1 / 47

YMPÄRISTÖTEKNOLOGIAN MAHDOLLISUUDET

YMPÄRISTÖTEKNOLOGIAN MAHDOLLISUUDET. Kotimainen bioenergia/ Puuhake Virpi Piippo Savonia ammattikorkeakoulu AMU08. PUU. Tärkeä polttoaine Suomessa Käytetään yli 6 miljoonaa kuutiometriä vuosittain lämmitykseen kotitalouksissa

landry
Download Presentation

YMPÄRISTÖTEKNOLOGIAN MAHDOLLISUUDET

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. YMPÄRISTÖTEKNOLOGIAN MAHDOLLISUUDET Kotimainen bioenergia/ Puuhake Virpi Piippo Savonia ammattikorkeakoulu AMU08

  2. PUU • Tärkeä polttoaine Suomessa • Käytetään yli 6 miljoonaa kuutiometriä vuosittain lämmitykseen kotitalouksissa • 360 – 500 kg vettä yhdessä kiintokuutiometrissä tuoretta puutavaraa • Oikeaoppisesti ja kauan kuivatussa puussa on vettä 100 – 170 kg kuutiometrissä

  3. Polttopuuaineiden luokitus (VTT)

  4. PUU • Puun energiasisältö: • Juuret 10 – 20 % • Kannot 5 – 10 % • Runko 60 – 65 % • Oksat 10 – 15 % • Latva 5 %

  5. Puun lämpöarvo • Puun lämpöarvo kertoo kuinka tehokkaasti poltettava puu lämmittää • Lämpöarvoon vaikuttaa poltettavan puun kosteus • Kuivalla puulla korkeampi lämpöarvo • Eri puulajien lämpöarvolla ei ole suuria eroja verrattaessa kuiva-ainetta painoyksikköä kohden • Tiheimpänä koivun lämpöarvo tilavuusyksikköä kohden suurin

  6. Puun lämpöarvo • Yksi kiinto-m3 vastaa • 1,5 p-m3 halkoja tai • 2,5 i-m3 haketta • Yhdestä hakekuutiosta saadaan energiaa 0,8 MWh • Yhdestä k-m3 saadaan n. 2 MWh energiaa • Yksi i-m3 haketta vastaa n. 100 l kevyttä polttoöljyä • Nuoren metsän kunnostuksessa saadaan rankaa noin 30 k-m3 hehtaarilta, tästä määrästä haketta n. 75m3 ja energiaa n. 60 MWh  voidaan korvata kevyttä polttoöljyä lähes 6000 litraa

  7. Puun tilavuuksien muuntokertoimet

  8. Puun lämpöarvot puulajeittain

  9. SUOMALAISIA PUUPERÄISIÄ BIOPOLTTOAINEITA • PILKE • kotitalouksien polttopuu • 25 cm, 35 cm tai 55 cm • vuoden ulkokuivatuksella 20 % kosteus • PUUPELLETIT • Sylinterinmuotoisia puristeita • Valmistetaan sahanpuruista tai höylälastuista • Halkaisijaltaan 5 – 15 mm, 10 – 30 mm pitkää • Lämpöarvo 4,7 – 4,9 kWh/kg • Pelletti takoissa ja -kamiinoissa

  10. Suomalaisia puuperäisiä biopolttoaineita • SAHANPURUT, SAHAHAKKEET, KUTTERINLASTUT HIONTAPÖLY JNE. • Puhdasta, käsittelemätöntä biopolttoainetta • Mekaanisen metsäteollisuuden ja puusepänteollisuuden prosesseissa syntyvä puutähde • Sellaisenaan, seulottuna tai pelleteiksi puristettuna • Edullinen • Aluelämpölaitoksissa ja erillisissä voimaloissa

  11. Suomalaisia puuperäisiä biopolttoaineita • PUUÖLJY, PYROLYYSIÖLJY • Saadaan +500 – +600 asteeseen lämmitetystä puusta kaasuuntumisen ja lauhduttamisen kautta • Pienissä kaukolämpökattiloissa ja moottorivoimaloissa • Tutkimus ja demonstraatio vaiheessa • KUORI • Syntyy ainespuun teollisessa kuorinnassa • Märkä kuori kuivataan puristamalla ja murskataan murskeeksi • Suurkattiloissa • Metsäteollisuudelle tärkeä

  12. METSÄHAKE • TAVOITTEENA METSÄHAKKEEN KÄYTÖN LISÄÄMINEN • Kansallisen ilmasto- ja energiastrategian tavoitteena on nostaa uusiutuvan energian osuus 38 %:iin energian loppukulutuksesta vuoteen 2020 mennessä • Edellyttää puuperäisen energian käytön voimakasta lisäämistä • Metsähakkeen käyttöä tullaan lisäämään 2 – 3-kertaiseksi nykyisestä

  13. METSÄHAKKEEN MERKITYS YMMÄRRETTY • Metsähakkeen hyödyntäminen myötätuulessa • Vakavasti otettava metsätalouden sivutuote • Metsäteollisuudelle metsähakkeen tuotanto on imagokysymys • Metsähakkeen talteenotto integroidun korjuun myötä tehostunut • Metsähakkeen käytön lisääntymiselle voi olla esteenä alan heikosta kannattavuudesta johtuen pula metsäkone- ja kuljetusyrittäjistä

  14. Metsähakkeen merkitys ymmärretty • VALTIO TUKEE METSÄHAKKEEN KÄYTTÖÄ • veroratkaisuilla • investointi- ja tuotantotuilla • PAIKALLISELLA TASOLLA • lämpöyrittäjätoiminnan käynnistäminen ja tukeminen lisää metsähakkeen korjuuta lähialueiden metsistä

  15. Metsähake • Yleisnimitys suoraan metsästä energiakäyttöön tuleville hakkeille haketuspaikasta riippumatta • Koneellisesti haketettua puuta • Valmistetaan harvennushakkuukohteilta tulevasta ranka- ja kokopuusta tai uudistushakkuukohteilta hakkuutähteestä • Käytetään • Nykyaikaisissa kiinteistöjen automaattisissa puulämmityslaitteissa • Aluelämpölaitoksissa • Voimaloissa

  16. Energiapuusta tehdyn hakkeen käyttökohteet • RANKAPUUN KÄYTTÖKOHTEET • pienimmät käyttökohteet 20 – 150 kW • Yksityistaloudet • Maatilat • Muut pienkiinteistöt • Kyseisissä kohteissa kattilatekniikka vaatii hyvin tasalaatuista ja riittävän kuivaa haketta, jota saadaan varmimmin rankahakkeesta

  17. Energiapuusta tehdyn hakkeen käyttökohteet • KOKOPUUN KÄYTTÖKOHTEET • Käytetään keskimäärin 150 – 1000 kW pienverkot, pienet aluelämpölaitokset, kasvihuoneyrittäjät ja muut keskikokoiset lämpölaitokset • Hakkeen laatuvaatimuksiin kuuluu alle 40 % kosteus • Hakkeen palakoossa voi olla suurempia vaihteluita kuin aivan pienissä lämpölaitoksissa

  18. Energiapuusta tehdyn hakkeen käyttökohteet • HAKKUUTÄHDE • Käytetään suuremman kokoluokan bioenergialämpölaitoksissa • Pienimmät hakkuutähdehaketta käyttävät lämpölaitokset ovat n. 800 kW ja suurimmat 200 – 300 MW laitoksia • Uudistusaloilta kerättävää hakkuutähteestä saatava hake on kosteudeltaan ja palakooltaan vaihtelevaa • Kosteus vaihtelee 25 – 65 % välillä • Epähomogeenisen koostumuksen takia ei sovellu kuin kehittyneisiin ja suuriin lämpölaitoksiin

  19. Muut hakkeet • POLTTOHAKE • Valmistettu koneellisesti leikkaamalla tai hakkaamalla puusta tai sen osista • Palakoko vaihtelee 5 – 40 mm välillä • POLTTOMURSKE • Valmistettu iskemällä tai puristamalla hienontaen • Koostuu polttohaketta pienemmistä muodoltaan vaihtelevista paloista • TUOREHAKE • Valmistettu tuoreesta vasta, kaadetusta puuaineksesta. • Voi sisältää myös viherainetta

  20. Muut hakkeet • RAAKAHAKE • Hienoa ja karkeaa ainesta ei ole eroteltu • KUIVAHAKE • Kuivurissa kuivattu • Kosteus % 25 – 30 • SAHAHAKE • Valmistettu sahalla sahauksen sivutuotteena syntyvästä puuraaka-aineesta • PELTOHAKE • Pelloilla viljellyistä energiantuotantoon tarkoitetuista puista

  21. Muut hakkeet • KUORIHAKE • Valmistettu puunjalostuksessa tähteeksi jäävästä puunkuoresta • OSAPUUHAKE • Valmistukseen kelpaa vain jokin osa puusta • HAVUPUUHAKE • Havupuusta valmistettu hake • HARVENNUSPUUHAKE • Valmistettu metsänharvennustöiden yhteydessä korjattavasta puusta

  22. Energiapuun korjuu • Voidaan korjata erilliskorjuuna tai liittämällä se osaksi ainespuun korjuuta • Erilliskorjuussa kohteelta otetaan talteen ainoastaan energiapuuta • Aines- ja energiapuun integroidussa korjuussa puutavaralajit korjataan yhtäaikaisesti • Energiapuu ja ainespuukokoa pienemmät puut erotetaan ainespuusta jo hakkuuvaiheessa valmistamalla ositteet omiin kasoihin • Energiapuu otetaan talteen erilliskorjuuna yleensä silloin, kun ainespuun kertymä on pieni

  23. Energiapuun korjuu • Pääosa kerätään uudistusalojen hakkuutähteistä • Parhaita korjuu kohteita ovat rehevät kuusivaltaiset päätehakkuu-alueet, männyn osuus hakkuutähteiden korjuussa melko pieni, koivun uudistusaloilta ei yleensä hakkuutähteitä korjata • Kannattavaa  n. 200 m3/ha ainespuukertymän  saadaan hakkuutähdettä n. 40 – 60 m3 hehtaarille • Toiseksi eniten energiapuuta kerätään ensiharvennus ja nuoren metsän kunnostuskohteilta • Keskiajomatkan tulisi jäädä alle 300 m:n

  24. Energiapuun korjuu • Jotta olisi kannattavaa on leimikon kertymän oltava vähintään 40 m3/ha ja yhdestä korjuu kohteesta saatava energiapuuta n. 40 m3 • Usein on kannattavaa korjata koko hakattava puuerä energiapuuksi, jos hakattavan kohteen kuitupuukertymä on alle 20 m3/ha • Ensiharvennuskohteisiin ja nuoren metsän kunnostuskohteisiin on saatavilla metsänparannustukea

  25. Energiapuun korjuutuki (2007) • Energiapuun korjuun tuki on 7 € / k-m3 • Kasaus 3,50 €/k-m3 ja kuljetus 3,50 €/k-m3 • Työllisyystyönä tehtyyn korjuuseen myönnetään lisätukea 1,70 € k-m3 • Haketustuki on 1,70 €/haketettu i-m3. • Tuki maksetaan haketta toimittavalle sen jälkeen, kun hakkeen käyttäjä on vastaanottanut energiakäyttöön ostamansa hakkeen

  26. Välivarastohaketus • Suomessa yleisin energiapuun haketusmuoto • Haketettava energiapuu kuivataan sekä metsässä että varastopaikalla • Vaatii huolellisen organisoinnin, jossa mahdolliset hakkurin tai hakeauton toimintahäiriöt heijastuvat koko ketjun toimintaan • Käytössä joko traktorisovitteisia tai kuorma-auton alustalle rakennettuja rumpuhakkureita • Tuottavuus 40 – 80 i-m3 / tehotunti, edullisempaa mitä suurempi haketettava erä on • Hankintakustannus 7 – 9 € / MWh, 50 km:n kaukokuljetuksella

  27. Traktorikäyttöinen rumpuhakkuri (lähde: www.kesla.fi)

  28. Palstahaketus • Haketettava puu kasataan hakkuun yhteydessä kasoihin, josta se haketetaan suoraan konttiin • Ei tarvita erillistä metsäkuljetusta vaan se suoritetaan samalla koneella kuin haketuskin • Etuna: samalla koneella tehdään useampi työvaihe eikä vaadi varastointitilaa hakepuulle • Työn tuottavuus palstahaketuksessa 12 – 20 i-m3 / käyttötunti 200 metrin kuljetusmatkalla

  29. Palstahakkuri TJ 1410 (lähde: Timberjack Oy)

  30. Terminaalihaketus • Haketettava puu, yleensä hakkuutähde kuljetetaan suoraan välivarastolta tai suoraan palstalta terminaaliin • Terminaalissa hakkuutähteet puretaan varastoaumaan, jossa ne kuivuvat seuraavan kesän ylitse • Aumat voidaan peittää  puut säilyvät kuivina • Kuivuneet hakkuutähteet haketetaan terminaalissa ja kuljetetaan lämpölaitokselle • Vaatii suuret välivarastot

  31. Hakkeen murskausta terminaalissa(lähde: Timberjack Oy)

  32. Käyttöpaikkahaketus (lähde: Timberjack Oy) • Hakkuutähteiden haketus tehdään vasta hakkeen käyttöpaikalla • Uusi ja nopeasti kehittyvä menetelmä • Tekniikka perustuu kuormaa tiivistäviin kaukokuljetusautoihin tai risutukkimenetelmän käyttöön • Käyttöpaikalla järeä kiinteä hakkuri tai murskain • Etuna alhainen kustannustehokkuus suuria puumääriä käsiteltäessä • Ongelmana hakkuutähteiden kaukokuljetus, sillä kuorma jää liian pieneksi ilman hakkuutähteen tiivistystä tai paalausta

  33. Havu Hukka - hakkuutähde perävaunu

  34. Laikkahakkuri • Yleisin pienhakkurityyppi • Kiinnitetty 2 – 4 terää säteen suuntaisesti teräpyörän sivupinnalle • Puut syötetään vinosti teräpyörän sivupintaa kohden • Terärakenne melko arka kiville ja maa-ainekselle • Iso massapyörä, joka lisää hitausmomenttia  vaatii tehoja • Hyvä puhallusteho • Hinnaltaan suhteellisen edullinen

  35. Rumpuhakkuri • Käytetyin hakkurityyppi suuressa kokoluokassa sekä hakkuutähteen haketuksessa • Rakenteeltaan kalliimpi kuin laikkahakkuri • 2 – 6 terää lieriömäisen terärummun ulkokehällä, syöttörullat lähellä terätyynyä, jotka helpottavat syöttöä • Ei ole herkkä epäpuhtauksille  erinomainen hakkuutähteiden haketukseen • Etuna laikkahakkuriin verrattuna palakooltaan tasaisempi hake • Pienikokoinen tehoon nähden

  36. Rumpuhakkuri (lähde: Kesla Oyj)

  37. Ruuvihakkuri • Pienikokoisia ja edullisempia kuin rumpuhakkurit • Ruuvihakkurin terä (ruuvi) on kiinnitetty vaaka-asentoon pyörivään akseliin • Puut syötetään kartion terää kohden • Hakettaa hyvin oksatonta rankaa ja pintalautaa • Vaatii paljon vääntömomenttia • Isotöinen terän vaihto

  38. LATVAENERGIA OY • Perustettu 2003 Pyhännälle, liikevaihto 0,5 milj. € • Erikoistunut kaukolämmöntuotantoon ja –siirtoon • Kaukolämpöputkien asennus • Kaksi lämpölaitosta Pyhännällä • Yksi lämpölaitos Muhoksella • Toimitusjohtaja Pekka Kemppainen • Varsinaiset jäsenet: • Pekka Kemppainen (Maatalousyrittäjä Tavastkengältä) • Teijo Makkonen (Pyhännän TeeHoo Oy:n Tj. Kiinteistöhuoltoyritys), • Samuli Yrjänä (Pyhännän yläasteen luokanopettaja) • Markku Tuuli (HHj, Hallitusammattilainen)

  39. LATVAENERGIA OY • Tuottaa tukkulämpöä kaukolämpöverkkoon • Pyhännällä kunnan omistamaan kaukolämpö- verkkoon • Kunnan omistamiin kiinteistöihin kuntakeskuksessa • Kunnan omistamiin rivitaloyhtiöihin • Muutamille yksityisille rivitaloyhtiöille • Muutamille yksityisille omakotitaloille • Muutamalle yksityisille liikekiinteistölle • Muhoksella Ameta Oy:n (www.ameta.fi) omistamaan kaukolämpöverkkoon, joka jakelee sen Muhoksen kunnan Leppiniemen kylän alueen kiinteistöihin. (www.ameta.fi/asemakaavakartta.pdf)

  40. LATVAENERGIA OY • Lämpölaitosten laitetoimitukset Vaasan Kuljetuskanavat Oy:ltä • Kaukolämpökeskuksissa tarvittava puu ostetaan hankintakauppana tienvarteen ja jonkin verran myös pystykauppaa (www.latvaenergia.fi/energiapuun-osto) • Kaukolämpö hinnan muodostus • Kiinteä hinta, joka sovitaan vuosittain • Energiamaksu, joka laskutetaan kulutuksen mukaan

  41. Pyhännän kunnan koulukeskuksen lämpölaitos • 0,4 MWh ARITERM-kattila • Vuosituotanto 1000 MWh • 1300 kuutio metriä haketta/vuosi • Tuottaa lämpöä koulukeskuksen tarpeisiin • Lämpökeskus otettu käyttöön 2003 • Tarvittava puu haketetaan lähialueelta. Pääasiassa Pyhännän kunnan alueelta • Haketuksen ja hakkeen kuljetuksen suorittavat aliurakoitsijoina Pekka Kemppainen ja Eero Kemppainen

  42. Ouluntien lämpölaitos • 0,8 MWh LAKA-kattila, otettu käyttöön 2007 • Vuosituotanto 4500 MWh • N. 5850 m3 haketta/vuosi • Tuottaa tukkulämpöä kaukolämpöverkkoon Pyhännän kunnan taajama-alueelle *) dia 37 • Puu ostetaan hankintakauppana tien varteen tai pysty-kauppana Pyhännän kunnan ja Siikalatvan kunnan alueelta • Haketuksen ja hakkeen kuljetuksen suorittavat aliurakoitsijoina Pekka ja Eero Kemppainen

  43. Leppiniemen lämpölaitos (Muhos) • 1,0 MWh LAKA-kattila, otettu käyttöön 2009 • Vuosituotanto 2800 MWh • Kulutus n. 3640 m3 haketta/vuosi • Tarvittava puu ostetaan hankinta- tai pystykauppana Muhoksen kunnan ja Siikalatvan kunnan alueilta • Haketuksen ja hakkeen kuljetuksen suorittavat aliurakoitsijoina Pekka Kemppainen ja Eero Kemppainen • Tuottaa tukkulämpöä kaukolämpöverkkoon Leppiniemen kylän tarpeisiin *) dia 37

  44. Energiapuun haketusta (lähde: Latvaenergia Oy)

  45. Hakkuutähdekasa (lähde: Latvaenergia Oy

  46. Haapahaketta (lähde; Latvaenergia Oy)

  47. LÄHTEET Kirjalliset lähteet: • Tapion taskukirja Sähköiset lähteet: • Metsäkeskus.fi • Motiva.fi • Finbioenergy.fi • Bioenergiaa.fi

More Related