Hiilen käyttö polttoaineena. Osa 1. Esiselvitys

Esitetään maailman hiilivarat, hiilen kulutus ja kauppa, Suomen hiilentuonti ja -käyttö, hiilen ominaisuudet, selvitetään hiilen tuotanto-, käsittely- ja käyttötekniikoita ja ympäristövaikutuksia sekä luodaan katsaus maamme kannalta tärkeimpiin hiileen liittyviin tutkimus- ja kehitystarpeisiin. Hiilen kemiallista jalostusta ei tässä yhteydessä käsitellä. Esitettävä tieto on tarkoitettu hiilen tuojille, nykyisille ja uusille käyttäjille sekä tutkijoille ja päättäjille heidän tarvitessaan yleistietoa hiilestä. Maailman hiilivarat ovat moninkertaiset muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Hiili tyydyttää tällä hetkellä noin 25 % maailman energiantarpeesta käytön ollessa noin 3 000 milj. t/a. On ennustettu, että hiilen käyttö kaksin- tai kolminkertaistuu vuoteen 2000 mennessä. Samassa ajassa maailman hiilikauppa 10 - 15-kertaistuu, koska nykyisin alle 10 % koko tuotannosta myydään kansainvälisessä kaupassa. Suomen nykyisen hiilenkäytön, 3 - 4 milj. t/a, on oletettu kasvavan vuoteen 1990 mennessä 6 - 7 milj. tonniin. Käyttö lisääntynee merkittävimmin kaukolämmityksessä sekä erillisessä sähköntuotannossa. Kaukotuontitarpeen lisääntymisen aiheuttamiin satamajärjestelyihin on ryhdytty. Hiililaatujen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet vaihtelevat paljon. Hiilikauppaa varten on luotu useita luokitusehdotuksia, joista mikään ei ole saavuttanut yleistä hyväksyntää. Euroopassa sovelletaan yleisesti ECE-luokitusta (Euroopan taloudellinen neuvosto) ja USA:ssa ASTM:n standardia (American Society for Testing and Materials). Hiilen louhinnassa ja kuljetuksissa käytetään pitkälle kehitettyä tekniikkaa. Kuljetus kaivoksesta kuluttajalle edustaa suurta kustannuserää, noin 1/2 - 2/3 lopullisesta hinnasta. Uusia kuljetussovellutuksia ollaan kehittämässä. Myös suomalaisten tulee pysyä kuljetustekniikan kehityksessä mukana. Hiilen poltto voimalaitoksissa on pölypolttoa. Aluelämpölaitoksissa ja pienissä voimalaitoskattiloissa on tavallisin hiilen polttotapa arinapoltto. Leijukerrospolttoa pyritään soveltamaan hiilelle NCx- ja SOx-päästöjen kontrolloimiseksi sekä heikommille hiililaaduille. Hiilen keskitettyä jauhatusta ja jauhetun pölyn jakelua ja polttoa, hiilen polttoa nestemäisenä sekoitettuna veteen tai nestemäiseen polttoaineeseen sekä MHD-tekniikkaa kehitetään myös. Kivihiilen polton merkittävimmät ympäristöhaitat ovat rikki- ja tuhkapäästöt. Nykyisellä savukaasujen puhdistustekniikalla rikinpoistossa voidaan päästä yli 90 %:n ja kiintoaineiden poistossa noin 99 %:n erotustehokkuuteen. Rikinpoisto voimalaitoksilla maksaa 7 - 18 mk/MWh (sähkö) riippuen tekniikasta ja rahoitusjärjestelyistä. Hiilen lisääntyvään käyttöön liittyy maamme kannalta merkittävää tutkimus- ja kehitystarvetta. Erityisesti on kiinnitettävä huomiota hiilen ja kotimaisten polttoaineiden yhteiskäyttötekniikan kehittämiseen sekä hiilen polttokäytön ympäristövaikutuksiin. Myös ominaisuuksia ja käsittelytekniikkaa tulee kehittää Suomen olosuhteisiin sopiviksi.