Energialähteet ja polttoaineet
Energiatuotanto ja -jakelu

Fiksumpia voimaloita, kiitos!

Biovoimaloita putkahtaa nyt esiin ympäri Suomea kuin sieniä sateella - Mutta myös esimerkiksi hukkalämmön talteenotto on hyvässä nosteessa

METRO EI ole ainoa maanalainen, kestävää kehitystä edistävä asia pääkaupunkiseudulla.

Helsingin apulaispormestari Anni Sinnemäki vihki elokuun lopussa käyttöön Helenin maanalaisen lämpö- ja jäähdytyslaitoksen, joka sijaitsee Esplanadin alla noin 50 metrin syvyydessä. Laitoksen isoilla lämpöpumpuilla tuotetaan kaukolämpöä ja -jäähdytystä: 2 x 11 MW lämpöä ja 2 x 7,5 MW jäähdytystä.

Lämpöpumppulaitoksen yhteydessä sijaitsee myös jättimäinen, 25 miljoonan litran kylmävesivarasto. Yhdessä ne muodostavat maanalaisen Esplanadin lämpö- ja jäähdytyslaitoksen.

Apulaispormestari Anni Sinnemäki totesi vihkiäispuheessaan, että hukkalämpöä hyödyntävä jäähdytyslaitos vähentää Helsingin riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja ottaa askeleen kohti kestävämpää energiantuotantoa ja energiansäästöä. Sinnemäen mukaan tämänkaltainen kiertotalous tukee hyvin Helsingin kunnianhimoista hiilineutraaliustavoitetta.

"Kun ilmasto lämpenee ja jäähdytyksen tarve lisääntyy myös Suomessa, ainoa kestävä tapa on käyttää viilennykseen hukkalämpöä", totesi Sinnemäki. "Kaukojäähdytys on viisas tapa viilentää, kun sen avulla saadaan kiinteistöjen hukkalämmöt kierrätettyä hyödynnettäväksi kaukolämpöverkossa."

Helen heivaa hiilen
Helenin tavoitteena on ilmastoneutraali energiantuotanto, ja uusi lämpöpumppulaitos on yksi tärkeä askel tavoitetta kohti. Seuraavan 10 vuoden aikana yritys aikoo investoida noin puoli miljardia euroa siirtyessään kivihiilestä biopolttoaineisiin, hukkalämpöjen hyödyntämiseen sekä myös muihin, uusiin päästöttömiin energiaratkaisuihin.

Helen myös aikoo jatkaa investoimista hukkalämpöjen kierrättämiseen ja rakentaa uuden lämpöpumpun täydentämään Sörnäisissä sijaitsevaa maanalaista lämpö- ja jäähdytyslaitosta. Katri Valan puiston alla sijaitsevaan, itse asiassa maailman suurimpaan lämpö- ja jäähdytyslaitokseen, rakennettava uusi lämpöpumppu saadaan käyttöön vuonna 2021. Ennestään laitoksessa on viisi isoa lämpöpumppua, joiden tuotantomäärää on pystytty nostamaan vuosittain tuotantoprosessia kehittämällä.

Viime vuonna laitoksessa tuotettiin lämpöä enemmän kuin koskaan aiemmin, yhteensä 570 000 MWh. Uuden lämpöpumpun ansiosta laitoksen tuotantomäärää voidaan nostaa peräti 200 000 MWh eli lähes 30 %. Uuden pumpun avulla lämpöä otetaan talteen jo kertaalleen hyödynnetystä jäteveden lämmöstä ja tehostetaan näin merkittävästi lämpöenergian kierrättämistä. Tämä vähentää myös puhdistetun jäteveden mukana Itämereen päätyvää lämpökuormaa huomattavasti. Uusi pumppu parantaa lisäksi laitoksen ympärivuotista käytettävyyttä - sen ansiosta laitosta voidaan käyttää enemmän myös talvipakkasilla.

Lämpöpumppuinvestoinnin hintalappu on noin 20 miljoonaa euroa. Investoinnin myötä Helenin hiilidioksidipäästöt vähenevät 65 000 tonnia vuodessa.

Salmisaarelle seuraajia
Aikaisemmin helmikuussa 2018 Helen vihki käyttöön uuden Salmisaaren pellettilämpölaitoksen. Salmisaaren pellettilämpölaitoksen pääpolttoaine on puupelletti, joka jauhetaan pölyksi ennen kattilaan syöttämistä. Täydellä polttoaineteholla lämpölaitoksen pelletin kulutus on noin 21 tonnia tunnissa eli yksi pellettirekka kahdessa tunnissa.

Lämpölaitoksen tuotannossa käytetään kestävistä lähteistä hankittua koti- ja ulkomaista biopolttoainetta. Helenin lämpölaitos lupaa kasvattaa suomalaista työllisyyttä myös jatkossa pellettien valmistuksessa ja logistiikassa. Myös lämpölaitos itsessään on vahvaa suomalaista osaamista: lämpölaitosprojektin kotimaisuusaste on yli 80 %.

Helen kaavailee myös uusien biolämpölaitosten rakentamista Helsinkiin. Suunnitelmissa ovat nyt alueet Vuosaaressa, Patolassa ja Tattarisuolla. Biolämpölaitoksia on tarkoitus toteuttaa vaiheittain niin, että suunnitelmien mukaan vuonna 2024 käytöstä poistuvan Hanasaaren voimalaitoksen lämmöntuotanto pystytään korvaamaan. Siihen mennessä tarvitaan valmiina 1-2 uutta lämpölaitosta.

Esimerkiksi Helsingin Tattarisuolle kaavaillun laitoksen osalta on tehty asukaskysely, jonka vastausaika umpeutui syyskuun lopussa. Tattarisuolle suunniteltavasta biolämpölaitoksesta tehdään lakisääteinen ympäristövaikutusten arviointi (YVA), jossa arvioidaan biolämpölaitoksen vaikutuksia ympäristöön ja ihmisiin.

Martinlaakson malliin
Pääkaupunkiseudulla vihertää vahvasti muutenkin. Vantaan Energia muuttaa Martinlaakson vanhan maakaasu- ja öljykäyttöisen voimalaitososan biovoimalaksi. Biovoimala tulee tuottamaan kaukolämpöä ja sähköä ympäristöä säästävänä yhteistuotantona.

Biovoimalassa käytetään polttoaineena pääasiassa kotimaista läheltä tuotua puuhaketta, kuten ylijäämähaketta, sahanpurua ja vaneriteollisuuden hukkapaloja.

Biovoimalan perustustyöt tehtiin kesän 2018 aikana ja syksyllä 2018 alkavat voimalan testaukset. Mikäli kaikki menee suunnitellusti, koekäytöt alkavat lokakuussa 2018. Biovoimala on tarkoitus ottaa tuotantokäyttöön alkuvuonna 2019.

Biovoimalan valmistumisen jälkeen Vantaan Energia on muutamassa vuodessa puolittanut Vantaan hiilidioksidipäästönsä sekä vähentänyt fossiilisten polttoaineiden käyttöä 60 prosenttia.

2020-luvulla Vantaan Energia aikoo lopettaa kivihiilen käytön kokonaan ja korvata sen lisäämällä uusiutuvaa ja muuta hiilidioksidivapaata energiantuotantoa. 2020-luvun uusia toteutusvaihtoehtoja ovat mm. myös kivihiilikattilan muuttaminen Martinlaaksossa biopolttoaineille, kaukolämmön varastoinnin lisääminen uusilla lämpövarastoilla, vanhojen kaatopaikkojen materiaali- ja energiahyödyntäminen jätevoimalassa, jätevoimalan kehittäminen kiertotalouskehityksen mukaisesti polttamaan energiaköyhempää sekajätettä, geoterminen lämpö ja aurinkoenergia.

Metsäbiomassan ykkösmaa
Biomassan käyttö Suomessa on järkevää ainakin siinä mielessä, että asukaslukuun nähden Suomi on maailman 15. metsäisin maa ja Pohjoismaiden metsäisin. Sähköstämme itse asiassa 12 % on peräisin metsäbiomassasta, mikä on maailmanennätys - kiitos sivuvirtojaan hanakasti hyödyntävän metsäteollisuuden.

Uusiutuvat ovat muutenkin myötätuulessa, sillä tänä vuonna uusiutuvan energian käyttöosuus ohittaa - ilmeisen pysyvästi - fossiilisten polttoaineiden vastaavan osuuden. Uusiutuvan energian käyttöosuuden merkittävä muutos on mahdollista, koska Äänekosken ja Naantalin voimalat alkoivat pyöriä täydellä tuotantoteholla tänä vuonna.

Turun Seudun Energiantuotanto Oy:n Naantalin monipolttoainelaitos käynnistyi vuoden 2017 lokakuussa ja kaupallinen käyttö aloitettiin joulukuussa. Toimitusjohtaja Tapani Bastman TSE:stä kertoo, että alkutaival ei ole sujunut aivan ilman harmeja:

"Turbiinin ongelmien takia ajoimme viisi kuukautta ilman sähkön tuotantoa - siis reduktioiden kautta. Tänä aikana kattilan kuorma oli noin 65 % nimellisestä ja biopolttoaineen osuus oli tuona aikana 60-65 % koko polttoaine-energiasta."

Turpeen osuus polttoaineesta on ollut noin 4 % ja jalostamokaasun samoin - loput on ollut kivihiiltä. Jalostamokaasua varten asennettiin omat kaasupolttimet keväällä. "Merkittävin uusi asia on biopolttoaineen tuontijärjestelmän starttaus, jonka avulla nostamme biopolttoaineen osuuden 75-80 % tasolle", Bastman jatkaa.

Biovoimaa ulkomailta
Bastman toteaa, että kattila ja prosessi kokonaisuudessa (ilman turbiinia) on toiminut aivan suunnitelmien mukaan ja kattila on joustava polttoaineen suhteen - eli esimerkiksi häiriötilanteissa on siirrytty joustavasti operoimaan 100 % hiilellä.

"Polttoaineen käsittelyssä on ollut virittelyä ja viime talven kovasta pakkasjaksosta johtuen myös jäätymisongelmia. Näiden suhteen on tiettyjä parannuksia tehty", hän kertoo.

Ensi vuoden osalta kaikkein merkittävin uusi asia lienee tuontibiopolttoaineen käytön starttaus.

"Kuljetinjärjestely satamasta laitokselle saadaan koekäyttöön marraskuussa."

Artukainen: täyttä höyryä eteenpäin!
Turun seudulla on muutakin biopöhinää, sillä lokakuussa vihittiin käyttöön Artukaisten alueelle rakennettu höyryntuotantolaitos. Bioenergiaa tuottavan höyryntuotantolaitoksen hintalappu on noin 14 miljoonaa euroa ja teho on noin 12 megawattia.

"Turku Energian höyryntuotantolaitos on ensisijaisesti rakennettu tuottamaan höyryä ja lämpöä alueella sijaitseville yrityksille", kertoo projektipäällikkö Jari Lahtinen.

"Ensimmäiset ajot alkoivat tavallaan jo keväällä, kun teimme kaukolämpöä kaupungin verkkoon. Siirtoputken valmistuttua aloitimme varsinaiset ajot syyskuussa ja toimitimme höyryä ensimmäiselle asiakkaalle."

Hankkeessa on mukana viisi alueen keskeistä teollisuusyritystä: Bayer Oy, Oy Lunden Ab Jalostaja, PCAS Finland Oy, Suomen Nestle Oy ja Eckes-Granini Finland Oy.

Uusi metsähaketta polttoaineena käyttävä höyryntuotantolaitos vähentää raskaan polttoöljyn käyttöä Turku Energian tuotannossa sekä hiilidioksidipäästöjä. Samassa yhteydessä Artukaisten alueelle on rakennettu höyryverkosto.

"Puuperäiset polttoaineet kuten sahanpuru, kuori ja rankahake ovat ensisijaisena polttoaineena ja varapolttoaineena on nestekaasu."

Turku Energialla on 15 vuoden kokemus vastaavasta toiminnasta, joten Lahtinen suhtautuu luottavaisin mielin myös uuden laitoksen starttiin. "Kotimaisen polttoaineen käyttö on tässä etusijalla ja siitä meillä on pitkät perinteet."

Lahtisen mukaan on ilmeistä, että energian vihreä kärki vahvistuu kaiken aikaa. "Biopolttoainelaitoksia tulee koko ajan lisää ja valtiovallan toimet tukevat tätä kehitystä", hän toteaa. Turku Energiakin tekee biopohjaisilla jo puolet kaikesta energiasta.

Kymijärvi III osui hyvään saumaan
Lahdessa rakennetaan parhaillaan Kymijärven voimalaitosalueelle uutta, biopolttoaineella toimivaa lämpölaitosta. KYVO 3 -projektin johtaja Mika Timonen kertoo, että työt edistyvät aikataulussa.

"Betonirakenteet ja kaikki suurimmat komponentit on asennettu. Työt jatkuvat putkien, kaapeleiden ja kanavien asennuksilla. Käyttöönotto alkaa keväällä 2019 ja laitos valmistuu lämmöntuotantoon loppuvuodesta 2019 aikataulun mukaan", kertoo Timonen.

Hänen mukaansa investointipäätöstä tehtäessä oli kaksi perusperiaatetta. Ensinnäkin laitoskonsepti haluttiin rakentaa joustavaksi sekä polttoaineiden käytön että sähköntuotannon suhteen.

"Kyseinen päätös on osoittautunut sittemmin oikeaksi, koska sähkömarkkinat ovat muuttuneet ja myös erilaisten biomassojen käytölle saattaa jatkossa tulla rajoitteita."

Kun investointipäätöstä tehtiin vuonna 2016 olivat sähkön tuotantohinta ja -ennusteet niin alhaiset, että päätettiin alkuvaiheessa rakentaa laitos lämmöntuotantoon kuitenkin siten, että turbiini voidaan lisätä myöhemmin. Sittemmin sähkön tuotantohintojen ennusteet ovat palautuneet sellaiselle tasolle, että CHP-laitos olisi taas nykykäsityksen mukaan kannattava.

"Asiaan vaikuttaa kuitenkin monta tekijää, kuten Suomeen rakennettavat ydinvoimalaitokset, uudet teknologiat, Norjasta Eurooppaan rakennettavat siirtoyhteydet…", listaa Timonen.

Jatko päätöstä vaille
Energiayhtiön näkökulmasta sähköntuotantokapasiteetin investointipäätös tehdään erilaisten uusiutuvien energiamuotojen välillä.

"Sähköntuotannon investoinnista Kymijärvi III laitokseen tehdään erillinen päätös 2019 aikana Lahden Energian johdon ja omistajan taholta."

Investointipäätöstä tehdessä valittiin polttotekniikaksi CFB ja design tehtiin nimenomaan 100% energiabiomassojen polttoon. Timonen katsoo, että yhdessä Kymijärvi II kierrätyspolttoaineita polttavan voimalaitoksen kanssa uusi Kymijärvi III -laitos mahdollistaa Lahden Energialle laajan polttoainevalikoiman muuttuvassa kilpailutilanteessa.

"Jos esimerkiksi rankapuun polttoa rajoitettaisiin tulevaisuudessa, voimme lisätä kannon tai kuoren polttoa ilman, että meidän tarvitsee käyttää hiiltä tai turvetta tukipolttoaineena."

Lauhteiden puhdistus huippuluokkaa
Toinen laitoksen kantava suunnitteluperiaate oli ympäristönsuojelu ja korkea hyötysuhde lämmöntuotannossa. Laitos onkin varustettu lämöntalteenotolla ja sen yhteyteen on rakennettu Suomessa ainutlaatuinen lauhteiden puhdistusjärjestelmä, jossa lauhteet puhdistetaan täyssuolanpoistetuksi vedeksi.

"Syntyvä liete kierrätetään takaisin polttoon ja otetaan prosessista ulos lentotuhkan mukana. Lentotuhka granuloidaan ja palautetaan metsiin lannoitteeksi. Näin syntyy suljetun kierron prosessi", kuvailee Timonen. Samanaikaisesti laitos varustetaan katalyyteillä, pussisuotimella ja pesurilla. Näissä järjestelmissä savukaasut puhdistetaan siten, että laitos täyttää uudet voimaan tulevat BAT/BREF-rajat ilmakehään laskettavissa savukaasuissa.

Uuden Kymijärvi III laitoksen valmistuttua Lahden Energia luopuu kokonaan hiilen käytöstä energiantuotantoon, kun Kymijärvi I suljetaan lopullisesti keväällä 2019. "Vuonna 2020 Lahden Energian sekä lämmön- että sähköntuotanto perustuu yli 85-prosenttisesti uusiutuviin energialähteisiin ja kierrätyspolttoaineisiin", toteaa Timonen.

"Laitos tulee tuottamaan noin puolet Lahden kaukolämmön vuosittaisesta tarpeesta. Samalla laitos varmistaa osaltaan kohtuuhintaisen ja kilpailukykyisen kaukolämmöntuotannon seuraaviksi vuosikymmeniksi."

Peruskivi muurattu Oulussa
Pohjoinen biokärki on sekin vahva. Oulun Energian Laanilan biovoimalaitoksen peruskivi muurattiin Laanilan teollisuusalueella maanantaina 10.9. Muurausmestarina hääri asunto-, energia- ja ympäristöministeri Kimmo Tiilikainen.

Biovoimalaitos tulee tuottamaan sähköä ja kaukolämpöä ja sillä on valmius tuottaa myös prosessihöyryä teollisuudelle. Voimalaitos valmistuu marraskuussa 2020. Biovoimalaitos on energiatehokkuudeltaan ja päästöiltään selvästi parempi kuin vuodesta 1977 sähköä ja kaukolämpöä tuottanut Toppila 1, joka poistuu käytöstä kesällä 2020. Vuonna 1995 valmistunut Toppila 2-voimalaitosyksikkö jatkaa energiantuotantoaan elinkaarensa loppuun, arviolta vuoteen 2035 saakka.

Voimalaitokselle myönnettiin ympäristölupa joulukuussa 2017 ja Oulun Energia Oy:n hallitus teki investointipäätöksen tammikuussa 2018. Voimalaitokselle myönnettiin rakennuslupa toukokuussa 2018 ja rakentaminen aloitettiin kesäkuussa 2018. Voimalaitoksen suunniteltu käyttöikä on noin 40 vuotta ja hankkeen kustannusarvio on noin 200 miljoonaa euroa.

Monipuolinen mix
Oulun Energian mukaan uusi biovoimalaitos mahdollista hiilineutraalin energiantuotannon yrityksen tavoitteen mukaisesti vuoteen 2050 mennessä. Teknisesti voimalaitos suunnitellaan siten, että laitoksen kattila voi hyödyntää monipuolisia polttoainekoostumuksia ja niiden suhteita voidaan helposti muuttaa. Tekniikka ei rajoita esimerkiksi puun käyttöä, kuten vanhassa Toppila 1:ssä.

Biovoimalaitos nostaa Oulun Energian uusiutuvan energian osuutta huomattavasti tuotantotehokkuudellaan ja uusiutuvan polttoaineen osuuden kasvulla. Tavoitteena on, että voimalaitos käyttäisi polttoaineenaan noin 70 prosenttia puuta. Loppuosa on kiertotaloudesta saatavaa kierrätyspolttoainetta ja huoltovarmuuden varmistavaa turvetta. Turpeen käyttö vähenee asteittain ja poistuu kokonaan Oulun Energian polttoainevalikoimasta 2040-luvulla.

Teksti: Sami J. Anteroinen

Seuraa Enertec

Enertec uutiskirje