1. No category

Lahti Energia
Kokemuksia termisestä
kaasutuksesta
22.04.2010
Matti Kivelä
Puh 050 5981240
[email protected]
LE:n energiatuotannon
polttoaineet 2008
Öljy 0,3 %
Muut 0,8 %
Energiajäte 3 %
Puu
14 %
Maakaasu
31 %
22.4.2010
Kivihiili
51 %
www.lahtienergia.fi
Kaasutusta vuodesta 1998
¬ Vuodesta 1998 lähtien, Lahti Energia on
kaasuttanut noin 1 200 000 tonnia jätepolttoainetta
ja puuta kivihiilikattilan yhteyteen rakennetussa
kaasuttimessa
¬ Korvattu hiiltä 700 000 tonnnia
¬ Vaikutus päääkattilan päästöihin
¬ CO2 vähentynyt 10% eli 100 000 t/a
¬ NOx vähentynyt 5%
¬ SO2 vähentynyt 10%
¬ Hiukkaset vähentyneet 40%
¬ Raskasmetallit vähentyneet
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Kymijärven voimalaitos kuva
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Voimalaitoksen virtauskaavio
POLTTOAINE
PROSESSIIN Kaasutin
Höyrykattila
Höyryturbiini
SÄHKÖ
130 MW
60 MW
300 MW
KAUKOLÄMPÖ
140 MW
250 MW
SÄHKÖ
45 MW
KaasuTurbiini
Lämmön
talteenotto
kattila
Jäähdytys
vesi
TEHO LAUHDUTUSKÄYTÖSSÄ 200 MW
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Kaasutin - hiilipölykattila
¬ Tekniikassa eturivissä
¬ Lupa-asioissa huono esimerkki
PÄÄSTÖT
CO2
-10 %
SO2
-10 %
NOx
- 5%
Pöly
- 30 %
HCl +
10mg/MJ
350 MW
540 °C/170 bar
Polttoaine
400 GWh/a -16 % polttoaineesta
Käsittely
Sähkö
* 700 GWh/a
Kaukolämpö
* 1200 GWh/a
60 MW
Hiililiekki
Kaasutin
Kaasutuli
pohja
tuhka
22.4.2010
2000 GWh/a -80 %
Hiili
Maakaasu 100 GWh/a -4 %
Lentotuhka
www.lahtienergia.fi
Polttoaineen vuotuinen
energiajakautuma
48
15
49
31
36
39
25
407 GWh
445 GWh
295 GWh
342 GWh
0%
225 GWh
0
0
39
40
33
38
40
30
30
40
40
49
22
25
21
20
18
36
14
50
13
290 MWh
20 %
38
0
15
40 %
63
31
5
218 MWh
9
34
8
326 MWh
23
11
402 GWh
29
11
297 GWh
60 %
14
11
427 GWh
80 %
5
15
9
7
415 GWh
100 %
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Puu
22.4.2010
Kierrätyspuu
REF
Muovi
Paperi
Turve
Muu
www.lahtienergia.fi
Kaasun laatu
¬ Tuotekaasun lämpöarvo on ollut 2,5-5,0 MJ/kg eli
noin kymmenesosa maakaasun vastaavasta
¬ Tuotekaasu sisältää kiintoainetta, joka on peräisin
polttoaineen tuhkasta, petimateriaalista ja
palamattomasta hiilestä
¬ Kaasun palavat komponentit ovat vety, häkä, metaani.
Se sisältää myös jonkin verran etaania sekä
korkeampia hiilivetyjä joita usein tervoiksi kutsutaan
¬ Inerttiä ainetta kuten typpeä, vesihöyryä ja
hiilidioksidia, on enemmän kuin palavaa ainetta
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Päästömittausten tuloksia
Komponentti
WID
raja
11% O2
Hg
Cd+ Tl
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
HCl
HF
Partikkelit
PCDD/F (ng/m³n I-TEQ)
22.4.2010
µg/m³n
50
50
500
10
1
10
0,1
PÄÄKATTILAN PÄÄSTÖ
Hiiliajo
Hiili+tuotekaasu nykyisillä
polttoainesuhteilla
2001
2003
2005
µg/m³n
µg/m³n µg/m³n µg/m³n
0,4
0,7
< 0,2
0,06
1,1
0,1
0,7
0,44
51,1
40
27,7
59,5
0,3
24
27
45
2
5
0,3
1,9
19
15
7
9
0,009
0,0007 < 0,001
< 0,01
www.lahtienergia.fi
Tuotekaasun puhdistuskokeilu
Sivuvirtalaitteisto
Lisäaineen syöttö
N2
N2
Tuuletus /
paineenpoisto ulos
TUOTEKAASUKANAVA
Kaasunjäähdytin
Suodin
Inertisointi
N2
N2
N2
Suodintuhkan
kaasuvirtaan.
palautus
Höyry
N2
N2
Inertisointi
22.4.2010
Höyry
www.lahtienergia.fi
Puhdistetun tuotekaasun
päästömittauksia
Komponentti
PUHDISTUSKOE
100% REF-polltoaineella
Koe1
Koe 2
11% O2 µg/m³n µg/Nm3 µg/Nm3
2,4
5,4
Hg
50
<2
<2
Cd+ Tl
50
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
500
<15
<15
HF
1
erotusaste 95%
HCl
10
Partikkelit
10
erotusaste 99,9 %
PCDD/F (ng/m³n I-TEQ)
0,1
0,00002…. 0,0004
22.4.2010
WID
raja
www.lahtienergia.fi
Uusia määräyksiä
1.
Vuonna 2016 astuu voimaan IE-direktiivin (vanha IPPC) muutos
¬ Päästörajat alenevat nykyisestään oleellisesti, eikä vanhoille laitoksille
anneta merkittäviä helpotuksia
¬ Tuotekaasu tulkittanee kaasupolttoaineeksi ja siihen kohdistetaan
kaasupolttoaineen päästöjen raja-arvoja. Myös jätteestä valmistettu kaasu
tulkitaan näin, jos kaasun laatu vastaa esim. maakaasua
¬ Typen oksideja syntyy oleellisesti enemmän kuin maakaasun poltossa?
2. Päästökaupassa alkaa uusi kausi 2012 jälkeen
¬ Ilmaiset päästöoikeudet vähenevät nollaan vuoteen 2020 mennessä
¬ mahdollisia muita rajoituksia kasvihuonekaasuissa
3. Uusiutuvan polttoaineen tuki ja ydinvoimapäätös 2010
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Seuraava askel kehityksessä
¬ Kymijärvelle uusi 160 MWth
vastapainevoimalaitos
¬ Polttoaineena jätepohjainen
kierrätysmateriaali
¬ Laitoksen ytimenä CFB eli
kiertoleijukaasutusprosessi
varustettuna
kaasunjäähdytyksellä ja
kaasunpuhdistuksella
¬ Hanke on kansainvälisesti
merkittävä
¬ Aivan uudenlaista
ympäristömyönteistä tekniikkaa
¬ Kehitetty Suomessa
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Kaasutusvoimalaitos 160 MWth
Kaasutin
Kaasun
jäähdytys ja
puhdistus
Kaasukattila
Lisäaine
syöttö
Savukaasun Piippu
letkusuodatin,
katalysaattori
POLTTOAINE
160 MW
SÄHKÖ 50 MW
KAUKOLÄMPÖ
90 MW
Turbiinilaitos
Kokonaiskustannus 157 milj. €
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Edelleen kehitettävää termisessä kaasutuksessa
¬ Happikaasutus
¬ Paineistettu kaasutus
¬ Tervojen hallinta (hajotus?)
¬ Puhdistuksen edelleen kehitys
¬ Polttoaineen kuivatus/veden erotus kaasusta
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Yhteenveto
Vanha konsepti kaasutus ja suora poltto hyödyntää biomassaa ja
jätettä olemassa olevassa voimalaitoksessa
Uusi konsepti on seuraava askel, joka hyödyntää jätteen sekä
puujätteen ilman kattilakorroosiota energiatehokkaasti
¬ Edistää jätteen ja puun hyötykäyttöä
¬ Korkea hyötysuhde jätteen massapolttoon verrattuna
¬ Vähentää energian tuotannon CO2 –päästöjä merkittävästi
Seuraava askel, tuotekaasun valmistus jakeluun soveltuvaksi
tuotteeksi, vaatii vielä melkoista kehitystyötä
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
22.4.2010
Kaasutin
www.lahtienergia.fi
22.4.2010
REF:n tulo
www.lahtienergia.fi
Lähikuva REF
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Lähikuva puusta
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Purkua biohallissa
22.4.2010
www.lahtienergia.fi
Kaasuttimelle
Kiitos!
Kysymyksiä?
22.4.2010
www.lahtienergia.fi