Terminaalit – tehoa

energiapuun hankintaan?

Bioenergiasta voimaa aluetalouteen –

seminaari 28.10.2014

Jyrki Raitila, erikoistutkija

VTT

Kuvapaikka

(ei kehyksiä kuviin)

2 29.10.2014 2

Taustaa

Otsikon kysymykseen pyritään vastaamaan pääasiassa

seuraavien projektien, kokemusten ja materiaalien

avulla

Toimintamallien kehittäminen uusia kuljetusmuotoja

palveleville biopolttoaineterminaaleille Keski-Suomessa

Terminaalikäsikirja

Yhteistyö KS Laatuenergian, Vapon ja Jousan koneen

kanssa

Metsäenergian käyttö tuplaantuu Joensuussa –

terminaaleilla tehoa logistiikkaketjuihin

Yhteistyö Fortumin ja Josekin kanssa

BEST hanke

WP2 tulevaisuuden terminaaliratkaisut

3 29.10.2014 3

Miksi terminaaleja tarvitaan?

Metsäpolttoaineen käytön ennustetaan kasvavan etelän

kasvukeskuksissa

Runsaimmat metsäpolttoainevarat Itä- ja Koillis-Suomessa

Energiapuutase

Lähde: Metla 2013

4 29.10.2014 4

Biopolttoaineterminaalin määritelmä

Toimintamalleista riippuen seuraavia terminaalityyppejä

Raaka-aineiden varastoterminaali

Pääasiassa suoraan metsästä toimitettujen raaka-aineiden keskitetty

varastopaikka (esim. kannot, hakkuutähteet, kokopuu ja rankapuu)

Haketus ja murskaus esim. laitoksella – hyvät kuljetusyhteydet

Valmiin polttoaineen varastoterminaali

Esim. hakkeet, murskeet, sivutuotteet ja seokset, jotka toimivat

puskurivarastona joko yhdelle tai useammalle laitokselle –

käytännössä usein laitoksen pihassa

Polttoaineiden tuotantoterminaali

Raaka-aineiden käsittely ja valmiin pa:n tuotanto

’Tulevaisuuden terminaali’

Laadunhallinta ja automatisointi

Useat biomassavirrat – ei välttämättä vain polttoaine

5 29.10.2014 5

Terminaalityypit

Satelliittiterminaali (1 TWh/a - 0,3 TWh/a) – PA:n valmistus

Suuri, monipuolisella polttoaineen valmistusteknologialla varustettu

terminaali

Varastokapasiteettia sekä raaka-aineelle että valmiille polttoaineelle

Ympärivuotinen toiminta, tie- ja rautatieyhteydet

Syöttöterminaali (1 TWh/a - 0,3 TWh/a) - PA:n valmistus

Varastokapasiteettia lyhytaikaiseen polttoaineen varastointiin

Valmius polttoaineen valmistukseen

Puskurivarastointia

Ympärivuotinen toiminta, painottuu lämmityskauteen

Tie- ja rautatieyhteydet

Siirtokuormausterminaali (0,3 TWh/a - 0,1 TWh/a)

Metsäpolttoaineen kausivarastointia ja tuotantoa lämmityskaudella

Rajallinen kapasiteetti, tieyhteys

6 29.10.2014 6

Biopolttoaineterminaalin hyötyjä

Mahdollistaa suurten puuvirtojen

käsittelyn samalla alueella Energiapuun keräys laajemmalta alueelta

– suuren volyymin jatkokuljetus

Tehokas haketus ja murskaus

Toimii puskurivarastona – tasaa

kysyntähuippuja

Voi toimia syöttöterminaalina suurelle

laitokselle, jolla ei ole riittävästi varastotilaa

Mahdollistaa paremman laadunhallinnan ja

jatkokäsittelyn

7 29.10.2014 7

Laitteet ja toiminnot

Kiinteä sähkökäyttöinen

kaksivaihemurskain Purku ja lastaus Raaka-aineen tai hakkeen mittaus

Mobiilihakkuri Mobiilimurskain Varastointi ja käsittely

8 29.10.2014 8

Terminaalin kustannukset

Terminaalin perustamiskustannukset suuret – pitkän

ajan investointi Esimerkkilaskelma n. 1 ha terminaalille, ei laitteita

Terminaalin volyymilla on suuri vaikutus yksikkökustannuksiin

9 29.10.2014 9

Kustannukset

Suurissa yksiköissä kustannukset hiukan alhaisemmat

Suora syöttö murskaan/hakkuriin antaa alhaisimmat kustannukset

Kokopuulle, kannoille ja hakkuutähteelle kierto kausivaraston kautta ei ole

taloudellisesti kannattava vaihtoehto

10 29.10.2014 10

Terminaalitoiminnot 2,9€/MWh

Murskaimen syöttö

Varaston lastaus ja purku

Sisäinen kuljetus

Murskaus

Murskeen lastaus

Pyöräkuormaajan työt

Pääosa kustannuksista muodostuu terminaalin käsittelyoperaatioista

Murskaus/haketuskustannus suurin yksittäinen kustannus

1 TWh terminaali , murskattu ranka, kausivaraston kautta, 3,2€/MWh

TerminaalininvestointikustannuksetVaraston pääomak. +varastotappiotPunnitusasema

Terminaalitoiminnot

Terminaalin kustannusjakauma

Terminaalitoiminnot

Syöttö murskalle

Varaston lastaus ja purku

Sisäinen kuljetus

Murskaus

Haketus

Murskeen lastaus

Pyöräkuormaimen työt

11 29.10.2014 11

Kustannusesimerkki: Kontiomäki - Vuosaari

Karsittu ranka: Rangan tienvarsihinta 10 €/MWh

Alkukuljetus terminaaliin (purku ei mukana) = 3-6 €/MWh

Terminaalikäsittelyt ja varastointi (sis. purku ja lastaus) = 2,7-3,4

€/MWh

Kuljetus käyttöpaikalle (juna) (lastaus ei sis., purku sis.) = 6,2-

8,2€/MWh

Hinta käyttöpaikalla (suora) = 21,9 – 26,9 €/MWh

Hinta käyttöpaikalla (kausivarasto) = 22,6 -27,6 €/MWh

Vrt. metsähakkeen hinta käyttöpaikalla keskimäärin 20,7 €/MWh

(Bioenergia lehti 4/2014)

12 29.10.2014 12

Liiketoimintamallit - keskitetty

Toimintaa pyörittää verkostoyhtiö tai yrittäjä – tuottaa

itse palvelut tai ostaa ne urakoitsijoilta

Päätoimija vastaa kaikesta toiminnasta asiakkaan

suuntaan

Palvelujen tuottaminen sisäisesti Ulkoistetut palvelut

Lähde: Kainuun Etu/Pöyry 2010

13 29.10.2014 13

Liiketoimintamallit - hajautettu

Hajautetussa verkostomallissa vastuuta on jaettu

päätoimijoiden kesken

Tyypillistä keskeytymätön toiminta ympäri vuoden ja

suuret materiaalivirrat

Hajautettu organisaatiomalli

Lähde: Kainuun Etu/Pöyry 2010

14 29.10.2014 14

Kustannusten kompensoiminen

Energiasisällön parantaminen

Kuivaus terminaalilla – onko edullista/ilmaista

lämpöä tarjolla

Epäpuhtauksien poisto (esim. kannot)

Nopea ja tehokas kuormaus - maksimikuormat

Ympäristölupa sallii työskentelyn kahdessa tai

jopa kolmessa vuorossa

Muu ’liiketoiminta’

Turvetuotantoalueen lähellä voidaan valmistaa

puu-turve mixejä

Sivutuotteiden hyödyntäminen teollisuuslaitosten

yhteydessä

Kierrätyspuun käsittely

Lämpöyrittäjyys

15 29.10.2014 15

Tulevaisuuden terminaalit

Teknisiä ratkaisuja seuraaviin: Raaka-aineen käsittely ja hakkeen kuormaus

nopeammaksi

Varastointiin tehokkuutta täyttö- ja

purkujärjestelmiä kehittämällä

Polttoaineen laadunhallinnan varmistus koko

käsittelyketjussa

Kosteuden ja palakoon mittaus sekä

seuranta

Konenäkösovellukset

Lähde: Acuity Ltd.

16 29.10.2014 16

Johtopäätöksiä

Terminaaleilla on mahdollista saada tehoa ja

kustannussäästöjä energiapuun, erityisesti rangan,

varastointiin, haketukseen ja murskaukseen sekä pitkän

matkan kuljetukseen – riittävätkö nämä kustannussäästöt

kattamaan terminaalin kustannukset?

Terminaalien merkitys syöttö- ja puskurivarastoina kasvaa

Etelä-Suomen suuret voimalaitosinvestoinnit edellyttävät terminaalien

käyttöä – kyse ei ole vain hinnasta vaan raaka-ainevirran toimivuudesta

Terminaaleilla on mahdollista tasata yrittäjien ruuhkahuippuja

Terminaalityypeillä ja kokoluokilla merkittäviä kustannuseroja

Tulevaisuuden terminaaleja pitää kehittää monipuolisemmaksi

ja automaatiota lisätä sekä löytää toimivat yritysmallit

TEKNOLOGIASTA TULOSTA