Energy
Efficiency
Solutions
Olemme mukana Tampereella järjestettävässä, Suomen suurimmassa, energia-alan Energia 2022 tapahtumassa. Energia-alan päätapahtuma Energiamessut (The Energy Event of Finland) järjestetään Tampereen Messu- ja Urheilukeskuksessa 25.–27.10.2022. Energiatapahtumassa on esillä koko toimiala, messuille odotetaan noin 300 näytteilleasettajaa!
LINKKI tapahtuman sivulle
Olemme PulPaper messuilla Helsingin messukeskuksessa 7.-9.6.2022 ostastolla 6h2. TERVETULOA!
Prometec toteuttaa kesän 2022 aikana Joensuun laitokselle näytteenkäsittelylaitteiston laajennuksen ja modernisoinnin. Laajennusprojekti liittyy Joensuu Biocoal Oy:n päätökseen rakentaa Savon Voiman Joensuun voimalaitoksen yhteyteen bioteollisuuslaitoksen, joka tulee valmistamaan torrefioitua biomassaa eli niin sanottua biohiiltä noin 60 000 tonnia vuodessa. Torrefioitu biohiili korvaa kivihiilen käyttöä energiantuotannossa ja muussa teollisuudessa sekä sitä voidaan käyttää myös korkeamman jalostusasteen tuotteena maanparannuksessa ja vesienkäsittelyssä. Vuonna 2023 valmistuva bioteollisuuslaitos tulee käyttämään raaka-aineena vuosittain noin 250 000 kuutiometriä biomassaa, lähinnä puunkuorta ja ensiharvennusrankaa. Savon Voiman Iiksenvaaran voimalaitos käyttää vuosittain noin 400 000 kuutiometriä puuperäisiä polttoainetta. Turpeen poltosta voimalaitoksella tullaan luopumaan vuoteen 2027 mennessä ja tämä lisää entisestään puuperäisten polttoaineiden käyttöä.
Savon Voima vuokraa uudelle biolaitokselle tontin lisäksi tiettyjä laitteita ja tuottaa sille palveluita mm. Prometecin toimittamalla näytteenottolaitteistolla. Alkuperäinen näytteenottolaitteisto on toimitettu Joensuun Iiksenvaaran voimalaitokselle keväällä 2018 ja nyt laitteistoa laajennetaan näytteenkäsittelyn osalta vastaamaan suurempaa käyttömäärää. Lisäksi Q-Robot näytteenottorobotti modernisoidaan uusimpaan tekniikkaan.
Biohiililaitoksen myötä Iiksenvaarassa käsiteltävä biomassaraaka-aineen määrä kasvaa merkittävästi ja se kasvattaa myös raaka-aineen laadunhallinnan vaatimustasoa ja merkitystä. ”Yhteistyössämme Joensuu Biocoal Oy:n kanssa haemme synergiaetuja molemmille osapuolille ja olemassa olevan näytteenottorobotin hyödyntäminen on osana näitä synergioita. Näytteenottolaitteiston laajennuksella turvaamme kapasiteetin riittävyyden myös jatkossa”, toteaa Joensuun energiantuotannon käyttöpäällikkö Veli-Matti Keronen.
”Joensuun seudulla tehdään merkittävää työtä uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämiseksi ja hiilineutraalisuuteen pyrkimisessä. On hienoa, että myös Prometecin tuotteet ja palvelut tukevat näiden tavoitteiden saavuttamisessa”, iloitsee Prometecin toimitusjohtaja Juha Huotari.
Prometecin Q-robot näytteenottolaitteisto ottaa näytteet mistä tahansa murskatusta materiaalista luotettavasti ja täysin automaattisesti. Erityisen tärkeää luotettava näytteenotto on materiaaleilla, jotka ovat laadultaan vaihtelevia ja epähomogeenisia. Näytteenottolaitteiston avulla voidaan tuottaa myös täysin uudenlaista laatutietoa, jota voidaan hyödyntää materiaalin tehokkaammassa hyötykäytössä.
Haluatko kuulla uusista säästöpotentiaaleista biotuotetehtailla ja biovoimaloilla?Tule kuuntelemaan ilmaista webinaariamme torstaina 31.3.2022. Webinaarin järjestävät Fincet Oy – Tool4pro, Prometec Oy ja Edukai Oy Remote Services.
Bioenergia lehden TAGE FREDRIKSSON kirjoitti Q-Datasta artikkelin. Voit lukea koko jutun TÄSTÄ. Artikkelissa kerrotaan mm. että poltettavan biomassan laatutieto saadaan nykyisellään vasta, kun polttoaine on jo menossa kattilaan tai se on jo poltettu. Tavoitteena on, että jatkossa tieto saadaan aiemmin, jolloin kattilan polttoa voidaan säätää sekä minimoida poltossa syntyviä häviöitä ja päästöjä.
Prometec on suomalainen biomassan laaduntarkkailuun erikoistunut yritys, joka toimittaa näytteenottokokonaisuuden Tanskaan Odenseen Fjernvarme Fynin omistamalle voimalaitokselle. Tämä iso biomassaprojekti on kokonaan käyttöönotettu vuoden 2023 aikana. Prometecin näytteenottoratkaisu tuottaa reaaliaikaista tietoa jokaisesta tulevasta kuormasta, jotta laitos voi toimia energiatehokkaasti. Automatisoimalla biomassa laadunvalvonta myös työturvallisuus paranee.
Näytteenottokokonaisuus asennettaan Odensessa näytteenottohalliin, jonka Prometec myös toimittaa. Näytteenotin kerää edustavat näytteet jokaisesta rekasta ja tuottaa samalla reaaliaikaista kosteustietoa ennen kuin rekka ehtii lähteä pois näytteenottoasemalta. Prometecin Q-Robot näytteenottimeen on integroitu täysin uudenlaista mittausteknologiaa, joka on pitkäaikaisen kehitystyön tulos Prometecin ja kuopiolaisen Puumit Oyn välillä. Tätä mitattua kosteustietoa tullaan käyttämään kuormakohtaisen laskutuksen perustana. Lisäksi näytteenottokokonaisuuteen on integroitu pakkauskone, joka pakkaa laboratorioon menevät näytteet automaattisesti. Näin laaja näytteenotto, -mittaus ja -käsittelykokonaisuus on ensimmäinen laatuaan koko maailmassa. Tämä automatisoitu kokonaisuus säästää paljon aikaa ja rahaa ja parantaa merkittävästi työturvallisuutta.
“Kuorman kosteustieto on laitoksille tärkeää, jotta polttoprosessia voidaan optimoida ja tiedetään tarkasti, paljonko energiaa voimalaitokselle tuotiin kussakin kuormassa,” sanoo Juha Huotari, Prometecin Toimitusjohtaja.
“Me olemme sitoutuneita kestävään kehitykseen ja työturvallisuuden jatkuvaan parantamiseen ja siksi teknologiset ratkaisut ovat meille tärkeitä. Enemmän tietoa materiaalista tarkoittaa meille sitä, että voimme toimia koko ajan energiatehokkaammin ” kertoo Projektipäällikkö Thomas Knudsen Fjernvarme Fyniltä.
Marlene Kronborg Robanke, Strateginen ostaja sanoo, että “Fjernvarme Fyn rakentaa viimeisintä teknologiaa hyödyntävää voimalaitosta. Me olemme ilahtuneita, että pääsemme aloittamaan yhteistyön Prometecin kanssa”
“Biomassan lisääntyvästä käytöstä on käyty paljon keskustelua. Meidän tavoitteemme on tuottaa tarkkaa tietoa asiakkaillemme, jotta he voivat säätää ja optimoida heidän prosessejaan ja toimia erittäin energiatehokkaasti”, toteaa Henna Karlsson, CTO.
“Tämä yhteistyö Prometecin kanssa tuo markkinoille mullistavan näytteenottokokonaisuuden, jonka avulla kaikki biomassakuormat analysoidaan reaaliajassa. Olemme kehittäneet mittalaitettamme yhdessä Prometecin kanssa useiden vuosien ajan,” sanoo Markku Tiitta, Puumitin CEO.
Fjernvarme Fyn (FVF)on Tanskan kolmanneksi suurin kaukolämpöyhtiö, jonka omistaa Odensen ja Nordfyn kunnat. Yritys omistaa Fynin saaren suurimmat voimalaitokset työllistäen lähes 300 työntekijää. FVF on yksi suurimpia lämmöntuottajia Euroopassa. Me katamme noin 97% Odensen ja lähialueiden lämmitystarpeesta. Tämä tarkoittaa noin 200 000 asuinrakennusta. Fjernvarme Fynin tavoitteena on tarjota asiakkailleen parasta mahdollista lämpöenergiaa mahdollisimman edulliseen hintaan ja auttaa samalla lisäämään asiakkaiden energia- ja ympäristötietoisuutta.
Prometec on suomalainen teknologiayritys, joka on erikoistunut biomassan laadunvalvontaan. Prometec on parantanut polttoaineen laadunvalvontaa ja energiatehokkuutta yli 20 lämpö- ja voimalaitoksessa vuodesta 2012 lähtien. Näytteenotto on tunnustettu keskeiseksi elementiksi laadunvalvonnassa biomassamateriaalin heterogeenisuuden vuoksi. Materiaalin kosteus vaihtelee paljon jopa yhden kuorman sisällä, ja energiatehokkuuden kannalta on välttämätöntä saada tarkat kosteustiedot jokaisesta biomassatoimituksesta. Prometecin Q-Robot-automaattiset näytteenottojärjestelmät analysoivat vuosittain yli 60 000 kuorma-autokuormallista ja 12 000 junakontista polttoainetta kolmessa maassa.
Lisätiedot: Juha Huotari CEO Prometec, juha.huotari@prometec.fi +358 50 591 7350
Dorthe Due Head of procurement due@fjernvarmefyn.dk, +45 21 70 9259
Voimalaitoksissa käytettävien polttoaineiden laadunmittausta on kehitetty viime vuosina paljon ja sen merkitys korostuu entisestään, kun fossiilisten polttoaineiden osuus polttoaineista korvataan epätasalaatuisemmilla biomassoilla. Poltettava biomassa saapuu voimalaitokseen rekoissa, joissa yhdessä voi olla lähiseudulta tuotua metsätähdehaketta, toisessa purkupuusta haketettua kierrätyspuuhaketta 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. Kuormien laatutieto, joista kosteustieto on tärkein, saadaan nykyisellään kuitenkin aina vasta, kun polttoaine on jo menossa kattilaan tai se on jo poltettu.
Prometecin tuotekehityksen kunnianhimoisena tavoitteena on ollut tuottaa reaaliaikainen kosteustieto biomassakuormista jo ennen kuorman purkamista voimalaitokselle. Kehityksen lähtökohtana on ollut täysin automaattinen näytteenottorobotti, lähes kymmenen vuoden ajan polttoaineista kerätty mittausdata sekä siitä älykkäillä koneälyratkaisuilla jalostetut matemaattiset ennustemallit.
Pitkäjänteisen tuotekehityksen tuloksena Prometec pystyy nyt tuottamaan ensimmäisenä maailmassa reaaliaikaista polttoaineen kosteustietoa, joka saadaan koko toimitusketjun käyttöön Prometecin kehittämän Q-Data pilvipalvelujärjestelmän avulla. Saadun kosteustiedon ansiosta koko polttoaineen laatuketjua pystytään hallitsemaan paremmin, kun jo polttoainetoimittaja pystyy reagoimaan laatuun reaaliaikaisen tiedon avulla. Voimalaitoksen päässä taas kosteustieto on koko polttoprosessin kannalta oleellinen ohjausparametri: mitä paremmin varastosiiloihin purettavan polttoaineen kosteustieto on tiedossa, sen tehokkaammin kattilan polttoa voidaan säätää ja poltossa syntyviä häviöitä ja päästöjä minimoida.
Q-Data-järjestelmän prototyyppiä on kehitetty ja koekäytetty jo Kajaanissa, mutta ensimmäinen varsinainen tuotantojärjestelmä rakennetaan Kuopion Energian käyttöön tulevien kuukausien aikana. Järjestelmän tuottaman reaaliaikaisen kosteustiedon hyödyntämistä lähdetään kehittämään yhteistyössä Kuopion Energian kanssa. Ensimmäisenä tavoitteena on, että polttoaineen reaaliaikaista kosteustietoa hyödynnetään ohjeistamalla rekka-auton kuljettajalle oikea purkupaikka. Tällä tavoin esimerkiksi yhteen varastosiiloon voidaan ajaa kuivaa ja toiseen kosteampaa polttoainetta ja ohjata kattilan syöttöön varastosiiloista kosteudeltaan mahdollisimman tasaista polttoainevirtaa. Tulevaisuuden tavoitteena on, että laatudata saadaan suoraan voimalaitoksen ohjausjärjestelmään niin, että polttoaineen syöttöä optimoimalla kattilan polttoprosessia voidaan ohjata mahdollisimman energiatehokkaasti.
Tämä Prometecin kehittämä ratkaisu mahdollistaa ensimmäistä kertaa välittömän ennakoinnin kosteudeltaan poikkeaviin toimituseriin. Tarvitsemme juuri tätä dataa, jotta voimme esimerkiksi tekoälyn avulla virittää polttoprosessiamme optimaaliseksi ja saada parhaan hyödyn ostamistamme polttoaineista. On myös todella tärkeää, että voimme heti reagoida ja puuttua siihen, jos toimitettava polttoaine ei täytä sille asetettuja laatuvaatimuksia, toteaa Kuopion Energian tuotantojohtaja Peter Seppälä.
On hienoa, että pääsemme viemään innovaatiotamme käytäntöön pitkäaikaisen kumppanimme Kuopion Energian kanssa ja löytämään datan avulla keinoja laitosten energiatehokkuuden parantamiseen ja päästöjen vähentämiseen, iloitsee Prometecin liiketoimintajohtaja Henna Karlsson. Haluamme olla edelläkävijä biomassojen laadunvalvonnassa ja uskomme, että innovaatiomme avulla voimalaitoksille syntyy merkittäviä kustannussäästöjä ja samalla edistämme luonnonvarojen kestävämpää käyttöä, Karlsson toteaa.
Automatisoinnin myötä laitteiden koneturvallisuus ja yleisesti turvallisuudesta huolehtiminen ovat erittäin tärkeitä asioita.
Prometec on aloittanut tekemään turvallisuustarkastuksia toimittamilleen laitteistoilleen. Ensimmäinen turvallisuustarkastus koeponnistettiin Kajaanin laitteistolle. Tarkastuksessa tarkastetaan yleiset turvallisuus kohdat, laitteiston turvapiirien toimivuus sekä näytteenottorobotin selviytymiskyky erikoistilanteiden jälkeen. Kone täytti kirkkaasti kaikki tarkastetut asiat. Kiitosta sai ennen kaikkea automaatiotyön taso.
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.
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.
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.
Henna Karlsson, liiketoimintajohtaja
Download The Case Study Materials and Our Automated Sampling and Online Moisture Measurement Whitepaper by submitting your email address below.
