Biopolttoainemarkkinat ja standardisointi Euroopassa Keski-Suomen energiapäivä 28.1.2010 Eija Alakangas, VTT EUBIONET III, koordinaattori CEN/TC 335 WG2 puheenjohtaja http://www.eubionet.net Esityksen sisältö EUBIONET III selvityksen alustavat tulokset Varat EU 24 (ei Kypros, Malta, Luxemburg) Käyttö vuonna 2006 Pellettimarkkinat Kiinteiden biopolttoaineiden standardisointi (CEN/TC335) Tekeillä olevat standardit Laatuluokittelu (EN14961) Hake ja murske esimerkkinä 2 Kuvat: DBFZ 1
Biopolttoainevarat 2010 (alustava) Laji Metsätähde Varat, PJ 1 457 Varat, TWh 405 Käyttö 2006, PJ 457 Käyttö 2006, TWh 127 Polttopuu 1 223 312 837 231 Teoll. puutähde (sis. pelletit) 896 249 768 213 Mustalipeä 419 116 412 114 Käytetty puu 368 102 183 51 Pelto& hedelmä 1 581 439 219 61 Muu 559 155 222 62 YHTEENSÄ 6 505 1 807 3 097 860 Ei sisällä jätteitä 3 EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) Biopolttoainevarat, EU24 4 PJ 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Itävalta Belgia Ei sisällä jätteitä Muu biomassa Bulgaria Tsekki Tanska Eesti Suomi Ranska Saksa Kreikka Unkari Irlanti Italia Latvia Liettua Pelto- ja hedelmäbiomassat Käytöstä poistettu puu Mustalipeä Teollisuuden puutähde Polttopuu Metsätähteet EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) Hollanti Norja Puola Portugali Romania Slovakia Slovenia Espanja Ruotsi Iso-Britannia 2
Biopolttoainevarat, EU24 Muu biomassa 8 % Metsätähteet 22 % Pelto- ja hedelmäbiomassa t 24 % Käytöstä poistettu puu 6 % Ei sisällä jätteitä Mustalipeä 7 % Teollisuuden puutähde Polttopuu 19 % 5 EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) Biopolttoainevarat/käyttö 2006 Pelletit ja briketit Muu biomassa Biopolttoaineiden käyttö Kokonaisvarat Pelto- ja hedelmäbiomassat Käytöstä poistettu puu Mustalipeä Teollisuuden puutähde 48 % varoista käytössä Polttopuu Metsätähteet Ei sisällä jätteitä 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 PJ 6 EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) 3
Biopolttoaineiden käyttö, 2006 Pelto- ja hedelmäbiomassat 7 % Muu biomassa 6 % Metsätähteet 15 % Käytöstä poistettu puu 6 % Mustalipeä 14 % Polttopuu 29 % Pelletit ja briketit 4 % 7 Teollisuuden puutähde 9% EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) Biopolttoaineiden käyttö, 2006 PJ 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Metsätähteet 127 228 Luvut pylväiden päällä TWh:na 153 114 61 51 53 34 Polttopuu Teollisuuden puutähde Pelletit ja briketit Mustalipeä Käytöstä poistettu puu Pelto- ja hedelmäbiomassat Muu biomassa Iso- Britannia Ruotsi Espanja Slovenia Slovakia Romania Portugali Puola Norja Hollanti Liettua Latvia Italia Irlanti Unkari Kreikka Saksa Ranska 8 EUBIONET III selvitys (alustavat tulokset) 4
Biopolttoaineiden käyttö, 2006 Mtoe Kiinteät 72,9 Biohajoava jäte 5,8 Biokaasu 5,0 Nestemäiset 5,3 9 Pellettien markkinoiden kehitys, tonnia 10 Source: ISO/TC 238 Business Plan; Second Draft 2009 5
Reykjavik FI Tórshavn SE Oslo Mariehamn Stockholm Helsinki Tallinn EE Moskau Riga LV Douglas DK Kopenhagen LT Vilnius Minsk IE Dublin UK London Amsterdam NL Berlin PL Warschau Kiew Pellettien kauppa PT Lissabon Saint Peter Port Saint Helier Madrid ES FR Brüssel BE Paris Andorra la Vella LU Luxemburg Bern DE Vaduz Prag CZ AT Ljubljana SI San Marino IT Rom SK Wien Kischinau BratislavaBudapest HU RO Zagreb Bukarest Belgrad Sarajevo Sofia BG Podgorica Skopje Tirana GR 11 Source: DBFZ 2009 Algier Athen Pellettien tuotanto ja käyttö EU:ssa Pellettitehtaita noin 600 Euroopassa Tuotanto vuonna 2008 (vuonna 2006) n. 7 miljoonaa tonnia (5,9 milj. tonnia vuonna 2006) Energiana 120 PJ (33 TWh) (100 PJ, 28 TWh vuonna 2006) Käyttö vuonna 2008 N. 8,5 miljoona tonnia (7,3 milj. tonnia vuonna 2006) 137 PJ (38 TWh) (124 PJ, 34 TWh vuonna 2006) Tuonti 1,5 tonnia (USA, Kanada ja Venäjä n.85 % tuonnista) Käyttö on yli 20% suurempi kuin tuotanto Pelletille oma tullikoodi CN 4401 30 20 (tilastoja vuoden 2009 alusta) Pellettien kansainvälinen hintaseuranta Pohjoismainen hintaindeksi PIX teollisuuspelleteille (Foex Indexes, www.foex.fi) 12 EUBIONET III selvitys & Pellet@las projekti 6
Kiinteiden biopolttoaineiden standardisointi CEN/TC 335 Työryhmän 2 kokous Ateenassa syyskuussa 2008 13 Kuva: Emmanuelle Scoditti, ENEA CEN TC 335 Kiinteät polttoaineet 27 teknistä spesifikaatiota (esistandardia) julkaistu Päivitys EN-standardeiksi loppusuoralla 6 julkaistu vuoden 2009 lopulla ja loput vuoden 2010 aikana Suomen vastuulla olevat standardit EN 14961 Polttoaineen laatuvaatimukset ja luokat Osa 1 Yleiset vaatimukset (Julkaistu tammikuussa 2010) Osat 2, 3, 4, 5 & 6 Tuotestandardit pienkäyttöön, 2 puupelletit, - briketit 3, hake 4, polttopuu 5 ja eipuuraaka-aineista tehdyt pelletit 6) EN 15234 Laadunvarmistus Osa 1 Yleiset vaatimukset Osat 2, 3, 4, 5 & 6 Tuotestandardit pienkäyttöön Tuotestandardit pienkäyttöön (yleensä alle 500 kw) Kun EN-standardit on julkaistu kansalliset on kumottava tai muutettava vastaamaan EN-standardeja 14 7
CEN TC 335 Kiinteät polttoaineet Holvaantumisominaisuudet (tekeillä) Lämpöarvo EN 14918 Tuhkapitoisuus EN 14775 15 Palakoko EN15149 Mekaaninen kestävyys (pelletit & briketit) EN 15210 Kosteus EN 14774 Irtotiheys pren 15130 Kiintotiheys EN 15150 Laatuvaatimukset ja luokat EN 14961 (moniosainen) Laadunvarmistus EN 15234 (moniosainen) Terminologia EN 14588 Näytteenotto ja näytteenkäsittely EN 14788, 14799 Epäpuhtaudet Tuhkansulamiskäyttäytyminen EN 15370 Laatuvaatimukset ja - luokat EN 14961) Luokitus perustuu raaka-aineen alkuperään (origin and source) ja laaditaan tärkeimmille kauppanimikkeille (major traded forms) Biopolttoaineet on jaoteltu alaluokkiin alkuperän perusteella: 1 puubiomassa (Woody biomass) 2 kasvibiomassa (Herbaceous biomass) 3 hedelmäbiomassa (Fruit biomass) 4 Sekoitukset ja seokset (Blends and mixtures) blends = tarkoituksella tehdyt sekoitukset mixtures = sattumanvaraisesti syntyneet seokset Erityisehtoja kemiallisesti käsittelylle puulle Kemiallinen käsittely (chemical treatment) käsittää kaiken muun käsittelyn paitsi vedellä, lämmöllä tai ilmalla tapahtuvan käsittelyn. 16 8
Kiinteiden biopolttoaineiden käyttöketju Taulukot jossa ominaisuusluokat (EN 14961-1) Alkuperä Biomassa Polttoaineen tuotanto Kauppanimike (esim.pelletti) Kiinteä biopolttoaine Bioenergia Alkuperän Dokumentointi (Taulukko 1 EN 14961-1) Polttoaineen laadunvarmistus (EN 15234 ) Tuoteseloste/ laatutodistus (EN 15234) 17 1.1 Metsästä, istutusmetsästä tai muu luonnonpuu(taul. 1, EN 14961-1) 1.1.1 Kokopuu ilman juuristoa 1.1.1.1 Lehtipuu 1.1.1.2 Havupuu 1.1.1.3 Lyhytkiertoinen vesakko 1.1.1.4 Pensaikko 1.1.1.5 Sekoitukset ja seokset 1.1.2 Kokopuu juurineen 1.1.2.1 Lehtipuu 1.1.2.2 Havupuu 1.1.2.3 Lyhytkiertoinen vesakko 1.1.2.4 Pensaikko 1.1.2.5 Sekoitukset ja seokset 1.1.3 Runkopuu/ranka 1.1.3.1 Lehtipuu 1.1.3.2 Havupuu 1.1.3.3 Sekoitukset ja seokset 1.1.4 Hakkuutähteet 1.1.4.1 Tuore/vihreä, lehtipuu (lehdet mukaan lukien) 1.1.4.2 Tuore/vihreä, havupuu (neulaset mukaan lukien) 1.1.4.3 Varastoitu, lehtipuu 1.1.4.4 Varastoitu, havupuu 1.1.4.5 Sekoitukset ja seokset 1.1.5 Kannot ja juuripuu 1.1.5.1 Lehtipuu 1.1.5.2 Havupuu 1.1.5.3 Lyhytkiertoinen vesakko 1.1.5.4 Pensaikko 1.1.5.5 Sekoitukset ja seokset 1.1.6 Kuori (metsänhoitotoimenpiteistä) a 1.1.7 Maisemanhoidosta, puistoista, puutarhoista, viini- ja hedelmätarhojen karsimisesta peräisin oleva puubiomassa 18 9
1.2 Sivutuotteet ja tähteet puujalostusteollisuudesta (Taul. 1, EN 14961-1) 1.2 Puujalostusteollisuuden sivutuotteet ja tähteet 1.2.1 Kemiallisesti käsittelemätön puutähde 1.2.1.1 Kuoreton lehtipuu 1.2.1.2 Kuoreton havupuu 1.2.1.3 Kuorellinen lehtipuu 1.2.1.4 Kuorellinen havupuu 1.2.1.5 Lehtipuun kuori (teollisesta toiminnasta) a 1.2.2 Kemiallisesti käsitelty puutähde, kuitutähde ja rakenneosat 1.2.3 Seokset ja sekoitukset 1.3 Käytöstä poistettu puu tai puutuote 1.3.1 Kemiallisesti käsittelemätön puu 1.3.2 Kemiallisesti käsitelty puu 1.2.1.6 Havupuun kuori (teollisesta toiminnasta) a 1.2.1.7 Seokset ja sekoitukset 1.2.2.1 Kuoreton puu 1.2.2.2 Kuorellinen puu 1.2.2.3 Kuori (teollisesta toiminnasta) a 1.2.2.4 Kuidut ja puun rakenneosat 1.3.1.1 Kuoreton puu 1.3.1.2 Kuori a 1.3.1.3 Sekoitukset ja seokset 1.3.2.1 Kuoreton puu 1.3.2.2 Kuori a 1.3.2.3 Sekoitukset ja seokset a) Sisältää myös korkin Kemiallisesti käsitelty puu ei saa sisältää raskasmetalleja ja orgaanisia halogenoituja yhdisteitä pinnoituksen tai puunsuojakäsittelyn seurauksena 19 Osa1 joustavaluokittelu Ominaisuudet eivät ole sidottu toisiinsa, joten tuottaja ja kuluttaja voivat valita luokat kustakin ominaisuusluokista Tuotantoketju on voitava jäljittää kokoketjun osalta, siksi alkuperätieto on tärkeä Tärkeimmille kauppanimikkeille on tehty taulukkopohjainen luokittelu Ominaisuusluokat merkitty symbolein Esimerkiksi kosteus (kosteus, M) M35, tarkoittaa että kosteuden on oltava 35 p-% keskimäärin 20 10
Joustava luokittelu Osa 1 Tärkeimmät ominaisuudet ovat velvoittavia (pakollisia) alkuperä on aina pakollinen (Taulukko 1 EN14961-1) velvoittavat ominaisuudet vaihtelevat eri kauppanimikkeillä kosteus (M) ja tuhkapitoisuus (A) velvoittava kaikille polttoaineille Osa ominaisuuksista opastavia (vapaaehtoisia), mutta ne suositellaan ilmoitettavan Osissa 2 6 ominaisuudet on sidottu toisiinsa luokiksi (A1, A2 ja B) 21 Polttoaineiden (kauppanimikkeiden) luokittelu - EN14961-1 & EN14961-4 Briketit (Taulukko 3) Pelletit (Taulukko 4) Hake (Taulukko 5) Murske (Taulukko 6) Pilke/halot (Taulukko 7) Sahanpuru (Taulukko 8) Kutterinlastu (Taulukko 9) Kuori (Taulukko 10) Olki-, ruokohelpi- tai elefanttiheinäpaalit (Taulukko 11) Energiajyvä (Taulukko 12) Oliivitähde (Taulukko 13) Hedelmien siemenet (Taulukko 14) Yleinen taulukko muille biopolttoaineille (Taulukko 15) Hake pienkäyttöön (Wood chips for non-industrial use) EN 14961-4 (valmisteilla) 22 11
Puuhake ja -murske termit EN14588 Puuhake - 4.183 (Wood chips) Haketettu puubiomassa, jonka palat ovat tuotetut mekaanisella käsittelyllä käyttäen teräviä työkaluja, kuten veitsiä Hakepalat ovat suorakaiteen muotoisia Murske - 4.94 (Hog fuel) Puupolttoaine, jolla on vaihteleva palan muoto ja koko Tuotettu murskaamalla tylpillä työkaluillla kuten teloilla, varastoilla ja varstoilla 23 Puuhake Palakoko EN 14961-1 Luokka Pääfraktio, vähintään 75-w%, mm a Hienoaines, p-% (<3,15mm) Karkea fraktio, p-% P16A c P16 B c 3,15< P < 16 mm 3,15< P < 16 mm < 12 % < 12 % <3% >16 mm ja kaikki <30 mm c <3% >45 mm ja kaikki < 120mm c P45A c P45B c 8 < P < 45 mm 8 < P < 45 mm < 8 % b < 8 % b < 6% >63 mm, ja max. 3,5 % > 100 mm, kaikki <120 mm, < 6% > 63 mm, and max. 3,5 % > 100 mm all <350 mm P63 c 8 < P < 63 mm < 6 % b < 6% > 100 mm, ja kaikki < 350 mm P100 c 16 < P < 100 mm < 4 % b < 6% > 200 mm, ja kaikki <350 mm a Palakokoarvot (P-luokat) viittavat pyöreisiin seuloihin ja palakokojakauma määritetään standardilla EN 15149-1 käyttäen ISO3310 seuloja. b Hakkuutähteillä pääfraktiot P45B (3,15<P<45 mm), P63 (3,15<P<63 mm) ja P100 (3,15<P<45 mm), hienoaineksen määrä voi olla maksimissaan 25 p-% c Palan poikkileikkauksen pinta-ala ylisuurille kappaleille P16<1 cm², P45 < 5 cm², P63< 10 cm² ja P100 < 10 cm². A=ei-teollisuuskäyttöön B= teollisuuskäyttöön 24 12
Hakkeen palakoko P16 P16A All <31,5 mm P16B All <120 mm 45 100 <3% 30 <3% 16 16 45 >75% >75% 8 8 3,15 3,15 <12% <12% 25 Hakkeen palakoko P45 P45A P45B <3,5 % <3,5 % All < 120 mm All < 350 mm 100 100 <6% < 100 mm <6% < 100 mm 63 63 45 45 >75% 16 16 >75% 8 8 3,15 3,15 <8 % <8 % 26 13
Hakkeen palakoot P63 ja P100 P63 All < 350 mm <6% >200 mm P100 All < 350 mm <6% 100 < 100 mm 100 63 >75% 63 >75% 45 16 45 16 8 8 3,15 3,15 <6 % <4 % 27 Murske palakoko EN 14961-1 Pääfraktio, 75 p-%, mm a Karkeajae max. 1 p-% (partikkelin maksimipituus, mm) Hienoaines <3,15mm p-% P16 3,15<P<16 < 6 %> 45mm ja kaikki < 120 mm F06 < 6 % P45 3,15<P<45 < 10 %> 63 mm ja kaikki < 350 mm F10 < 10 % P63 3,15<P<63 < 10 %> 100 mm ja kaikki < 350 mm F12 < 12 % P100 3,15<P<100 < 10 %> 125 mm ja kaikki < 350 F15 < 15 % P125 P200 P300 3,15<P<125 3,15<P<200 3,15<P<300 < 10 %> 150 mm ja kaikki < 350 Sovitaan erikseen Sovitaan erikseen F20 F25 < 20 % < 25 % a Arvot viittavat EN 15149-1-menetelmässä käytettyjen seulojen aukkoihin. 28 Palan poikkileikkauksen pinta-ala ylisuurille kappaleille P16<1 cm², P45 < 5 cm², P63< 10 cm² ja P100 < 10 cm². 14
Puuhake/murske velvoittavat EN 14961-1 Kosteus, M hakkeelle ja murskeelle, alkaen M10 päättyen M55 (5 %-yksikön välein), M55+ maksimiarvo ilmoitettava Tuhka hakkeelle, A luokat A0.5, A0.7, A1.0, A1.5, A3.0, A5.0, A6.0 ja A6.0+ (maksimiarvo ilmoitettava) Tuhka murskeelle, A luokat A0.5, A0.7, A1.0, A1.5, A3.0, A5.0, A6.0 and A6.0+ (maksimiarvo ilmoitettava) HUOM, tuhka määritetään 550 o C lämpötilassa Puuhake/murske velvoittava tai opastava Typpi, N, N0.3, N0.5, N1.0, N2.0, N3.0, N3.0+ (maksimiarvo ilmoitettava) Kloori, Cl, Cl0.02, Cl0.03, Cl0.07,Cl0.1, Cl0.1+ (maksimiarvo ilmoitettava) Kloori ja typpi on velvoittavia vain, jos kemiallisesti käsiteltyä puuta eli alkuperäluokat 1.2.2; 1.3.2 29 Puuhake/murske -EN14961-1 Lämpöarvo Q (MJ/kg saapumistilassa, vakiopaineessa) tai energiatiheys, E (kwh/irto-m 3 ) Velvoittava murskeelle ja opastava hakkeelle minimiarvo on ilmoitettava Voidaan laskea kosteuden ja kuiva-aineen tehollisen lämpöarvon perusteella (kirjallisuudesta tai analyysi). Tuhkan sulamiskäyttäytyminen (opastava) muodonmuutoslämpötila (DT, o C) ilmoitettava Kutistuminen Muodonmuutos Puolipallo Sulaminen 30 15
Puuhake/murske opastava-en14961-1 Irtotiheys (BD, kg/m 3 ) Luokat BD150; BD200; BD250; BD300; BD350; BD400 ja BD450+ (minimiarvo ilmoitettava) Suositellaan ilmoitettavan, jos kauppa käydään tilavuuden perusteella. 31 Hakkeen tuotestandardi pienkäyttöön EN 14961-4 (ehdotus) Menossa hyväksyttäväksi (äänestys painotetuilla äänillä) Hakeluokat A1 ja A2 luonnonpuulle Ei lyhytkiertoviljelypuuta, jos lannoitettu jätevesilietteillä tai epäillään että on kasvatettu saastuneella maalla Hakeluokka B sisältää myös kemiallisesti käsiteltyä tai käytettyä puuta Raja-arvot myös typelle (N1.0), rikille (S0.1), kloorille (Cl0.05) sekä raskasmetalleille : As (<1), Cd (<2), Cr (<10), Cu (<10), Pb (<10), Ni (<10) ja sinkki (<100) mg/kg kuiva-aineesta Irtotiheys Hakeluokat A1 ja A2 (BD150 tai BD200), B sovitaan erikseen Kosteus Hakeluokat A1 (M10 ja M25), A2 (M35), B sovitaan erikseen Tuhka Hakeluokat: A1 (A1.0), A2 (A1.5) ja B (A3.0) 32 16
Hakkeen tuotestandardi pienkäyttöön EN 14961-4 (ehdotus) Palakoko (P) Luokka Vähintään 75 p-% (pääfraktio), mm Hienoaines, p- %, < 3,15 mm Karkea jae, p-% palan maksimipituus, mm P16A 3,15< P <16 mm < 12 % < 3% > 16mm, kaikki < 31,5 mm poikkipinta-ala ylisuurille kappaleille < 1 cm 2 P16B 3,15< P <16 mm < 12 % < 3% > 45mm, kaikki < 120 mm poikkipinta-ala ylisuurille kappaleille < 1 cm 2 P31,5 8< P <16 mm < 8 % < 6% > 45mm, kaikki < 90 mm poikkipinta-ala ylisuurille kappaleille < 2 cm 2 P45A 8< P <45 mm < 8 % < 6% > 6mm ja maksimissaan 3,5 % > 100 mm, kaikki < 31,5 mm poikkipin3ta-ala ylisuurille kappaleille < 5 cm 2 Määritetään standardin EN 15149-1 mukaan käyttäen ISO 3310 seuloja 33 Miten luokitusta voi käyttää (osa 1 & 2) Kattila/poltinvalmistaja tai hakkurin/murskaimen valmistaja voi testata omalle laitteelle sopivat luokat ja ilmoittaa ne tuotteessaan esim. kattilakilvessä Valmistaja Teho Polttoaine Ariterm Oy 200 kw Kattila EN303-5 Puuhake EN 14961-4 (A2) Pakatuille polttoaineille luokat merkitään pakkaukseen Irtomateriaali: Tuoteseloste EN 15234 mukaan 34 17
Tuoteselosteen (Product declaration) Toimittajan tiedot sisältäen yhteystiedot Viittaus standardiin EN 15234 Alkuperä (EN 14961) (maa/t ja tarkempi sijainti) Kauppanimike (EN 14961 sarjasta sopiva osa, esim. hake) Laatuluokat (EN 14961, osat 1 6) Velvoittavat ominaisuudet Opastavat ominaisuudet Kemiallinen käsittely, jos raaka-aine sisältää kemiallisesti käsiteltyjä biomassoja (ilmoitetaan kyllä tai ei) Allekirjoitus (vastuuhenkilö), nimi, päiväys ja paikka Tuoteseloste voidaan hyväksyä sähköisesti. Allekirjoitus ja päiväys voidaan hyväksyä allekirjoittamalla kuormakirja tai leimaamalla tiedot pakkaukseen. 35 Tuoteseloste puuhake EN 14961-1 Tuottaja Tuote Ominaisuudet Tuottaja Toimituserä Alkuperä Kemiallinen käsittely Kauppanimike Palakoko (P), mm Kosteus (M), p-% Tuhkapitoisuus (A), p-% kuiva-aine Lämpöarvo (Q), MJ/kg saap.tilassa EAA Biofuels 12345 1.1.1.2 Kokopuu, juureton, havupuu Ei Puuhake P45B M40 A1.5 Q10 18
EUBIONET III seminaari Biopolttoainemarkkinat ja standardit 23. maaliskuuta, 2010, klo 9-16 VTT, Vuorimiehentie 5, Espoo Ohjelma netissä helmikuun lopulla 2010 www.eubionet.net Tilaisuus maksuton, tervetuloa! Suomenkielistä koulutusaineistoa standardeista www.phydades.info 37 19