Pien-CHP-tuotannon kannattavuus kasvihuoneympäristössä

Abstract

Nykyään päivittäin saa lukea uutisia hiilijalanjäljestä ja kestävyydestä energian tuotannossa ja kulutuksessa. Nämä samat asiat ovat esillä myös kasvihuoneiden ekologisuutta ja energiatehokkuutta suunniteltaessa. Suomessa kasvihuoneet tarvitsevat paljon energiaa sekä kasvihuoneiden lämmittämiseen että valaistuksen tuottamiseen. Perinteisesti lämpöä on tuotettu paikallisesti fossiilisilla polttoaineilla ja sähkö on ostettu valtakunnanverkosta. Suuntaus on nyt menossa ekologisempaan suuntaan, fossiilisista polttoaineista ollaan luopumassa ja tilalle ovat tulossa biopolttoaineet.

Tässä työssä selvitetään Famifarm Oy:n energiankulutusta ja vaihtoehtoja energian tuottamiseksi paikallisesti biopolttoaineilla. Famifarmilla on tällä hetkellä käytössä kiinteän polttoaineen kattila, jossa poltetaan turvetta ja haketta. Kattilan kapasiteetti on kuitenkin hieman liian pieni nykyiseen tuotantotarpeeseen, ja sen käyttöikä alkaa lähentyä loppua. Vaihtoehtoiseksi ratkaisuksi selvitetään CHP-tuotannon mahdollisuutta. Tässä työssä tutkitaan biopolttoainetta käyttävän höyrykattilan ja höyryturbiinin sekä ORC-turbiini soveltuvuutta Famifarmille. Työssä selvitetään tekniikoiden soveltuvuus Famifarmin kasvihuoneen kokoluokkaan, sekä niiden ekonominen kannattavuus. Tuloksista nähdään, että CHP-tekniikat soveltuvat myös kasvihuoneympäristöön.

Today, you can read daily about carbon footprint and sustainability in energy production and consumption. These are the same issues when it comes to sustainability and energy efficiency in greenhouses. In Finland, greenhouses need a lot of energy both to heat the greenhouses and to produce lighting. Traditionally, heat has been generated locally with fossil fuels and electricity has been purchased from the national grid. The trend is now moving towards a greener direction and fossil fuels are being abandoned and replaced with biofuels. This work investigates Famifarm Oy's energy consumption and alternatives for producing energy locally with biofuels. Famifarm currently has a solid fuel boiler that burns peat and wood chips. However, the capacity of the boiler is slightly too low for the current production need and the service life is starting to reach its end. Alternatively, the possibility of CHP production will be explored. This work investigates the suitability of a biofuel steam boiler and turbine or an ORC module for Famifarm. The thesis examines the applicability of the technologies to the size range of Famifarm and the economic profitability. The results show that CHP techniques are also applicable to the greenhouse environment.