BIOHIILIPELLETTI
Paikalliset liiketoimintamahdollisuudet
Lieksan Puuakatemia 20.5.2014
Heikki Sonninen
[email protected]
Torrec Oy
• Perustettu noin vuosi sitten
• Liikeidea: biohiili- / torrefiointiteknologian
kehittäminen ja kaupallistaminen
• 3 pääomistajaa ja asiantuntijayrittäjää
– Puun kuivaus ja terminen modifiointi
(kokemusta yli 15 v)
– Lämpökäsitellyn puun pelletöinti (yli 10 v)
– Hakkeen ja purun käsittely (yli 35 v)
• Mikkeliin rakenteilla koelaitos
– Reaktorin mitoituskapasiteetti 10.000 t/a
– Budjetti 1, 5 M€ (noin 50 % Tekes-lainaa)
– Energia- ja raaka-ainehuolto / ESE
– Käyttöönotto toukokuussa 2014
www.torrec.fi
Torrecin teknologia
• Teknologiassa yhdistyvät omistajatahojen
osaaminen materiaalin käsittelystä, puun
kuivauksesta ja termisestä modifioinnista
(torrefioinnista), sekä pelletöinnistä.
• Kaupallisen std. laitoksen suunnittelukapasiteetti noin 50.000 t/a
• Kuivauksessa käytetään nopeaa ja energiaa
säästävää kuumakuivausta
Torrecin kuivuri/reaktori
• Turvallinen ja edullinen inertisointi höyryllä
(vrt. sahatavaran lämpökäsittely /
Thermowood -laitokset)
• Pelletöinnissä omat, jo käytännössä
koetellut erikoisratkaisut
www.torrec.fi
Biohiili, mitä se on?
•
Biohiili on uusiutuva polttoaine kivihiilen korvaamiseen
(termi on teknisesti epätarkka, kaupalliseen käyttöön)
•
Prosessissa hake (biomassa) lämpökäsitellään noin 250 270 asteen lämpötilassa (= torrefiointi)
•
Käsittelyssä puun sitkeys katoaa ja sen tasapainokosteus
laskee alle 5 % (=> hydrofobinen, ei ime kosteutta)
– voidaan jauhaa perinteisissä, olemassa olevissa
hiilimyllyissä ja korvata hiiltä jopa 50 % ilman investointeja
– voidaan varastoida ulkona ja kuljettaa avovaunuilla
•
Tiivistettynä /pelletöitynä tuotteen tiheys ja
ominaislämpöarvo kasvavat, jolloin energiatiheys on
lähellä kivihiiltä.
•
Varastointi, käsittely ja kuljetus on normaalipellettejä
merkittävästi helpompaa.
www.torrec.fi
Biohiilen kanssa kilpailevat polttoaineet
•
Kilpailevat biopolttoaineet ovat lähinnä sahojen puru & kuori, metsähake ja
puupelletti
•
Näiden käyttöä rajoittavat mm.:
– niiden vaatimat investoinnit energiantuotantolaitoksella (erikoinen polttotekniikka =>
hiililaitosten investoitava uuteen kattilatekniikkaan)
– korkeammat kuljetuskustannukset (kuljetettava vettä ja ilmaa)
– varastointivaatimukset, varsinkin pitkäaikainen
Polttoaine
Kosteus - %
Irtotiheys
kg/i-m3
Tehollinen lämpöarvo
MWh/t
Energiatiheys
MWh/i-m3
Metsätähdehake
30-60
250-400
1,7-3,6
0,8
Puupelletti
7-10
600-650
4,5
2,8
Biohiili
(Torrefioitu pelletti)
1-5
750-850
6
4,8
Kivihiili
5-10
800- 900
7
5,6
www.torrec.fi
Toimialan mahdollisuudet
•
Biohiililiiketoiminta tarjoaa uusia mahdollisuuksia
niille tahoille, joilla on materiaalivirrat hallussaan tai
joilla on ongelmana sivuvirtojen hyödyntäminen
(puunjalostus)
•
Hakkuissa on sekä vanhojen metsien päätehakkuita,
että metsänhoidollisia harvennuksia, joissa saadaan
myös perinteiseen käyttöön (sahaus, sellu)
sopimatonta lehtipuuta, pieniläpimittaista ym. puuta,
jonka arvo on ilman jalostusta erittäin alhainen
•
Biohiilen korkea energiatiheys alentaa
logistiikkakustannuksia ja siten parantaa oleellisesti
tuotannon kannattavuutta syrjäisillä seuduilla ja
mahdollistaa kuljetukset myös vientiin
– Ääriesimerkkinä Siperia
www.torrec.fi
Markkinapotentiaali (1)
• Maailman hiilen kulutus on noin 6 miljardia
tonnia vuodessa ja sen kulutus kasvaa.
• EU:n ilmasto- ja energiapolitiikan tavoitteet
(20-20-20)
• Suuret energiayhtiöt pitävät biohiiltä
merkittävänä mahdollisuutena korvata
kivihiilen käyttöä uusiutuvilla (mm.
Vattenfall, RWE)
• Jos Saksan käyttämästä kivihiilestä
korvataan 20 %, tarvittaisiin noin 1000
laitosta (á 100 000 t/a)
– Puuta noin 250 Mm3/a vs. Venäjän
vuotuiset hakkuumahdollisuudet noin 1.000
Mm3/a (nyt hakataan < 200 Mm3/a)
www.torrec.fi
Markkinapotentiaali (2)
•
Suomessa jää käyttämättä
hakkuumahdollisuuksia >20 milj. m3/a,
joten tarvittaisiin 80 laitosta (á 250.000
m3/a) hyödyntämään potentiaali.
Merkittävä jalostuspotentiaalia on myös
puunjalostusteollisuuden sivuvirroissa.
•
Pöyryn ennusteen mukaan vuonna 2020
globaali biohiilipellettituotanto on jo
7,5 miljoonaa tonnia.
•
Vuoteen 2020 mennessä
biohiilipellettilaitoksiin on investoitu noin
Lähde: Pöyry 2012
miljardi euroa.
www.torrec.fi
Arvioitu kehityspolku
Ennuste biohiilipellettituotannon kehittymisestä
10
Biohiilituotanto, milj. Tonnia/vuosi
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2012
2014
2016
2018
2020
Lähde: Pöyry 2012
www.torrec.fi
Biohiilipelletin kilpailukyky puupellettiin nähden (1)
• Laskelma esitetty IEA Bioenergy Task
32 raportissa (EU tutkimushanke)
• Esimerkkilaskelman lähtötiedot
– Tuotantolaitos Pohjois-Amerikassa ,
loppukäyttäjä Rotterdamissa
– Kapasiteetti 100 000 t/a
– Biohiilipelletillä:
• Investointikustannus + 50 % (??)
• tuotantokustannus + 10 %
• Rahtikustannus - 10 %
• Kustannukset käyttäjällä + 20 %
• YHTEENSÄ: lähes 25 % edullisempi
*) IEA Bioenergy Task 32 report: Status overview of torrefaction
technologies, 12/2012
www.torrec.fi
Biohiilipelletin kilpailukyky puupellettiin nähden (2)
• Johtopäätökset tässä
tutkimuksessa
– Biohiilen investointi- ja
tuotantokustannukset korkeammat
– Logistiikkakustannukset merkittävästi
alhaisemmat
– Biohiili ei vaadi investointeja käyttöpäässä
– Biohiilipelletin hinta voimalaitoksella
Hollannissa Pohjois-Amerikasta
kuljetettuna 27 €/MWh
•
=> Kokonaiskustannuksissa
on
biohiilipelletti lähes 25% edullisempi
www.torrec.fi
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (1)
• Kivihiiltä käyttävien energiayhtiöiden
maksukyky koostuu:
– Kivihiilen hinta
– Kansallinen tukitaso
– Veroedut
– Päästöoikeuden hinta (1 €/tCO2 = 0,34 €/MWh)
• Hinta puhtaalle ilmalle
– Lisäksi osa energiayhtiöistä on valmis
maksamaan lisähinnan vihreästä polttoaineesta
• Maksukyky vaihtelee 12-47 €/MWh riippuen tuista ja
päästöoikeuden hinnoista.
• Paras maksukyky on tällä hetkellä Belgiassa ja
Puolassa (?)
www.torrec.fi
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (2)
• Päästöoikeuden ja kivihiilen hinnan sekä uusiutuvista saatavan tuen
vaikutus polttoainekustannuksiin
35
30
€ / MWhfuel
25
20
15
10
5
0
Alankomaat
Belgia
Puola
Kivihiilen hinta €/MWh
Saksa
Tanska
UK
CO2 päästöoikeuden hinta €/MWh
Tuet polttoaine-energiaa kohden €/MWh
Esimerkki1. Nykytilanne: päästöoikeus 1,7 €/MWh (5 €/tCO2) ja kivihiilen hinta 10 €/MWh
www.torrec.fi
Energiayhtiöiden maksukyky biohiilipelletistä (3)
• Päästöoikeuden ja kivihiilen hinnan sekä uusiutuvista saatavan tuen
vaikutus polttoainekustannuksiin
45
40
?
35
€ / MWhfuel
30
?
?
?
25
20
15
10
5
0
Alankomaat
Belgia
Puola
Kivihiilen hinta €/MWh
Saksa
Tanska
UK
CO2 päästöoikeuden hinta €/MWh
Tuet polttoaine-energiaa kohden €/MWh
Esimerkki2. Ennuste 2020: päästöoikeus 6,8 €/MWh (20 €/tCO2) ja kivihiilen hinta 15 €/MWh
www.torrec.fi
Kotimaisten kivihiiltä käyttävien CHP-laitosten maksukyky
40,0
35,0
30,0
€/MWh
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
SUOMI, nykytilanne
1,7
SUOMI, ennuste 2020
6,8
Verot ja huoltovarmuusmaksut,
€/MWh
12,6
12,6
Kivihiilen hinta, €/MWh
10,0
15,0
CO2 päästöoikeus, €/MWh
www.torrec.fi
Kannattavuus (1)
Kannattavuuteen oleellisesti vaikuttavat
tekijät:
• Ilmaston suojeluun tähtäävät CO2-maksut tai
kestävää kehitystä tukevat tuet
– Puhtaalle ilmalle hinta
•
Raaka-aineen hinta
– Korjuu- ja kuljetuskustannukset
•
•
Sähkön hinta
Kiinteiden kustannusten minimointi
– Sopiva toiminnan integraatio
•
Lopputuotteen kuljetuskustannus
– Rautatierahti
– Vesiteiden hyödyntäminen
www.torrec.fi
Kuljetusmatkan vaikutus kustannuksiin
www.torrec.fi
Kannattavuus (2)
•
Laitos 50.000 t/a biohiiltä (raaka-ainetta 150.000 k-m3/a), korjuu 30 km säteeltä
•
Laiteinvestointi noin 8 M€
1. Biohiilipelletin myyntihinta
25
30
30
35
35
€/MWh
2. Sähkön hinta
100
100
100
100
100
€/MWh
3. Biomassan hinta tien varressa *
25
25
25
25
25
€/k-m3
4. Biomassan maantierahti
5
5
10
10
15
€/k-m3
10,1
21,2
10,1
21,2
10,7
23,7
10,7
23,7
11,3
26,1
€/MWh
€/MWh
20
20
20
20
20
€/t
4,9
8,9
3,3
4,8
vuotta
5. Tuotantokustannukset
I.
ilman raaka-ainetta
II. Kokonaiskustannukset
6. Biohiilen rahti
TAKAISINMAKSUAIKA (ilman korkoja) 57,6
* Bioenergiapörssi.fi 16-22 €/k-m3 tien varressa
www.torrec.fi
Kannattavuus (3)
Johtopäätökset:
•
Nyt ei pärjätä hiilen hinnalle
– Puhtaalle ilmalle saatava hinta
•
Korjuu, haketus ja kuljetukset organisoitava tehokkaasti
paikallisin resurssein
– Esim. maatalouden sivuelinkeinona ilman isompia
investointeja
•
Oleellista raaka-aineen lyhyet kuljetusmatkat
– Raaka-aineessa 1/2 vettä, 2/3 ilmaa
•
Sähkö noin 50 % tuotantokustannuksista (ilman raakaainetta), joten hinta tärkeä
•
Edellisessä laskennassa ei huomioitu kiinteitä hallinto-,
myynti-, ym. kuluja
– oletuksena laitoksen sijainti esim. sahalaitoksen tai
paikallisen energialaitoksen yhteydessä
www.torrec.fi
Yhteenveto
YHTEENVETO
•
Biohiilen markkinapotentiaali on valtava
– On olemassa teknisesti valmiita voimalaitoksia
•
Markkinoiden muodostumisen nopeuteen vaikuttavat
globaalit ilmastonsuojelusopimukset ja EU:n
tukipolitiikka
•
Koepoltoissa on saatu erittäin myönteisiä tuloksia
biohiilen soveltuvuudesta kivihiilen korvaamiseen
(yli 50 % biohiiliosuus mahdollinen)
•
Vuonna 2020 tuotannon ennustetaan olevan jo
7,5 milj. t/a (Pöyryn ennuste 2012)
•
Arvio tämän hetkisestä tuotannosta on noin 0,2 Mt/a.
→ ON OIKEA AIKA PANOSTAA JA INVESTOIDA
TULEVAISUUDEN BIOPOLTTOAINEESEEN
www.torrec.fi
Kiitoksia
mielenkiinnosta!
Heikki Sonninen
[email protected]
www.torrec.fi
www.torrec.fi