Biopolttoaineiden lisäämismahdollisuudet kaukolämmön tuotannossa pienen kokoluokan tuotantolaitoksissa Lahden seudulla
Nurmiainen, Markus (2010)
Tiivistelmä
Tämä diplomityö on tehty IMMU-hankkeeseen, jossa selvitetään konkreettisia keinoja ilmastonmuutoksen hillintään Lahden seudulla. Diplomityössä tarkastellaan mahdollisuuksia lisätä biopolttoaineita pienen kokoluokan kaukolämmön tuotantolaitoksissa. Teoria osuuden pohjalta luodaan skenaariot Nastolaan ja Vääksyyn (Asikkala). Skenaarioissa tarkastellaan biopolttoaineiden lisäämisen vaikutuksia kasvihuonekaasu- ja hiukkaspäästöihin käyttämällä elinkaariarviointimenetelmää. Taloudellisia seikkoja tarkastellaan laskemalla takaisinmaksuaikoja eri biolaitosratkaisuille nettonykyarvomenetelmällä.
Tutkimuksen tuloksena saatiin, että kasvihuonekaasupäästöt tuotannon elinkaaren ajalta vähenevät eniten tuottamalla kaukolämmön perustuotanto Nastolassa ja Vääksyssä bio-CHP-laitoksella haketta polttamalla. Kiinteitä biopolttoaineita poltettaessa tulevat kuitenkin suurimmat hiukkaspäästöt, mikä vaikuttaa asuinympäristön viihtyvyyteen tuotantolaitoksen läheisyydessä. Bio-CHP-laitoksen investointikustannukset ovat suurimmat ja takaisinmaksuaika pisin. Nastolan kulutusperusteisiä päästöjä pystytään vähentämään eniten investoimalla biolämpölaitokseen tai bio-CHP-laitokseen. Päästöjä Nastolassa pystyttäisiin kyseisillä investoinneilla vähentämään enimmillään 6,4 %. Lahti energian kokonaispäästöjä pystyttäisiin enimmillään vähentämään noin 1,6 %.
Johtopäätöksenä tutkimuksesta voidaan sanoa, että kasvihuonekaasupäästöjä pystytään vähentämään investointien avulla. Toiset ratkaisut ovat vain kalliimpia kuin toiset. Lisäksi kiinteitä biopolttoaineita käytettäessä jotkut poltto-ominaisuudet voivat heiketä esim. verrattuna maakaasun polttoon. Biopolttoaineiden lisäämisellä kuitenkin päästään irti riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin kuten öljyyn ja maakaasuun. Investointeja tehdessä on vaikea sanoa suoraan, mikä vaihtoehto on paras tapa tuottaa kaukolämpöä. Investointipäätöksiä tehdessä päätökseen vaikuttaa se, mitä tuotannon ominaispiirteitä painotetaan eniten. This research is a part of IMMU-project, which examines concrete methods to restrain climate change in Lahti region. This study examines possibilities to increase the utilization of biofuels in district heating production in small scale plants. Biofuel increasing scenarios in Nastola and Vääksy (Asikkala) are created based on theory of this thesis. The affects on greenhouse gas and dust emissions by increasing biofuels in the scenarios are examined by using life cycle assessment method. Economical points are considered by calculating the repayment periods with present value method for the different bioplant investments.
The greenhouse gases in Nastola and Vääksy are decreasing the most by producing district heating basic production in CHP-plant by combusting wood chips. However the biggest dust emissions are caused by using solid biofuels, which has an influence on attractive living environment in the vicinity of the plant. The investment cost is the biggest and the repayment period is longest for the bio-CHP-plant investment. Consumption based emissions can be reduced the most, 6,4 %, in Nastola by investing in bio-CHP-plant or bio heating plant. Lahti Energia Ltd’s emissions from the district heating production could be most reduced 1,6 %.
This research concludes there is possibility to reduce greenhouse gas emissions by in-vesting district heating plants which are using biofuels. Other technology solutions are more expensive than the others. In addition some characteristics of combustion are degrading by using solid biofuels for example compared to combustion of natural gas. However by utilizing biofuels we can get rid of from dependence on imported fossil fuels e.g. oil or natural gas. It is difficult to say directly which way is the best to produce district heat. The production characteristics, which are weighted most in decision-making process, have a critical influence on the final decision of the investment.
Tutkimuksen tuloksena saatiin, että kasvihuonekaasupäästöt tuotannon elinkaaren ajalta vähenevät eniten tuottamalla kaukolämmön perustuotanto Nastolassa ja Vääksyssä bio-CHP-laitoksella haketta polttamalla. Kiinteitä biopolttoaineita poltettaessa tulevat kuitenkin suurimmat hiukkaspäästöt, mikä vaikuttaa asuinympäristön viihtyvyyteen tuotantolaitoksen läheisyydessä. Bio-CHP-laitoksen investointikustannukset ovat suurimmat ja takaisinmaksuaika pisin. Nastolan kulutusperusteisiä päästöjä pystytään vähentämään eniten investoimalla biolämpölaitokseen tai bio-CHP-laitokseen. Päästöjä Nastolassa pystyttäisiin kyseisillä investoinneilla vähentämään enimmillään 6,4 %. Lahti energian kokonaispäästöjä pystyttäisiin enimmillään vähentämään noin 1,6 %.
Johtopäätöksenä tutkimuksesta voidaan sanoa, että kasvihuonekaasupäästöjä pystytään vähentämään investointien avulla. Toiset ratkaisut ovat vain kalliimpia kuin toiset. Lisäksi kiinteitä biopolttoaineita käytettäessä jotkut poltto-ominaisuudet voivat heiketä esim. verrattuna maakaasun polttoon. Biopolttoaineiden lisäämisellä kuitenkin päästään irti riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin kuten öljyyn ja maakaasuun. Investointeja tehdessä on vaikea sanoa suoraan, mikä vaihtoehto on paras tapa tuottaa kaukolämpöä. Investointipäätöksiä tehdessä päätökseen vaikuttaa se, mitä tuotannon ominaispiirteitä painotetaan eniten.
The greenhouse gases in Nastola and Vääksy are decreasing the most by producing district heating basic production in CHP-plant by combusting wood chips. However the biggest dust emissions are caused by using solid biofuels, which has an influence on attractive living environment in the vicinity of the plant. The investment cost is the biggest and the repayment period is longest for the bio-CHP-plant investment. Consumption based emissions can be reduced the most, 6,4 %, in Nastola by investing in bio-CHP-plant or bio heating plant. Lahti Energia Ltd’s emissions from the district heating production could be most reduced 1,6 %.
This research concludes there is possibility to reduce greenhouse gas emissions by in-vesting district heating plants which are using biofuels. Other technology solutions are more expensive than the others. In addition some characteristics of combustion are degrading by using solid biofuels for example compared to combustion of natural gas. However by utilizing biofuels we can get rid of from dependence on imported fossil fuels e.g. oil or natural gas. It is difficult to say directly which way is the best to produce district heat. The production characteristics, which are weighted most in decision-making process, have a critical influence on the final decision of the investment.