Finnish solutions to efficient bioenergy conversion into heat electric power and other energyinto heat, electric power and other energy

commodities

Lasse Jansson

FINLAND

KOKKOLA YLIVIESKA

PIETARSAARI

HAAPAJÄRVI

CENTRIA i h i f h d l d f h d i f C l

CENTRIA research & development

• CENTRIA is the unit of research, development and further education of Central Ostrobothnia University of Applied Sciences.

CENTRIA t i t i th ti diti d titi f• CENTRIA strives to improve the operating conditions and competitiveness of the region’s industries and SMEs and to provide the UAS with opportunities for development and local influence.

• CENTRIA implements applied research and development projects mainly in co-operation with the region’s enterprises and communities. Annually CENTRIA participates in more than 100 separate R&D projects.participates in more than 100 separate R&D projects.

In 2006 consumption of Energy in Finland was 410 TWh

Muut; 3 %

Ydinenergia; 16 %

Muut; 3 %

Fossiiliset polttoaineet; 50 %

Bioenergia; 20 %

Turve; 6 %Muu uusiutuva; 4 %

5

Villa JanssonVilla Jansson

6

”Bioenergy”Bioenergy

”Biomass” ”Fireplace”

7

Regional Bioenergy Cooperatives (1-2 MW)

• Lohtaja Plant 0.5 MW • Kälviä Plant 1.6 MW (inside)MW (inside)

8

Regional Bioenergy Cooperatives cont.

• Halsua Plant 0.7 MW • Kälviä Plant 1.6 MWMW

9

KOKKOLAN VOIMA (ENERGY) OYKOKKOLAN VOIMA (ENERGY) OY

P Pl t• Power Plant,– In use since 2001– Electricity 20 MWElectricity 20 MW– District heat 50 MW– Fuels peat/wood

VOIMALAITOSPROSESSIVOIMALAITOSPROSESSISÄHKÖ 20 MWTunnin tuotantovastaa energiaHÖYRYKATTILA

TUOREHÖYRY TURPIINI GENERAATTORI vastaa energia määrältään noin yhdenomakotitalon vuotuista

energian kulutusta

-luonnonkierto lieriökattila-leijupetiKattilassa polttoaineen energiasiirtyy veteen ja vesihöyryyn

TUOREHÖYRY-80 bar-482 C-27 kg/s

TURPIINI Osa höyryn lämpöenergiasta muutetaanliike-energiaksi

GENERAATTORILiike-energia muutetaansähköenergiaksi

G

g

POLTTOAINEEN SYÖTTÖ

-TURVE-METSÄHAKESAHANPURU-SAHANPURU

-KUORI-RUOKOHELPI

SYÖTTÖVESISÄILIÖSyöttövesisäiliöstä

KAUKOLÄMPÖ 50 MWTunnin tuotanto vastaa energiamäärältään

noin kahden omakotitalon vuotuista

KL LÄMMÖNVAIHDIN(turpiinin lauhdutin)höyryyn jäänyt energia siirretään KL-veteen ja

vesi pumpataanhöyrykattilaansyöttövesi-pumpulla

noin kahden omakotitalon vuotuista energian kulutusta

siirretään KL-veteen, ja höyry lauhtuu vedeksi

PROSESSIPROSESSI

80 bar, 482°C, 27 kg/sSYÖTTÖVESI-SÄILIÖ

GTURBIINI

HÖYRYKATTILA-SÄHKÖ 20 MW

VEDEN-KÄSITTELY-

LAITOS

SAVUPIIPPU

100 m3/h -KAUKOLÄMPÖ50 MW

SÄHKÖ-SUODATIN

LTO 18 MWRÖ 12 MW(KEMIRA)

KL-akku3200 m3

50 MW(+ LTO ja RÖ 30 MW)

POLTTO-AINEEN

KUIVATUSBIOPOLTTOAINE-VARASTO

PALAMISILMA-

BIO

LENTOTUHKA

KPA:nVASTAAN-

OTTO4 200 3

TURVE AUTOVAAKA

PUHALTIMET 4x200m3

STEAMBOILERSTEAMBOILER

• BOILER• Supplier, Kvaerner Power

Fl idi d B d– Fluidized Bed– Steam 70 MWth

27 kg/sg80 bar482 °C

THE ANNUAL CONSUMPTION OF FUEL, GWh

350

400

179 254 190250

300GWhTurve

5012

015

222216

150204

150

200Ruokohelpi

Puusivutuotteet

Metsäenergia

31 31 29 57 66 5095

70 60 47

74 8866

500

50

100Metsäenergia

31 31 29 57 500

2002 2003 2004 2005 2006 2007 ENNUSTE(2008)

Oy Alholmens Kraft Aby

240 MWe

G Live steam 545°C

Turbine house Boiler house

G HPMPLP

Boiler 590 MWpa550 MWh

AK2

165 bar194 kg/s

Reheater 545°C

Emisson limits SO2 100 mg/MJ NOx 50 mg/MJ

Solids 30mg/m3n

G HPMPLP

Reheater 545 C37 bar

177 kg/sAmmonia cistern

Heavy oil cistern

Lime silo

Solids 30mg/m3n

Process steam 100 MW

District heat 60 MW

Ash silo

HP-preheaters

LP-preheaters

F d t i t

Electro-filter

Fuel handling

Feed water cistern

Fuel silos

Bark/Bale of logging residue

Peat/Wood chips

Receiving station

logging residue

Coal

Wood chipsConsumption of fuel about 3 500 GWh

Utilisation of Fuel

Annual consumption of fuels 3,5 TWhWood based Bio

45 %

Boiler

45 %

Peat

45 %5 %

C lCoal10 %

Production 560 GWh Heat1300 GWh Electricity1300 GWh Electricity