Pienen kokoluokan CHP-tuotannon kannattavuus kunnallisen lämpölaitoksen yhteydessä

Abstract

Fossiiliset polttoainevarannot ovat ehtymässä. Nykyisen talouskasvumme perustuessa fossiilisten polttoaineiden kestämättömään käyttöön, on energiantuotantorakenteen muututtava. Euroopan Unioni on asettanut tavoitteet uusiutuvan energian osuuden lisäämiseksi. Näistä syistä johtuen kiinnostus uusiutuvaa energiaa ja hajautettua energiantuotantoa kohtaan on kasvanut viime aikoina. Tämän globaalin ilmiön rinnalla yhteiskuntarakenteen muutos Suomessa on johtanut tilanteeseen, jossa taloudellinen aktiviteetti kasvukeskusten ulkopuolella on hiipumassa. Loogisena ratkaisumallina on syntynyt hankkeita kuten Keski-Karjalan Kehitysyhtiö Oy:n Puhos 2013 - ympäristöalasta uutta liiketoimintaa - hanke. Tämä työ on Puhos 2013 - hankkeeseen tilattu tutkimus, jonka tavoitteena on puuta ja biokaasua polttoaineenaan käyttävän mikroturbiinitekniikkaan pohjautuvan pienen kokoluokan CHP tuotannon kannattavuuden selvittäminen kunnallisen lämpölaitoksen yhteydessä. Tutkimuksessa selvitettiin aluksi pienen kokoluokan CHP tuotannon kannattavuuteen vaikuttavat tekijät, jonka jälkeen opittua tietoa sovellettiin Kiteen Lämmön Arppentien lämpölaitoksen tapaukseen. Kiteen Lämmön taloudellisen kannattavuuden ohella tutkimuksessa huomioitiin uusien liiketoiminta mahdollisuuksien syntyminen alueelle. Käytetyt tutkimusmenetelmät olivat kvalitatiivinen analyysi ja perinteinen investoinnin kannattavuuslaskenta. Tutkimuksen tuloksena muodostettiin strategia, joka maksimoi molemmat edellä mainitut kannattavuuden näkökulmat. Kehitetyn strategian Kiteen Lämmön tulosta maksimoiva osuus muodostuu oman käyttösähkön tuottamisen aloittamisesta Arppentien lämpölaitoksella 30 kWe mikroturbiinilla käyttäen polttoaineena Bio10 Oy:n toimittamaa biokaasua. Uusien liiketoiminta mahdollisuuksien synty alueelle mahdollistetaan puolestaan kehittämällä puun kaasutukseen perustuva modulaarinen CHP laitos yhteistyössä Mekrijärven tutkimusaseman ja suomalaisten laitevalmistajien kanssa.

The fossil fuel reserves are running out. While our economic growth is based on unsustainable use of fossil fuels, the structure of energy production has to change. The European Union has set targets for increasing the share of renewable energy. These are the reasons why the interest in renewable energy and distributed energy production has increased. At the same time in Finland economic activity outside the growth centers is decreasing. Logical solutions to this problem are projects like Central Karelia Development Company's Puhos 2013 - project. This Master's Thesis is a study in the Puhos 2013 - project, which aims to research the feasibility of small-scale combined heat and power production based on wood gasification, biogas and microturbine technology in connection with a municipal heat plant. In the beginning the study focused on factors affecting the profitability of small-scale CHP, after which the information acquired was applied to the case study of Kiteen Lämpö Arppentie heat plant. In addition to the economic profitability for Kiteen Lämpö, new emerging business opportunities were also taken into consideration. The research methods that were used included both qualitative methods and traditional investment profitability calculations. As a result a strategy which maximizes the profitability in both angles of view mentioned earlier was developed. The developed strategy maximizes the economic profitability of Kiteen Lämpö by starting to produce self consumed electricity using a 30 kWe microturbine fueled with biogas delivered by BIO10 Ltd. Enabling new business opportunities to develop in the area is ensured by the means of developing a modular CHP plant based on wood gasification in cooperation with Mekrijärvi Research Station and Finnish equipment suppliers.