Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa

Teuvo Paappanen, Tuulikki Lindh, Janne Kärki, Risto Impola, Samuli Rinne

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsProfessional

Abstract

Ruokohelven käyttö voimalaitoksissa polttoaineena on voimakkaasti lisääntymässä. Helventuotanto- ja toimitusketjua on kehitetty, mutta teknisiä ratkaisuja ja toimintatapoja voidaan vielä tehos-taa. Suurimmat kehityskohteet ovat korjuutappioiden pienentäminen, kaukokuljetuksen tehostaminen,paalien murskauksen kehittäminen (silpun laatu ja murskauksen kapasiteetti) sekä voimalaitosten tek-niikan ja toimintatapojen parantaminen.Ruokohelven tiheys kuljetuksissa on pieni ja tästä johtuen rekka-auton täyttä kantavuutta, 35 –37 tonnia ei useinkaan saavuteta. Irtotavaran tiheys on korkeintaan 75 kg/m3. Kiinteäkammioisen pyö-röpaalaimen paalien tiheys on noin 140 kg/m3. Muuttuvakammioisilla paalaimilla tiheydet ovat 145 –180 kg/m3. Joissakin tapauksissa on suurkanttipaalaimilla saavutettu jopa yli 200 kg/m3 tiheyksiä.Irtotavarakuorman massa on korkeintaan 10,5 tonnia. Pyöröpaalikuorman massat ovat 15 – 18 tonniaja suurkanttipaalien 20 – 22 tonnia. Esimerkiksi irotavaran kuljetus 50 km matkalla maksaa noin 6€/MWh ja eri tyyppisten paalien 3 – 4,5 €/MWh.Paalien murskauksen neljä ongelmakohtaa ovat murskainta tukkivat paalinarut, pitkä silpunpituus, pölyäminen ja murskauksen kustannus. On olemassa murskaimia, joissa teknisen ongelmat onvoitu ratkaista, mutta murskaus on suhteellisen kallista, 3 – 4 €/MWh. Tällaisia ovat esimerkiksikuorma-autoalustaiset vasaramurskaimet ja kaukolomurskaimet. Halvimmillaan murskaus voidaantehdä voimalaitoksen kiinteällä murskalla, mutta tällöin murskain on pois puun murskauksesta, jossase on tehokkaimmillaan. Maatalouden paalisilppurit soveltuvat vaihtelevasti paalien murskaukseen:joissakin malleissa paalinarujen kietoutuminen roottorin ympärille on todellinen ongelma, joissakinvähäisempi ongelma.Suomessa on yli 75 voima- ja lämpölaitosta, jotka arvion mukaan pystyisivät käyttämään helpeä4,1 TWh, mikä viljelypinta-alana on 140 000 – 190 000 ha. Yli 20 voimalaitoksella on Suomessa ko-kemusta ruokohelven soveltuvuudesta energiantuotantoon. Hetkellinen helven maksimiosuus on ollut10 – 15 % energiasisällöstä ja keskimääräinen osuus 1 – 3 %. Käytön ensikokemusten perusteella ruo-kohelpi ei ole aivan ongelmaton polttoaine. Erilaiset tukkeentumiset ja holvaantumiset ovat ongelma-na. Pienestä energiatiheydestä johtuen helpeä ei aina voida käyttää maksimitehon aikana, ja helvenepäillään likaavan ja syövyttävän kattiloita. Yksi ratkaisu ongelmiin voi olla Tanskan mallin mukainenhidaskäyntinen, kevyt murskain ja pneumaattinen siirto kattilaan. Tätä on tarkoitus kokeilla KokkolanVoima Oy:n laitoksella loppuvuodesta 2007.Helven tyyppillinen kokonaistuotantokustannus pyöröpaaleina on noin 26 €/MWh. Kustannussisältää viljelyn, korjuun, kaukokuljetuksen (70 km) ja paalien murskauksen voimalaitoksella. Viljeli-jän kustannus on noin 24 €/MWh. Kun otetaan huomioon maataloustuet on viljelijän saatava vähintään3 €/MWh voimalaitokselta. Tämä ei vielä tuo voittoa viljelijälle. Jos viljelijä haluaa 170 €/ha voittoa(6 €/MWh), olisi voimalaitoksen maksama hinta oltava 9 €/MWh. Päästökauppatilanteessa, kun helpikorvaa kivihiiltä tai turvetta, tulisi voimalaitoksen hyvinkin pystyä maksamaan tämä hinta, olettaenettä helvestä ei aiheudu ylimääräisiä kustannuksia voimalaitokselle.
Original languageFinnish
Title of host publicationMaataloustieteen päivät 2008
EditorsHapponen Anneli
PublisherSuomen maataloustieteellinen seura
Number of pages7
ISBN (Print)978-951-9041-51-3
DOIs
Publication statusPublished - 2008
MoE publication typeD3 Professional conference proceedings
EventMaataloustieteen päivät 2008 - Helsinki, Finland
Duration: 10 Jan 200811 Jan 2008

Publication series

SeriesSuomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja
Number23

Conference

ConferenceMaataloustieteen päivät 2008
CountryFinland
CityHelsinki
Period10/01/0811/01/08

Keywords

  • bioenergia
  • peltoenergia
  • ruokohelpi
  • voimalaitospolttoaine

Cite this

Paappanen, T., Lindh, T., Kärki, J., Impola, R., & Rinne, S. (2008). Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa. In H. Anneli (Ed.), Maataloustieteen päivät 2008 Suomen maataloustieteellinen seura. Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja, No. 23 https://doi.org/10.33354/smst.75869
Paappanen, Teuvo ; Lindh, Tuulikki ; Kärki, Janne ; Impola, Risto ; Rinne, Samuli. / Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa. Maataloustieteen päivät 2008. editor / Happonen Anneli. Suomen maataloustieteellinen seura, 2008. (Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja; No. 23).
@inproceedings{815900873b81438ab326f94b97c34f3c,
title = "Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja k{\"a}ytt{\"o} polttoaineena voimalaitoksissa",
abstract = "Ruokohelven k{\"a}ytt{\"o} voimalaitoksissa polttoaineena on voimakkaasti lis{\"a}{\"a}ntym{\"a}ss{\"a}. Helventuotanto- ja toimitusketjua on kehitetty, mutta teknisi{\"a} ratkaisuja ja toimintatapoja voidaan viel{\"a} tehos-taa. Suurimmat kehityskohteet ovat korjuutappioiden pienent{\"a}minen, kaukokuljetuksen tehostaminen,paalien murskauksen kehitt{\"a}minen (silpun laatu ja murskauksen kapasiteetti) sek{\"a} voimalaitosten tek-niikan ja toimintatapojen parantaminen.Ruokohelven tiheys kuljetuksissa on pieni ja t{\"a}st{\"a} johtuen rekka-auton t{\"a}ytt{\"a} kantavuutta, 35 –37 tonnia ei useinkaan saavuteta. Irtotavaran tiheys on korkeintaan 75 kg/m3. Kiinte{\"a}kammioisen py{\"o}-r{\"o}paalaimen paalien tiheys on noin 140 kg/m3. Muuttuvakammioisilla paalaimilla tiheydet ovat 145 –180 kg/m3. Joissakin tapauksissa on suurkanttipaalaimilla saavutettu jopa yli 200 kg/m3 tiheyksi{\"a}.Irtotavarakuorman massa on korkeintaan 10,5 tonnia. Py{\"o}r{\"o}paalikuorman massat ovat 15 – 18 tonniaja suurkanttipaalien 20 – 22 tonnia. Esimerkiksi irotavaran kuljetus 50 km matkalla maksaa noin 6€/MWh ja eri tyyppisten paalien 3 – 4,5 €/MWh.Paalien murskauksen nelj{\"a} ongelmakohtaa ovat murskainta tukkivat paalinarut, pitk{\"a} silpunpituus, p{\"o}ly{\"a}minen ja murskauksen kustannus. On olemassa murskaimia, joissa teknisen ongelmat onvoitu ratkaista, mutta murskaus on suhteellisen kallista, 3 – 4 €/MWh. T{\"a}llaisia ovat esimerkiksikuorma-autoalustaiset vasaramurskaimet ja kaukolomurskaimet. Halvimmillaan murskaus voidaantehd{\"a} voimalaitoksen kiinte{\"a}ll{\"a} murskalla, mutta t{\"a}ll{\"o}in murskain on pois puun murskauksesta, jossase on tehokkaimmillaan. Maatalouden paalisilppurit soveltuvat vaihtelevasti paalien murskaukseen:joissakin malleissa paalinarujen kietoutuminen roottorin ymp{\"a}rille on todellinen ongelma, joissakinv{\"a}h{\"a}isempi ongelma.Suomessa on yli 75 voima- ja l{\"a}mp{\"o}laitosta, jotka arvion mukaan pystyisiv{\"a}t k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}{\"a}n helpe{\"a}4,1 TWh, mik{\"a} viljelypinta-alana on 140 000 – 190 000 ha. Yli 20 voimalaitoksella on Suomessa ko-kemusta ruokohelven soveltuvuudesta energiantuotantoon. Hetkellinen helven maksimiosuus on ollut10 – 15 {\%} energiasis{\"a}ll{\"o}st{\"a} ja keskim{\"a}{\"a}r{\"a}inen osuus 1 – 3 {\%}. K{\"a}yt{\"o}n ensikokemusten perusteella ruo-kohelpi ei ole aivan ongelmaton polttoaine. Erilaiset tukkeentumiset ja holvaantumiset ovat ongelma-na. Pienest{\"a} energiatiheydest{\"a} johtuen helpe{\"a} ei aina voida k{\"a}ytt{\"a}{\"a} maksimitehon aikana, ja helvenep{\"a}ill{\"a}{\"a}n likaavan ja sy{\"o}vytt{\"a}v{\"a}n kattiloita. Yksi ratkaisu ongelmiin voi olla Tanskan mallin mukainenhidask{\"a}yntinen, kevyt murskain ja pneumaattinen siirto kattilaan. T{\"a}t{\"a} on tarkoitus kokeilla KokkolanVoima Oy:n laitoksella loppuvuodesta 2007.Helven tyyppillinen kokonaistuotantokustannus py{\"o}r{\"o}paaleina on noin 26 €/MWh. Kustannussis{\"a}lt{\"a}{\"a} viljelyn, korjuun, kaukokuljetuksen (70 km) ja paalien murskauksen voimalaitoksella. Viljeli-j{\"a}n kustannus on noin 24 €/MWh. Kun otetaan huomioon maataloustuet on viljelij{\"a}n saatava v{\"a}hint{\"a}{\"a}n3 €/MWh voimalaitokselta. T{\"a}m{\"a} ei viel{\"a} tuo voittoa viljelij{\"a}lle. Jos viljelij{\"a} haluaa 170 €/ha voittoa(6 €/MWh), olisi voimalaitoksen maksama hinta oltava 9 €/MWh. P{\"a}{\"a}st{\"o}kauppatilanteessa, kun helpikorvaa kivihiilt{\"a} tai turvetta, tulisi voimalaitoksen hyvinkin pysty{\"a} maksamaan t{\"a}m{\"a} hinta, olettaenett{\"a} helvest{\"a} ei aiheudu ylim{\"a}{\"a}r{\"a}isi{\"a} kustannuksia voimalaitokselle.",
keywords = "bioenergia, peltoenergia, ruokohelpi, voimalaitospolttoaine",
author = "Teuvo Paappanen and Tuulikki Lindh and Janne K{\"a}rki and Risto Impola and Samuli Rinne",
year = "2008",
doi = "10.33354/smst.75869",
language = "Finnish",
isbn = "978-951-9041-51-3",
series = "Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja",
number = "23",
editor = "Happonen Anneli",
booktitle = "Maataloustieteen p{\"a}iv{\"a}t 2008",
publisher = "Suomen maataloustieteellinen seura",
address = "Finland",

}

Paappanen, T, Lindh, T, Kärki, J, Impola, R & Rinne, S 2008, Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa. in H Anneli (ed.), Maataloustieteen päivät 2008. Suomen maataloustieteellinen seura, Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja, no. 23, Maataloustieteen päivät 2008, Helsinki, Finland, 10/01/08. https://doi.org/10.33354/smst.75869

Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa. / Paappanen, Teuvo; Lindh, Tuulikki; Kärki, Janne; Impola, Risto; Rinne, Samuli.

Maataloustieteen päivät 2008. ed. / Happonen Anneli. Suomen maataloustieteellinen seura, 2008. (Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja; No. 23).

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsProfessional

TY - GEN

T1 - Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa

AU - Paappanen, Teuvo

AU - Lindh, Tuulikki

AU - Kärki, Janne

AU - Impola, Risto

AU - Rinne, Samuli

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Ruokohelven käyttö voimalaitoksissa polttoaineena on voimakkaasti lisääntymässä. Helventuotanto- ja toimitusketjua on kehitetty, mutta teknisiä ratkaisuja ja toimintatapoja voidaan vielä tehos-taa. Suurimmat kehityskohteet ovat korjuutappioiden pienentäminen, kaukokuljetuksen tehostaminen,paalien murskauksen kehittäminen (silpun laatu ja murskauksen kapasiteetti) sekä voimalaitosten tek-niikan ja toimintatapojen parantaminen.Ruokohelven tiheys kuljetuksissa on pieni ja tästä johtuen rekka-auton täyttä kantavuutta, 35 –37 tonnia ei useinkaan saavuteta. Irtotavaran tiheys on korkeintaan 75 kg/m3. Kiinteäkammioisen pyö-röpaalaimen paalien tiheys on noin 140 kg/m3. Muuttuvakammioisilla paalaimilla tiheydet ovat 145 –180 kg/m3. Joissakin tapauksissa on suurkanttipaalaimilla saavutettu jopa yli 200 kg/m3 tiheyksiä.Irtotavarakuorman massa on korkeintaan 10,5 tonnia. Pyöröpaalikuorman massat ovat 15 – 18 tonniaja suurkanttipaalien 20 – 22 tonnia. Esimerkiksi irotavaran kuljetus 50 km matkalla maksaa noin 6€/MWh ja eri tyyppisten paalien 3 – 4,5 €/MWh.Paalien murskauksen neljä ongelmakohtaa ovat murskainta tukkivat paalinarut, pitkä silpunpituus, pölyäminen ja murskauksen kustannus. On olemassa murskaimia, joissa teknisen ongelmat onvoitu ratkaista, mutta murskaus on suhteellisen kallista, 3 – 4 €/MWh. Tällaisia ovat esimerkiksikuorma-autoalustaiset vasaramurskaimet ja kaukolomurskaimet. Halvimmillaan murskaus voidaantehdä voimalaitoksen kiinteällä murskalla, mutta tällöin murskain on pois puun murskauksesta, jossase on tehokkaimmillaan. Maatalouden paalisilppurit soveltuvat vaihtelevasti paalien murskaukseen:joissakin malleissa paalinarujen kietoutuminen roottorin ympärille on todellinen ongelma, joissakinvähäisempi ongelma.Suomessa on yli 75 voima- ja lämpölaitosta, jotka arvion mukaan pystyisivät käyttämään helpeä4,1 TWh, mikä viljelypinta-alana on 140 000 – 190 000 ha. Yli 20 voimalaitoksella on Suomessa ko-kemusta ruokohelven soveltuvuudesta energiantuotantoon. Hetkellinen helven maksimiosuus on ollut10 – 15 % energiasisällöstä ja keskimääräinen osuus 1 – 3 %. Käytön ensikokemusten perusteella ruo-kohelpi ei ole aivan ongelmaton polttoaine. Erilaiset tukkeentumiset ja holvaantumiset ovat ongelma-na. Pienestä energiatiheydestä johtuen helpeä ei aina voida käyttää maksimitehon aikana, ja helvenepäillään likaavan ja syövyttävän kattiloita. Yksi ratkaisu ongelmiin voi olla Tanskan mallin mukainenhidaskäyntinen, kevyt murskain ja pneumaattinen siirto kattilaan. Tätä on tarkoitus kokeilla KokkolanVoima Oy:n laitoksella loppuvuodesta 2007.Helven tyyppillinen kokonaistuotantokustannus pyöröpaaleina on noin 26 €/MWh. Kustannussisältää viljelyn, korjuun, kaukokuljetuksen (70 km) ja paalien murskauksen voimalaitoksella. Viljeli-jän kustannus on noin 24 €/MWh. Kun otetaan huomioon maataloustuet on viljelijän saatava vähintään3 €/MWh voimalaitokselta. Tämä ei vielä tuo voittoa viljelijälle. Jos viljelijä haluaa 170 €/ha voittoa(6 €/MWh), olisi voimalaitoksen maksama hinta oltava 9 €/MWh. Päästökauppatilanteessa, kun helpikorvaa kivihiiltä tai turvetta, tulisi voimalaitoksen hyvinkin pystyä maksamaan tämä hinta, olettaenettä helvestä ei aiheudu ylimääräisiä kustannuksia voimalaitokselle.

AB - Ruokohelven käyttö voimalaitoksissa polttoaineena on voimakkaasti lisääntymässä. Helventuotanto- ja toimitusketjua on kehitetty, mutta teknisiä ratkaisuja ja toimintatapoja voidaan vielä tehos-taa. Suurimmat kehityskohteet ovat korjuutappioiden pienentäminen, kaukokuljetuksen tehostaminen,paalien murskauksen kehittäminen (silpun laatu ja murskauksen kapasiteetti) sekä voimalaitosten tek-niikan ja toimintatapojen parantaminen.Ruokohelven tiheys kuljetuksissa on pieni ja tästä johtuen rekka-auton täyttä kantavuutta, 35 –37 tonnia ei useinkaan saavuteta. Irtotavaran tiheys on korkeintaan 75 kg/m3. Kiinteäkammioisen pyö-röpaalaimen paalien tiheys on noin 140 kg/m3. Muuttuvakammioisilla paalaimilla tiheydet ovat 145 –180 kg/m3. Joissakin tapauksissa on suurkanttipaalaimilla saavutettu jopa yli 200 kg/m3 tiheyksiä.Irtotavarakuorman massa on korkeintaan 10,5 tonnia. Pyöröpaalikuorman massat ovat 15 – 18 tonniaja suurkanttipaalien 20 – 22 tonnia. Esimerkiksi irotavaran kuljetus 50 km matkalla maksaa noin 6€/MWh ja eri tyyppisten paalien 3 – 4,5 €/MWh.Paalien murskauksen neljä ongelmakohtaa ovat murskainta tukkivat paalinarut, pitkä silpunpituus, pölyäminen ja murskauksen kustannus. On olemassa murskaimia, joissa teknisen ongelmat onvoitu ratkaista, mutta murskaus on suhteellisen kallista, 3 – 4 €/MWh. Tällaisia ovat esimerkiksikuorma-autoalustaiset vasaramurskaimet ja kaukolomurskaimet. Halvimmillaan murskaus voidaantehdä voimalaitoksen kiinteällä murskalla, mutta tällöin murskain on pois puun murskauksesta, jossase on tehokkaimmillaan. Maatalouden paalisilppurit soveltuvat vaihtelevasti paalien murskaukseen:joissakin malleissa paalinarujen kietoutuminen roottorin ympärille on todellinen ongelma, joissakinvähäisempi ongelma.Suomessa on yli 75 voima- ja lämpölaitosta, jotka arvion mukaan pystyisivät käyttämään helpeä4,1 TWh, mikä viljelypinta-alana on 140 000 – 190 000 ha. Yli 20 voimalaitoksella on Suomessa ko-kemusta ruokohelven soveltuvuudesta energiantuotantoon. Hetkellinen helven maksimiosuus on ollut10 – 15 % energiasisällöstä ja keskimääräinen osuus 1 – 3 %. Käytön ensikokemusten perusteella ruo-kohelpi ei ole aivan ongelmaton polttoaine. Erilaiset tukkeentumiset ja holvaantumiset ovat ongelma-na. Pienestä energiatiheydestä johtuen helpeä ei aina voida käyttää maksimitehon aikana, ja helvenepäillään likaavan ja syövyttävän kattiloita. Yksi ratkaisu ongelmiin voi olla Tanskan mallin mukainenhidaskäyntinen, kevyt murskain ja pneumaattinen siirto kattilaan. Tätä on tarkoitus kokeilla KokkolanVoima Oy:n laitoksella loppuvuodesta 2007.Helven tyyppillinen kokonaistuotantokustannus pyöröpaaleina on noin 26 €/MWh. Kustannussisältää viljelyn, korjuun, kaukokuljetuksen (70 km) ja paalien murskauksen voimalaitoksella. Viljeli-jän kustannus on noin 24 €/MWh. Kun otetaan huomioon maataloustuet on viljelijän saatava vähintään3 €/MWh voimalaitokselta. Tämä ei vielä tuo voittoa viljelijälle. Jos viljelijä haluaa 170 €/ha voittoa(6 €/MWh), olisi voimalaitoksen maksama hinta oltava 9 €/MWh. Päästökauppatilanteessa, kun helpikorvaa kivihiiltä tai turvetta, tulisi voimalaitoksen hyvinkin pystyä maksamaan tämä hinta, olettaenettä helvestä ei aiheudu ylimääräisiä kustannuksia voimalaitokselle.

KW - bioenergia

KW - peltoenergia

KW - ruokohelpi

KW - voimalaitospolttoaine

U2 - 10.33354/smst.75869

DO - 10.33354/smst.75869

M3 - Conference article in proceedings

SN - 978-951-9041-51-3

T3 - Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja

BT - Maataloustieteen päivät 2008

A2 - Anneli, Happonen

PB - Suomen maataloustieteellinen seura

ER -

Paappanen T, Lindh T, Kärki J, Impola R, Rinne S. Ruokohelven tuotanto- ja toimitusketju ja käyttö polttoaineena voimalaitoksissa. In Anneli H, editor, Maataloustieteen päivät 2008. Suomen maataloustieteellinen seura. 2008. (Suomen Maataloustieteellisen Seuran julkaisuja; No. 23). https://doi.org/10.33354/smst.75869