Turpeenkäytön alasajaminen Suomessa
1.6.2021
Turpeenpolton alasajo – hallitusti kohti biomassaa
Suomi aikoo puolittaa turpeen energiakäytön vuoteen 2030 mennessä. Se, miten haaste aiotaan taklata tulevien yhdeksän vuoden aikana, on kuitenkin vielä avoin. Ympäristö- ja ilmastoministeri Krista Mikkonen totesi maaliskuussa, että turpeen energiakäytön alasajoon on tehtävä hallituksessa selkeä suunnitelma. Missä nyt sitten mennään? Suomen sähköntuotannossa fossiilisten polttoaineiden osuus viime vuonna oli 13,8 prosenttia ja kaukolämmöstä 40 prosenttia tuotettiin turvetta, kivihiiltä, öljyä ja maakaasua polttamalla. Turpeella tuotetaan vain noin kuusi prosenttia koko Suomen energiantarpeesta, mutta se muodostaa jopa viidenneksen energiasektorin päästöistä – ja koko Suomen päästöistä 12 prosenttia.
Turvetuotantoa on Suomessa reilut 50 000 hehtaaria. Noin 90 prosenttia turpeesta poltetaan energiaksi. Pariisin ilmastosopimuksen allekirjoituksesta on viisi vuotta, mutta hallituksemme on vasta luomassa suunnitelmaa turpeen suhteen. Suomenmaa otsikoi raflaavasti, että turpeella on edessään “raskas saattohoito”.
Avainsanana tuntuu olevan “hallittu” alasajo. Silti esimerkiksi Maa- ja metsätaloustuottajain Keskusliitto MTK kuvasi turpeen energiakäytön alasajoa “holtittomaksi” joulukuisessa kannanotossaan. Suomen kansallakin on asiasta mielipide: vuoden 2021 alussa uutisoitiin turpeen energiakäytön lopettamista käsittelevästä kansalaisaloitteesta, joka sai kasaan vaadittavat 50 000 allekirjoitusta siirtyen eduskunnan käsittelyyn. Aloitteen esityksen mukaan turpeesta tulisi luopua viittä vuotta suunniteltua aiemmin eli toukokuuhun 2025 mennessä. Olisiko se jopa hätiköityä? Mielestämme turpeenkäytön alasajon tulisi olla hallittua ja suunnitelmallista.
Mitä tapahtuu, kun voimalaitos vaihtaa turpeen biomassaan?
1970- ja 80-luvuilla turvevoimaloita rakennettiin muun muassa Tampereelle, Kuopioon ja Ouluun. Jo 90-luvulla kattiloita alettiin muokata monipolttoainekattiloiksi, eli turpeen lisäksi voimalaitoksilla oli valmius polttaa puupohjaisia polttoaineita. Tuleva turvetuotannon alasajo pakottaa voimalaitokset etsimään uusia energialähteitä – ja se tarkoittaa miljoonaluokan investointeja useilla paikkakunnilla. Käytännössä voimalaitoksissa voi tulla uusittavaksi muun muassa kattilatekniikka, vastaanottojärjestelmä, kuljettimet ja näytteenottojärjestelmä. Samalla myös ympäristöluvat on päivitettävä, koska lupa perustuu aina poltettaviin polttoainejakeisiin ja -määriin.
Kun poltettava materiaali muuttuu turpeesta biomassaan, laadunmääritys nousee merkittävään rooliin. Poltettava biomassa saapuu voimalaitokseen rekoissa, joissa yhdessä voi olla lähiseudulta tuotua metsätähdehaketta, toisessa venäjältä tuotua haketta ja kolmannessa vaikkapa metsäteollisuuden sivutuotteita, kuten sahanpurua ja puunkuorta. Nämä kuormat voivat olla keskenään hyvin erilaisia kosteudeltaan ja energiasisällöltään – myös yksittäisten kuormien sisältämä vaihtelu voi olla todella suuri.
Jos asetamme vierekkäin kaksi samanlaista täysperävaunurekkaa, jotka kuljettavat 150 kuutiota polttoainetta, pystymme konkretisoimaan eron: turverekan kuorman kosteudessa on vain noin 1–3 prosenttiyksikön eroja mittauskohtien välillä – korkeimmillaankin vain 5 prosenttia. Biomassan kosteusprosentti sen sijaan voi vaihdella 30–60 prosentin välillä. Toisin sanoen biomassakuorma voi olla rekan toisessa kohdassa vettä valuvan märkä ja toisesta kohdasta otettu näyte voi olla suhteellisen kuiva.
Turve on siis voimaloiden polttomateriaalina tasalaatuista eli homogeenistä. Kun kattilassa poltetaankin turpeen sijaan biomassaa, on polttomateriaali epähomogeenistä, jonka laatu olisi mitattava erityisen tarkkaan kuorman oikean hinnan määrittämiseksi. Virheet näytteenotossa ja kosteusmittauksessa kumuloituu voimalaitokselle ylimääräisenä kustannuksena.
Talvi vaikuttaa suuresti biomassan laadunmittaukseen
Voimalaitosten mittakaavassa pienet inhimilliset virheet voivat aiheuttaa tuhansien kilojen materiaalivirroissa isoja eroja. Suomessa yksi inhimillinen huomioitava asia on talvi: lumi ja jää vaikuttavat väistämättä talviajan kosteusmittauksiin. Suurimmat virheet tapahtuvat varsinaisessa näytteenotossa, mutta mittausvirheitä aiheutuu myös näytteen käsittelystä ja säilytyksestä.
Ei ole mitenkään tavatonta, että rekan kipistä tömähtää kentälle kymmenien kilojen painoisia jääkimpaleita. Se on kaukana tasalaatuisesta materiaalista. Alla olevan valokuvan esimerkki näyttää talvisen todellisuuden: kuormassa on kerroksittain jäätä, lunta, haketta ja metsätähteitä. Jos kuormasta ottaisi manuaalisesti pienellä lapiolla näytteen sankoon ihan kärryn yläosasta – edustaisiko pintanäyte koko kuorman kosteutta?
Kuopion Energian muutoksesta positiiviset tulokset
Kuopion Energia otti käyttöönsä automatisoidun Q-Robot-näytteenottorobotin vuonna 2017 voimalaitoksessaan. Tuotantojohtaja Peter Seppälä toteaa, että maailma makasi tuolloin aikalailla eri asennossa.
– Tuon aikaisiin suunnitelmiin verrattuna turpeen polton alasajo tulee tapahtumaan paljon nopeammin päästökaupan ohjaamana. Kuopion Energia oli tuolloin Prometecin pilottihanke biomassan manuaalisen näytteenoton haasteiden ratkaisuun. Varsin positiiviset tulokset alkoivat näkyä lähes välittömästi, Seppälä kertoo.
Kuopion Energian sähkön- ja lämmöntuotanto on keskitetty Haapaniemen voimalaitokselle sekä Pitkälahden moottorivoimalaitokselle. Haapaniemeen saapuu vuosittain puuta ja turvetta yhteensä noin 14 000 rekkakuormaa, jolla tuotettiin 1,3 miljoonaa megawattituntia energiaa. Tämän voi suhteuttaa esimerkiksi vertaamalla tavallisen omakotitalon tarvetta: vuotuinen lämmitys- ja käyttöveden energiantarve on noin 20 megawattituntia.
– Manuaalinen mittaus ja polttoaineen kosteusvaihtelut tuottivat meille vuosittain 50 gigawattituntia pienemmän energiamäärän polttoaineesta maksettuun hintaan nähden. Karkeasti voi sanoa, että vuosittaiset polttoainekustannuksemme ovat 25 miljoonan euron luokkaa ja siinä prosentinkin virhe on 250 000 euroa. Q-Robotin myötä säästömme on näiden kuluneiden vuosien aikana miljoonien arvoinen.
– Talvisaikaan polttoainetta tarvitaan huomattavasti enemmän. Jos katsotaan vaikkapa kolmea kuukautta kesäkuusta elokuuhun, näiden kolmen kuukauden aikana sähkön ja kaukolämmön tuotantoon käytetään sama määrä polttoainetta kuin kahdessa viikossa sydäntalvella, Seppälä konkretisoi.
Q-Robotille rakennettiin Haapaniemen voimalaitoksen alueelle halli, johon biopolttoainetta saapuva rekka ajaa punnitsemista ja automatisoitua näytteenottamista varten. Robotin kaira ottaa useita näytteitä satunnaisesti valituista pisteistä ja syvyyksistä, ja yhdistää ne edustavaksi näytteeksi koko kuormasta seuraten kiinteän biopolttoaineen näytteenoton ja näytteiden käsittelyn ISO 18135- ja ISO 14780 -standardeja.
– Aikaisemmin näytteenottoon liittyi inhimillisiä virheitä ja ymmärrän myös polttoainetuottajien näkökulman vallan mainiosti, koska esimerkiksi muutamien prosenttien kuiva-aineprosentin muutoksella on satojen eurojen vaikutus polttoainekuormasta saatavaan hintaan, Seppälä kertoo.
Q-Robot – mistä on kysymys?
- Automatisoitu Q-Robot näytteenottorobotti ottaa luotettavan ja edustavan näytteen raaka-ainekuormasta nopeasti ennen sen purkamista
- Näytteenotto toimii saumattomasti erilaisten kiinteiden ja murskattujen materiaalien kanssa
- Q-Robot sisältää näytteenottoyksikön lisäksi konenäköjärjestelmän, jolla kuorman tilavuus mitataan reaaliajassa
- Q-Robot voi tuottaa laskennallisen kuorman kosteustiedon ja energiasisältötiedon välittömästi näytteenoton jälkeen
- Q-Robotin ottamia näytteitä voidaan analysoida heti paikan päällä pikamittauslaitteilla tai ne voidaan viedä laboratorioon analysoitavaksi
Lue lisää Prometecin ratkaisuista
Henna Karlsson, liiketoimintajohtaja
