Optimization of fuel mix for improving economic performance in multifuel customer plants

Abstract

Forest biomass has been an important part of Finland’s energy portfolio and even today it plays a key part in nations energy strategy in transitioning to a sustainable economy and reaching its goal of being carbon neutral by 2035. Finland being the most forested country in the European Union, has long relied on its forests creating a large forest industry. These industries include sawmills, pulp and paper mills that use wood biomass as raw material. Additionally, wood biomass is also used for energy production, creating electricity and heat. Forest biofuels accounted for 28% of total energy consumption in 2023, making them the largest source of energy.

The early 2020s presented many challenges for Finland’s forest biomass sector. The covid-19, and Russia’s attack on Ukraine that led to halt on all biomass imports from Russia to Finland led to significant rise in forest biomass prices. As a result, using forest biomass for energy production has become much more expensive than before.

This thesis focuses on whether Adven, a company with multiple biomass boilers and other energy production units could improve profitability by optimizing the fuel mix in existing energy plants. The optimization is examined from fuel procurements perspective looking at effects on fuel costs and energy sales. As a secondary analysis, forest indeces and their development are compared to Adven’s fuel cost development.

Metsäbiomassa on ollut keskeinen osa Suomen energiastrategiaa, tukenut maan siirtymistä kohti kestävää taloutta sekä sen tavoitteita saavuttaa hiilineutraalius vuoteen 2035 mennessä. Suomi, Euroopan Unionin metsärikkaimpana maana on pitkään tukeutunut metsiinsä mikä on luonut suuren metsäteollisuuden, johon kuuluvat sahat, sellu- ja paperitehtaat, jotka käyttävät puu biomassaa raaka-aineena. Tämän lisäksi Suomessa käytetään paljon metsäbiomassaa sähkön ja lämmön tuotantoon. Metsäpolttoaineet kattoivat 28 % Suomen kokonaisenergiankulutuksesta, tehden niistä suurimman yksittäisen energialähteen jo viimeisen vuosikymmenen ajan.

2020-luvun alku toi monia haasteita Suomen metsäbiomassa sektorille. Covid-19 ja Venäjän hyökkäys Ukrainaan ja siitä johtunut puubiomassan tuonnin pysähtyminen Venäjältä johtivat metsäbiomassojen merkittäviin hintojen nousuihin. Tämän seurauksena biomassan käyttö energian tuotannossa on tullut paljon aiempaa kalliimmaksi.

Tässä diplomityössä tarkastellaan, voisiko Adven, yritys jolla on useita biomassakattiloita ja muita energiantuotantolaitoksia, parantaa olemassa olevien energiantuotantolaitostensa kannattavuutta optimoimalla polttoaineseoksia. Optimointia tarkastellaan polttoaineen hankinnan näkökulmasta, ja sen vaikutuksista polttoainekustannuksiin sekä energian myyntihintoihin. Toissijaisena analyysinä diplomityössä tarkastellaan metsäbiomassojen indeksejä, niiden kehitystä sekä miten ne vertautuvat Advenin polttoaine kustannusten kehitykseen.