TEKNILLINEN KORKEAKOULU
DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ

Tekijä: Matti Pellinen
Työn nimi: Mekaanisen metsäteollisuuden energianhankinnan vaihtoehdot
Title in English: Energy Alternatives in Mechanical Forest Industry
Päivämäärä 26. huhtikuuta 1996
Sivumäärä: 75+30
Osasto: Konetekniikan osasto
Professuuri: Ene-47 Energiatekniikan laitos
Työn valvoja: Prof. Carl-Johan Fogelholm
Työn ohjaaja: DI Ismo Nousiainen
Avainsanat: bioenergia, diesel, kuori, kuumavesikattila, lämmöntuotanto, lämpöenergia, ORC-prosessi, pienvoimala, pölypolttoturpiini, sahateollisuus

Mekaaninen metsäteollisuus synnyttää runsaasti puuperäisiä sivutuotteita, kuten kuorta, purua, haketta ja hiontapölyä. Sahojen ja vaneritehtaiden energiankulutus on usein niin alhainen, että omat sivutuotteet riittävät laitoksen lämpöenergiantarpeen tyydyttämiseen, sähkö ostetaan ulkoa. Sivutuotteet poltetaan kuivureissa ja höyry- tai kuumavesikattiloissa. Sähkön ja lämmön yhdistetty tuotanto on harvinaista.

Sahojen tarvitsema lämpötila on n. 120 astetta C. Lisäksi sahatavarakuivaamojen lämpökuorma on hyvin tasainen. Pienet biopolttoainetta käyttävät voimalaitokset voisivat etenkin sahan yhteydessä tuottaa sekä lämpöä että sähköä, jos ne olisivat taloudellisia.

Työssä tutkittiin sahateollisuuslaitoksen energianhankintavaihtoehtoja tavanomaisilla kuumavesikattiloilla sekä uusilla, nettolämpöteholtaan 1-20 MW biopolttoainetta käyttävillä voimalaitosratkaisuilla. Näitä ovat: höyryturpiiniin perustuva pienvoimala, kaasutusdiesel, pyrolyysiöljy-diesel, pölypolttoturpiini, ORC-prosessi ja maakaasuturpiini. Vaihtoehtojen vertailemiseksi eri tilanteissa rakennettiin kustannuslaskentamalli. Mallilla tutkittiin mitkä voimalaitosratkaisut ovat nyt kannattavia tai millä edellytyksillä ne tulisivat kannattaviksi sahojen yhteydessä. Vertailuratkaisuna käytetään kuori- ja POR-kattilayhdistelmää sekä sähkön ostoa.

Yleisesti käytettävä kuorikattilan ja raskasöljykattilan yhdistelmä ja sähkön osto on edelleenkin kilpailukykyisin ratkaisu sahan energianhankintaan. Alle 15 000 m3:n sahoilla on kannattavampaa käyttää haketta jos kuori voidaan myydä. Yli 300 000 m3/a tuottavilla sahoilla olisi mahdollista käyttää pienvoimalaa tai ORC-prosessia yhdistettyyn sähkön- ja lämmöntuotantoon.
Jos investointikulut pienenevät 20 %, tulisi pienvoimala kannattavaksi myös n. 200 000 m3/a sahaavilla sahoilla. ORC-prosessi puolestaan kannattaisi jo noin 130 000 m3/a tuotannolla. Sähkön 20 %:n kallistumisella on samanlainen vaikutus. Jos edellytykset ovat olemassa, voitaisiin Suomen sahoille asentaa n. 17 pienvoimalaa tai 27 ORC-prosessia, eli n. 110 MW sähkötehoa.
[Hakemisto]