Pelletti palaa Helsingissä – miten ainutlaatuinen seospoltto on toiminut?
Kotimaista pellettiä on poltettu jo tonneittain Hanasaaren ja Salmisaaren monipolttoainevoimalaitoksissa. Kaukolämpöä ja sähköä on tuotettu helsinkiläisille pelletin ja kivihiilen seospoltolla Salmisaaressa jo vuoden ajan.
Teksti: Teemu Nieminen
Kotimaista pellettiä on poltettu jo tonneittain Hanasaaren ja Salmisaaren monipolttoainevoimalaitoksissa.
Kaukolämpöä ja sähköä on tuotettu helsinkiläisille pelletin ja kivihiilen seospoltolla Salmisaaressa jo vuoden ajan. Hanasaaressa seospoltto on aloitettu tänä vuonna. Helen on tällä hetkellä ainoa energiayritys Suomessa, joka polttaa pellettiä voimalaitoskokoluokan pölypolttokattilassa. Uusiutuvaa energiaa lisäämme tuotantopalettiimme monilla tavoilla; pelletin seospoltto on niistä yksi. Miten tähän päädyttiin, ja miten siinä on onnistuttu?
Salmisaaressa on poltettu tähän mennessä noin 5 100 tonnia pellettiä ja Hanasaaressa 8 800 tonnia, yhteensä siis lähes 14 000 tonnia. Energiana tämä vastaa 65 000 MWh. Pellettikuormia on tullut voimalaitoksille noin 300 kuorma-autollista.
Uusiutuvaa energiaa seospoltolla
Pelletin seospolttohankkeiden valmistelutyöt käynnistyivät 18.1.2012, kun silloisen Helsingin Energian kehitysohjelma kohti hiilineutraalia tulevaisuutta oli käsiteltävänä kaupunginvaltuustossa. Päätösasiakirjaan kirjattiin:
”Helsingin Energia käynnistää välittömästi toimenpiteet, joilla Salmisaaren ja Hanasaaren molemmilla voimalaitosyksiköillä otetaan vaiheittain vuosina 2012 – 2014 käyttöön kivihiilen rinnakkaispolttoaineena pelletti tai muu biomassa.”
Tavoitteeksi kirjattiin 5-10 prosentin pellettiosuus. Tavoite perustui muualla Euroopassa tehtyihin seospolttohankkeisiin ja niiden tuloksiin. Näistä tuloksista ei kuitenkaan voi päätellä, mikä on mahdollista jollakin toisella laitoksella.
Voimalaitokset ovat kaikki yksilöitä, sillä käytetty tekniikka vaihtelee laitoskohtaisesti. Voimalaitosten kattilatekniikat poikkeavat toisistaan usein merkittävästi alkaen kattilan rakenteesta, tuotantoarvoista, käytetyistä polttoaineista ja polttotavoista. Usein ainoa yhteinen tekijä voimalaitoskattiloiden välillä on se, että niiden tarkoitus on tuottaa höyryä polttamalla jotain. Vastaavia seospolton kannalta merkittäviä laitoskohtaisia eroja on myös mm. polttoaineen käsittelyssä ja savukaasujen puhdistuksessa.
Hanasaaressa tehtiin vuonna 2012 polttokoe seospolton vaikutusten testaamiseksi. Testien avulla kerättiin tietoa siitä, mitä ongelmia seospoltosta saattaa aiheutua. Testien perusteella todettiin, että Hanasaaressa 10 prosentin pellettiosuus ei ole mahdollinen, mutta 5-7 prosentin osuuteen on mahdollista päästä.
Salmisaaressa pelletin polttoa testattiin jo vuonna 2001. Näihin kokemuksiin peilaten tehtiin päätös, että seospoltto aloitetaan ja katsotaan sitten, minkälaisiin osuuksiin on mahdollista päästä.
Salmisaaressa seospoltossa on ollut haasteita
Salmisaareen rakennettiin pelletin käsittelylaitteet vuonna 2014, ja pelletin poltto aloitettiin vuoden 2015 alussa. Pelletin polton alkutaival ei ole ollut helppo. Aloitus viivästyi voimalaitoksen automaatiouusinnan aikataulun venymisen vuoksi, ja uusien säätöjen hakeminen vei aikansa.
Seospoltosta on seurannut muutamia ongelmia voimalaitoksen toimintaan. Pelletin poltto on aiheuttanut nopeampaa kattilan likaantumista, eivätkä kivihiilen jauhimet toimi yhtä hyvin kuin pelkällä kivihiilellä. Jauhimien eli hiilimyllyjen tehtävä on jauhaa polttoaine hienoksi pölyksi, jonka polttaminen kattilassa on tehokasta. Pellettien lisääminen hiilimyllyyn heikentää kivihiilen jauhautumista, jonka seurauksena karkeamman pölyn palaminen kattilassa ei ole yhtä täydellistä.
Päänsärkyä ovat aiheuttaneet tilanteet, joissa jauhimet ovat pysähtyneet täynnä puupölyä. Puupöly on herkästi syttyvää ja alkaa kyteä välittömästi laitteen pysähdyttyä. Myllyjen pysähdykset ovat työllistäneet voimalaitoshenkilöstöä ja aiheuttaneet kuluja, kun laitteita ei ole saatu tuotantoon yhtä nopeasti kuin aikaisemmin.
Viime kesänä Salmisaaren B-voimalaitoksen kattilaan asennettiin katalysaattori typenoksidipäästöjen vähentämiseksi. Katalysaattorin ja pelletinpolton yhteisvaikutuksesta on aiheutunut uusia likaantumisilmiöitä kattilan loppupäässä, ja näiden syitä ja syntymekanismeja selvitetään edelleen.
Tällä hetkellä pelletin seospolttoa voidaan ajaa 2 prosentin teho-osuudella pitkiäkin aikoja ilman ongelmia. Tämä vastaa noin 10 megawatin pellettitehoa. Suurempien osuuksien ajamista testataan jatkuvasti, ja vastaan tulevia ongelmia koetetaan selvittää. Tavoitteena olevaan 5 prosentin osuuteen on vielä matkaa, ja paljon työtä on tehtävänä.
Pellettisiiloja Hanasaaressa
Hanasaaressa pelletin poltto on jo tuttua
Hanasaaressa pelletin polttoa on ”harjoiteltu” vuodesta 2012 lähtien useammassa eri jaksossa, ja tänä vuonna jatkuvan seospolton alettua uusia yllätyksiä ei ole juurikaan tullut. Hanasaaressa vaikuttaa erittäin mahdolliselta saavuttaa 5-7 prosentin pelletin polton tavoite. Meillä ei kuitenkaan ole kokemuksia siitä, mitä vaikutuksia pelletin poltolla on, kun sitä jatketaan läpi koko ajokauden. Näitä kokemuksia saadaan ainoastaan ajan myötä.
Hanasaaressa on käynnissä hanke, jossa selvitetään, kuinka pelletin polttoa voisi tehostaa ja pienentää siitä aiheutuvia ongelmia. Myös Hanasaaressa on todettu, että yksi pahimmista haasteista pelletin poltossa on hiilenjauhimien toiminta. Jauhimiin kerääntyy puupölyä, joka huonontaa hiilen jauhamista sekä aiheuttaa lisää työtä poikkeustilanteissa, joissa jauhin pysähtyy täynnä polttoainetta. Olemme jo nyt päätyneet ratkaisuun, jossa pellettiä ei syötetä kaikkiin jauhimiin, vaan pelletin syöttö keskittyy yhteen tai kahteen myllyyn. Tällöin muissa myllyissä kivihiilen jauhaminen toimii edelleen tehokkaasti ilman haittaa.
Kehitystyö jatkuu
Pelletin polton kehitystyö jatkuu voimalaitoksilla. Pelletti poikkeaa kemiallisilta ja fysikaalisilta ominaisuuksiltaan kivihiilestä, joiden polttamiseen sekä Hanasaari että Salmisaari on alun perin tarkoitettu. Käynnissä on mm. diplomityö pelletinpolton optimoinnista. Pidemmällä aikavälillä saamme myös tarkempaa tietoa pelletin polton pitkäaikaisvaikutuksista kattilan elinikään. Mahdollinen uusi kehityshanke voisi olla myös selvitys pelletin erillisjauhatuksesta.
Helenillä on käynnistymässä myös suurempia pellettihankkeita, jotka etenevät kevään aikana.