Fortum Power and Heat Oy Joensuu power plant Timo Partanen Power Plant Manager, Fortum HESS Fortum Power and Heat Oy Toomas Niinemae Product Manager, Fortum Power Solutions Fortum Power and Heat Oy
2 Energy from the Joensuu Power Plant
Combined heat and power (CHP) District heating (DH) CHP DH 3
Conversion of the pulverized peat boiler to multifuel fluidised-bed boiler and then pyrolyse oil production Fuel power Power/DH Fuels Steam 204/179 MW 50/130 MW Peat/wood fuels 270/234 t/h 110 bar/535 o C Power plant start up 1986 BFB conversion 2000 HOB (35 MW BFB) 2009 Pyrolyse oil production 2015 (30 MW, 50.000 tonnes, 210 GWh) 4
Co-generation of heat and electricity (CHP) Joensuu power plant produces energy through co-generation of heat and electricity. The extra heat generated in electricity production is recovered in the district heating circulation water and transferred for consumption by city residents. The share of wood-based fuel is more than 70 % of production. 5
Operating principle of the fluidised-bed boiler FUEL LEIJUVA HIEKKAPETI FLUIDISED SAND + 850 C o BED + 850 C PEAT BARK SAWDUST CHIPS REED CANARY GRASS BIOGAS AIR 6
Effect of combustion technology change to fuel gas emissions (BFB conversion 2000) SULPHUR NITROGEN CARBON DIOXIDE 1000 TONS 1000 THOUSAND TONS 350 900 800 800 350 300 700 600 500 500 250 500 200 170 400 150 300 200 100 100 50 0 0 7
Power demand for district heat comsumption in Joensuu THE DEMAND OF DISTRICT HEAT IN 2006 District heat capacity Outdoor temperature Outdoor temperature 8
The fuel consumption of the Power Plant in 2013 Forest energy 655 GWh ~8700 Peat 338 GWh ~ 3300 Oil 3,6 GWh ~10 The daily fuel demand of the Power Plant is abt. 40 truck loads The new bio boiler's daily fuel demand is abt. 5 truck loads (total max 100) More than 70 % of the Joensuu Power Plant's production (heat and power) is generated by renewable fuel. 9
Forest Energy (Wood fuel) in North Karelia/ Joensuu The potentiality of forest energy in North Karelia has been calculated to be 1-1,3 TWh The fuel procurement and transport operations of Joensuu power plant employ about 100 people in total and the annual value of fuel procurement exceeds EUR 15 million Joensuu power plant wood fuel was used approximately 350 000 m3 (650 GWh) at Joensuu power plant (by-products and forest converted chips of forest industry included) 10
Peat Peat is a result from decompose of mire plants (0,2-1 mm/a) The peatlands of Finland reserved for peat production will last more than 200 years if the output of peat remains on current level One third of the area of Finland is swampland The fluidised-bed boiler reduces the emissions of peat combustion and diversifies the fuel range Disadvantages e.g. fly ash emissions, odors and some amount of ash to landfill site The share of peat of total energy consumption has been approximately 7 % during last years. Less than1 % of finnish peatlands are in production use. 11
Biogas utilisation at Joensuu power plant One ton of waste generates 5-10 m 3 ( 25-50 kw) of biogas 2 m 3 biogas equals aprx. 1 litre of oil 55 % of methane and 45 % carbon dioxide The plant consumes aprx. 8 GWh of biogas annually. This amount is sufficient for heating 400-500 detached houses 12
District heat summary Customers receive heat through the hot water that circulates in the district heating network. The temperature of the district heating water varies according to the weather between 65... 115 ºC. The temperature of the return water varies between 25... 50 ºC The heat exchangers located in the building s heat distribution room transfer heat from the circulating district heating water into the building s heating system. In the buildings, the heat is used for warming, tap water and ventilation. During the summer, heat is only needed for warm tap water. 13
District heat in Finland and in Joensuu District heating covers almost a half of Finland's housing stock. District heating network in Helsinki is 1152 km and in Joensuu 200 km at the moment The number of district heated buildings exceeds 1 million in Finland and in these buildings lives about 2,5 million people. In the town of Joensuu district heating covers 18,500 flats. 76 % of inhabitants (39,500) live in the area of district heating network District heating covers about 90 % of the demand in bigger cities District heating covers the great majority of community buildings in our country 14
Joensuu district heating network District heating network in Joensuu is 200 km at the moment. The power plant covers 90 % of the demand. District heat is also produced in the heat plants which are situated in different parts of the network in Joensuu. Total heat sales 580 GWh. District heating is an environmentally-friendly and effective form of heating and provides savings in terms of environment and energy alike. Thanks to the effectiveness of the co-generation, environmental emissions remain 30 % lower than in the case where electricity and heat are generated separately. 15
16 Backup slides
Tavoitteenamme on uusiutuvan energian 100 % käyttö Tavoitteemme: asiakkaamme saavat hiilidioksidivapaasti tuotettua lämpöä Suomessa vuoteen 2030 mennessä Yhteistuotannossa syntyvä sähkö korvaa erillisissä laitoksissa kivihiilellä tuotettua sähköä Yhteistuotannon korkean energiatehokkuuden johdosta päästöt vähenevät merkittävästi Mahdollistamme asiakkaidemme ylijäämälämmön hyötykäytön osana kaukolämmön tuotantoa 17
Joensuun bioöljyn tuotantolaitoksen havainnekuva 18
Pyrolyysiöljy - kestävä vaihtoehto fossiiliselle öljylle Bioöljyn raaka-aineena käytetään paikallista puuperäistä biomassaa: hakkuutähteitä ensiharvennuspuuta metsäteollisuuden sivutuotteita Korvaamalla bioöljyllä fossiilisia polttoaineita voidaan vähentää lämmöntuotannon hiilidioksidipäästöjä yli 70 % Koska bioöljy on puuperäisenä käytännössä rikitöntä, sillä on myös positiivinen vaikutus paikalliseen ilmanlaatuun Suunniteltu bioöljyn tuotantomäärä on noin 50 000 tonnia vuodessa: Kaukolämpöä 10 000 pientalolle tai 24 000 keskikokoiselle asunnolle Noin 60 000 tonnin CO 2 -vähennys Noin 320 tonnia vähemmän rikkipäästöjä 19
Pyrolyysilämpölaitos Otettiin käyttöön 3/2014 Teho 9 MW Polttoaine pyrolyysiöljy, Fortum Otso 20
Savukaasupesuri NO x, tonnes SO2, tonnes Particles, tonnes Fossil fuel based CO2, tonnes/year local 2016, estimated No impact -150-200 ton/a - 20 ton/a -10-15 kton/a Main milestones Date Investment decision September 2014 Signing of main contracts September/October 2014 Installation period 4/2015 9/2014 Start of commercial operation, TG3 October 2015 21
Vermosta espoolaisille kaukolämpöä bioöljyllä Vermon lämpökeskusta uudistetaan niin, että siinä on mahdollista polttaa Joensuussa tuotettua Fortum Otso -bioöljyä Bioöljy valmistetaan Joensuussa sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitokseen integroidussa bioöljylaitoksessa Raaka-aineena käytetään metsähaketta sekä muuta puubiomassaa Energiaan käytetty raha pysyy kotimaassa Käytöllä merkittäviä positiivisia ympäristövaikutuksia: Korvaa fossiilisen polttoaineen käytön vähentää CO2-päästöjä jopa yli 90 % fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna Lähes rikitöntä 22
Pohjois-Karjalan Keskussairaalan hukkalämmön hyötykäyttö Fortum ostaa jatkossa Pohjois-Karjalan keskussairaalassa syntyvää hukkalämpöä ja hyödyntää sen Joensuun kaukolämmityksessä. Hukkalämpöä päästään hyödyntämään keskussairaalan laajennusosan M valmistuttua. Sairaala tarvitsee jäähdytystä ja perinteisesti rakennusta viilennettäessä ylimääräinen lämpö poistetaan ilman hyötykäyttöä. Avoimen kaukolämpöverkon ansiosta hukkalämmöllä lämmitetään muita joensuulaisia kaukolämmön asiakkaita. Keskussairaala on ensimmäinen, joka liittyy kaukolämpöverkkoon tuottajaksi Joensuussa. Sairaalan ylijäämälämmöllä lämpiää tulevaisuudessa vuosittain noin 300 omakotitaloa. 23
Fortumin kaukolämpö on kestävän tulevaisuuden valinta. 24