Kivihiili turvekattiloissa. Matti Nuutila Energiateollisuus ry Kaukolämmön tuotanto 11.2.2009



Samankaltaiset tiedostot
Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Biomassan poltto CHP-laitoksissa - teknologiat ja talous

Fossiiliset polttoaineet ja turve. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Energialaitosten polttoainevaihtoehdot nyt ja tulevaisuudessa - nestemäiset ja kaasumaiset vs. kiinteä biomassa

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Lahden tiede- ja yrityspuisto Oy Kasvun Ympäristö. Rakennamme Lahden alueesta maailmanluokan ympäristöliiketoiminta- ja tutkimuskeskittymän

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K Q D

Päästövaikutukset energiantuotannossa

Kaukolämmitys. Karhunpään Rotaryklubi

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

TSE Oy Naantalin monipolttoainevoimalaitos

Oljen energiakäyttö voimalaitoksessa

Kivihiilen rooli huoltovarmuudessa

Kaukolämmön tuotanto Suomessa ja Saarijärvellä

Lahti Energia. Kokemuksia termisestä kaasutuksesta Matti Kivelä Puh

Vapo tänään. Vapo p on Itämeren alueen johtava bioenergiaosaaja. Toimintamaat: Suomi, Ruotsi, Tanska, Suomen valtio omistaa emoyhtiö Vapo

Työpaketti TP2.1. polton ja termisen kaasutuksen demonstraatiot Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Hallituksen linjausten vaikutuksia sähkömarkkinoihin

Öljyhuippu- ja bioenergiailta Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen ja biomassan hyödyntäminen sähköksi ja lämmöksi

Uusiutuvan energian tukimekanismit. Bioenergian tukipolitiikka seminaari Hotelli Arthur, Kasperi Karhapää Manager, Business Development

BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ. Lämmitystekniikkapäivät Petteri Korpioja. Start presentation

TURPEEN JA PUUN YHTEISPOLTTO MIKSI NÄIN JA KUINKA KAUAN?

Energia ja kasvihuonekaasupäästöt Suomessa. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea

METSÄHAKKEEN KÄYTÖN RAKENNE SUOMESSA

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

Askeleita kohti C02-vapaata tulevaisuutta

Case Oulun Energia: Lähienergian hyötykäyttö

Tulevaisuuden puupolttoainemarkkinat

Bioenergian käytön kehitysnäkymät Pohjanmaalla

Nestemäisten lämmityspolttoaineiden tulevaisuus. Lämmitysteknikkapäivä 2013

Puutavaraseminaari Asiakasnäkökulma metsäenergiaan Ahti Weijo Vaasa

Onko puu on korvannut kivihiiltä?

Metsäenergiaa riittävästi ja riittävän tehokkaasti. Päättäjien Metsäakatemia Toimitusjohtaja Tuomo Kantola Jyväskylän Energia yhtiöt

Loppukäyttäjän/urakanantajan näkemyksiä. Tuomarniemi 8.4 Energiaseminaari Esa Koskiniemi

Itä-Suomen maakuntien energian käyttö

Polttoaineluokitus 2010

Keski-Suomen energiatase Lauri Penttinen Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Päästökuvioita. Ekokumppanit Oy. Tampereen energiatase ja kasvihuonekaasupäästöt 2010

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt

Fossiilisten polttoaineiden hinnat laskivat kolmannella vuosineljänneksellä

Energian hinnat. Energian hinnat nousivat. 2011, 2. neljännes

Mikä kaukolämmössä maksaa? Mitä kaukolämmön hintatilasto kertoo?

Maakaasu kaukolämmön ja sähkön tuotannossa: case Suomenoja

Fossiilisten polttoaineiden ja sähkön hinnat laskivat toisella vuosineljänneksellä

Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala

POLTTOAINEIDEN VEROMUUTOSTEN VAIKUTUSTEN SEURANTA SÄHKÖN JA LÄMMÖN YHTEISTUOTANNOSSA Tiivistelmä

Energiaturpeen käyttö GTK:n turvetutkimukset 70 vuotta seminaari Esa Lindholm, Bioenergia ry,

KESTÄVÄ METSÄENERGIA -SEMINAARI

Mistäuuttakysyntääja jalostustametsähakkeelle? MikkelinkehitysyhtiöMikseiOy Jussi Heinimö

VIERUMÄELLÄ KIPINÖI

ORIMATTILAN LÄMPÖ OY. Hevosenlanta -ympäristöuhka vai hukattu mahdollisuus? -seminaari Toimitusjohtaja Reijo Hutri

KUIVAN LAATUHAKKEEN

KANTELEEN VOIMA OY. Haapaveden voimalaitos Polttoaineen hankinta

Bioenergia ry

Poltto- ja kattilatekniikan perusteet

N:o Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot

Energian hinnat. Verotus nosti lämmitysenergian hintoja. 2013, 1. neljännes

Kivihiilen ja maakaasun hinnat laskivat toisella vuosineljänneksellä

Fortum Otso -bioöljy. Bioöljyn tuotanto ja käyttö sekä hyödyt käyttäjälle

Vaskiluodon Voiman bioenergian

Jyväskylän Energian strategia ja polttoainevalinnat toimitusjohtaja Tuomo Kantola Jyväskylän Energia

Metsäenergian käytön kokemukset ja tulevaisuuden haasteet

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Energian hinnat. Energian hintojen nousu jatkui. 2011, 3. neljännes

Teollisuuden energiankäyttö 2008

Keski-Suomen energiatase 2016

Biomassavoimalaitokset yleistyvät Euroopassa. Jouni Kinni ClimBus-ohjelman päätösseminaari Helsinki

Etelä-Savon Energian polttoainevalintojen aluetaloudelliset vaikutukset. Juha Vanhanen, Maija Aho, Aki Pesola ja Ida Rönnlund 2.3.

Biomassan saatavuus, korjuu ja käyttö casetarkastelujen

Lämmön tuottaminen tuontipolttoaineilla oli aiempaa halvempaa

Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy

METSÄHAKKEEN KILPAILUASEMA LAUHDESÄHKÖN TUOTANNOSSA ESITYS

Valtakunnallinen energiatase ja energiantuotannon rakenne Suomessa

Millä Tampere lämpiää?

Fysikaaliset ja mekaaniset menetelmät kiinteille biopolttoaineille

Todentaminen - tausta

Selvitys biohiilen elinkaaresta

ETELÄ-SAVON MAAKUNNAN ENERGIATASE 2008

Keski-Suomen energiatase 2014

Turpeen käyttöä kehittämällä kannetaan vastuuta ympäristöstä, hyvinvoinnista ja omavaraisuudesta

Kosteusmittausten haasteet

Lämpöpumput kaukolämmön kumppani vai kilpailija? Jari Kostama Lämpöpumppupäivä Vantaa

Vart är Finlands energipolitik på väg? Mihin on Suomen energiapolitiikka menossa? Stefan Storholm

Sähkön ja lämmön tuotanto 2013

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto biomassasta

Energian hinnat. Sähkön hinta kääntyi laskuun. 2012, 2. neljännes

Toimialojen rahoitusseminaari 2016 Säätytalo, Toimialapäällikkö Markku Alm

Koksin laatuun vaikuttaneet tekijät Ruukki Metalsin koksaamolla vuosina

Metsäbioenergia energiantuotannossa

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Keski-Suomen energiatase 2009, matalasuhdanteen vaikutukset teollisuuden energiankulutukseen. Lauri Penttinen Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Suomi muuttuu Energia uusiutuu

Transkriptio:

Kivihiili turvekattiloissa Matti Nuutila Energiateollisuus ry Kaukolämmön tuotanto

Sisältö Turve / bio / kivihiili tilastoja Turve ja kivihiili polttoaineominaisuuksia Polttoteknisiä turve / kivihiili ominaisuuksia ja vertailua Kivihiilen polton erityispiirteitä Käyttökokemuksia kivihiilestä kaukolämpökattiloissa 2

Kaukolämmön ja lämmön tuotannon polttoaineiden hintojen sekä elinkustannusindeksin kehittyminen indeksi, kesäkuu 1999 = 100 360 320 280 Lähteet: Tilastokeskus TEM Energiamarkkinavirasto 240 200 160 120 80 kesäkuu 99 kesäkuu 00 kesäkuu 01 kesäkuu 02 kesäkuu 03 kesäkuu 04 kesäkuu 05 kesäkuu 06 kesäkuu 07 kesäkuu 08 Kaukolämpö maakaasu jyrsinturve kivihiili POR polttohake/metsähake elinkustannusindeksi 3

Lämmityksen markkinaosuudet v. 2007 Lähde: Tilastokeskus kaukolämpö 48,6 % muu 1,4 % raskas polttoöljy 1,5 % puu 11,7 % sähkö 15,9 % kevyt polttoöljy 13,6 % lämpöpumppu 7,3 % 4

70 000 TJ Kivihiilen, turpeen ja puun käyttö kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotannossa 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Turve Puutähde, metsähake Yhteensä (puu+turve) Kivihiili 5

Kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotantoon käytetyt polttoaineet 100 % muu turve puu 80 % 60 % maakaasu 40 % kivihiili 20 % öljy 0 % 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 6

Fossiilisten polttoaineiden kehittyminen Puu Turve Ruskohiili Kivihiili Antrasiitti Ikä (milj. a) 0 0,01 60 250 350 Haihtuvat aineet (%) 70-80 55-70 37-55 9-37 3-9 Hiilipitoisuus (%) 50 50-58 58-75 76-90 90-93 7

8

Turpeen ominaisuuksia 9

Fossiilisen polttoaineen koostumus ja palaminen Kuiva-aine Kosteus Tuhka Haihtuvat aineet Ulkoinen kosteus S C H O N Palavat aineet Orgaaninen aines Hygroskooppinen kosteus 10

Polttoaineiden ominaisuuksia 11

Kattilatyypin soveltuvuus erilaisille polttoaineille Polttotapa Pienin teho MW Normaali teho MW Säädettä vyys Soveltuvuus polttoaineille Hake J turve P turve Kivihiili Mekaaninen arina <1 2.. 30 Tyydyttävä Tyydyttä vä Ei sovellu Kerrosleiju Kiertoleiju >2 >7 10.. 50 20.. 100 Tyyd. murskattu na Tyydyt tävä Seospolttona tyyd. Kaasutus > 0,5 2..10 Ei sovellu Tyydyt tävä 12

Kivihiili / Turve vertailu 1(2) Antrasiitti on geologiselta iältään vanhin ja pisimmälle kehittynyt kivihiililaatu, jonka haihtuvien aineiden pitoisuus on alhainen (alle 10 %). Antrasiitin tehollinen lämpöarvo on suurin n. 33 MJ/kg. Höyryhiili eli voimalaitoshiili on hiili, jota käytetään voimalaitoksilla lämmön ja sähkön tuottamiseen. Kivihiili Kivihiilellä tarkoitetaan kiinteää orgaanista fossiilista polttoainetta, jonka lämpöarvo on yli 24 MJ/kg tuhkattomassa aineessa. Kivihiililaadut luokitellaan pääasiassa haihtuvien aineiden määrän ja lämpöarvon perusteella. Koksi Kivihiilestä kuivatislaamalla valmistettu polttoaine, jota käytetään pääasiassa rauta- ja metalliteollisuudessa. Koksia voidaan valmistaa myös turpeesta. Ligniitti on ruskohiiltä, jossa on vielä näkyvissä puun rakenne. Sanaa käytetään myös kaikkien ruskohiililajien yleisnimityksenä. Ruskohiili on vähemmän hiiltynyt ja sisältää vähemmän hiiliainesta 13

Kivihiili / turve vertailu 2(2) Turve on suokasvien hitaan maatumisen seurauksena syntynyttä epätäydellisesti hajonnutta eloperäistä maalajia, joka on varastoitunut kasvupaikalleen erittäin märissä olosuhteissa. Hapen puutteen vuoksi ja runsaan veden takia kasvin jäänteet eivät hajoa kunnolla. Jyrsinturve on polttoturvetta joka on tuotettu jyrsimällä turvetta suon pinnasta ja kuivaamalla se tuotantokentällä auringossa kuivalla säällä. Turve sisältää aina vaihtelevan määrän maatuneita karkeita kasvinosia sekä epäpuhtauksia. 14

Bioenergiakattiloiden ominaisuuksia Arinakattiloiden etuja Yksinkertainen konstruktio Soveltuu yhteispolttoon erilaisten biomassojen kanssa Halvemmat investoinnit sekä käyttö- ja huoltokulut Palamattoman polttoaineen määrä laskee hyötysuhdetta Vanhoissa kattiloissa metsähakkeen osuus kattiloiden likaantumisen takia jopa alle 30 % polttoaineesta Leijukerroskattilan etuja Sietää hyvin polttoaineen vaihtelevaa palakokoa ja kosteutta Polttoaineeksi soveltuu hyvin eri biomassojen yhdistelmät Matala palamislämpötila, jonka vuoksi pienet NOx-päästöt Arinakattilaa korkeampi hyötysuhde Jos polttoaineena myös hiiltä, kiertoleijukattila soveltuva kiertokaasulla Uusissa kattiloissa metsähakkeen osuus voi olla jopa 100 % 15

Tulistimet Polttoaineen syöttö Konvektio-osa EKONOMAIS ERI ja LUVO -patterit omassa Savukaasuvedossa Kuva Foster Wheeler 16

Kuva Foster Wheeler 17

Foster wheeler 18

Kiertoleijupetitekniikka Toppila 2 Teknisiä tietoja Polttolämpötila 800-900 o C Säätöalue 40 % - 100 % Tehoalue 3-420 MW Käytettävyys tavallisesti yli 98 % Ominaispiirteet 1.Petimateriaalilla suuri lämpökapasiteetti 2.Tehokas polttoaineen ja ilman sekoittuminen 3.Soveltuu myös kosteille ja suuren tuhkapitoisuuden polttoaineille 4. palamishyötysuhde 5.Pienet päästöt 6.Rikinsidonta helppoa kalkkikivisyötöllä tulipesään 7.Vähäinen huollontarve 19

Kivihiilen polton ominaisuuksia 1(2) Haihtuvien aineiden määrä on tärkein kriteeri valittaessa kivihiiltä polttoon. Myös muut ominaisuudet kuten kosteus, tuhkapitoisuus sekä hiukkaskoko ja siihen vaikuttavat ominaisuudet vaikuttavat syttymiseen ja palamiseen. Haihtuvien aineiden määrän lisääntyminen helpottaa syttymistä ja stabiloi liekkiä. Yleensä lämpöarvon noustessa hiilen hiiltymisaste kasvaa ja haihtuvien aineiden määrä pienenee. Tuhkapitoisuuden kasvu hidastaa syttymistä. Hidastava vaikutus on havaittavissa vasta tuhkapitoisuuden ollessa yli 10 %. Kivihiilen Hardgrove-indeksi vaihtelee kivihiilen kovuuden mukaan 40:n ja 100:n välillä. Mitä suurempi indeksi on sitä pehmeämpää hiili on ja sitä helpommin se jauhautuu myllyissä. Haihtuvien aineiden määrän pienetessä ja hiilipitoisuuden kasvaessa hiili palaa korkeammissa lämpötiloissa ja palaminen hidastuu. Samalla syttyminen vaikeutuu ja palamattomat aineet tuhkassa lisääntyvät. 20

Kivihiilen polton ominaisuuksia 2(2) Kivihiilen korkeampi rikkipitoisuus vaatii SO 2 poistoa, jos kivihiilen osuus ylittää ~30 %. Kalkki-injektio SO 2 reduktioon toimiva tietyissä olosuhteissa vähentäen samalla agglomeroitumista > CaSiO 3 Pedin lämpötila nousee liian korkeaksi, jos kivihiilen osuus kasvaa yli 25 % ilman pedin jäähdytystä kiertokaasulla. Kivihiilen palakoolla ei suurta merkitystä, mutta pieni ja tasainen palakoko helpottaa palamisen ajoitusta Päästökaupassa todennus aiheuttaa lisätyötä, koska kivihiiltä ei yleensä punnita kuormittain varastoaumasta. Hihnavaaka käytössä epätarkka. Seospoltossa massan epätarkkuus voi olla ongelma. Ympäristöluvan muutos vie oman aikansa 21

Oy Alholmens Kraft Ab City Pietarsaari, Finland The Biggest Bioenergy Plant in the World Steam Fuels 550 MW th 194/179 kg/s 165/40 bar 545/545 C Wood fuels, Peat, Coal Annual Use of Biofuels: 3,5 TWh Production: 560 GWh Heat and 1 300 GWh Electricity 22

Jyväskylä Rauhalahti CITY CHP-plant (Combined Heat and Power) District heat: Electricity: Power steam: 150 MW 87 MW 67 MW Fuels: wood chips, sawdust, bark, roots, peat, REF, coal 300 MW ENVIRONMENTALLY FRIENDLY ENERGY 23