Future role of medium energy production units in heating and cooling systems in a large energy company in Finland
Seppä, Elina (2018)
Diplomityö
Seppä, Elina
2018
School of Energy Systems, Ympäristötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018121150504
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018121150504
Tiivistelmä
The MCP-directive was published by the European Union in 2015 and was implemented to the Finnish legislation in the end of 2017. The scope units of the MCP-directive are energy production units with a thermal power of 1 MW or more but less than 50 MW. The main objective of this thesis was to study whether Fortum's units in the scope in Finland are in line with the MCP-decree. And if not, what action paths there is to fulfil the requirements. Basic information, emission levels, emission limit values and monitoring requirements of the units in the scope were examined and part of the scope units were registered to the environmental authorities' data systems.
In the existing situation majority of the units studied in this thesis fulfilled the requirements set by the MCP-decree. Because of the reorganised production structure in the Joensuu district heating system it was studied what kind of action paths there is if the role of a case unit is changed and the MCP-decree's emission limit values are applied. Scenarios chosen to be studied were primary methods to decrease emissions in the case of operating hours increasing, switching the fuel to bio oil and utilising demand-side management to replace all or part of the operating hours of the case unit and thus avoid the applying of MCP emission limit values.
Also the utilisation of the exemption concerning horse manure combustion in medium energy production units unit was studied in a case unit. It was identified that requirements are possible to reach, but the incentive to add horse manure to the fuel mix is needed in addition to the exemption itself. Euroopan Unionin MCP-direktiivi julkaistiin vuonna 2015. Suomen lainsäädäntöön MCP-direktiivin vaatimukset sisällytettiin loppuvuonna 2017. MCP-direktiivi säätelee polttoaineteholtaan 1 MW tai yli mutta alle 50 MW energiantuotantoyksiköiden toimintaa. Tämän työn tavoitteena oli tutkia täyttävätkö Fortumin energiantuotantoyksiköt Suomessa MCP-asetuksen vaatimukset, ja jos eivät, minkälaisilla toimenpiteillä vaatimukset voitaisiin täyttää. Laitosten perustiedot, päästötasot, raja-arvot ja päästömittausvaatimukset käytiin läpi ja osa laitoksista myös rekisteröitiin ympäristöviranomaisten tietokantoihin työn aikana.
Nykyisessä tilanteessa valtaosa Fortumin energiantuotantoyksiköistä täyttää MCP-asetuksen vaatimukset. Joensuun kaukolämpöverkkoa ja tuotantoyksiköitä on viime vuosina järjestelty uudelleen, jonka vuoksi eräälle energiantuotantoyksikölle tarvittavia toimenpiteitä tutkittiin tilanteessa, jossa sen rooli kaukolämpöjärjestelmässä muuttuu ja käyttötuntien kasvaessa MCP-päästörajoja sovellettaisiin. Läpikäytäviä toimenpiteitä olivat primääriset menetelmät päästöjen pienentämiseksi käyttötuntien kasvaessa, mahdollisuus polttoaineen vaihtamiseen bioöljyyn sekä kysyntäjouston hyödyntäminen laitoksen käyttötuntien vähentämiseksi tai korvaamiseksi jotta MCP-rajojen soveltaminen vältettäisiin.
Työssä tutkittiin lisäksi hevosenlannan polttoa keskisuuressa energiantuotantoyksikössä helpottavan poikkeuksen hyödyntämistä eräässä yksikössä. Case-tutkimuksessa todettiin, että päästövaatimukset ovat saavutettavissa mutta kannattavuuden puolesta hevosenlannan poltolle tulisi olla jokin muu perustelu kuin poikkeus.
In the existing situation majority of the units studied in this thesis fulfilled the requirements set by the MCP-decree. Because of the reorganised production structure in the Joensuu district heating system it was studied what kind of action paths there is if the role of a case unit is changed and the MCP-decree's emission limit values are applied. Scenarios chosen to be studied were primary methods to decrease emissions in the case of operating hours increasing, switching the fuel to bio oil and utilising demand-side management to replace all or part of the operating hours of the case unit and thus avoid the applying of MCP emission limit values.
Also the utilisation of the exemption concerning horse manure combustion in medium energy production units unit was studied in a case unit. It was identified that requirements are possible to reach, but the incentive to add horse manure to the fuel mix is needed in addition to the exemption itself.
Nykyisessä tilanteessa valtaosa Fortumin energiantuotantoyksiköistä täyttää MCP-asetuksen vaatimukset. Joensuun kaukolämpöverkkoa ja tuotantoyksiköitä on viime vuosina järjestelty uudelleen, jonka vuoksi eräälle energiantuotantoyksikölle tarvittavia toimenpiteitä tutkittiin tilanteessa, jossa sen rooli kaukolämpöjärjestelmässä muuttuu ja käyttötuntien kasvaessa MCP-päästörajoja sovellettaisiin. Läpikäytäviä toimenpiteitä olivat primääriset menetelmät päästöjen pienentämiseksi käyttötuntien kasvaessa, mahdollisuus polttoaineen vaihtamiseen bioöljyyn sekä kysyntäjouston hyödyntäminen laitoksen käyttötuntien vähentämiseksi tai korvaamiseksi jotta MCP-rajojen soveltaminen vältettäisiin.
Työssä tutkittiin lisäksi hevosenlannan polttoa keskisuuressa energiantuotantoyksikössä helpottavan poikkeuksen hyödyntämistä eräässä yksikössä. Case-tutkimuksessa todettiin, että päästövaatimukset ovat saavutettavissa mutta kannattavuuden puolesta hevosenlannan poltolle tulisi olla jokin muu perustelu kuin poikkeus.