Kuvapaikka (ei kehyksiä kuviin) Terminaalit tehoa energiapuun hankintaan? Bioenergiasta voimaa aluetalouteen seminaari 28.10.2014 Jyrki Raitila, erikoistutkija VTT
Taustaa Otsikon kysymykseen pyritään vastaamaan pääasiassa seuraavien projektien, kokemusten ja materiaalien avulla Toimintamallien kehittäminen uusia kuljetusmuotoja palveleville biopolttoaineterminaaleille Keski-Suomessa Terminaalikäsikirja Yhteistyö KS Laatuenergian, Vapon ja Jousan koneen kanssa Metsäenergian käyttö tuplaantuu Joensuussa terminaaleilla tehoa logistiikkaketjuihin Yhteistyö Fortumin ja Josekin kanssa BEST hanke WP2 tulevaisuuden terminaaliratkaisut 29.10.2014 2
Miksi terminaaleja tarvitaan? Energiapuutase Lähde: Metla 2013 Metsäpolttoaineen käytön ennustetaan kasvavan etelän kasvukeskuksissa Runsaimmat metsäpolttoainevarat Itä- ja Koillis-Suomessa 29.10.2014 3
Biopolttoaineterminaalin määritelmä Toimintamalleista riippuen seuraavia terminaalityyppejä Raaka-aineiden varastoterminaali Pääasiassa suoraan metsästä toimitettujen raaka-aineiden keskitetty varastopaikka (esim. kannot, hakkuutähteet, kokopuu ja rankapuu) Haketus ja murskaus esim. laitoksella hyvät kuljetusyhteydet Valmiin polttoaineen varastoterminaali Esim. hakkeet, murskeet, sivutuotteet ja seokset, jotka toimivat puskurivarastona joko yhdelle tai useammalle laitokselle käytännössä usein laitoksen pihassa Polttoaineiden tuotantoterminaali Raaka-aineiden käsittely ja valmiin pa:n tuotanto Tulevaisuuden terminaali Laadunhallinta ja automatisointi Useat biomassavirrat ei välttämättä vain polttoaine 29.10.2014 4
Terminaalityypit Satelliittiterminaali (1 TWh/a - 0,3 TWh/a) PA:n valmistus Suuri, monipuolisella polttoaineen valmistusteknologialla varustettu terminaali Varastokapasiteettia sekä raaka-aineelle että valmiille polttoaineelle Ympärivuotinen toiminta, tie- ja rautatieyhteydet Syöttöterminaali (1 TWh/a - 0,3 TWh/a) - PA:n valmistus Varastokapasiteettia lyhytaikaiseen polttoaineen varastointiin Valmius polttoaineen valmistukseen Puskurivarastointia Ympärivuotinen toiminta, painottuu lämmityskauteen Tie- ja rautatieyhteydet Siirtokuormausterminaali (0,3 TWh/a - 0,1 TWh/a) Metsäpolttoaineen kausivarastointia ja tuotantoa lämmityskaudella Rajallinen kapasiteetti, tieyhteys 29.10.2014 5
Biopolttoaineterminaalin hyötyjä Mahdollistaa suurten puuvirtojen käsittelyn samalla alueella Energiapuun keräys laajemmalta alueelta suuren volyymin jatkokuljetus Tehokas haketus ja murskaus Toimii puskurivarastona tasaa kysyntähuippuja Voi toimia syöttöterminaalina suurelle laitokselle, jolla ei ole riittävästi varastotilaa Mahdollistaa paremman laadunhallinnan ja jatkokäsittelyn 29.10.2014 6
Laitteet ja toiminnot Kiinteä sähkökäyttöinen kaksivaihemurskain Purku ja lastaus Raaka-aineen tai hakkeen mittaus Mobiilihakkuri Mobiilimurskain Varastointi ja käsittely 29.10.2014 7
Terminaalin kustannukset Terminaalin perustamiskustannukset suuret pitkän ajan investointi Esimerkkilaskelma n. 1 ha terminaalille, ei laitteita Terminaalin volyymilla on suuri vaikutus yksikkökustannuksiin 29.10.2014 8
Kustannukset Suurissa yksiköissä kustannukset hiukan alhaisemmat Suora syöttö murskaan/hakkuriin antaa alhaisimmat kustannukset Kokopuulle, kannoille ja hakkuutähteelle kierto kausivaraston kautta ei ole taloudellisesti kannattava vaihtoehto 29.10.2014 9
Terminaalin kustannusjakauma 1 TWh terminaali, murskattu ranka, kausivaraston kautta, 3,2 /MWh Terminaalin investointikustannukset Varaston pääomak. + varastotappiot Punnitusasema Terminaalitoiminnot Terminaalitoiminnot Syöttö murskalle Varaston lastaus ja purku Sisäinen kuljetus Murskaus Haketus Murskeen lastaus Pyöräkuormaimen työt Terminaalitoiminnot 2,9 /MWh Murskaimen syöttö Varaston lastaus ja purku Sisäinen kuljetus Murskaus Murskeen lastaus Pyöräkuormaajan työt Pääosa kustannuksista muodostuu terminaalin käsittelyoperaatioista Murskaus/haketuskustannus suurin yksittäinen kustannus 29.10.2014 10
Kustannusesimerkki: Kontiomäki - Vuosaari Karsittu ranka: Rangan tienvarsihinta 10 /MWh Alkukuljetus terminaaliin (purku ei mukana) = 3-6 /MWh Terminaalikäsittelyt ja varastointi (sis. purku ja lastaus) = 2,7-3,4 /MWh Kuljetus käyttöpaikalle (juna) (lastaus ei sis., purku sis.) = 6,2-8,2 /MWh Hinta käyttöpaikalla (suora) = 21,9 26,9 /MWh Hinta käyttöpaikalla (kausivarasto) = 22,6-27,6 /MWh Vrt. metsähakkeen hinta käyttöpaikalla keskimäärin 20,7 /MWh (Bioenergia lehti 4/2014) 29.10.2014 11
Liiketoimintamallit - keskitetty Palvelujen tuottaminen sisäisesti Ulkoistetut palvelut Toimintaa pyörittää verkostoyhtiö tai yrittäjä tuottaa itse palvelut tai ostaa ne urakoitsijoilta Päätoimija vastaa kaikesta toiminnasta asiakkaan suuntaan Lähde: Kainuun Etu/Pöyry 2010 29.10.2014 12
Liiketoimintamallit - hajautettu Hajautettu organisaatiomalli Hajautetussa verkostomallissa vastuuta on jaettu päätoimijoiden kesken Tyypillistä keskeytymätön toiminta ympäri vuoden ja suuret materiaalivirrat 29.10.2014 13 Lähde: Kainuun Etu/Pöyry 2010
Kustannusten kompensoiminen Energiasisällön parantaminen Kuivaus terminaalilla onko edullista/ilmaista lämpöä tarjolla Epäpuhtauksien poisto (esim. kannot) Nopea ja tehokas kuormaus - maksimikuormat Ympäristölupa sallii työskentelyn kahdessa tai jopa kolmessa vuorossa Muu liiketoiminta Turvetuotantoalueen lähellä voidaan valmistaa puu-turve mixejä Sivutuotteiden hyödyntäminen teollisuuslaitosten yhteydessä Kierrätyspuun käsittely Lämpöyrittäjyys 29.10.2014 14
Tulevaisuuden terminaalit Teknisiä ratkaisuja seuraaviin: Raaka-aineen käsittely ja hakkeen kuormaus nopeammaksi Varastointiin tehokkuutta täyttö- ja purkujärjestelmiä kehittämällä Polttoaineen laadunhallinnan varmistus koko käsittelyketjussa Kosteuden ja palakoon mittaus sekä seuranta Konenäkösovellukset Lähde: Acuity Ltd. 29.10.2014 15
Johtopäätöksiä Terminaaleilla on mahdollista saada tehoa ja kustannussäästöjä energiapuun, erityisesti rangan, varastointiin, haketukseen ja murskaukseen sekä pitkän matkan kuljetukseen riittävätkö nämä kustannussäästöt kattamaan terminaalin kustannukset? Terminaalien merkitys syöttö- ja puskurivarastoina kasvaa Etelä-Suomen suuret voimalaitosinvestoinnit edellyttävät terminaalien käyttöä kyse ei ole vain hinnasta vaan raaka-ainevirran toimivuudesta Terminaaleilla on mahdollista tasata yrittäjien ruuhkahuippuja Terminaalityypeillä ja kokoluokilla merkittäviä kustannuseroja Tulevaisuuden terminaaleja pitää kehittää monipuolisemmaksi ja automaatiota lisätä sekä löytää toimivat yritysmallit 29.10.2014 16
TEKNOLOGIASTA TULOSTA