Teknologiasta liiketoimintaa

Tulosta Lähetä linkki

Metsäpolttoaineiden osuus voimalaitoksissa voidaan kaksinkertaistaa VTT:n kehittämillä menetelmillä

13.06.2012

Metsäpolttoaineiden käytön lisääminen on yksi keino vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Tällä hetkellä käytön lisäämistä rajoittavat kuitenkin käytettävyysongelmat voimalaitoksissa, kuten polttoaineen kosteus, joka alentaa hyödynnettävissä olevaa energiamäärää, tai hakkeen palakoko, joka on käsittelylaitteisiin liian suuri. Ongelmia ja kustannuksia lisäävät myös haitallisten alkuaineiden pitoisuudet puuaineksessa sekä tuhka, joka on toimitettava ensisijaisesti hyötykäyttöön.

VTT:n kehittämillä uusilla menetelmillä metsäpolttoaineiden laatua voidaan parantaa ja polttoprosessia kehittää siten, että metsäpolttoaineiden osuus voimalaitoksissa kasvaa mahdollisimman suureksi. VTT:n johtaman tutkimuksen tavoitteena on lisätä metsähakkeen käyttöä Keski-Suomessa noin 2000 gigawattituntiin vuoteen 2015 mennessä. Viime vuonna alueella käytettiin metsähaketta 1785 gigawattituntia ja esimerkiksi Jyväskylän lämpö- ja voimalaitoksissa kiinteiden puupolttoaineiden osuus oli noin 35 prosenttia. Lämpö- ja voimalaitosten käyttämien kiinteiden puupolttoaineiden osuus Suomen energian kokonaiskulutuksesta oli samaan aikaan noin kahdeksan prosenttia.

Tutkimuksessa metsäpolttoaineiden määrää pyritään kasvattamaan tehostamalla laadunhallintaa ja toimituslogistiikkaa. Energiapuun käytettävyyttä heikentää tällä hetkellä se, että polttoaineen ominaisuudet muuttuvat varastoinnin aikana varastointitapojen ja sääolosuhteiden mukaan. Puuhun ennen keräämistä ja varastoinnin aikana imeytyvä kosteus vähentää hyödynnettävissä olevaa energiamäärää, vaikeuttaa polttamista ja halutun kattilatehon saavuttamista sekä kasvattaa polttoainekuormien kuljetusmäärää.

VTT:n kehittämän mallinnuksen avulla varastoinnin aikaista polttoaineen laatua on mahdollista ennakoida ja hallita aiempaa tehokkaammin. Matemaattinen laskukaava kertoo sekä toteutuneen että ennustetun sään perusteella, miten varaston kosteus ja energiasisältö muuttuvat. Osana tutkimusta VTT laatii metsäpolttoainekohtaiset varastofunktiot, jotka kuvaavat ominaisuuksien muuttumista ja joita voidaan hyödyntää polttoainetietojärjestelmissä sekä ohjatessa toimituksia voimalaitoksille.

Lisäksi VTT selvittää haitallisten alkuainepitoisuuksien määrän keskisuomalaisissa metsäpolttoaineissa ja tutkii, minkälaisin seosainein niiden vaikutuksia voidaan vähentää. Metsäpolttoaineissa seosaineena käytetään turvetta, koska sen on todettu suojaavan tulipesää vahingollisilta yhdisteiltä. Tutkimuksen tavoitteena on löytää polttoainereseptit, joissa energiapuun osuus on mahdollisimman suuri vaarantamatta voimalaitoksissa käytettäviä laitteita. On arvioitu, että optimaalisia polttoaineyhdistelmiä käyttämällä metsäpolttoaineiden osuus voi jopa kaksinkertaistua nykyisestä. Tulosten avulla myös polttoaineiden toimittajat ja käyttäjät voivat suunnitella itselleen sopivia seosaineita ja välttää ongelmallisia polttoaineyhdistelmiä.

Vuonna 2011 alkanutta ”Metsäpolttoaineiden käytettävyyden parantaminen” -projektia rahoittavat Vapo Oy, Protacon Oy, Metsähallitus, VTT ja Keski-Suomen liitto Euroopan aluekehitysrahaston tuella. Tutkimus päättyy vuoden 2013 lopussa.