavailtu olevan metsähaketta ja pellettiä. Energiana suunniteltu biopolttoainemäärä on 1800 GWh:a vuodessa. Jos koko suunniteltu energian tarve tuotettaisiin puuperäisellä polttoaineella, tarkoittaisi se n. 900 tuhatta k-m 3 puuta. Stora Enson Oulun tehtaan kuivauslaitos voisi tuottaa tästä määrästä 155 GWh suuruisen osuuden. 5
Kuivan hakkeen kuljetus Oulun Nuottasaaresta on taloudellisesti edullisinta hoitaa laivakuljetuksena. Kuljetuksen lisäksi polttoaineen varastointi olisi luultavasti tehtävä Oulussa ennen uuden lämmityskauden alkua. Jos hakkeen kuivaus tehdään 20 % kosteuteen, säilyy hake peitettynä koko lämmityskauden ajan eikä itsesyttymisvaaraa ole. 2. Vihreäsaari Vihreä saaren satama-alueelle sijoittuvan terminaalin pinta-ala voi olla useita hehtaareja. Hakkeen kuivausta varten joudutaan Stora-Enson hukkalämpö johtamaan Rommakon väylän yli tai ali rakennettavalla putkilinjalla. Raaka-ainetta ja kuivattua haketta on mahdollista kuljettaa terminaaliin sekä laivalla että autokuljetuksena. Vihreäsaaren vaihtoehto on tarkasteltu yllä olevan kartan pohjalta. Terminaalia kentän sijainniksi on valittu karttaan merkitty Oulun Energialle varattu alue, ja kentän kooksi 4 hehtaaria. Terminaalin koko perustuu siihen olettamukseen, että Stora-Enson tehtaalta on johdettavissa Vihreäsaareen korkealämpöistä hukkalämpötehoa, eikä terminaalin sijainti Vihreäsaaressa aseta sille tilarajoitteita. Vihreäsaaren terminaalin vuosivolyymiksi on alustavasti arvioitu 100 000 150 000 k-m 3 suuruista hakkeen ja energiapuun käyttömäärää. Kuivaukseen olisi Stora Enson Oulun tehtaalta mahdollista siirtää putkea pitkin 59 MW 123 MW:n suuruinen lämpöteho. Käytettävän lämpötehon määrään vaikuttaa suuresti myös se, miten paljon Oulun tehtaan kuorikattilan yhteyteen suunniteltu kuorikuivuri käyttää vesijakeiden lämpöjä. Joonas Arolan tekemässä diplomityössä (Oulun Yliopisto 2011) on selvitetty Stora Enson Nuottasaaren tehtaan prosessien poistovesien hukkalämpöjä. Taulukossa 1. on Joonas Arolan diplomityössään listaamat vesijakeiden lämmöt ja tehot kesällä ja talvella. 6
Taulukko 1. Arolan diplomityön pohjalta tehdyssä laskelmassa on arvioitu, kuinka Stora-Enso Oy:n Oulun nuottasaaren tehtaalta saatavia hukkalämpöjä voitaisiin hyödyntää mahdollisessa Vihreäsaaren bioterminaalissa hakkeen kuivaukseen. Arviossa on laskettu saatavilla oleva kuivausilma, tuotettava hake ja arvio viirakuivurin koolle. Oletuksena on kuivata tuoretta haketta, jonka kosteus on metsästä tuotuna 55 %. Haluttu tavoitekosteus hakkeella on 30 %. Kaaviokuva kuivuri-lämmönvaihdinsysteemistä Lähtöarvot: Esimerkissä kuivaukseen käytetään virtaa 1, eli lämminvesisäiliön ylikaatoa. Talvella: Lämpötila 51,3 C, virtaus 18,1 l/s Kesällä: 57,3 C ja virtaus 91.1 l/s keväällä ja syksyllä virtauksen keskiarvo 53,1 l/s. 7
Oletettu käyttöaika kuivurille vuodessa 100 %:n tuotantokapasiteetilla on 350 päivää. Vuosi on jaettu kolmeen osaan saatavilla olevan kuivausilman lähtölämpötilan mukaan ja tuotantopäivien on oletettu jakautuvan tasaisesti jokaiselle neljälle vuodenajalle. Lähtöilman kosteus 80 % on lähellä vuotuista keskiarvoa Oulun alueella (taulukko 2.). Lämmönvaihdinsysteemin tehokkuutta on arvioitu seuraavien oletusten avulla: noin 500 m pitkä siirtoputki Nuottasaaresta Vihreäsaareen aiheuttaa arviolta kahden asteen lämpöhäviöt, tällöin ΔT2 = 14 C. Lisäksi oletetaan, että ΔT1 = 25 C Taulukko 2. Lähtötietojen ja oletusten perusteella on laskettu taulukossa 3. esitetty kuivaukseen saatavilla oleva kuivausilman määrä. 8
Taulukko 3. Tuloksena saadaan käytössä olevan kuivausilman tiedot, kun kuivauslämpötilana käytetään +40 C. Kuivausilman määrä on talvella hyvin pieni verrattuna kesätilanteeseen. Sellutehtaalta saatavan lämmitysveden virtaus on talvella 15,1 l/s ja kesällä 91,1 l/s. Tästä johtuen on kuivauskapasiteetti talvella paljon huonompi kuin kesällä. Vedensitomiskyky on taas paras talvella, koska talvella ulkoilman kosteus pieni. Hukkalämmöistä saatava lämmitysenergia on Kesällä 9,54 MW Talvella 1,58 MW Keväällä ja syksyllä 5,56 MW Näillä arvoilla on laskettu miten paljon haketta voitaisiin maksimissaan kuivata haluttuun loppukosteuteen. Taulukossa 4. on laskettu hakkeen tuotanto vuodessa tonneina (kuivattu hake) ja energiasisältönä (tehollinen lämpöarvo). Tuotantopäivät on jaettu vuodenaikojen mukaan ja lisäksi on laskettu viirakuivurin pintaala eri mitoitusperusteilla. Pinta-alaan vaikuttaa suoraan se, kuinka paljon kuivausilmaa on saatavilla. Vuodenajan mukaan laskettu mitoitusperuste vaikuttaa merkittävästi koko kuivauslaitoksen tuotantoon. Talvella maksimituotantoon päästään pienemmällä kuivurilla, mutta kesän maksimituotantoon se ei riitä ja osa kesällä käytettävissä olevasta lämpöenergiasta jää silloin hyödyntämättä. 9
Laskennassa on käytetty kolmea eri mitoitusperustetta: Mitoitusperuste 1: Kesän maksimikapasiteetin mukaan, saadaan maksimituotanto kesällä, talvella, syksyllä ja keväällä. Mitoitusperuste 2: Talven maksimikapasiteetin mukaan, saadaan maksimituotanto vain talvella. Mitoitusperuste 3. Kevään ja syksyn maksimikapasiteetin mukaan saadaan maksimituotanto keväällä, syksyllä ja talvella. Kesällä saadaan vain kevään ja syksyn mukainen tuotanto. Sähkönkulutus eri kuivurimitoitusten mukaan Maksimipuhalluksen teho eri ilmamäärälle Muu sähköteho arviolta 9 % Hyötysuhteen ja painehäviön -suhde = 1370 Pa Hukkalämmöistä otettu lämmitysenergia on Kesällä 9,54 MW Talvella 1,582 MW Muulloin 5,56 MW Tuotettavan hakkeen määrä: Taulukko 4. Viirakuivurin arvioitu koko 10
Viirakuivurin sähkön kulutus Tuotantoarviot eri kuivurin käyttöasteilla: Realistisempi kuva terminaalin tuotannosta saadaan kun maksimituotannon, (100%) lisäksi lasketaan tuotanto myös pienemmillä käyttöasteilla. 100 % tuotannolla kaikki ilma hyödynnetään ja kuivuri käy maksimi ajan. 80 % tuotannolla vain 80 % saatavilla olevasta lämmöstä hyödynnetään, tai kuivurin käyttöaika on vain 80 % vuodesta. Vastaavasti 50 % käyttöasteella puolet saatavilla olevasta lämmöstä on käytössä tai käyttöaika on 50 %. Pienin tarkastelu on tehty 30 % käyttöasteella. Laskennan tuloksena saadaan hakkeen määrä tonneina kuivaa haketta, jonka kosteus on 30 %. Kuivan hakkeen energiasisältö MWh, sekä tehollinen lämpöarvo kun kosteus 30 %. Kuivurin mitoitusperuste vaikuttaa maksimituotannon määrään, vuodenaikojen erot on otettu laskelmissa huomioon. Mitoitusperusteet: Mitoitusperuste 1: Kesän maksimikapasiteetin mukaan Mitoitusperuste 2: Talven maksimikapasiteetin mukaan Mitoitusperuste 3. Kevään ja syksyn maksimikapasiteetin mukaan. 11
Lopuksi on tehty vertailu siitä, miten paljon tavanomaista luonnossa kuivattua, kosteudeltaan 45 % haketta tarvittaisiin, jotta saataisiin sama energiamäärä, kuin kosteudeltaan 30 % hakkeesta. Tuotannon käyttöasteeksi on oletettu 100 %. Vuosituotanto Vihreäsaaren satama-alueelle suunniteltava terminaali voisi olla vuosivolyymiltaan 200-300 GWh:ta tuottava laitos. Vihreäsaaren terminaalissa kuivattua haketta on mahdollista laivata eteläsuomen suurille lämpölaitoksille. Myös energiapuun pidemmälle jalostaminen vaikkapa biohiileksi olisi tällä alueella mahdollista. Kuivaamattomalle hakkeelle löytyy myös käyttökohteita läheltä, koska Oulun Energian Toppilan voimala sijaitsee vain kolmen kilometrin päässä satama-alueesta. Vihreäsaaren satama-alueen terminaali Terminaali sijainti tulisi olemaan Vihreäsaaren käytöstä poistetulla ja rakentamattomalla alueella vastapäätä Stora-Enson tehtaita. Alue on Oulun kaupungin ja sataman omistuksessa. 12
Liikennejärjestelyt Terminaalin liikennöinti toimisi Hietasaaren tietä kiertotielle ja siitä edelleen moottoritielle tai Kuusamon tielle. Reitillä on jo nykyisellään raskasta liikennettä Vihreäsaaren satamaan. Toisena vaihtoehtona ovat laivakuljetukset, joilla voidaan tuoda polttoaineeksi soveltuvaa raakapuuta ja viedä polttohaketta. Kustannukset Vihreäsaaren, Stora-Enson tehtaiden vastaiselle rannalle suunniteltavan terminaalin investoinnit ovat huomattavasti suuremmat kuin muissa terminaalipaikoissa. Kustannuksia nostaa kuivauksen tarvitseman lämpöenergian siirto Rommakon salmen ali tehtävällä putkilinjalla. Lisäksi terminaaliin pitää rakentaa toimitiloja, huoltorakennus ja varastoja kuivalle hakkeelle. Oletuksena on, että terminaali rakennetaan Oulun Energian käytössä olevan biopolttoainekentän yhteyteen, jossa on jo valmiina asfalttikenttää ja ajoneuvovaaka. Rakentamiskustannusten arvioinnissa on oletuksena, että asfalttikenttää rakennetaan yksi hehtaari lisää ja murskekenttää kolme hehtaaria. Kuivurina tässä vaihtoehdossa on Stela Laxhuber GmbH:n tarjoama viirakuivuri. Lämmön talteenotto on kustannuksiltaan arvioitu samansuuruiseksi kuin Rauman Voima Oy:n lämmöntalteenoton investointikulut UPM-kymmenen tehtaalla Raumalla. Myös lämmön siirtomatkat ovat samaa luokkaa kuin Rauman Voiman kuivauslaitoksessa. Salmen ali kulkevan putkilinjan eristys tuo jonkin verran lisäkustannuksia, joita Rauman tapauksessa ei ole. Maanrakennuskustannukset on arvioitu RIL 2006 mukaan. Kone ja laitehankintoja tässä vaihtoehdossa ovat kiinteä hakkuri ja pyöräkuormaaja. 13
Rakentamiskust Tarve annus Koko terminaalin pinta-ala /ha ha 4 Asfaltoitu alue ha 1 620000 Murskepinta alue ha 3 800000 Yhdystie, 7 m leveä m 100 32000 Metsätiet m 0 0 Turvalaitteet kpl Pysäköintialueet ha 0 0 Alikulkusillat kpl Meluaidat m 100 20000 Lisäraide liikennepaikalle m Rautatievaihde kpl Pohjaveden suojaus ha 1 210000 Rakennukset Varastokatokset ja kylmättilat m 2 4000 1000000 Huoltohalli m 2 100 50000 Toimisto ja muut lämpimättilat m 2 40 30000 Rakentamiskustannukset yhteeensä 2762000 Koneet ja laitteet uroa Vaaka-asemat ja ohjelmistot 0 Siirrettävä hakkuri/murskain Kiinteä hakkuri/murskain 300000 Pyöräkuormaaja 210000 Koneet ja laitteet yhteensä ilman kuivuria 510000 Kuivauslaitteet Lämmön talteenotto ja lämmönvaihtimet 200000 Lämmön siirtoputkistot ja kokoojasäiliöt 3500000 Viirakuivuri (Stela Laxhuber tarjous) 1200000 Kuivauslaitos yhteensä 4900000 KOKONAISINVESTOINTI Terminaalikenttä + koneet 8172000 14
3. Kemira Chemicals Kemira Chemicalsin tehdas alueelle on mahdollista sijoittaa pinta-alaltaan 2..3 hehtaarin laajuinen biopolttoaineterminaali. Hakkeen kuivaukseen käytettävän hukkalämmön lähteet ovat heti kaavaillun terminaalikentän vieressä. Terminaalin välittömässä läheisyydessä on rautatie ja autokuljetukset on mahdollista toteuttaa olemassa olevia teitä käyttäen. Vuosituotanto Kemiran tehdasalueelle sijoitettavan terminaalin todennäköinen vuosivolyymi voisi olla 100 200 GWh haketta (50 100 tk-m 3 puuta), josta 80...90 % käytettäisiin ilman konekuivausta suurten voimalaitosten varmuusvarastona. Merkittävä hakkeen käyttäjä, Laanilan voiman CHP laitos on samalla alueella terminaalin välittömässä läheisyydessä. Energiapuumäärästä 20...10 % kuivataan 20...15 % kosteuteen ja myydään käyttäjille, joille polttoaineen laadulla on merkittävä vaikutus lämmön tuotantokustannuksiin ja laitoksen toimintavarmuuteen. Suunnitteluoletukset: - Terminaalin biopolttoaine tuotannon vuosivolyymi 200 GWh - Konekuivauksen osuus lasketaan oletuksella, että käytettävissä on +90 o C lämpötilaista jäteveden hukkalämpöä teholtaan 8,4 MW. Koko tämä teho käytetään hakkeen kuivaukseen. Kemiran tehdasalueen terminaalissa voitaisiin vastaanottaa tienvarressa haketettua metsähaketta ja rankapuuta ympäri vuoden. Haketta voidaan kuivata 20 % kosteuteen kuivurilla, jonka kapasiteetti on 17 18 tonnia/tunnissa. Kuivausvolyymin rajoittavana tekijänä on korkealämpöisen, +100 o C lämpötilaisen veden määrä. Alempi lämpötilaista lämpöä on käytettävissä useiden kymmenien megawattien teholla, mutta sen käyttö hakkeen kuivaukseen on vaikea toteuttaa. Kemiran alueella on 200x40 m pohjapinta-alaltaan oleva halli, jota voisi ehkä käyttää hakkeen kuivausterminaalina (tällä hetkellä toisessa käytössä). Muita valmiita rakenteita alueella on rautatie, jonka kunto ja soveltuvuus puun ja hakkeen kuljetukseen kannattaa selvittää. Radan vieressä on käytöstä poistettu säiliö, tilavuudeltaan 10000 m 3, myös se voisi soveltuvuus hakevarastoksi. Kemiralla on käytössään autovaaka, terminaalitoiminnassa voidaan neuvotella. Varsinaisen hake- ja rankakentän käyttöön alueelle on mahdollista rakentaa 2..3 hehtaarin laajuinen alue. Tälle alueelle olisi mahdollista varastoida 12 500 k-m 3 rankapuuta, jos rankapuuvaraston pinta-alaksi käytetään 1 hehtaari suunnitellusta terminaalialueesta (arvio perustuu Terminaalikäsikirjan VTT-R-08634-11 Eri raaka-aineiden vaatimaan tilantarve taulukon lukuihin). Terminaalin toiminta edellyttäisi ainakin osalle terminaalikenttää asfaltointia ja putkilinjan vetämistä kuivausterminaaliin. Hakekuivureista laatuhakkeen, kosteus 20 %, kuivaukseen käytettäisiin viirakuivureita. Terminaalissa tapahtuva haketus tehdään kiinteällä murskain- ja hakkurikalustolla. Hakkeen ja puun käsittelyyn tarvitaan pyöräkuormaaja. Kemiran tehdasalueen terminaali Terminaalin sijainti olisi Kemiran tehdasalueen itäpäässä, joka nykyisellään on rakentamatonta aluetta luukuun ottamatta käytöstä poistettuja altaita. Alue, jolle polttoaineterminaalia tultaisiin suunnittelemaan, on Kemiran omistuksessa. Liikennejärjestelyt 15
Terminaalialueelle pääsee helposti Kuusamontieltä samasta liittymästä, josta liikennöidään Kemiralle päivittäin. Mahdollisuuksia uusien liittymien avaamiseen terminaalille on myös Raitotien suunasta. Alueella on rautatie, jonka kunto pitää selvittää ennen käyttöön ottoa. Matalaa lämpötilaa hyödyntävä viirakuivuri Stela Laxhuber GmbH on 1922 perustettu perheyritys, työtekijöitä yrityksessä on 90. Yhtiön erityisosaaminen on biomassojen kuivaustekniikka. Stelan viirakuivuri on modulirakenteinen, yhden modulin pituus on 1,5 m. Viiran leveys standardi ratkaisussa on 6,2 metriä ja pituus määräytyy sen mukaan, miten suuri kuivauskapasiteetti halutaan rakentaa. Kuivuri rakennetaan tyypillisesti suoraan ulkoilmaan. Pintamateriaalina kuivurissa on alumiinimineraalivilla (sandwihc) panelointi, joka estää lämmönhaihtumisen ja pienentää myös melua. Tyypillisiä käyttökohteita Stelan viirakuivurille ovat sahat, joissa kuivataan sahanpurua ja pellettitehtaat, joissa kuivuria käytetään puupelletin raaka-aineen kuivaukseen sekä biopolttoainevoimalat. Viirakuivurissa kuivattava materiaali kuivataan lämmitetyllä ilmalla, joka puhalletaan kuivattavan materiaalin ja viiran läpi ylhäältä alaspäin. Ilman lämmitys on taloudellisinta toteuttaa ylijäämälämmöllä. Jos lämmitykseen käytetään ns. primäärienergiaa, ei kuivaus useimmissa tapauksissa ole taloudellisesti kannattavaa. Kuivurin lämmönlähteenä voidaan käyttää jätevesistä talteen otettua lämpöä, savukaasujen lämpöä tai höyryä. Kuivurin alkupäässä on syöttöasema, jossa kuivattava materiaali levitetään viiralle kahdella ruuvikuljettimella tasaiseksi matoksi. Maton paksuus on 70 140 mm, riippuen kuivattavasta materiaalista, sen palakoosta ja kosteudesta. Kuivattava biomassa kulkee viiran päällä ja sitä sekoitetaan kuivurin keskellä olevalla sekoitusrummulla. Viiran toisesta päästä kuivattu hake tai muu biomassa puretaan kuljettimelle. Materiaalin poistamisen jälkeen viira puhalletaan puhtaaksi paineilmalla. Lisäksi viira pestään vesipesulla kerran viikossa automaattisesti. Viiran puhtautta tarkkaillaan mittaamalla kuivausilman painetta sekä viiran päältä että alta. Kuivausilman lämmitys voidaan tehdä yhdessä tai useammassa vaiheessa riippuen siitä, millaista lämpöä kuivaukseen on käytettävissä. Jos lämpöjakeita on useampia, käytetään kylmempi lämpö ensin kuivausilman esilämmitykseen. Sen jälkeen kuivausilman lämpötilaa nostetaan lisää joko yhdessä tai useammassa vaiheessa. Jokainen lämmitysvaihe tarvitsee oman lämmönvaihtimen ja lämmityspiirinsä sen mukaan, millaista lämpöä se käyttää. Stelan viirakuivuri toimii lähes miehittämättömänä, käyttö ja huoltotarve on n. 0,1 henkilötyövuotta. Lähtötiedot: - Ulkoilman lämpötila +10 o C. - ilman suhteellinen kosteus 50 % - Lämmitysvesi 1. esilämmitys lämmönvaihdin +30 o C teho 85 MW - Lämmitysvesi 2. esilämmitys lämmönvaihdin +100 o C teho 1.2 MW - Lämmitysvesi kuivausilman lämmönvaihtimessa +112 o C teho 7.2 MW - Hakkeen kosteus ennen kuivausta 60 % ja 20 % kuivauksen jälkeen. Kuivaukseen käytettävissä oleva lämpöteho on 9,4 MW, tällä teholla voidaan haihduttaa 8,9 tonnia vettä kun haihdutuskyky on 356 kg/h. Kuivausvaiheet viirakuivurissa: 1. Esilämmitys lämmönvaihdin - Ulkoilma sisään, +10 o C 16
- Lämmitysveden sisäänotto lämmönvaihtimeen +30 o C, teho 1MW - Veden ulostulo lämmönvaihtimesta, +15 o C - Ilman lämpötila lämmönvaihtimen jälkeen +20 o C 2. Esilämmitys lämmönvaihdin - Ilman lämpötila ensimmäisen lämmönvaihtimen jälkeen +20 o C - Lämmitysveden sisäänotto lämmönvaihtimeen +100 o C, teho 1.2 MW - Veden ulostulo lämmönvaihtimesta, +70 o C - Ilman lämpötila lämmönvaihtimen jälkeen, +90 o C 3. Kuivausilma lämmönvaihdin - Ilman lämpötila toisen lämmönvaihtimen jälkeen, +90 o C - Lämmitysveden sisäänotto lämmönvaihtimeen, +112 o C teho 7.2 MW - Veden ulostulo lämmönvaihtimesta, +80 o C - Kuivausilma viiran läpi +102 o C, (delta T 92 K) Kuivurin kuivauskapasiteetti Kemiran tapauksessa on 17.8 tonnia/tunti 60 % haketta loppukosteuteen 20 %. Kuivan hakkeen tuotantomäärä on n. 8,9 tonnia/tunti. Lämpöenergiaa kuivaukseen tarvitaan 9,4 MW ja kuivaukseen tarvittava sähkönkulutus on 120 kw puhaltimille ja 80 kw moottoreille ja muille toimilaitteille. Kuivurin pinta-ala (viira) on 168 m 2. Budjetti hintaarvio 1,2 M. Investoinnin kannalta tärkeitä asioita ja kysymyksiä ovat: - Lämpöputkistojen pituus; miten pitkiä putkilinjoja tarvitaan ja vaaditaanko erikoismateriaaleja - Hakkeen käsittely - Kuivan biopolttoaineen varastointi - Lämmön saatavuus ja hinta Kemiran tehdasalueelle sijoitettavan terminaalin polttoaineen tuotanto oletetaan olevan ensimmäisessä vaiheessa hakkeen valmistusta, rankapuun varastointia, terminaalissa ja tienvarressa tuotetun hakkeen kuivausta sekä kuivan että kuivaamattoman hakkeen varastointia. Yksi merkittävä asiakas hakkeelle on samalla alueella sijaitseva Laanilan Voiman voimalaitos. Kemira Chemicalsin tehdasalueen terminaalin pinta-alaksi on valittu 2 hehtaarin suuruinen alue. Terminaalin koko on valittu eri konsulttiselvityksistä tehtynä arviona ja hankkeen omiin laskelmiin perustuvasta keskimääräisestä terminaalista, joka sopisi Kemiran alueelle. Kemira Chemicalsin Oulun tehtaan hakkeen kuivaukseen soveltuvista hukkalämpöjakeista teholtaan suurin on noin 2 tonnia/tunti höyryvirta. Tämä energia on muurahaishappo-vesihöyrynä, ja sen hyödyntäminen vaatii korroosion kestävää lisälaitteistoa. Kuumien vesijakeiden lämpötilat ja tilavuusvirrat on listattu alla olevaan taulukkoon. Tässä tarkastelussa on kuivauslaitoksen kapasiteetti ja kannattavuusarviot tehty vesijakeiden hukkalämpöjen hyödyntämisellä. 17
Jakeet virtaus lämpötila nro. nimi m3/h l/s C 1 Nokivesi-virta 10,0 2,8 100,0 2 Välivesikiertovesi 55,0 15,3 112,0 3 Jäähdytysveden paluukierto (kesä) 2434,4 676,2 30,0 yht. 2499,4 694,3 32,1 lämpömäärä MW 1,2 7,2 85,0 93,3 Terminaalin sijainti Terminaalin sijainti on kaavailtu karttaan merkitylle alueelle (keltainen suorakaide). Sijoituspaikan etuja ovat: Hukkalämmön lähteiden sijainti Valmis tiestö Rakentamatonta aluetta terminaalikäyttöön riittävästi Hakkeen käyttäjiä alueella mm. Laanilan Voima ja Jätteenpolttolaitos 18
Kuivauslaitoskonsepti Kemira Chemicalsin Oulun tehtaan hukkalämpöjen määrä vaihtelee suuresti vuodenaikojen mukaan. Tästä johtuen on kuivauskapasiteetin mitoitus varsin hankalaa, jos tavoitteena on kuivata läpi vuoden sama määrä haketta. Jos kuivauslaitos mitoitetaan kesällä käytettävissä olevan suurimman energian mukaan, on kuivuri talviaikaan vajaakäytössä. Vastaavasti talvella käytettävissä olevalla energialla tehty mitoitus ei voi hyödyntää kaikkea kesällä saatavilla olevaa energiaa. Kannattavuus ja liiketoimintamalli on arvioitu seuraavien lähtöoletusten pohjalta: Biopolttoaineen saapumiskosteus on 55 %. Haketus tehdään terminaalissa. Kuivauksen tuotantomäärä vaihtelee vuodenajan mukaan. Kuivauslaitos voi toimia 24 tuntia vuorokaudessa ja maksimissaan tuotantopäiviä voi olla 250 vuodessa. Lopputuotteet Terminaalissa valmistetaan erilaisia biopolttoainejakeita sen mukaan, mitä asiakkaat polttoaineelta vaativat. Tarkastelussa terminaalin päätuotteita oletetaan olevan: 1. Pien CHP-laitosten polttoaine ja pellettiä korvaava seulottu laatuhake, kosteus 15...20 %. 2. Stokeripoltin käyttöön kosteudeltaan 20...25 % hake. 3. Priimauspolttoaine, kosteus 30 %, tarkoitettu isojen laitosten polttoaineen kosteuden säätelyyn. Tämä hake ei välttämättä edellytä konekuivausta, vaan sitä voidaan tuottaa terminaalissa varastoimalla rankapuu peitettyihin ilmaviin kasoihin. Terminaalin laitteet ja liiketoiminta Terminaalin pääasiallinen tavoite on tuottaa kuivaa laatuhaketta lämmön tai höyryn tuotantoon. Kuivan hakkeen kaasutuksella voidaan korvata raskasta polttoöljyä, sekä tuottaa pienchp laitosten käyttämää polttoainetta. Energiapuun haketus tehdään omalla terminaalihakkurilla. Kuivalle hakkeelle on siilot 10 viikon varastointia varten. Raakapuuvaraston koko 20 viikon tuotantoa vastaava määrä, n. 10 000 k-m 3. Asfaltoitua terminaalikenttää on 1 ha, raakapuun varastointia varten on murskekenttää 1 ha. Hakkeenkuivauslaitos käyttää energiana Kemiran hukkalämpöä, kuivauskapasiteetti vaatimus on 200 i-m 3 haketta/vuorokausi lähtökosteudesta 55 % loppukosteuteen 20 %. Kuivauslaitoksen käyttö työllistää 1,5 henkilöä ympärivuoden. 19
Laatuhakkeen tuotantomäärät Laskennassa käytetyt lähtöoletukset: - Kuivattavan hakkeen lähtökosteus, kasvutuoreena terminaaliin tuotu puu 55 % kosteus. - Laskennassa on otettu huomioon työvoima ja investointikulut. - Tuotantopäiviä vuodessa 350 (52 viikkoa). - Käyttöaika 16 tuntia vuorokaudessa. - Hakkeen varastointiaika 10 viikkoa Kuivausmäärät ovat vuodenaikojen keskimääräisillä tuotantomäärillä lasketut arvot olettaen, että saatavilla oleva hukkalämpö hyödynnetään maksimaalisesti. Tuotantomäärät ja kustannukset eri tuotteille Terminaalin päätuote, laatuhake kosteus 15 % Hakkeen tuotantokustannuksissa ei ole merkittäviä eroja silloin, jos hakkeen kuivaus tehdään 15 %, 20 % ja 25 % loppukosteuteen 20
Tuotantomäärässä on 25 % kosteuteen haketta voidaan kuivata n. 5 000 k-m 3 enemmän kuin 15 % kosteuteen. Energiana ero on n. 9 000 MWh. Tässä tarkastelussa oletuksena on, että kuivaus kannattaa tehdä 15 % kosteuteen, koska tästä tuotteesta saadaan paras loppukäyttäjähinta. Terminaalin käyttöaste Kemira-Laanila terminaalin käyttöastetta on tarkasteltu laskemalla toiminta erilaisilla vaihtoehtoskenaarioilla. Laskennassa on käytetyt lähtökohtaoletukset: Konekuivaukseen on Kemiralta saatavissa +102 o C lämpötilaista jätevettä, tilavuusvirta 130 l/s, teho ~1,9 MW. Kuivurin kapasiteetti pitää olla vähintään 17 i-m 3 /h. Terminaalin tuotanto oletetaan jakaantuvan vuoden aikojen mukaan seuraavasti (luvut ovat laskennallisia maksimimääriä): - Talvi (joulukuu, tammikuu ja helmikuu, vähiten lämpöenergiaa käytössä) 5930 k-m 3 haketta (12,2 GWh). - Kevät (maaliskuu, huhtikuu ja toukokuu), 7145 k-m 3 haketta (14,7 GWh). - Kesä (kesäkuu, heinäkuu ja elokuu, suurin käytettävissä oleva kuivaus kapasiteetti) 8067 k-m 3 haketta (17,7 GWh). - Syksy (syyskuu, lokakuu ja marraskuu), 7145 k-m 3 haketta (14,7 GWh). Laatuhakkeen tuotantomäärä Kolmessa (24h/vrk) vuorossa voi hakkeenkuivauslaitos tuottaa enintään 40 000 k-m 3 vuodessa kosteudeltaan 15 % haketta, eli n. 83 000 MWh. Kahdessa vuorossa (16h/vrk) maksimi tuotantomäärä on n. 26 000 k-m 3, 55 000 MWh vuodessa. Tuotantopäiviä vuodessa 250. Investoinnit Kemiran tehdasalueelle rakennettavan terminaalin minimi investoinnit: Terminaalikenttä, asfaltoitu 1 ha kenttä, 400t Hakekuivuri, kapasiteetti Stela 1,2 M Lämmönvaihtimet ja lämmönsiirtoputket 150t Terminaalihakkuri 150t Täysperävaunurekka hakkeen kuljetukseen 100t Käytetty pyöräkuormaaja 50t Laitehankinnoista kuivuri-investointi on vaikeimmin arvioitava kustannus. Kaupallisia kuivureita, jotka soveltuvat Laanilan terminaalin tarpeisiin on kyllä saatavilla useammaltakin toimittajalta, ja niiden hinta on myös karkealla tasolla tiedossa. Sen sijaan hukkalämmön talteenotto ja siirtäminen kuivurille vaatii enemmän suunnittelua ennen kuin todelliset kustannukset ovat tiedossa. Toteutetuista hankkeista, mm. Rauman Voima Oy:n kuivauslaitos, pystyy lämmön talteenoton osuutta koko investoinnista vain arvioimaan. Oletuksena on käytetty Stela Laxhuber GmbH:n viirakuivuria ja lämmön talteenotto on arvioitu olevan edullisemmin toteutettavissa kuin Rauman Voimalla mm. lyhyemmän lämmön siirtomatkan vuoksi. 21
Kemiralle rakennettava biopolttoaineterminaali Investoinnit Yksikkö Tarve Kustannus Koko termainaalin pinta-ala /ha ha 1 Asfaltoitu alue ha 1 400000 Murskepinta alue ha 0 0 Yhdystie, 7 m leveä m 0 0 Pohjaveden suojaus ha 0 0 Rakentamiskustannukset yhteeensä 400000 Työnjohto ja yleiskulut 10 % 40000 Investointituki 0 % 0 Terminaalin perustamiskustannukset 440000 Hakekuivuri (Stela Laxhuber GmbH tarjous) 1200000 Kuivuriin liittyvät oheisinvestoinnit (putkistot, yms.) 50000 Terminaalihakkuri 150000 Hakerekka 100000 Käytetty pyöräkuormaaja 50000 Lämmönvaihtimet 100000 Investointituki 0 % 0 Kuivauslaitos investointi 1650000 Kokonaisinvestointi n. 2,0 M 22
Biopolttoaineterminaalin kannattavuusarvion lähtötietoja Herkkyys kuivauslaitos investoinnille Oletus: 26 000 k-m3/vuosi haketta, koko tuotantomäärä on koneellisesti kuivattu. 2,0 Miljoonan euron minimi-investointi oletuksella (hakkeenkuivauslaitos 1,6 M + asfalttikenttä 400t ) laitoksen liiketulos on 30 /MWh loppuasiakashinnalla 5,3 % ja 35 /MWh 18,9 %. Investoinnin nollatulosraja laatuhakkeen loppuasiakashinnalla 30 /MWh on 2,7 M ja 35 /MWh loppuasiakashinnalla 4,74 M. 23
Herkkyys tuotantovolyymille Maksimi vuosituotanto oletus on 40 000 k-m 3 koneellisesti kuivattua haketta, jos laitos toimii 24 tuntia/vuorokausi 350 päivää vuodessa. kahdessa vuorossa, 16 tuntia/vuorokausi on maksimi tuotantomäärä n.26 000 k-m 3 kuivaus 55 % lähtökosteudesta 15 % loppukosteuteen Koko laitoksen investointi oletus 2,0 M (hakkeenkuivauslaitos 1,6 M + terminaalikenttä 0,4 M ) Investoinnin takaisinmaksuaika on 10 vuotta ja laskentakorko 5 % kannattavuuden 0-raja tarkastelu on tehty eri loppuasiakashinnoilla Kemiran tehdas alueelle sijoitettavan terminaalin polttoaineen tuotanto oletetaan olevan ensimmäisessä vaiheessa hakkeen valmistusta, rankapuun varastointia, terminaalissa ja tienvarressa tuotetun hakkeen kuivausta sekä kuivan että kuivaamattoman hakkeen varastointia. Yksi merkittävä asiakas hakkeelle on samalla alueella sijaitseva Laanilan Voiman voimalaitos. 24
25
TUOTANTOKETJUN KUSTANNUSTEN OSUUS % KOKONAISKUSTANNUKSESTA Puun hankinta Konekuivausterminaalin kustannukset Hakkeen kuljetuskustannus asiakkaalle 26
4. Kuivaniemi Iin Kuivaniemen terminaalin pinta-ala voi olla useita hehtaareja. Hakkeen kuivaus on mahdollista tehdä Iin kunnan uudella lämpövoimalan ylimääräisellä kaukolämpökapasiteetilla. Laitoksen toteuttamisesta ei ole vielä tehty lopullista päätöstä. Raaka-aineen ja kuivatun hakkeen kuljetukseen alueella on valmiita teitä ja rautatieyhteys. Kuivaniemen terminaalin sijainti on kartan osoittamalla alueella Kuivaniemen asemakylällä. Terminaalikentän suunniteltu laajuus on 1 hehtaaria. Iin Kuivaniemen terminaalin on alustavasti arvioitu olevan vuosivolyymiltaan n. 100 GWh:ta tuottava laitos. Kuivatun hakkeen käyttökohteita olisi Iin nykyisten lämpölaitosten lisäksi suunnitelmissa oleva CHP-voimala ja pienemmät kiinteistökohtaiset kattilat. Kuivaamattomalle hakkeelle käyttökohteita olisi Oulussa Oulun Energian Toppilan voimala ja Laanilan Voima. Edellisten lisäksi Kuivaniemen terminaali voi palvella Iin, Yli-Iin ja Haukiputaan paikallisia lämpölaitoksia. Suunnitteluoletuksia: - Terminaalin biopolttoaine tuotannon vuosivolyymi 100 GWh - Konekuivaukseen olisi Kuivaniemen 0-vaihtoehdossa käytettävissä +100 o C lämpötilaista kaukolämpövettä teholtaan 2 MW kesäaikana kolmen kuukauden ajan. Syksy ja kevätkuukausina kuivaus tehoa on käytettävissä keskimäärin 0,5 MW viisi-kuusi kuukautta vuodessa. Kylmimpinä talvikuukausina tammi- ja helmikuussa ei kuivaukseen riitä lainkaan energiaa. Kuivaniemen lämpölaitoksen yhteyteen suunniteltu biopolttoaineterminaali on ensisijaisesti metsäenergian vastaanottoalue, jolla varastoidaan, haketetaan ja murskataan energiapuuta. Osa energiahakkeesta kuivataan koneellisesti lämpölaitoksen ylimääräisellä lämpöenergialla. Terminaalissa luonnon kuivaamaa haketta toimitetaan Oulun alueen voimalaitoksille ja koneellisesti kuivattua haketta pienemmille asiakaslämpölaitoksille. Tuotteena on terminaalissa luonnonkuivaama hake, jota tuotetaan vuodessa 95 000 MWh/vuosi, ja koneellisesti kuivattu hake 4 000 MWh/vuosi. Raaka-aineena on energiapuu, jota varastoidaan kentällä. 27
Kaikki tuotu materiaali tulee punnituksen kautta. Kerrallaan alueella on varastoituna 50.000 kuutiometriä valmista puupolttoainetta tai sen raaka-ainetta. Varastointiaika on keskimäärin 6 kk. Tekniseltä ratkaisultaan terminaali on asfaltoitu yhden hehtaarin suuruinen kenttä, jonka yhteydessä sijaitsee Kuivaniemen lämpölaitos ja hakkeenkuivauslaitos. Terminaalikentän kustannusarvio on 400 000 euroa. Hakkeenkuivauslaitos Konekuivaukseen on Kuivaniemen terminaalissa käytettävissä +100 +130 o C lämpötilaista kaukolämpövettä 2 MW teholla kesäaikana kolmen kuukauden ajan. Syksy- ja kevätkuukausina kuivaus tehoa on käytettävissä keskimäärin 0,5 MW viisi-kuusi kuukautta vuodessa. Kylmimpinä talvikuukausina tammi- ja helmikuussa ei kuivaukseen riitä lainkaan energiaa. Pöyry Finland Oy laati Kuivaniemen lämpölaitos/chp selvityksen yhteydessä arvion lämpölaitoksen yhteydessä kuivattavasta polttoainemäärästä eri toteutusvaihtoehdoilla. Alla olevassa taulukossa on esitetty kuivattavissa olevat polttoainemäärät kullakin tarkasteluvaihtoehdolla Haketta kuivataan 45 % kosteudesta 22 % kosteuteen Oletuksena on hakkeen kuivauksessa 100 % hyötysuhde Todellisuudessa hyötysuhde on huomattavasti tätä heikompi. Todellinen kuivattava polttoainemäärä saadaan jakamalla laskettu määrä hyötysuhteella. Suurin kuivatettava määrä saadaan vaihtoehdolla VE 1 Terminaalin mahdollinen sijaintipaikka olisi Iin Asemakylällä. Alueen omistaa Iin kunta. Kustannukset Terminaalin rakentamiskustannuksiin vaikuttaa suuresti se, rakennetaanko terminaalialueelle Iin kunnan uusi lämpölaitos. Lämpölaitos olisi jo yksistään merkittävä terminaalin hakkeen käyttäjä ja siitä mahdollisesti ylijäävällä energialla voisi kuivata myös haketta. Hakkuri- ja pyöräkuormaajakaluston osalta kustannukset olisivat samanlaiset kuin Kemiran ja Vihreäsaaren terminaalin kalustokustannukset. 28
Kuivaniemen tapauksessa kustannuksia tulee terminaalikentän rakentamisesta, hakekuivurin ja pyöräkuormaajan hankinnasta. Kuivaniemen 0-vaihtoehdon oletuksena on, että terminaalin tarvitsemat huolto, toimisto ja sosiaalitilat ovat yhteiset terminaalin yhteyteen tulevan lämpölaitoksen kanssa. Miten niiden kustannukset jaetaan terminaalin ja lämpölaitoksen kanssa riippuu siitä, onko lämpöyrittäjä ja terminaalioperaattori sama yritys, vai erillisiä toimijoita. Laskelmassa ko. investoinnit ovat mukana. Kuivurioletuksena Kuivaniemellä on pienempi laitteisto kuin Laanilassa ja Vihreäsaaressa. Laitteiston hinta on arvioitu olevan puolet halvempi kuin Raumaster Oy:n viirakuivuri. Kuormien punnitus vaaka-asemalla korvataan Kuivaniemen terminaalissa pyöräkuormaajan kauhaan integroidulla vaa`alla. Lähtökohta Kuivaniemen taajaman lämpölaitokseen joudutaan tekemään uusinvestointi viiden vuoden sisällä. Nykyisen lämpölaitoksen omistaa ja sitä hoitaa Iin kunta. Kuivaniemellä on tarkoitus siirtyä yrittäjävetoiseen lämmöntuotantoon, jossa kunta ostaa tarvitsemansa lämmön pitkäaikaisilla sopimuksilla. Kuivaniemen taajaman kokonaisenergian käyttö on 5 200 MWh/vuosi. Uuden lämpölaitoksen paikaksi on suunniteltu Kuivanimen teollisuusaluetta, jossa kunnalla on omistuksessaan n. 3 ha rakentamaton teollisuustontti. Kaukolämpöputkisto on kunnan omistuksessa, uutta putkea pitää rakentaa n. 800 m. Rakentamisesta vastaa kunta. Uuden kaukolämpölaitoksen yhteyteen on suunniteltu rakennettavaksi biopolttoaineterminaali sekä hakkeen kuivauslaitos. Tavoite Iin Kunnan tavoitteena on olla energian tuotannossa öljyvapaa kunta. Kuivaniemen uusinvestoinnissa koko energian tuotanto toteutetaan uusiutuvalla energialla. Samaan aikaan Iin kunta on muuttamassa omistamiaan kiinteistöjä lämpöyrittäjävetoisiksi. Muutoksen yhteydessä kiinteistökohtainen lämmöntuotanto muutetaan puuperäisellä tai jollakin muulla uusiutuvalla energialla tuotettavaksi. Nämä muutokset luovat kysyntää kuivalle laatuhakkeelle, jota Kuivaniemen lämpölaitoksen yhteyteen rakennettava kuivauslaitos tuottaa. Kuivan hakkeen markkinat: Kuivaniemen terminaalissa tuotettavan kuivan hakkeen käyttäjiä voivat olla Iin kunnan kiinteistöt, joiden lämmitysmuoto ollaan muuttamassa öljystä johonkin uusiutuvaan energiaan. Yhteensä näiden kohteiden energian käyttö on n. 1 500 MWh/vuosi Öljyn kulutukset / Ii Kunta v.2008 v.2009 v. 2010 v. 2011 Käyttöpaikka Kiinteistö KP Tilavuus l/a l/a l/a l/a Maalismaantie Aseman koulu 6127 5440 38617 44010 40643 42819 Virkkulantie 27 Pohjois-Iin koulu uusi osa 6131 5220 31976 41128 34733 35623 Tikkasenkaari I 2150 32689 24989 29331 29028 Kuivaniemen kuntosali 6151 26859 29304 26641 21879 Puistopolku-lampikuja 12 3150 19848 10676 11187 16025 Niittyrinne-Heinäläntie 10 1660 5520 5625 5420 5386 Niittyketo-Heinäläntie 12 1660 5523 5400 5507 5271 Toimintamalli 29
1. Kuivaniemen lämpölaitoksen, biopolttoaineterminaalin ja hakkeenkuivauslaitoksen omistaa terminaaliyrittäjä. 2. Terminaaliyritys myy Kuivaniemen taajaman käyttämän kaukolämmön Iin kunnan omistamaan kaukolämpöverkkoon. 3. Lämpölaitoksen yhteyteen rakennettu biopolttoaineterminaali on Terminaaliyrityksen polttoainevarasto. 4. Osa terminaaliin hankitusta energiapuusta jalostetaan kuivaksi hakkeeksi ja myydään pienemmille laitoksille, jotka hyötyvät eniten korkealaatuisesta polttoaineesta. Toteutussuunnitelma 1. Terminaaliyrittäjä rakentaa Kuivaniemen teollisuusalueelle biopolttoaineterminaalin, lämpölaitoksen ja hakkeenkuivauslaitoksen. Maanhankinta, rakennusluvat ja kaavoitus selvitetään Iin kunnan toimesta. Investoinnin toteutuksen jälkeen Kuivaniemen kaukolämmön tuotanto muutetaan kunnan kanssa tehtävällä sopimuksella ostopalveluksi, jossa kunta ostaa Kuivaniemen taajaman tarvitseman lämmön. 2. Iin Kunta rakentaa uutta kaukolämpöputkistoa n. 800 m 3. Urakoitsija hoitaa Kuivaniemen lämpölaitosta, terminaalia ja kuivaa haketta Oulun alueen energiayhtiöiden kanssa tehtyjen sopimusten puitteissa. Urakoitsija investoi pyöräkoneet, mobiilikuljettimet yms. laitteet, joita lämpölaitoksen, terminaalin ja hakkeen kuivauksen tekeminen edellyttää. Investointisuunnitelma Laitoskokonaisuus sisältää terminaalikentän, lämpölaitoksen ja hakkeenkuivauslaitoksen. Koko investoinnista vastaa Terminaaliyrittäjä. Terminaalikenttä on 1 hehtaarin asfaltoitu kenttä, rakentamiskustannukset 440 t ilman energia tukea ja n. 374 t, laskettuna 15 % energiatuella. Raakapuuta varastoidaan kentälle 50 000 k-m 3 /vuosi Hakelämpölaitos, kokonaisinvestointi ilman uutta runkoputkea 1,6 M ja 15 % energiatuella 1,3 M. Hakkeenkuivauslaitos investointi ja rakentamiskustannukset n. 86 t, ja 15 % energiatuella 73,1 t Terminaalin liiketoiminta Kuivaniemen terminaalin kokonaisliikevaihtoarvio on 2,7 M /vuosi. Liiketulos 0,14 M, n. 0,5 % liikevaihdosta. Kuivaniemen terminaalin kannattavuusarviossa perusliiketoiminnan muodostaa Kuivaniemen taajaman tarvitseman kaukolämmön myynti 5 200 MWh/vuosi. Liikevaihto 338 000 /vuosi Liiketulos 22 730 /vuosi, 7 % liikevaihdosta. Toisen merkittävän liikevaihdon tuo Kuivaniemen polttoaineterminaali. Liikevaihto 2 211 919 /vuosi Liiketulos 496 /vuosi, 0 % liikevaihdosta Kolmantena on kuivan hakkeen tuotanto ja myynti pienille lämpölaitoskohteille. Liikevaihto 148 767 /vuosi Liiketulos 1 392 /vuosi, 1 % liikevaihdosta Kannattavuuslaskelma 30
KULUT JA TUOTOT Hakelämpölait os Terminaali kenttä Kuivauslaitos Koko investointi hakelämpölait oksella INVESTOINTI ( ) ####### 1606200 440000 86000 2132200 Investointituki 1,9165669 240930 66000 12900 319830 NETTOINVESTOINTI ( ) 1,2762816 1365270 374000 73100 1812370 Takaisinmaksuaika (vuotta) 2,6532977 15 20 5 13,3 Laskenta korko 2,0789282 5 % 5 % 5 % 5 % Kiinteät pääomakulut (annuiteetti) /vuosi 131533 30011 16884 189486 TUOTANTOKULUT Tuotanto määrä/ kulu Hakelämpölait os Terminaali kenttä Kuivauslaitos Koko investointi Vuokrakulut 500 500 Yleiskustannukset (kirjanpito, kunnossapito, yms. palvelut) 10000 10000 Työvoimakulut sivukuluineen 25000 25000 25000 75000 Kunnossapitokulut 30000 30000 Polttoaineen hankinta ( /a) 118737 118737 Polttoaineen, kuivattu hake omakustannushinta ( /MWh) 20,55 Hakkeen tuotantokulut ( /a) 2155912 105491 2261403 Hakkeen raakapuun hankinta ja tuotantokulut, konekuiva hake ( /k-m 3 ) 52,75 Hakkeen raakapuun hankinta ja tuotantokulut, luonnonkuiva ( /k-m 3 ) 44,91 Tuotetun hakkeen määrä konekuivahake (k-m 3 ) 2000 Tuotetun hakkeen määrä luonnokuiva (k-m 3 ) 48000 VUOSIKULUT YHTEENSÄ ( ) 315270 2211423 147375 2685126 VUODEN TULOT Tuotanto määrä Hakelämpölait os Terminaali kenttä Kuivauslaitos Koko investointi Lämmöntuotanto ( ) 338000 338000 Hakkeen myynti ( ) 2211918 148767 2360685 Konekuivatun hakkeen myynti, kuivan hakkee tuotantoomakäyttö (MWh) 4087 Luonnokuivan hakkeen tuotanto (MWh) 95754 Tulot yhteensä, vuosiliikevaihto ( ) 338000 2211918 148767 2698685 Tulot-kulut, vuosikate ( ) 22730 496 1392 13559 Liiketulos % 7 % 0 % 1 % 0,5 % 31
Yhteenveto Koko laitoksen liikevaihtoarvio 2,7 M /vuosi. Lämpölaitoksen liikevaihto 338 t Polttoaineterminaalin liikevaihto 2,21 M Kuivauslaitoksen liikevaihto 148 t Liiketulos 13,6 t /vuosi, 0,5 % liikevaihdosta Kokonaisinvestointiarvio lämpölaitos, terminaali ja kuivauslaitos n. 1,75 M (sisältää 15 % investointitukioletuksen). Energian tuotanto 5 200 MWh/vuosi. Kaukolämmön hinta 60 /MWh Hakkeen hinta 23,1 /MWh luonnossa kuivattu (kosteus 30 %) Konekuivatun hakkeen hinta 36,4 /MWh (kosteus 20 %) Kuivan hakkeen tuotantomäärä 2 000 k-m 3 /vuosi Takaisinmaksuaika Sisäinen korko 5 % Lämpökeskuksen takaisinmaksuaika 15 vuotta Terminaalikentän takaisinmaksuaika 20 vuotta Kuivurin takaisinmaksuaika 5 vuotta Kokolaitoksen takaisinmaksuajan keskiarvo 14 vuotta 32
OSA B. ESIMERKKIHARJOITUS HUKKALÄMPÖÄ HYÖDYNTÄVÄN BIOPOLTTOAINETERMINAALIN TOTEUTTA- MISESTA HARJOITUKSEN KUVAUS Tämän kuvitteellisen harjoituksen tarkoitus on luoda selkeämpi käsitys siitä, mitä asioita hukkalämpöä hyväksikäyttävän biopolttoaineterminaalin investoinnissa ja toiminnan aloittamisessa pitää ottaa huomioon. Harjoitus ei varmasti anna oikeaa ja todellista kuvaa käytännön elämän tapauksesta, mutta esimerkkiin on yritetty löytää kaikki ne investointipäätökseen vaikuttavat tekijät, jotka esiintyvät myös todellisuudessa. Harjoituksessa on käytetty oletuksina mahdollisimman realistisia tämän hetkisiä kustannus- ja markkinatilannekuvauksia. Sen sijaan harjoituksesta puuttuu paljon sellaisia elementtejä, jotka todellisessa tilanteessa ovat hyvinkin ratkaisevia. Muun muassa ympäristöluvat, liikennejärjestelyt yms. asiat on jätetty harjoituksen ulkopuolelle. LÄHTÖKOHTA Korpijoen kylässä toimii kalkkitehdas, jonka energian käyttö on teholtaan 20 MW. Tehtaan prosessi on hyvin energiaintensiivistä. Kyseessä on vanha laitos, jossa syntyy tällä hetkellä runsaasti lämpimiä vesijakeita, jotka ohjataan suoraan tehtaan ohi virtaavaan korpijokeen. Prosessin jäähdytysvesi ei sisällä hankalia kemikaalijäämiä ja se on pystytty laskemaan lupaehtojen mukaisesti vesistöön. Veden käyttö on tasaista ympäri vuoden. - jäteveden lämpötila keskimäärin +72 o C ympärivuoden - tilavuusvirta 30 litraa/sekunnissa. - hukkalämmöstä perittävä hinta 3 /MWh - sähkön hinta 0,12 /kwh 33
Kalkkitehtaan alueella on valmiina rakentamaton alue, joka on vuokrattavissa terminaali- ja kuivauskäyttöön. Alueen koko on 1,5 ha ja sinne on saatavilla kunnallistekniikka n. 50 000 hinnalla, sisältäen sähköliittymän ja viemäröinnin. Tiejärjestelyt ovat valmiina ja liikennöinti alueelle on mahdollista raskaalla kalustolla suoraan päätieltä oman liittymän kautta. Terminaalikentän rakentaminen maksaa asfaltointeineen 50 000 /hehtaari. Terminaaliin on päätetty rakentaa 1 hehtaarin suuruinen asfalttikenttä raakapuun ja hakkeen käsittelyä varten. Konekuivatulle hakkeelle on kalkkitehtaan vierestä mahdollista vuokrata tyhjillään oleva 20 000 m 3 kylmä halli 10 000 :n vuosivuokralla. Hintaan sisältyy myös terminaalikentän vuokra. Kalkkitehtaan kunnossapito-osasto on valmis hoitamaan terminaalialueen kunnossapidon 5 000 :n vuosisopimuksella. Sopimus sisältää lumityöt ja muut kiinteistön huoltopalvelut. Yleiskustannukset kirjanpito ja kunnossapitopalvelut on tarjottu 10 000 /vuosi hinnalla. BIOENERGIAA KÄYTTÄVÄT ASIAKKAAT Korpijoen kylässä on teholtaan 30 MW CHP-voimalaitos, joka käyttää polttoaineena turvetta 60 % ja puuhaketta 40 % energiatuotannostaan. Vuoden ajan energian tuotanto on 25 GWh sähköä ja 100 GWh lämpöä. Suurin yksittäinen asiakas on kalkkitehdas. Korpijoen Energia Oy:n lämpölaitos sijaitsee viiden kilometrin päässä kaavaillusta terminaalikentästä. Liikenneyhteydet lämpölaitokselle ovat hyvät ja Korpijoen Energia Oy on kiinnostunut käyttämään kalkkitehtaan terminaalia polttoainehuoltonsa yhtenä toimittajana ja alustavien arvioiden mukaan Korpijoen Energia olisi valmis hankkimaan käyttämästään hakkeesta 50 GWh/vuosi, jos hakkeen hinta lämpölaitokselle toimitettuna on 22 /MWh. Hakkeen toimituskosteusvaatimus on 35..45 %. Korpijoen kylän alueella ja naapuripitäjissä on useita kiinteistökohtaisia hakkeella toimivia lämpölaitoksia, joiden tehot vaihtelevat 0,1 MW ja 1 MW:n välillä. Yhteensä näiden kohteiden hakkeen käyttö on n. 5000 MWh:a vuodessa. Hakkeen käytöstä tehdyn markkinatutkimuksen mukaan edellä mainitut käyttäjät edellyttävät hakkeen kosteudeksi enintään 30 %. Lisäksi alueella on kaksi 0,5 MW:n kaasutuksen perustuvaa pienchp -laitosta ja noin 100 kilometrin säteellä on kolme aikaisemmin raskaalla polttoöljyllä toiminutta teollisuuskattilaa, jotka on muutettu puukaasutukseen perustuvalle käytölle. Näiden laitosten yhteinen energiankäyttö vuodessa on 25 000 MWh samaisen markkinatutkimuksen mukaan. Hakkeen laatuvaatimus on tasainen seulottu palakoko ja maksimissaan 20 % kosteus. TERMINAALIYRITYS Olet päättänyt ryhtyä terminaaliyrittäjäksi Korpijoen kylän kalkkitehtaan terminaaliin. Kaverina sinulla yksi tuttusi, joka on päättänyt osallistua päivittäiseen työhön 50 % työajalla. Omaksi vuosipalkaksi olet arvioinut 50 000 /vuosi sisältäen sivukulut ja kaverisi palkka on puolet tästä. Perustettavan yhtiön nimeksi on päätetty Korpijoen Hakereiskat Oy. Paikallinen ELY-keskus on luvannut 10 % energiatuen hankkeen perustamiskustannuksista. 34
ENERGIAPUUN HANKINTA Korpijoen Metsähoitoyhdistys on valmis tekemään puunhankintasopimuksen Korpijoen Hakereiskat Oy:n terminaalin kanssa. Hankittava puumäärä on alustavan arvion mukaan 40 000 k-m 3 energiapuuta. Metsähoitoyhdistys on valmis tuottamaan tämä määrän puuta terminaaliin seuraavilla ehdoilla: - kantohinta maanomistajalle 6 /k-m 3, koko puumäärä on karsittua tai karsimatonta rankaa. - Metsänhoitoyhdistyksen sopimusurakoitsija korjaa puut tienvarteen 20 /k-m 3 hinnalla. - Metsähoitoyhdistys veloittaa työnjohtokuluja 2 /k-m 3. - Kemera/Petu tuki on koko hankinta määrälle 100 % ja 11 /MWh. - Energiapuun (raakapuu) maantiekuljetusmatka on keskimääri 60 km ja Metsänhoitoyhdistyksen sopimus yrittäjän tarjouskuljetuksesta on 6 /tonni. Auton kuljetuskapasiteetti on 55 k-m 3. HAKKEEN TUOTANTO JA KULJETUS ASIAKKAILLE Jos terminaalissa jalostetaan energiapuuta sekä luonnonkuivana, että koneellisella kuivauksella, on siitä tulevat kustannukset: - Haketuksen terminaalissa hoitaa Metsänhoitoyhdistyksen sopimusyrittäjä 2,5 /i-m 3 taksalla. - Raakapuun varastointiaika, eli luonnonkuivaus 20 viikkoa terminaalissa, kustannus kohdistuu vain luonnonkuivana myytävälle hakkeelle - Raakapuun puskurivarastointi 4 viikkoa konekuivatulle hakkeelle (varaston riitto). - Valmiin hakkeen varmuusvarasto sekä konekuivalle että terminaalissa luonnossa kuivatulle hakkeelle on 2 viikkoa. - Raakapuun varastointikustannus on 0,6 /i-m 3 - Hakkeen varastointikustannus on 0,2 /i-m 3 - Hakkeen kuljetuksen on tarjonnut liikennöitsijä 8 /tonni taksalla. - Hakerekan maksimitilavuus on 140 m 3 ja maksimipaino 60 tonnia. - Kuljetusmatka keskimäärin 80 km. - Varastohävikki on arviolta 2 % tuotannosta. INVESTOINTI Keskieurooppalaisen kuivurin toimittajan tarjous terminaaliin soveltuvasta kuivurista on moduulirakenteinen viirakuivuri, joka koostuu 1,5 m pituisista moduuleista, viiran leveys 6 m. Yhden moduulin hinta on 50 000 /moduuli. Kuivurin hinta voidaan laskea jakamalla viiran pituus metreinä (1,5) ja kertomalla luku moduulin hinnalla. Kalkkitehtaan lämmön hyödyntäminen kuivaustarkoitukseen edellyttää uuden lämmönvaihtimen hankintaa jätevesijärjestelmään. Laitetoimittajalta saatu tarjous vesi-glygooli lämmönvaihtimesta on 20 000. Putkimuutoksia tarvitaan siirtoputken rakentamiseen, uuden putken pituus 300 metriä ja hinta 150 /m eristettynä. Muihin muutostöihin lämmön talteenotossa on arvioitu kuluvan n. 100 000. Kuljettimet ja purkaimet yhteensä 50 000. Lavakuivurivalmistajalta on saatu tarjous kuivurista, jonka kuivauskapasiteetti on 15 i-m 3 /h haketta. Kuivurin hinta ilman lämmönvaihdinta on 140 000. Kuivuri voi käyttää samanlaisia kuljettimia ja purkaimia kuin viirakuivuri. Hakkeen käsittely lavakuivurissa vaatii yhden täysipäiväisen työntekijän (50 000 /vuosi) ja pyöräkone investoinnin 200 000. 35
Investoinnille asetetut tuottovaatimukset: - Takaisinmaksuaika 8 vuotta - laskentakorko 5 % - terminaalin tuotantoaika on 50 viikkoa vuodessa. VIIRAKUIVURIN MITOITUS Viirakuivurin mitoitukseen on käytetty Ville Kankaan laatimaa laskentataulukkoa. Viirakuivurin hinta on arvioitu Stela Laxhuber:n valmistaman viirakuivurin pohjalta. Kuivuri koostuu 1,5 m pituisista moduuleista, yhden moduulin hinta on arviolta 50 000. Kuivauksen olosuhdeolettamat: - Ulkoilman lämpötila oletus 0 o C - hakkeen lähtökosteus 55 % - hakkeen loppukosteus 20 % kuivauksen jälkeen. Taulukon vakioarvoja ovat: Viiran leveys 6 m arvioitu hakepatjan painehäviö 1370 Pa tiiviys oletus 400 m 3 /im 3 kuivatuoretiheys 400 kg/m 3 C p vesi 4190 J/kg o C C p ilma 1032 j/kg o C 36
Kuivurin (ideaali) viiran pituus on 56 m ja pinta-ala 335,4 m 2. Kuivurin tekniset tiedot: - Kuivattava hakemäärä 18 i-m 3 /h ja 6,4 tonnia/tunti - Veden haihdutus 2,8 tonni/tunti - tarvittava lämmitysteho 3142,5 kw - sähkötehon tarve 85,51 kw Hinta: 56 m/1,5 m/moduuli * 50 000 /moduuli = 1 866 667 n. 1,9 M KUIVAUSLAITOKSEN KOKONAISHINTA ESIMERKIN LAITEVALINNOILLA kokonaisinvestoinnissa on otettu huomioon myös 10 % energiahankkeille myönnettävä investointituki. Tuen saaminen ei ole automaattista, vaan sitä myönnetään aina harkinnan varaisesti ja tapauskohtaisesti. Viirakuivurin hinta 1 866 667 lämmönvaihtimia 1 kpl, 20 000 putkistoa 300 m * 150 /m= 45 000 lämmön talteenotto 100 000 Terminaalikenttä 50 000 kunnallistekniikka 50 000 Kuljettimet ja purkaimet yhteensä 50 000 Koko investointi 2 181 667 Investointituki 10 % - 218 167 Nettoinvestointi 1 963 500 Kokonaisinvestointi tuen kanssa n 2,0 M KONEKUIVAUSTERMINAALIN LIIKETOIMINTA Hakkeen tuotantoketjun kannattavuus on arvioitu kustannukset.xls taulukolla pelkälle konekuivausterminaalille laskentaesimerkissä annetuilla tiedoilla (investointituettu kustannus), kun konekuivasta hakkeesta, jonka kosteus on maksimissaan 20 % ollaan valmiita maksamaan 24 /MWh, ja kokonaismarkkina on 30 000 MWh/vuosi (n. 15 000 k-m 3 /vuosi raakapuuta). 37
Niin kuin tuloslaskelmasta käy ilmi, ei konekuivausterminaalia saada esimerkin tuotantomäärällä ja hakkeen hinnalla kannattavaksi. Terminaalin liikevaihto on 735 590 ja liikevoitto -194 863, liikevoitto% -26,5 % Kokonaisinvestointi saisi olla vain n. 706 t, jotta terminaalin saa nollatulokselle. Jos tavoitteena on 5 % voitollinen tulos, investointi saisi olla n. 470 t. 38
TUOTANTOKETJUN KUSTANNUSTEN OSUUS % KOKONAISKUSTANNUKSESTA Puun hankinta Konekuivausterminaalin kustannukset Hakkeen kuljetuskustannus asiakkaalle 39
YHTEISTUOTANTOTERMINAALIN LIIKETOIMINTA (konekuivaus ja luonnonkuivaus) Tuotantoketjun kustannukset on laskettu Hakkeen tuotantoketjun kustannukset.xls -taulukolla laskentaesimerkissä annetuilla tiedoilla (investointituettu kustannus), kun konekuivasta hakkeesta, jonka kosteus on maksimissaan 20 %, ollaan valmiita maksamaan 24 /MWh, ja kokonaismarkkina on 30 000 MWh/vuosi, ja luonnonkuivasta hakkeesta 22 /MWh ja kokonaismarkkina on 50 000 MWh kosteudeltaan 35 % haketta. (yhteensä n. 40 000k-m 3 /vuosi raakapuuta, josta konekuivattava osuus on 15 000 k-m 3 ) Esimerkin kuivurilla voi kuivata 55 % haketta loppukosteuteen 20 %, energiaksi muutettuna 198,29 MWh/päivä. Kuivattavan hakemäärän, 40 000 k-m 3 /vuosi raakapuuta tuottaminen kestää 126 päivää. 40
41
TUOTANTOKETJUN KUSTANNUSTEN OSUUS % KOKONAISKUSTANNUKSESTA YHTEISTUOTANTO- TERMINAALISSA Puun hankinta Yhteistuotantoterminaalin kustannukset Hakkeen kuljetuskustannus asiakkaalle 42
PÄÄTELMIÄ: Viirakuivuri 18 i-m 3 /tunti kapasiteetilla riittäisi juuri ja juuri tuottamaan vaaditun 25 000 MWh vuositarpeen (119 MWh/päivä, ja 8 tuntia/päivä). Investointi on rahallisesti niin suuri, ettei sille saada järkevää takaisinmaksuaikaa hakkeesta maksettavalla hinnalla. 43
KONEKUIVAUS- JA YHTEISTOIMINTATERMINAALIN LIIKETOIMINTA LAVAKUIVURIVAIHTOEHDOL- LA Ville Kankaan taulukolla tarkastelemalla on lavakuivurilla mahdollista tuottaa kysyntää vastaava 25 000 MWh vuosivolyymi kosteudeltaan 20 % haketta jos päivittäinen työaika on 16 tuntia/päivä (laskenta ideaali kuivaus taulukolla). Kuivurilla voi kuivata 55 % haketta loppukosteuteen 20 % energiaksi muutettuna 198,29 MWh/päivä. Vuosituotannon kuivattavan hakemäärän tuottaminen kestää 25000 MWh/198,29 = 126 päivää. Kuivauslaitoksen kokonaishinta lavakuivurilla seuraavilla komponenteilla - Lavakuivuri 140 000 - lämmönvaihtimia 1 kpl, a 20 000 - putkistoa 300 m a 150 /m - muut lämmön talteenoton komponentit ja muutostyöt 100 000 - pyöräkone 250 000 - kuljettimet ja purkaimet yhteensä 50 000. 44