Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu

Yrjö Solantausta

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa arvioitiin yhtenäisin perustein kotimaisia polttoainejalosteita (puuta ja turvetta) käyttävien kombivoimaloiden taloudellista ja teknistä kehityskelpoisuutta. Neljää kombiprosessikonseptia ja yhtä synteesikaasua tuottavaa konseptia tarkasteltiin: turpeen leijukerroshappikaasutus (sähkö), turpeen leijukerroshappikaasutus (synteesikaasu), turpeen leijukerrosilmakaasutus (sähkö), puun kiinteäkerroskaasutus (yhdistetty sähkö ja lämpö) ja puun fiashpyrolyysi (yhdistetty sähkö ja lämpö). Konsepteja voidaan soveltaa sekä lauhde- että vastapainevoiman tuotannossa. Happikaasutukseen perustuva turvekombi on lähinnä teknistä toteutettavuutta. Sen keskeiset osat on demonstroitu teollisessa mitassa. Leijukerrosilmakaasutusta ei ole kokeiltu prosessinkehitysyksikköä (PDU) suuremmassa laitteistossa. Kaasun kuumapuhdistus on vasta kehitteillä. Puun pienemmän kokoluokan paineistetusta kiinteäkerroskaasutuksesta ei ole kokeellista tietoa. Pyrolyysireaktoria ei ole demonstroitu PDU-kokoa suuremmassa yksikössä. Kaasutuskombitekniikalla voidaan tuottaa sähköä korkealla hyötysuhteella (43 %, ilmakaasutus). Prosessikonseptin optimoinnilla voidaan hyötysuhdetta nostaa edelleen. Yhdistetyssä sähkön ja kaukolämmön tuotannossa voidaan saavuttaa rakennussuhde 1,2. Kaasuturbiinin sisäänmenolämpötilan nosto 1 100:sta 1 300 °C:seen kohottaa sähköntuotannon hyötysuhteen 41:stä 44 %:iin (ilmakaasutuskombi). Turpeen leijukerrosilmakaasutuksella voidaan sähköntuotannossa saavuttaa korkeampi hyötysuhde ja pienemmät tuotantokustannukset kuin happikaasutuksella. Turpeen happikaasutus on kuitenkin ilmakaasutusta teknisesti kehittyneempi vaihtoehto. Yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa voidaan kiinteäkerroskaasutukseen perustuvassa kombissa saavuttaa 81 %:n hyötysuhde. Pyrolyysikonsepti ei osoittautunut kilpailukykyiseksi. Tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että kaasutuskombitekniikalla voidaan saavuttaa matala päästötaso kilpailukykyisin kustannuksin. Arvioituja sähköntuotantokustannuksia ei sellaisenaan voi verrata kaupalliseen tekniikkaan lähinnä investointien arviointitarkkuuden aiheuttaman suhteellisen suuren virheen vuoksi.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages146
ISBN (Print)951-38-3783-1
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number703
ISSN0358-5077

Fingerprint

xylometazoline

Keywords

  • electric power
  • power generation
  • gasification
  • wood
  • peat
  • combinedcycle power plants

Cite this

Solantausta, Y. (1990). Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 703
Solantausta, Yrjö. / Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 146 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 703).
@book{0f9dfb293f6645beb4cb551330130893,
title = "S{\"a}hk{\"o}ntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu",
abstract = "Tutkimuksessa arvioitiin yhten{\"a}isin perustein kotimaisia polttoainejalosteita (puuta ja turvetta) k{\"a}ytt{\"a}vien kombivoimaloiden taloudellista ja teknist{\"a} kehityskelpoisuutta. Nelj{\"a}{\"a} kombiprosessikonseptia ja yht{\"a} synteesikaasua tuottavaa konseptia tarkasteltiin: turpeen leijukerroshappikaasutus (s{\"a}hk{\"o}), turpeen leijukerroshappikaasutus (synteesikaasu), turpeen leijukerrosilmakaasutus (s{\"a}hk{\"o}), puun kiinte{\"a}kerroskaasutus (yhdistetty s{\"a}hk{\"o} ja l{\"a}mp{\"o}) ja puun fiashpyrolyysi (yhdistetty s{\"a}hk{\"o} ja l{\"a}mp{\"o}). Konsepteja voidaan soveltaa sek{\"a} lauhde- ett{\"a} vastapainevoiman tuotannossa. Happikaasutukseen perustuva turvekombi on l{\"a}hinn{\"a} teknist{\"a} toteutettavuutta. Sen keskeiset osat on demonstroitu teollisessa mitassa. Leijukerrosilmakaasutusta ei ole kokeiltu prosessinkehitysyksikk{\"o}{\"a} (PDU) suuremmassa laitteistossa. Kaasun kuumapuhdistus on vasta kehitteill{\"a}. Puun pienemm{\"a}n kokoluokan paineistetusta kiinte{\"a}kerroskaasutuksesta ei ole kokeellista tietoa. Pyrolyysireaktoria ei ole demonstroitu PDU-kokoa suuremmassa yksik{\"o}ss{\"a}. Kaasutuskombitekniikalla voidaan tuottaa s{\"a}hk{\"o}{\"a} korkealla hy{\"o}tysuhteella (43 {\%}, ilmakaasutus). Prosessikonseptin optimoinnilla voidaan hy{\"o}tysuhdetta nostaa edelleen. Yhdistetyss{\"a} s{\"a}hk{\"o}n ja kaukol{\"a}mm{\"o}n tuotannossa voidaan saavuttaa rakennussuhde 1,2. Kaasuturbiinin sis{\"a}{\"a}nmenol{\"a}mp{\"o}tilan nosto 1 100:sta 1 300 °C:seen kohottaa s{\"a}hk{\"o}ntuotannon hy{\"o}tysuhteen 41:st{\"a} 44 {\%}:iin (ilmakaasutuskombi). Turpeen leijukerrosilmakaasutuksella voidaan s{\"a}hk{\"o}ntuotannossa saavuttaa korkeampi hy{\"o}tysuhde ja pienemm{\"a}t tuotantokustannukset kuin happikaasutuksella. Turpeen happikaasutus on kuitenkin ilmakaasutusta teknisesti kehittyneempi vaihtoehto. Yhdistetyss{\"a} s{\"a}hk{\"o}n- ja l{\"a}mm{\"o}ntuotannossa voidaan kiinte{\"a}kerroskaasutukseen perustuvassa kombissa saavuttaa 81 {\%}:n hy{\"o}tysuhde. Pyrolyysikonsepti ei osoittautunut kilpailukykyiseksi. Tutkimuksen perusteella n{\"a}ytt{\"a}{\"a} silt{\"a}, ett{\"a} kaasutuskombitekniikalla voidaan saavuttaa matala p{\"a}{\"a}st{\"o}taso kilpailukykyisin kustannuksin. Arvioituja s{\"a}hk{\"o}ntuotantokustannuksia ei sellaisenaan voi verrata kaupalliseen tekniikkaan l{\"a}hinn{\"a} investointien arviointitarkkuuden aiheuttaman suhteellisen suuren virheen vuoksi.",
keywords = "electric power, power generation, gasification, wood, peat, combinedcycle power plants",
author = "Yrj{\"o} Solantausta",
year = "1990",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3783-1",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "703",
address = "Finland",

}

Solantausta, Y 1990, Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 703, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu. / Solantausta, Yrjö.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 146 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 703).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu

AU - Solantausta, Yrjö

PY - 1990

Y1 - 1990

N2 - Tutkimuksessa arvioitiin yhtenäisin perustein kotimaisia polttoainejalosteita (puuta ja turvetta) käyttävien kombivoimaloiden taloudellista ja teknistä kehityskelpoisuutta. Neljää kombiprosessikonseptia ja yhtä synteesikaasua tuottavaa konseptia tarkasteltiin: turpeen leijukerroshappikaasutus (sähkö), turpeen leijukerroshappikaasutus (synteesikaasu), turpeen leijukerrosilmakaasutus (sähkö), puun kiinteäkerroskaasutus (yhdistetty sähkö ja lämpö) ja puun fiashpyrolyysi (yhdistetty sähkö ja lämpö). Konsepteja voidaan soveltaa sekä lauhde- että vastapainevoiman tuotannossa. Happikaasutukseen perustuva turvekombi on lähinnä teknistä toteutettavuutta. Sen keskeiset osat on demonstroitu teollisessa mitassa. Leijukerrosilmakaasutusta ei ole kokeiltu prosessinkehitysyksikköä (PDU) suuremmassa laitteistossa. Kaasun kuumapuhdistus on vasta kehitteillä. Puun pienemmän kokoluokan paineistetusta kiinteäkerroskaasutuksesta ei ole kokeellista tietoa. Pyrolyysireaktoria ei ole demonstroitu PDU-kokoa suuremmassa yksikössä. Kaasutuskombitekniikalla voidaan tuottaa sähköä korkealla hyötysuhteella (43 %, ilmakaasutus). Prosessikonseptin optimoinnilla voidaan hyötysuhdetta nostaa edelleen. Yhdistetyssä sähkön ja kaukolämmön tuotannossa voidaan saavuttaa rakennussuhde 1,2. Kaasuturbiinin sisäänmenolämpötilan nosto 1 100:sta 1 300 °C:seen kohottaa sähköntuotannon hyötysuhteen 41:stä 44 %:iin (ilmakaasutuskombi). Turpeen leijukerrosilmakaasutuksella voidaan sähköntuotannossa saavuttaa korkeampi hyötysuhde ja pienemmät tuotantokustannukset kuin happikaasutuksella. Turpeen happikaasutus on kuitenkin ilmakaasutusta teknisesti kehittyneempi vaihtoehto. Yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa voidaan kiinteäkerroskaasutukseen perustuvassa kombissa saavuttaa 81 %:n hyötysuhde. Pyrolyysikonsepti ei osoittautunut kilpailukykyiseksi. Tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että kaasutuskombitekniikalla voidaan saavuttaa matala päästötaso kilpailukykyisin kustannuksin. Arvioituja sähköntuotantokustannuksia ei sellaisenaan voi verrata kaupalliseen tekniikkaan lähinnä investointien arviointitarkkuuden aiheuttaman suhteellisen suuren virheen vuoksi.

AB - Tutkimuksessa arvioitiin yhtenäisin perustein kotimaisia polttoainejalosteita (puuta ja turvetta) käyttävien kombivoimaloiden taloudellista ja teknistä kehityskelpoisuutta. Neljää kombiprosessikonseptia ja yhtä synteesikaasua tuottavaa konseptia tarkasteltiin: turpeen leijukerroshappikaasutus (sähkö), turpeen leijukerroshappikaasutus (synteesikaasu), turpeen leijukerrosilmakaasutus (sähkö), puun kiinteäkerroskaasutus (yhdistetty sähkö ja lämpö) ja puun fiashpyrolyysi (yhdistetty sähkö ja lämpö). Konsepteja voidaan soveltaa sekä lauhde- että vastapainevoiman tuotannossa. Happikaasutukseen perustuva turvekombi on lähinnä teknistä toteutettavuutta. Sen keskeiset osat on demonstroitu teollisessa mitassa. Leijukerrosilmakaasutusta ei ole kokeiltu prosessinkehitysyksikköä (PDU) suuremmassa laitteistossa. Kaasun kuumapuhdistus on vasta kehitteillä. Puun pienemmän kokoluokan paineistetusta kiinteäkerroskaasutuksesta ei ole kokeellista tietoa. Pyrolyysireaktoria ei ole demonstroitu PDU-kokoa suuremmassa yksikössä. Kaasutuskombitekniikalla voidaan tuottaa sähköä korkealla hyötysuhteella (43 %, ilmakaasutus). Prosessikonseptin optimoinnilla voidaan hyötysuhdetta nostaa edelleen. Yhdistetyssä sähkön ja kaukolämmön tuotannossa voidaan saavuttaa rakennussuhde 1,2. Kaasuturbiinin sisäänmenolämpötilan nosto 1 100:sta 1 300 °C:seen kohottaa sähköntuotannon hyötysuhteen 41:stä 44 %:iin (ilmakaasutuskombi). Turpeen leijukerrosilmakaasutuksella voidaan sähköntuotannossa saavuttaa korkeampi hyötysuhde ja pienemmät tuotantokustannukset kuin happikaasutuksella. Turpeen happikaasutus on kuitenkin ilmakaasutusta teknisesti kehittyneempi vaihtoehto. Yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa voidaan kiinteäkerroskaasutukseen perustuvassa kombissa saavuttaa 81 %:n hyötysuhde. Pyrolyysikonsepti ei osoittautunut kilpailukykyiseksi. Tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että kaasutuskombitekniikalla voidaan saavuttaa matala päästötaso kilpailukykyisin kustannuksin. Arvioituja sähköntuotantokustannuksia ei sellaisenaan voi verrata kaupalliseen tekniikkaan lähinnä investointien arviointitarkkuuden aiheuttaman suhteellisen suuren virheen vuoksi.

KW - electric power

KW - power generation

KW - gasification

KW - wood

KW - peat

KW - combinedcycle power plants

M3 - Report

SN - 951-38-3783-1

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Solantausta Y. Sähköntuotannon uudet vaihtoehdot. Osa 2. Puun ja turpeen kaasutuskombitekniikoiden vertailu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 146 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 703).