Energiaturpeen laatuohjeen 2006 käyttö energiateollisuudessa Matti Nuutila, ET Eija Alakangas, VTT Jaakko Lehtovaara, Vapo Oy
Energiaturpeen laatuohje 2006 Nordtest, NT Method, NT ENVIR 009, Approved 2005- QUALITY GUIDELINES FOR FUEL PEAT: Fuel classfication and quality assurance, sampling and analysis of properties Itämeren alueen tuottajien ja käyttäjien BASREC- yhteistyönä, Suomi, Viro, Latvia, Liettua, Venäjä ja Ruotsi Puheenjohtaja työryhmässä Timo Nyrönen, Vapo Oy ja sihteeri Eija Alakangas, VTT Rahoitus Pohjoismainen ministerineuvosto ja Nordic Innovation Centre Nordtest, NT Method, NT ENVIR 009:fi, käännös vuoden 2006 alussa ENERGIATURPEEN LAATUOHJE 2006: Polttoaineluokitus ja laadunvarmistus, näytteenotto ja ominaisuuksien määritys kotimaisten tuottajien ja käyttäjien yhteistyönä, allekirjoittajina Energiateollisuus ry, Metsäteollisuus ry ja Turveteollisuusliitto ry Perustuu englanninkieliseen ja käännöksen ja painatuksen rahoitus: edellä mainitut järjestöt 2
Vanha polttoturpeen laatuohje 99 Polttoturpeen laatuohje 99 oli laadittu yhteistyössä Turpeen tuottajien, Energiataloudellisen yhdistyksen ja Lämpölaitosyhdistyksen kanssa (nyk. Energiateollisuus ry ) Ohje korvasi silloin TTL:n ohjeen 976 Laatuohje oli kohdennettu polttoturpeen toimituksiin kotimaisille voimalaitoksille ja lämpökeskuksille Ohje on ollut laajasti käytössä polttoturpeen toimituksissa hyvän kohdennuksen ja toimivuuden takia Laadunvalintakaavio on suoraviivainen riippuen polttoaineen kosteudesta ja tehollisesta lämpöarvosta. 3
Energiaturpeen laatuohje 2006 Tavoitteena yhtenäinen ja yksikäsitteinen laatuluokituksen muoto, keskeiset ominaisuudet, näytteenotto/-käsittely ja analysointi kaikille kiinteille biomassapolttoaineille Suomessa ja Euroopan maissa ottaa huomioon turpeen kansalliset ja alueelliset laatuerot sekä erilaiset asiakaskohtaiset tarpeet Perustuu Kiinteiden biopolttoaineiden teknisiin spesifikaatioihin CEN/TS 496; Kiinteät biopolttoaineet, Laatuvaatimukset ja luokat Polttoturpeen laatuohjeisiin 989 ja 99 Toimitettujen turpeiden laatutietoihin (tuottajat, käyttäjät ja laitevalmistajat) Otettu huomioon päästökauppa (näytetiheys ja analyysimenetelmät) 4
Energiaturpeen laatuohje 2006 Ohje koskee kaikkia energiaturvetuotteita (kauppanimikkeitä) jyrsinturve palaturve turvepelletti (uusi) turvebriketti (uusi) Suositellaan sovellettavaksi Suomessa.9.2006 alkaen myyjän ja ostajan sopiman käyttöönottoaikataulun mukaisesti 5
Laatuohjeen 2006 käyttöönotto energiateollisuudessa Käyttöönotto niveltyy uusiin hankintasopimuksiin ajan myötä Uusia toimitussopimuksia on jo tehty uuden laatuohjeen perusteella Eniten epäselvyyttä on aiheuttanut laadunvarmistustodistuksen rooli Laadunvalintataulukko on joustava ja kattava, mutta voi johtaa epäreaalisiin laatuluokkiin. Laatuluokat kotitalouskäytöstä voimalaitoksiin voi aiheuttaa sekaannusta Polttoaineen laatuluokkien ominaisuusvaatimukset eivät ole kiristyneet Karkealle ainekselle ei enää ole raja-arvoa >> Ylisuuret kappaleet Polttoaineen näytteenotto on laadukkaampi, mutta toisaalta virhemahdollisuuskin kasvaa (Monivaiheinen käsittely) Laatustandardi helpottaa kansainvälistä polttoainekauppaa. Edelleen voidaan paikallisesti sopia laadusta 6
Eroja vanhan ja uuden laatuohjeen välillä Epäpuhtaudet (kivet, metalli, muovit ja narut) ovat aina sanktioitavia Suurten kappaleiden laskenta muuttunut; nyt 200 * 200 max alle p-% tai suurin mitta 000 mm ja ulottuvuuksien summa 500mm. Voidaan myös valita tiukemmat rajat Vapaaehtoisesti ilmoitettavia kohtia typpi ja klooripitoisuus. Rikkipitoisuus on pakko ilmoittaa Tuhkan sulamiskäyttäytyminen Muodonmuutoslämpötila DT 00 C vanhassa puolipallolämpötila HT >20 C 7
Energiaturpeen laatuohje 2006 Sisältö (3) Esipuhe Johdanto. Soveltamisala 2. Viittaukset (tekniset spesifikaatiot ja standardit) 3. Termit ja määritelmät (biopolttoaineita koskevan yleisen terminologian CEN/TS 4588 lisäksi) 4. Tunnukset ja lyhenteet (symbolit; eräitä uusia ja muuttuneita) 5. Periaate (laatu tuotannosta toimituksiin) 8
Energiaturpeen laatuohje 2006 Sisältö 2 (3) 6. Energiaturpeen määrittäminen ja luokittelu (kauppanimikkeet laatuluokkaominaisuuksineen) 7. Energiaturpeen laadunvarmistus (toimenpiteet, joiden avulla laatu vastaa pysyvästi sovittua laatua, mukana myös laadunvarmistukseen liittyviä asioita laadunvarmistustodistus) 8. Näytteenotto ja näytteiden käsittely 9. Energiaturpeen laadunhallinta (ominaisuuksien määrittäminen) Kirjallisuus (käytetyt lähteet) 9
Energiaturpeen laatuohje 2006 Sisältö 3 (3) Opastavat liitteet (vapaaehtoiset, suositellaan ilmoittamista) A. Esimerkkejä kotitalouskäyttöön suositellun korkealaatuisen energiaturpeen ominaisuuksista (briketti, pelletti, palaturve) B. Laadunvarmistustodistuksen malli (sovittu toimituslaatu) C. Tehollisen lämpöarvon ja saapumistilaisen energiatiheyden laskeminen D. Jyrsinturpeen laatukaavio (kosteuden ja lämpöarvon riippuvuus toisistaan) E. Esimerkkejä turpeen näytteenotto- ja -käsittelyprosesseista 0
Keskeisin muutos ominaisuuskohtaiset laatuluokat, jotka yhdistetään sovituksi toimituslaaduksi laadunvarmistustodistuksessa aiemman useamman laatuominaisuuden saman aikaisesti määritellyt laatuluokat (J6, J8, J0 ja P9, P, P3 ja P5) Nyt ominaisuudet valitaan yksitellen kustakin ominaisuusluokasta Esimerkiksi tuhkapitoisuus (A) A2.0 < 2,0 p-%, A4.0 < 4,0 p-%, A6.0 < 6,0 p-% A8.0 < 8,0 p-%, A0.0 < 0,0 p-% A0.0+ > 0,0 p-%, todellinen arvo ilmoitettava
Muista merkittäviä muutoksia Kosteusrajat (M) kaventuneet (jyrsinturve, osin myös palaturve) Muutoksia tehollisen lämpöarvon (Q) raja-arvoille (jyrsin- ja palaturve) Ylisuurille kappaleille (OP) uusi määrittely (suurin mitta ja ulottuvuuksien summa) Palaturpeen mitat (D,L) uudet tuotteet huomioon ottaen Opastaviin tietoihin typpi- (N) ja klooripitoisuus (Cl) Tuhkan sulamiskäyttäytyminen: muodonmuutoslämpötila (DT) Analyysimenetelmät CEN/TC335 Kiinteiden biopolttoaineiden analyysimenetelmien mukaiset 2
8,00 Jyrsinturpeen tehollinen lämpöarvo saapumistilassa Tehollinen lämpöarvo Q, MJ/kg (saapumistilassa) - kosteus M ar, w-% Jyrsinturve Q ( = q p,net,m ), MJ/kg 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00,00 0,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 Q 0.0 (MJ/kg), 2,78 MWh/t M ar : 40-45 m-% Q 8.0 (MJ/kg), 2,22 MWh/t Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : 40-50 m-% Q 6.0 (MJ/kg),,67 MWh/t (E ar : > 0,80 MWh/m 3 ) Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : 45-55 m-% Q 5.0 (MJ/kg),,39 MWh/t (E ar : > 0,70 MWh/m 3 ) Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : 50-60 m-% Q < 5.0 (MJ/kg), <,39 MWh/t (E ar : > 0,50 MWh/m 3 ) Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : > 60 w-% (E ar : > 0,40 MWh/m 3 ) Q net,d : ei raja-arvoa E ar : ei raja-arvoa 3,00 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 M ar m-% qnet,d 7,0 MJ/kg 8,0 MJ/kg 9,0 MJ/kg 20,0 MJ/kg 2,0 MJ/kg 22,0 MJ/kg 23,0 MJ/kg 24,0 MJ/kg Lähde: Jaakko Lehtovaara, Vapo Oy 3
Palaturpeen tehollinen lämpöarvo saapumistilassa Tehollinen lämpöarvo Q, MJ/kg (saapumistilassa) - kosteus M ar, w-% Palaturve Q ( = q p,net,m ), MJ/kg 24,00 23,00 22,00 Q 4.0 (MJ/kg), 3,89 MWh/t M ar : 20-30 m-% Q 2.0 (MJ/kg), 3,33 MWh/t 2,00 MWh/t 20,00 Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : 25-38 m-% Q 0.0 (MJ/kg), 2,78 9,00 E ar : >,30 MWh/m 3 Q net,d : > 8 MJ/kg M ar : 30-47 m-% 8,00 Ear: >,5 MWh/m 3 Q net,d : > 8 MJ/kg Q 8.0 (MJ/kg), 2,22 MWh/t 7,00 E ar : >,00 MWh/m 3 Mar: 40-55 m-% 6,00 Qnet,d: > 8 MJ/kg 5,00 E ar : > 0,80 MWh/m 3 4,00 3,00 2,00,00 0,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 0 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 M ar m-% qnet,d 7,0 MJ/kg 8,0 MJ/kg 9,0 MJ/kg 20,0 MJ/kg 2,0 MJ/kg 22,0 MJ/kg 23,0 MJ/kg 24,0 MJ/kg Lähde: Jaakko Lehtovaara, Vapo Oy 4
Laatutaulukot (taulukot 3 6) sisältö Alkuperän määrityksen puhdas energiaturve tai sekoitus puu- ja kasvibiomassojen kanssa Jos sekoitus noudetaan myös CEN/TS 496 Kauppanimikkeet jyrsinturve, palaturve, pelletti tai briketti Velvoittavat ominaisuudet (pakolliset) mitat (palaturve, pelletti, briketti) ylisuuret kappaleet; osuus ja mitat (jyrsinturve, palaturve) kosteus, saapumistilassa (jyrsinturve myös kuormakohtainen) tuhkapitoisuus, kuiva-aineessa tehollinen lämpöarvo saapumistilassa (tai energiatiheys) 5
Laatutaulukot (taulukot 3 6) sisältö, jatkuu hienoaineksen määrä (palaturve ja pelletti) mekaaninen kestävyys (pelletti) sideaineet (pelletti ja briketti) tuhkan sulamiskäyttäytyminen (jyrsinturve) Opastavat ominaisuudet (vapaaehtoiset) typpipitoisuus, kuiva-aineessa klooripitoisuus, kuiva-aineessa irtotiheys, saapumistilassa kiintotiheys (briketti) tuhkan sulamiskäyttäytyminen (palaturve, pelletti, briketti) Voidaan ilmoittaa muu kemiallinen koostumus (hiili, vety, muita alkuaineita) Voidaan käyttää suokohtaisia ominaisuustietoja 6
LAADUNVARMISTUSTODISTUS Laatuohje 989 ja 99 2006 Laatuominaisuus Yksikkö J8 Koodi Arvo Kosteus saapumistilassa toimituserä m-% 40,0-56,0 M50 40-50 yksittäinen kuorma m-% 38,0-63,0 M50 38-55 Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa toimituserä MJ/kg > 8,0 Q8.0 > 8,0 Energiatiheys saapumistilassa ja tai toimituserä MWh/m 3 > 0,70 E0.7 > 0,70 Tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa kuukausierä MJ/kg > 8,00 q p,net,d > 8 Tuhkapitoisuus kuiva-aineessa kuukausierä m-% < 0,0 esim. A0.0 < 0 toimituserä tai kk-erä m-% < 5,0 esim. A0.0+ sovittu arvo yhdeltä toim.paikalta Tuhkan sulamiskäyttäytyminen Muodonmuutoslämpötila, DT (aina) C DT > 00 ***) Puolipallolämpötila, HT kuukausierä C > 20 *) Rikkipitoisuus kuiva-aineessa kuukausierä m-% < 0,30 *) esim. S0.30 < 0,30 Suuret kappaleet kuorma yli 200x200 mm m-% <,0 **) esim. OP.0 <,0 yksittäinen kappale pituus m/mm <,0 **) esim. MD000 000/500 ) tilavuus m 3 < 0,2 **) Karkea aines toimituserä alle 200x200 mm, mutta m-% < 6 **) - - yli 40x40 mm Irtotiheys saapumistilassa kuorma kg/m 3 220-450 esim. BD250 > 250 (<470) Typpipitoisuus kuiva-aineessa m-% esim. N3.0 < 3,0 Klooripitoisuus kuiva-aineessa m-% esim. Cl 0.07 < 0,07 *) ellei etukäteen toisin ole ilmoitettu **) ellei etukäteen toisin ole sovittu ***) on suositeltavaa ilmoittaa, jos lämpötila on alle 00 C ) suurin mitta ja ulottuvuuksien summa, mm 7 V e l v o i t t a v a t Opastavat
Esimerkki luokituksen käytöstä jyrsinturpeelle Kosteus (p-%) M50 Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa (MJ/kg) Q8.0 Tuhka (p-% kuiva-aineesta) A0.0 Rikki (p-% kuiva-aineesta) S0.30 Ylisuuret kappaleet (p-%) OP.0 Yksittäinen kappale (mm) MD000 Irtotiheys (vähintään kg/m 3, max. 470) BD220 Tuhkansulamislämpötila (DT, o C) DT 00 Typpi (p-% kuiva-aineesta) N3.0 Kloori (p-% kuiva-aineesta) Cl0.07 Vastaa J8-luokkaa vanhassa ohjeessa 8
Esimerkki luokituksen käytöstä palaturpeelle Kosteus (p-%) M38 Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa (MJ/kg) Q2.0 tai E.5 Tuhka (p-% kuiva-aineesta) A8.0 Rikki (p-% kuiva-aineesta) S0.30 Ylisuuret kappaleet (p-%) OP.0 Yksittäinen kappale (mm) MD300 Palakoko (mm) P80 Irtotiheys (vähintään kg/m 3, max. 550) BD300 Tuhkansulamislämpötila (DT, o C) DT 00 Hienoaines (p-% tuotannon jälkeen) F5.0 tai F0 (ei seulottu) Typpi (p-% kuiva-aineesta) N3.0 Kloori (p-% kuiva-aineesta) Cl0.07 Vastaa P3-luokkaa vanhassa ohjeessa 9
Energiaturpeen laatuohje kaikkien tulostettavissa Englanninkielinen laatuohje haettavissa www.nordicinnovation.net ks. Nordtest ja NT-method Environment-alta Suomenkielinen laatuohje (ks. Ohjeita-valikko) www.turveteollisuusliitto.fi Turveteollisuusliitto myy painettua ohjetta hintaan 7 /kpl + postituskulut Tilaukset: birgit.hyyrylainen@turveteollisuusliitto.fi 20