Jätteenpoltto EU:n päästökaupassa : biogeenisen hiilidioksidin määritys jätepolttoaineesta
Haponen, Hermanni (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251130112932
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251130112932
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli määrittää Riikinvoima Oy:n ekovoimalaitoksen mahdollisuus siirtyä vaihtoehtoiseen menetelmään jätteenpolton biogeenisten hiilidioksidipäästöjen määrittämisessä. Tällä hetkellä bio-osuus määritetään säännöllisillä mittauksilla savupiipusta. Selvityksen alainen menetelmä on jätepolttoainenäytteisiin perustuva menetelmä, jolle annetaan painoarvoa polttoaineen analysoinnin ohessa saatavan lisätiedon myötä.
Tehtävänantoa lähestyttiin käymällä teoriaosuudessa läpi jätteenpolttoa sekä EU:n päästökaupan perusteita sekä siihen liittyvää lainsäädäntöä. Tietojen avulla saatiin muodostettua pohja näytteenoton vaatimuksille ja mahdollisille rajoituksille. Analysoivan laboratorion kanssa käytiin myös keskusteluja näytteenotosta ja siinä mahdollisesti kohdattavista haasteista. Lopputulemana muodostettiin useita erilaisia laboratorioon lähetettäviä jätepolttoainenäytteitä, jotta saadaan selville, onko jätepolttoainenäytteistä saatavat tulokset verrannollisia keskenään, saatikka piippumittausten kanssa.
Näytteenotto ja laboratorioanalyysit onnistuivat hyvin, mutta tulosten perusteella saatiin selville, että polttoaineesta toteutettavien analyysien tulokset eivät sovellu päästökauppaan käytettäviin tarkoituksiin. Jo ennen työn aloitusta oli olemassa aavistus siitä, että polttoaineen heterogeenisyys voi tuottaa eriäväisyyksiä tuloksissa, ja tämä aavistus vain vahvistui työhön syventymisen myötä ja analyysitulosten valmistuessa. Juuri polttoaineen liiallisen heterogeenisyyden myötä polttoaineperäiseen mittaukseen siirtymistä ei pidetä tällä hetkellä mahdollisena. Saatuja tuloksia voidaan pitää luotettavana usean analyysikerran sekä eri analyysimenetelmien käyttämisen vuoksi. Mikäli tutkimusta halutaan jatkossa jalostaa, näytteen hienontaminen ja homogeenisten tulosten saamiseksi vaadittava näytemassan koko voisi olla tutkimuksen kohteena. The goal of this thesis was to find out if it is possible to determine the biogenic carbon emissions in the Riikinvoima Oy waste power plant with an alternative method. Currently the bio-fraction is defined with measurements from the flue gas on a regular basis. The method under research is fuel-based measurement, which is considered as a better option because of the additional value received from the analysis of the fuel.
The assignment was approached by getting familiar with waste incineration and the EU Emission Trading System as well the legislation of it in the theory part. With the gained knowledge, the basis for sampling was formed with taking the requirements and possible limitations into account. The thesis also included some discussions with the analyzing laboratory regarding the sampling and possible challenges to be encountered in it. As a result, multiple different samples from the waste fuel were formed to find out if the results from the waste fuel samples are comparable to each other and with the measurements from the flue gas.
The sampling and laboratory analysis were completed without any problems, but the results revealed that the results obtained from waste fuel sample analysis aren’t suitable for emission trading. Even before starting the experimental part of the thesis there was a suspicion that the heterogeneity of the fuel will cause problems, and this just kept gathering strength as the work progressed and the analysis were completed. Due to too high heterogeneity of the fuel, a switch to the fuel-based measurements isn’t seen as an option as for now. The gained analysis results can be seen reliable as multiple analysis were completed with different analysis methods. If the research is to be continued in the future, sample grinding and the sample mass required to obtain homogeneous results could be under research.
Tehtävänantoa lähestyttiin käymällä teoriaosuudessa läpi jätteenpolttoa sekä EU:n päästökaupan perusteita sekä siihen liittyvää lainsäädäntöä. Tietojen avulla saatiin muodostettua pohja näytteenoton vaatimuksille ja mahdollisille rajoituksille. Analysoivan laboratorion kanssa käytiin myös keskusteluja näytteenotosta ja siinä mahdollisesti kohdattavista haasteista. Lopputulemana muodostettiin useita erilaisia laboratorioon lähetettäviä jätepolttoainenäytteitä, jotta saadaan selville, onko jätepolttoainenäytteistä saatavat tulokset verrannollisia keskenään, saatikka piippumittausten kanssa.
Näytteenotto ja laboratorioanalyysit onnistuivat hyvin, mutta tulosten perusteella saatiin selville, että polttoaineesta toteutettavien analyysien tulokset eivät sovellu päästökauppaan käytettäviin tarkoituksiin. Jo ennen työn aloitusta oli olemassa aavistus siitä, että polttoaineen heterogeenisyys voi tuottaa eriäväisyyksiä tuloksissa, ja tämä aavistus vain vahvistui työhön syventymisen myötä ja analyysitulosten valmistuessa. Juuri polttoaineen liiallisen heterogeenisyyden myötä polttoaineperäiseen mittaukseen siirtymistä ei pidetä tällä hetkellä mahdollisena. Saatuja tuloksia voidaan pitää luotettavana usean analyysikerran sekä eri analyysimenetelmien käyttämisen vuoksi. Mikäli tutkimusta halutaan jatkossa jalostaa, näytteen hienontaminen ja homogeenisten tulosten saamiseksi vaadittava näytemassan koko voisi olla tutkimuksen kohteena.
The assignment was approached by getting familiar with waste incineration and the EU Emission Trading System as well the legislation of it in the theory part. With the gained knowledge, the basis for sampling was formed with taking the requirements and possible limitations into account. The thesis also included some discussions with the analyzing laboratory regarding the sampling and possible challenges to be encountered in it. As a result, multiple different samples from the waste fuel were formed to find out if the results from the waste fuel samples are comparable to each other and with the measurements from the flue gas.
The sampling and laboratory analysis were completed without any problems, but the results revealed that the results obtained from waste fuel sample analysis aren’t suitable for emission trading. Even before starting the experimental part of the thesis there was a suspicion that the heterogeneity of the fuel will cause problems, and this just kept gathering strength as the work progressed and the analysis were completed. Due to too high heterogeneity of the fuel, a switch to the fuel-based measurements isn’t seen as an option as for now. The gained analysis results can be seen reliable as multiple analysis were completed with different analysis methods. If the research is to be continued in the future, sample grinding and the sample mass required to obtain homogeneous results could be under research.