Mikro- ja pien-CHP

Teknologia- ja laitekantaselvitys sekä kannattavuuden tarkastelu tapausesimerkin avulla

Laatija: Heidi Takalo

Koonnut: Anna Saksio

Iin Micropolis Oy

Toukokuu 2013

2

Sisältö

1 CHP-teknologiat ja laitekanta .................................................................................................................... 4

1.1 Teknologia ......................................................................................................................................... 4

1.1.1 Polttomoottorit ja kaasuturbiinit .............................................................................................. 4

1.1.2 Höyryturbiinit ja muut höyryvoimalaitteet ............................................................................... 6

1.1.3 Muut välittäjäaineisiin liittyvät tekniikat ................................................................................... 8

1.1.4 Polttokennot ............................................................................................................................ 10

1.2 Laitevalmistajat................................................................................................................................ 12

1.2.1 Laitevalmistajia Suomessa ....................................................................................................... 12

1.2.2 Laitevalmistajia ulkomailla ...................................................................................................... 15

2 Suomalaiset kokemukset pienistä CHP-laitoksista .................................................................................. 17

3 Lämpöyrittäjän CHP-konsepti ja sen kannattavuus ................................................................................. 20

3.1 Luvat, tuet ja verot .......................................................................................................................... 20

3.2 Kustannusrakenne ........................................................................................................................... 21

3.3 Kannattavuus ................................................................................................................................... 22

3.3.1 CASE Kuivaniemi ...................................................................................................................... 22

3.3.2 CASE Syötekeskus, Pudasjärvi.................................................................................................. 25

4 Yhteenveto ja suositukset ....................................................................................................................... 28

5 Lähteet ..................................................................................................................................................... 29

Kuvat

Kuva 1. Lämmöntuotannon pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrät Kuivaniemellä tapauksissa a ja c. (Laukkanen & Korhonen 2012, Copyright©Pöyry)…………………………………………………………………………………………………………… 23

Kuva 2. Lämmöntuotannon pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrät Kuivaniemellä tapauksessa b. (Laukkanen & Korhonen 2012, Copyright©Pöyry)…………………………………………………………………………………………………………… 24

Kuva 3. Öljyn ja käyttöveden kulutus 8/2011–10/2012……………………………………………………………………………… 25

Kuva 4. Lämmityskulujen hintavertailu 8/2011–10/2012 …………………………………………………………………………. 26

3

Taulukot

Taulukko 1. Pien-CHP:en soveltuvan tekniikan ominaisuuksia (MicrE 2012)……………………………………………. 11

Taulukko 2. Suomalaisia laitevalmistajia ja laitteistojen tehoja 1-1000kW kokoluokassa (Haavisto 2010).. 12

Taulukko 3. Ulkomaisia laitevalmistajia ja laitteistojen tehoja 1-1000 kWe kokoluokassa (Haavisto 2010)..15

Taulukko 4. CHP-laitteistojen kustannustaso (WADE 2008 ks. Kotakorpi 2010)………………………………………….22

Taulukko 5. Laitosinvestointien tarjousvertailut………………………………………………………………………………………… 27

4

1 CHP-teknologiat ja laitekanta

CHP-laitokset voidaan jakaa koon perusteella kolmeen eri kokoluokkaan: mikro-CHP, pien-CHP ja suuren

kokoluokan CHP-laitokset. Jako ei ole täysin yksiselitteinen ja varsinkin mikro- ja pien-CHP menevät helposti

sekaisin. Mikro-CHP laitosten koko on alle 50 kW (Hintikka 2004). Pien-CHP laitoksen koko on

sähköntuotantoteholtaan yleensä 1-2 MWe ja lämpöteholtaan 3-5 MWth (Motiva 2012b). Haaviston (2010)

mukaan pienen kokoluokan CHP -tekniikoihin taas luokitellaan sähkön ja lämmön

yhteistuotantojärjestelmät, joilla sähköteho P < 1 MWe. Pienen kokoluokan CHP -laitoksen nimellistehon

ylärajana pidetään 10 MW. Suuren kokoluokan CHP-laitokset ovat nimellisteholtaan yli 10 MW (Motiva

2012b). Tässä selvityksessä keskitytään teholtaan 0,1–8 MVA voimalaitosratkaisuihin ja niiden polttoaine-

vaatimuksiin.

Pien-CHP laitoksissa päästään yleensä 80–95 % kokonaishyötysuhteeseen. Sähkön hyötysuhde vaihtelee

30 %:n molemmin puolin käytetystä tekniikasta riippuen. (Motiva 2012b) Biopolttoainetta energialähteenä

käyttävissä maatilakokoluokan CHP-laitoksissa on useita vaihtoehtoisia tekniikoita ja kehitysasteella olevia

voimalaitosratkaisuja. Sähköä tuotetaan generaattorilla, jota pyöritetään erilaisilla moottoreilla.

Nestemäisiä tai kaasumaisia polttoaineita voidaan polttaa diesel- tai kaasumoottorissa, tai kiinteitä

polttoainetta polttamalla kattilan tulipesässä tai polttokammiossa. Tällöin sähkötuotanto tapahtuu Stirling-

koneen, ORC-yksikön, höyrykoneen, höyryturbiinin, kaasuturbiinin, mikroturbiinin tai ilmakaasu-turbiinin

kautta. Kaikissa tekniikoissa hinta/kWe putoaa kokoluokan kasvaessa. Pien-CHP tuotanto jaetaan pääosin

neljään perustekniikkaan (MicrE 2012):

Polttomoottorit ja kaasuturbiinit

Höyryturbiinit ja muut höyryvoimalaitteet

Välittäjäaineisiin liittyvät tekniikat

Polttokennot

1.1 Teknologia

1.1.1 Polttomoottorit ja kaasuturbiinit

Polttomoottorissa ja kaasuturbiinissa toiminta perustuu sisäiseen palamiseen. Polttomoottorissa

polttoaine (nestemäinen tai kaasumainen) ja ilman seos syötetään sylinteriin. Sylinterissä seos sytytetään,

jolloin se palaa räjähdysmäisesti ja aiheuttaa palotilaan paineen joka työntää mäntää kohti kampiakselia.

5

Männän liike työntää kiertokankea ja aikaansaa kampiakselin pyörimisliikkeen, jonka kautta pyörimisliike

siirretään sähkögeneraattoriin. Polttomoottoria kutsutaan yleisemmin diesel- tai kaasumoottoriksi.

Kaasuturbiinissa polttoaine (kaasumainen tai nestemäinen) syötetään suurella paineella polttokammioon,

ahdin puristaa niihin ilmaa joka sytytetään, jolloin polttoaine palaa suurella paineella ja laajentuva

palamiskaasu työntää turbiinisiipiä edessään. Turbiinisiivet on kytketty akselille, jonka kautta pyörimisliike

siirretään sähkögeneraattoriin. Savukaasujen jäljellä oleva lämpö saadaan talteen turbiinin jälkeen lämmön

talteenottokattilassa, jossa vesi höyrystetään. (MicrE 2012)

Alla on lueteltu biomassan kaasuksen etuja ja haasteita (Lappeenrannan… 2009)

Etuja

tuotekaasua voidaan hyödyntää monella eri tapaa (esim. suora poltto tai jatkojalostus)

korkea kaasutuslämpötila laskee päästöjä

hyvä säädettävyys (20–100 %)

Haasteita

biomassa vaati kuivatuksen ennen kaasutusta

kaasumoottoria käytettäessä suuret puhtausvaatimukset

heikkolaatuisempi tuotekaasu tulisi saada hyödynnettyä esimerkiksi lämmöntuotannossa

kaasutuksen taloudellinen kannattavuus?

koelaitoksissa ollut suuria ongelmia kaasun puhdistuksen kanssa.

Kaasumoottorit

Paras sähköntuotannon hyötysuhde saadaan tällä hetkellä kaasumoottorilla (jopa 46 %).

Kokonaishyötysuhteeksi tuotettaessa sekä sähköä että lämpöä voidaan saada jopa 85 %. Kaatopaikkakaasut

ja biokaasureaktorin tuottamat metaanikaasut soveltuvat myös kaasumoottorin polttoaineiksi.

Polttoaineelle asetetaan suuret puhtausvaatimukset, sillä suuri virtausnopeus ja korkea lämpötila voivat

muuten laskea kaasumoottorin käyttöikää. Biokaasun käyttö vaatii vielä kehitystyötä, mutta se on

energiatehokas tapa tuottaa sähköä ja lämpöä. (Lappeenrannan… 2009, Malmberg 2012, 26)

Polttomoottoreita käytetään CHP-laitoksissa paljon. Niiden investointikustannukset ovat suhteellisen pienet

ja rakennusaika lyhyt. Lisäksi käynnistys ja sammutus onnistuvat nopeasti, laitos toimii tehokkaasti myös

vajaalla kuormalla, ylläpito on helppoa ja useamman polttoaineen käyttö yleensä mahdollista. (Kirjavainen

ja muut 2004, 10)

6

Kaasuturbiinit

Normaaleja tai suuria kaasuturbiineja on pääasiassa suuremmissa 1-100 MWe CHP-laitoksissa. Useimmissa

kaasuturbiineissa käytetään nestemäistä polttoainetta tai esim. maakaasua. Nykyään löytyy myös

pienempiä 0,5-2 MWe kaasuturbiineja, joita käytetään teollisuudessa. (Granö 2008)

Mikroturbiini

Mikroturbiinista puhuttaessa tarkoitetaan yleensä kaasuturbiinia, jonka sähköteho on 1–250 kWe (MicrE

2012). Mikroturbiinien polttoaineina voidaan käyttää sekä kaasumaisia että nestemäisiä aineita.

Yleisimmin käytetty polttoaine on tällä hetkellä maakaasu, biomassaan perustuvista polttoaineista

tutkimuksen ja kehityksen alla on muun muassa biokaasu. (OPET Network 2004a ks. Sinkko 2009, 35)

Mikroturbiini rakennetaan sekä integroidaan yhdessä sähkögeneraattorin kanssa, joten ne ovat

kompakteja ja niiden käynti on hiljaista verrattuna mäntämoottoriin (Granö 2008). Mikroturbiinin etuja

ovat yksinkertaisuus ja hyvä sähkön tuoton hyötysuhde, mutta siihen pohjautuvat pienCHP järjestelmät

ovat toistaiseksi noin kaksi kertaa kalliimpia kuin polttomoottoritekniikan järjestelmät (Haavisto, 2010).

Korkeiden investointikustannusten vastapainoksi huoltoa tarvitaan vähän. Mikroturbiinilla saadaan

tuotettua suuritaajuuksista sähköä ja päästään isoihin kierroslukuihin. Se soveltuu erinomaisesti

toimimaan jatkuvatoimisena ja sopeutuu hyvin polttoaineen syötön nopeuden vaihteluihin. (Hintikka

2004, 7, 10)

Kuumailmaturbiinit (HAT)

Hiiltä polttavia kuumailmaturbiineja (HAT, Hot Air Turbine) on mukautettu sopiviksi biomassalle.

Pienemmissä yksiköissä, joissa biomassaa kaasutetaan ja poltetaan tehokkaasti, lämpöenergiaa siirtyy

lämmönvaihtimen kautta savukaasuista kuumaan korkeapaineiseen ilmaan, joka ohjataan

kuumailmaturbiiniin. Kuuman ilman lämpötila on 800–950 °C. (Granö 2010a)

Kiinnostus kuumailmaturbiinin käyttöön on kasvanut biomassan kaasutustekniikan parantumisen myötä.

Esimerkiksi puukaasun poltossa nykytekniikalla syntyy suhteellisen puhtaita savukaasuja.

Kuumailmaturbiinin savukaasuputkessa olevassa lämmönvaihtimessa tämä myös vähentää

kerrostumisongelmaa. Lämmönsiirto on tehokkaampaa ja huollontarve vähenee kun likakerrostumia on

vähän. (Granö 2010b)

1.1.2 Höyryturbiinit ja muut höyryvoimalaitteet

Höyryturbiini eli Rankine-prosessi eroaa kaasuturbiinista siten, että palaminen ja lämmön talteenotto

tapahtuu höyrypiirin ulkopuolella. Höyry voidaan tuottaa esimerkiksi polttamalla höyrykattilassa

7

polttoainetta (kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen) tai aurinkoenergialla. Vesi paineistetaan

syöttövesipumpulla ja höyrystetään kattilassa, jonka jälkeen se tulistetaan. Tulistettu höyry johdetaan

vastapaineturbiiniin, jossa sen paine alenee halutulle tasolle. Tämän määrittää lämmönvaihtimen

tarvitsema lämpötila. Lämmönvaihtimessa turbiinilta tulleen höyryn lämpö otetaan talteen ja siirretään

lämpöverkkoon tai varaajaan. Turbiinissa paisuva höyry pyörittää turbiinia. Turbiinin pyörimisliike siirretään

akselin kautta sähkögeneraattoriin. Höyryturbiiniprosessi on yleisesti käytössä suuremman kokoluokan

energiantuotannossa. (MicrE 2012)

Höyryturbiini

Höyryprosessi on maailman yleisimmin käytetty sähköntuotantoteknologia 10–500 MWe kokoluokassa.

Nykyisin on olemassa uusia ja pieniä höyryturbiiniyksiköitä, jotka ovat kooltaan kompakteja ja joiden

hyötysuhde on aiempaa parempi, pienimmät ovat alkaen 0,1 MW. Arina- ja leijupoltto ovat yleisimmät

tekniikat. Alle 5 MW:n kokoluokassa arinapoltto on yleisin. Höyryturbiinin sähköntuotanto pienissä CHP-

voimaloissa on usein 5–20 % polttoaineen sisältämästä energiasta. (Lappeenrannan… 2009)

Höyryturbiinit jaetaan yleensä kolmeen luokkaan (Granö 2008):

Lauhdutushöyryturbiini (Condensing Steam Turbines) käytössä pääasiassa teollisuudessa,

yhdistetään usein vastapaineturbiiniin

Vastapaineturbiini (Back-pressure turbines), soveltuu pääasiassa prosessiteollisuuteen, mutta myös

pienempiin CHP-laitoksiin

Uuttoturbiini (Extraction turbines) voi muuttaa korkeapaineisen höyryn ottoa teollisen tarpeen

mukaan ja tuottaa enemmän tai vähemmän sähköä.

Nykyisin Suomesta löytyy höyrykattilavalmistajia, jotka tarjoavat moduulirakenteisia laitosratkaisuja, kuten

Savonia Power Oy Varkaudessa ja MW Power Oy / MW BioPower Oy (ent. Wärtsilä BioPower Oy).

Höyryprosessin etuja ja haasteita on lueteltu alla (Lappeenrannan… 2009).

Etuja

laaja polttoainevalikoima

polttoaine voi olla hyvinkin epätasalaatuista

toimii hyvin kosteallakin polttoaineella (jopa 65 %)

runsaasti käyttökokemuksia ja valmistajia

modulaarinen rakenne

pienessä kokoluokassa voidaan laitosta usein käyttää miehittämättömänä.

8

Haasteita

höyryturbiinilla osakuormalla alhainen teho

minimiteho 35–40 % maksimista

ei nopeita kuorman vaihteluita

biopolttoaineilla hyötysuhde usein jää usein n. 80 %, johtuen mm. polttoaineen kosteudesta

vaatii usein riittävän pitkän vuosittaisen käyttöajan toimiakseen kannattavasti.

1.1.3 Muut välittäjäaineisiin liittyvät tekniikat

Välittäjäainetekniikka vastaa toimintaperiaatteeltaan vesihöyryturbiinia. ORC-prosessissa (The Organic

Rankine Cycle) työaineena käytetään veden sijasta alhaisen kiehumispisteen omaavaa orgaanista ainetta

(esimerkiksi tolueenia). ORC-prosessin työaineen ominaisuuksien johdosta turbiinilla voidaan tuottaa

sähköenergiaa perinteistä höyryturbiiniprosessia merkittävästi alhaisemmissa lämpötiloissa. Tämän vuoksi

ORC-prosessit sopivat erinomaisesti käytettäväksi hukkalämmönlähteiden hyödyntämisessä tai

yhdistettynä kaasuturbiini- tai höyryturbiiniprosesseihin. Stirlingmoottorissa työaineena on moottorin

sisällä oleva kaasu (ilma tai helium), joka lämpölaajenemisen ja moottorin tiiveyden johdosta synnyttää

paineen jaksottaisen vaihtelun. Painevaihtelu muutetaan mekaaniseksi liikkeeksi männän ja sylinterin

avulla, jolla pyöritetään sähkögeneraattoria. (MicrE 2012)

ORC –lämpöturbiinit (Organic Ranking Cycle)

ORC -tekniikassa pystytään hyödyntämään matalaa lämpötilatasoa (350–400 °C). Joidenkin lähteiden

mukaan se ei kuitenkaan ole kilpailukykyinen tapa toteuttaa pien-CHP järjestelmiä alle 300 kWe:n

teholuokassa. (Haavisto 2010) Toisen lähteen mukaan ORC-tekniikka taas on ainoa varma tekniikka

pienessä kokoluokassa (Laukkanen 12.4.2012). Keski-Euroopassa ko. tekniikalla toteutettuja laitoksia on jo

yli 150 kpl (Haavisto, 2010).

Saksassa, Itävallassa ja Italiassa on useita kymmeniä biomassalla toimivia ORC-voimalaitoksia, Suomessa ei

yhtään. Rakentaminen on keskittynyt maihin, joissa biopolttoaineilla tuotettua sähköä tuetaan esim.

takuuhinta järjestelmällä. ORC-yksikkö on kooltaan pienempi ja kompaktimpi kuin höyryturbiini. Yksikkö

valmistetaan omana moduulina ja yhdistetään kattilaan sekä kaukolämpö- ja sähköverkkoon

rakennuspaikalla. Suurnopeustekniikka mahdollistaa hermeettisen (eli täysin ilmanpitävän) rakenteen sekä

turbiinin ja generaattorin välisen mekaanisen alennusvaihteen pois jättämisen ja siten korkeamman

hyötysuhteen. Tavoitteena on nostaa laitosten sähköntuotannon osuutta esimerkiksi kohottamalla

termoöljypiirin lämpötilaa. Alla on esitelty ORC-prosessin etuja ja haasteita.

9

Etuja

useita eri polttoainevaihtoehtoja (mm. biomassa, teollisuuden hukkalämpö, maa- ja aurinkolämpö)

voidaan mitoittaa lähelle lämmönlähteen lämpötilaa

hyvä hyötysuhde matalissa, alle 350 °C lämpötiloissa

alhaiset käyttökustannukset (kiertoaineen menetystä ei tapahdu)

miehittämätön käyttö.

Haasteita

kiertoaineiden ja lämmönsiirtoöljyjen lämpötilan kesto

prosessilaitteiden tekniikka orgaanisia kiertoaineita varten

kiertoaineiden myrkyllisyys ja paloturvallisuus (itsesyttymisvaara)

Suomessa vähäiset käyttökokemukset (Lappeenrannan… 2009).

Tähän mennessä toteutetuissa biomassaa polttoaineenaan käyttävissä ORC-voimalaitoksissa ja useissa

teollisuuden jätelämpöä hyödyntävissä laitoksissa savukaasujen lämpö siirretään ORC-prosessiin erillisen

lämmönsiirtopiirin välityksellä. Termoöljyjärjestelmien käyttölämpötilat vaihtelevat 120 °C:sta yli 400

°C:een. (Heinimö & Jäppinen 2005)

Stirling

Stirling-moottori on lämpövoimakone, jonka sisällä ei tapahdu palamista vaan lämpö tuodaan ulkopuolelta.

Stirling-moottoria käytettäessä lämmöntuotantomenetelmällä ei ole merkitystä. Moottorissa käytetty

työkaasu ei osallistu ollenkaan palamiseen, eikä työkaasu poistu sylinteristä minkään työvaiheen aikana.

Biomassalla toimivan stirling-moottorin ongelma on ollut kuuman pään lämmönvaihtimen likaantuminen

sekä työaineena toimivan heliumin keveydestä johtuen mäntien tiivisteet. Prosessikaasua ei voida suoraan

lämmittää vaan tarvitaan ylimääräinen lämmönsiirrin. Hermeettinen rakenne on helpottanut

tiivistysongelmia. (Lappeenrannan… 2009)

Stirling-moottorit soveltuvat etenkin hyvin pieniin alle 200 kW yhteistuotantolaitoksiin, mutta laitoksen

investoinnit nousevat vielä suhteellisen korkeiksi. Stirling -koneen sähköntuoton hyötysuhteen saamiseksi

riittävälle tasolle vaaditaan myös korkea lämpötilataso (1000 °C) ja riskinä on lämmönvaihtimen

likaantuminen. (Haavisto, 2010) Ekogen Oy kehitti stirling -järjestelmänsä lämmönvaihtimen likaantumista

siten, että lämpö tuodaan yhden ylimääräisen lämmönvaihtimen kautta ensin puhtaaseen ilmaan, joka

siirtää lämpötehon Stirling -koneen lämmönvaihtimelle. Ekogen kuitenkin lopetti Biostirling-voimalan

kehittämisen teknisistä ja kannattavuussyistä ja keskittyy nykyisin mikroturbiinitekniikkaan. (Laurila &

Lauhanen 2011, 25)

10

Joka tapauksessa kiinnostus biopolttoaineilla toimivan Stirling-moottorin käyttöön sähköntuotannossa on

kasvanut ja tutkimustoiminta sen osalta on vilkasta (mm. LUT Energian bio-stirling hanke)

(Lappeenrannan… 2009). Tuotekehityksessä hyvin aktiivinen yhtiö on ollut Stirling Denmark (Granö 2008).

Alla stirling-moottorin etuja ja haasteita (Lappeenrannan… 2009):

Etuja

lämmöntuotantomenetelmällä ja polttoaineella ei merkitystä

pitkä huoltoväli (n. 8000 h), erittäin hiljainen ja tärinätön

ei karstaannu sylinterin sisältä

alhainen kierrosnopeus 1000–1500 rpm.

Haasteita

markkinoilla menestyvän mallin kehittäminen, hyvä hyötysuhde

lämmönsiirtopintojen likaantuminen

tällä hetkellä biomassalla toimivasta laitoksesta vain vähän käyttökokemuksia

heikko säädettävyys ja hidas käynnistyminen rajoittavat sovelluskohteita.

1.1.4 Polttokennot

Polttokenno on sähkökemiallinen laite, joka muuntaa polttoaineen sisältämän kemiallisen energian suoraan

lämpö- ja sähköenergiaksi, kuten akut ja paristot. Polttokennot eroavat pattereista ja akuista kuitenkin

siten, että reaktioaine (polttoaine) tulee ulkoisesta lähteestä ja sitä täytyy syöttää jatkuvasti. Polttokennot

voivat toimia jatkuvasti niin kauan kuin polttoaine- ja hapetinvirtaa pidetään yllä. Polttokennoja on

monenlaisia, mutta ne toimivat kaikki samalla periaatteella. Kenno on tehty kolmesta osasta: kahdesta

elektrodista, eli anodista ja katodista, jotka on erotettu niiden välissä olevalla elektrolyytillä. Anodille

syötetään polttoainetta ja katodille hapetinta (happi tai ilma). Välissä oleva elektrolyytti toimii varauksen

kuljettajana ja ulkoisessa virtapiirissä kulkevat elektronit synnyttävät sähkövirran. Yhdellä kennolla on suuri

virta, mutta pieni jännite, jolloin jännitettä saadaan nostettua kytkemällä kennoja sarjaan. Polttokennon

reaktio riippuu käytetystä polttoaineesta ja elektrolyytistä. Polttokennolla on korkea sähköntuotannon

hyötysuhde. (MicrE 2012)

Nykyisten polttokennojen hyötysuhde on 38–55 %, mutta muutaman vuoden kuluessa se voi olla

huomattavasti korkeampi. Pienimuotoisessa yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa tullaan

todennäköisesti tulevaisuudessa käyttämään myös polttokennoja. Polttoaineena kennoissa voidaan käyttää

esimerkiksi alkoholia, hiilimonoksidia tai vetyä. (Laurila & Lauhanen 2011) Kaasumoottoriin nähden

polttokennojen hinta on edelleen noin 3–5 -kertainen. (Granö, 2010b). Alla taulukko pien CHP:en

soveltuvan tekniikan ominaisuuksista.

11

Tekniikka Pienin

koko

Suurin

koko

Pääoma-

kustannukset

Toiminta- ja

ylläpitokulut

CHP-tuotanto-

kustannus

Sähkön-

tuotanto-

kustannus

Sähkön-

tuotannon

hyötysuhde

CHP-tuotannon

kokonais-

hyötysuhde

Tyypillinen

käyttöikä Kehitys-aste

Tärkein tekninen

vahvuus pien-CHP -

käytössä

Suurin tekninen

heikkous pien-CHP -

käytössä

Taulu

kko 1

. Pien

-CH

P:en

soveltu

van tekn

iikan o

min

aisuu

ksia (MicrE

20

12

)

[kWe] [kWe] [€/kWe] [senttiä/kWh] [senttiä/kWh*] [senttiä/kWh*] [ %] [%] [vuotta]

Mikroturbiini > 1 < 1 000

500 - 800,

lämmöntalteen-

otolla lisää 50 - 250

0,3 - 1,2 7,5 - 11 19 - 38 n. 15 85 lämmön-

talteenotolla 15

Varhais-kaupallisessa

vaiheessa

Pieni huoltotarve Polttoaineen oltava

kaasumainen tai

nestemäinen

Polttomoottori 10 20 000

800 - 1 000,

lämmöntalteen-

otolla lisää 50 - 150

1-3 9-12 17,5 - 23 25 - 40 n. 80 15 Laajasti

käytössä

Korkea

sähköhyötysuhde

Verrattain suuri

huollon tarve

Stirling-

moottori 0,5 < 75

1 400 - 3 000,

sisältää lämmönvaihtimen

1 - 2,5 9,5 - 15,5 21 - 43,5 15 - 35 75 - 90 15 Pilot-

vaiheessa Pieni huoltotarve

Rajallinen

sähköhyötysuhde

Höyryturbiini

ja -kone 100 500 000 1 300 - 3 000 0,3 - 1 9 - 14,5 18 - 42

15 - 35 (alle 3

MWe)

75 - 85 (alle 3

MWe) 15

Laajasti

käytössä

Tekniikan todettu

toimivuus

Sähköhyötysuhde

osakuormalla

Polttokennot 0,5 2 000

1 000 - 2 7000,

sisältää lämmön-talteenoton

0,3 - 1,5 8-14 12,5 - 24 30 - 50 75 - 95 1-5 Kehitys-

vaiheessa

Korkea

sähköhyötysuhde Lyhyt kestoikä

OCR-prosessi 7300 (Pöyry) > 20

Varhais-

kaupallisessa

vaiheessa

Hyvä

sähköhyötysuhde

myös osakuormalla

Rajallinen sähköhyötysuhde

12

1.2 Laitevalmistajat

1.2.1 Laitevalmistajia Suomessa

Suomessa myytävät mikro- ja pien-CHP -järjestelmät toimitetaan usein konttiratkaisuina ja ne voidaan

ottaa käyttöön ”avaimet käteen” -periaatteella. Joiltain osin tilaaja joutuu itse rakentamaan ja

täydentämään laitteistoa saadakseen toimivan kokonaisuuden. (Haavisto 2010) Alla on taulukoitu

suomalaisia laitevalmistajia ja olemassa olevien laitteistojen tehoja.

Taulukko 2. Suomalaisia laitevalmistajia ja laitteistojen tehoja 1-1000 kWe kokoluokassa (Haavisto 2010)

Valmistaja Polttoaineet Tekniikka Sähköteho Lämpöteho Kokonais-hyötysuhde kWe kWth

Ekogen Oy Hake, pelletti, turve Mikroturbiini - - 100 - - 300 82 %

Volter Oy Hake Kaasutus/ polttomoottori

- - 30 - - 80

Gasek Oy Puu, hake, peletti, biojätteet

Kaasutus/ polttomoottori

50 - 500 100 - 1000 75–90 %

Entimos Oy Biomassa, hake yms. Kaasutus/ polttomoottori

300 - 2000 700 - 5000 82 %

Savonia Power Oy Hake, sahausjäte, turve Höyryturbiini 1000 - 3000 5000 - 15 000 80 %

Wärtsilä Kaasu Polttokenno (SOFC)

20-50

Greenvironment Mikroturbiini

Siemens Kaasu Polttokenno (SOFC)

Ekogen Oy

Lappeenrantalainen Ekogen Oy kehittää mikroturbiinivoimalaa, jonka sähköteho on 100 kW ja lämpöteho

300 kW. Aikaisemmin Ekogen Oy kehitti myös BioStirling -voimalaa, mutta lopetti sen kehittämisen

teknisistä ja kannattavuussyistä. (Laurila & Lauhanen 2011, 25) Ekogenillä on rakenteilla koelaitos

Lappeenrantaan. Laitos on tarkoitus saada käyttöön vuonna 2012. (Koskelainen 13.2.2012)

Laitoksen sähkö tuotetaan italialaisella Turbec T100 mikroturbiinilla. Vastaavanlaisia turbiineja on

Euroopassa käytössä biomassalla kymmenkunta ja maa/biokaasulla noin 500 kpl. Polttoratkaisu perustuu

Ariterm Oy:n polttimeen. Ekogen lupaa laitokselleen 15 vuoden käyttöiän. Huoltotoimenpiteisiin kuuluu

laitoksen lämmönvaihtimen uusiminen noin 5 vuoden välein. (Koskelainen 13.2.2012).

Volter Oy

Oululainen Volter Oy (entinen Fortel Components Oy) valmistaa pienen kokoluokan CHP-laitoksia. Konttiin

pakattu pienvoimalaitos perustuu puuhakkeen kaasutukseen. Volter CHP 30:n hakkeen kulutus on 3,5 i-

13

m3/2640 kWh (24h). Laitoksen sähköteho on 30 kW ja lämpöteho 80 kW. Käytetty tekniikka on tunnettua ja

perustuu komponentteihin, joiden käytöstä on kokemusta kolmen vuoden ajalta. VTT:n tutkimusten

mukaan kaasu on hyvälaatuista, eikä sisällä tervaa. Laitoksen huoltoväli on viikko, jolloin tuhka poistetaan

suodattimesta. Volterin lämmönvaihdintekniikka on patentoitu. (Haapakoski 22.2.2012)

Volterin laitteilla on korkea automaatiotaso, laitos toimii miehittämättömänä ja käytössä on etävalvonta,

johon pääsee käsiksi netin kautta. Laitosta voidaan ajaa ajastetusti lämpö- ja/tai sähköntarpeen ohjaamana.

Ylös- ja alasajo sekä ylläpitotila ovat automatisoituja. (Haapakoski 22.2.2012)

Volterin laitoksen kokoa voidaan kasvattaa lisäämällä useampia rinnakkain toimivia reaktoreita. Reaktorin

kokoa Volter ei halua kasvattaa, koska tekniikka pienemmässä mittakaavassa on toimivaa. Esimerkiksi 1

MW:n laitokseen tarvitaan 6 reaktoria. (Haapakoski 22.2.2012)

Gasek Oy

Reisjärveläinen Gasek Oy valmistaa hakekäyttöisiä puun kaasutustekniikkaan perustuvia sähkön- ja

lämmöntuotantolaitoksia. Ensimmäiset kaupalliset toimitukset on tehty vuonna 2011.

Pienoisvoimalaitosten toiminta perustuu pyrolyysiprosessiin, jossa puu kaasutetaan patentoidussa

pyrolyysikaasuttimessa palavaksi kaasuksi. Puukaasu puhdistetaan, jonka jälkeen se on käytettävissä

hyötysuhteeltaan tehokkaasti esimerkiksi polttomoottorissa. Puukaasu sisältää pääosin hiilimonoksidia ja

vetyä. Laitos ei tuota haitallisia hiukkaspäästöjä ilmaan, pakokaasu on pääasiassa hiilidioksidia ja

vesihöyryä. Prosessin sivutuotteena syntyy tuhkaa. (Väänänen 17.2.2012)

Gasekin CHP-laitokset ovat konttimalleja. Polttoaineeksi soveltuvat kaikki kotimaiset puulajit, kun

kosteuspitoisuus on < 35 %. Gasekin laitoksilla on tällä hetkellä 1 kk:n huoltoväli (yl. 300 h). (Väänänen

17.2.2012) Laitoksia on kahta eri kokoa 90 kW ja 150 kW. Pienemmässä laitoksessa on nelisylinterinen 4,9 -

litrainen moottori, jossa sähköteho on 30 kW ja lämpöteho 60 kW. Suuremmassa laitoksessa on

kuusisylinterinen 8,4 -litrainen moottori, jossa sähköteho on 50 kW ja lämpöteho 100 kW. Täydellä teholla

isommalla moottorilla ajettaessa haketta kuluu noin 4-5 m3/vrk. (Laurila & Lauhanen 2011, 23)

Entimos Oy

Tervolalainen Entimos Oy valmistaa kaasutukseen perustuvia pienen kokoluokan CHP -laitoksia, joiden

sähköntuotantoteho on 300–2000 kW. Laitokset käyttävät polttoaineena haketta, joka kaasutetaan

Entimos Oy:n kehittämällä kaksoiskaasutustekniikalla. Tuotettu puukaasu poltetaan kipinäsytytteisessä

mäntämoottorissa, joka pyörittää sähkögeneraattoria. Sähköenergian osuus tuotetusta energiamäärästä on

noin 30 %. (Laurila & Lauhanen 2011, 23)

14

Savonia Power Oy

Savonia Power Oy Varkaudessa toimittaa CHP-laitoksia alle 15 MWth kokoluokassa. Ratkaisut perustuvat

vesihöyryprosessiin ja suurnopeustekniikkaa käyttävään turbogeneraattoriin (1-3 MWe sähköntuotannolla).

Ratkaisulla saavutetaan korkea hyötysuhde pienessä kokoluokassa. Savonia Power Oy toimittaa myös

kiinteitä polttoaineita käyttäviä voimalaitoksia 5-15 MW polttoaineteholla. (Savonia Power 2012)

Wärtsilä

Eräs höyryprosessin sovellutus on Wärtsilän Biopower voimalaitos. Wärtsilä Oy on kehittänyt

biopolttoaineilla toimivan Rankine-höyryprosessiin perustuvan Biopower-voimalaitoskonseptin. Biopower

laitokset valmistetaan standardikokoisina ja moduulirakenteisina, jolloin suunnittelukustannukset laskevat,

mutta toisaalta täysin optimoidun kokoisen laitoksen saaminen hankaloituu. Laitokset ovat myös

suhteellisen suuritehoisia esimerkiksi pienen kunnan lämmöntarpeeseen. Pienin käytössä oleva

voimalaitos, BioPower 2 CHP-laitos, on rakennettu Irlantiin vuonna 2004. Sen sähköntuotanto on 1,9 MWe

ja lämmöntuotanto 3,5 MWth. Polttoaineena toimii puunkuori. (Kilpeläinen 2003, 62–64 ks. Aaltonen &

Ukkonen 2008, 17–18)

Wärtsilä kehittää polttokennoilla varustettuja CHP-yksiköitä. Wärtsilä on esitellyt pienen, noin 20 kWe

CHP-yksikön, jossa polttoaineena on biokaasu. Polttokennot ovat SOFC-tyyppiä. Vaasassa sijaitsevassa

pilottilaitoksessa käytetään vanhalta kaatopaikalta saatavaa metaanikaasua. (Granö 2008).

Greenvironment Oy

Greenvironment on bioenergiaan ja hajautettuihin energiasovelluksiin erikoistunut vuonna 2002 perustettu

teknologiayritys. Berliinissä ja Lahdessa toimivan yrityksen päämarkkina-alue on Saksa, jossa se operoi

kehittämiään maa- ja biokaasuvoimalaitoksia ja myy tuotetun sähkön ja lämmön paikallisille

energiayhtiöille. Yhtiön asiakkaita Saksassa ovat muun muassa maanviljelijät, teollisuusyritykset ja kunnat.

Greenvironment käyttää voimalaitoksissaan yhdysvaltalaisen Capstone Corporationin mikroturbiineja.

Voimalaitosten teho vaihtelee 30 kW:n ja 1000 kW:n välillä. Yhtiöllä on toimipaikka Lahden tiede- ja

yrityspuistossa, jonka kanssa se toimii tiiviissä yhteistyössä. (Malkamäki 2010)

Siemens

Siemensin mikro-CHP -konseptissa biokaasua käyttävä voimalaitos kasataan 5 kW SOFC -polttokennoista,

jolloin oikean kokoisen laitteen valmistaminen on erittäin helppoa. Hyötysuhde oletetaan hyväksi, päästöt

vähäisiksi ja huollon tarve pieneksi. Vuonna 2004 konsepti ei ollut vielä myynnissä, mutta pilottikohde

haussa. (Hintikka 2004, 11)

15

1.2.2 Laitevalmistajia ulkomailla

Mikro- ja pien-CHP -tekniikkaa myyviä yrityksiä löytyy pääasiassa Euroopasta, jossa puupolttoaineilla

tuotetun sähkön syöttötariffi on mahdollistanut uuden tekniikan käyttöönoton (Lappeenrannan… 2009).

Kokoluokan 1-10 kWe myytävät laitteistot pohjautuvat pääsääntöisesti Stirling-tekniikkaan ja kokoluokassa

10…1000 kWe käytetyimmät teknologiat perustuvat kaasutukseen sekä ORC-tekniikkaan. (Haavisto, 2010)

Alla on taulukoitu ulkomaisia laitevalmistajia ja olemassa olevien laitteistojen tehoja.

Taulukko 3. Ulkomaisia laitevalmistajia ja laitteistojen tehoja 1-1000 kWe kokoluokassa (Haavisto 2010).

Valmistaja Polttoaineet Tekniikka Valmistus-maa

Sähköteho Lämpöteho Kokonais-hyötysuhde kWe kWth

KWB Pelletti Stirling Itävalta - - 1 - - 15

Disenco Kaasu, puu, öljy, biopolttoaineet

Stirling Englanti 1 - 3 5 - 15 > 85 %

Sunmachine Pelletti Stirling Saksa 2 - 3 7 - 11 > 85 %

Cleanergy AG Kaasu, biomassa, pelletti

Stirling Ruotsi 2 - 9 8 - 26 90 %

Talbotts Biomass Energy

Hake, biomassa Mikroturbiini Englanti 25 - 500 80 - 2000 80 %

Stirling.dk Hake, biomassa, biokaasu

Stirling Tanska 35 - 140 140 - 560

Tri-O-Gen Hake yms. (lämpö) ORC Hollanti 60 - 160 - - 600

Energiprojekt AB Hake, biomassa Höyrymoottori Ruotsi - - 500

Ormat Hake yms. (lämpö) ORC USA 200 - 20 000 800 - -

Alfagy Ltd Hake, biomassa Kaasutus/ polttomoottorit

Englanti 250 - 1000 750 - 3000 90 %

Schmitt Enertec Hake, sahausjäte, kaasut

Kaasutus/ polttomoottorit

Saksa 250 - 1000 750 - 3000

Polytechnik Group

Hake yms. (lämpö) Höyryturbiini / ORC

Itävalta 300 - 4000 1500 - 20 000

Maxxtec AG Hake yms. (lämpö) ORC Saksa 300 - 2000 85 %

Turboden Hake yms. (lämpö) ORC Italia 400 - 2000 1800 - 9600 88 %

Kohlbach Group Hake yms. (lämpö) ORC Itävalta 450 - 1700

GET Hake yms. (lämpö) ORC Saksa 500 - 5000

Stirling DK

Tanskalainen Stirling DK myy modulaarisia 35 kWe:n stirling-moottoriin perustuvia pien-CHP yksiköitä mm.

Saksaan, Tanskaan ja Englantiin. Kyselyjen mukaan Stirling DK:lla ei tällä hetkellä ole potentiaalia

laajentaa myyntiä kattamaan Suomea. Yhdistämällä stirling-moduuleja laitoksen kokoa voidaan

kasvattaa (35kWe/140kWth, 70 kWe/280 kWth ja 140 kWe/560 kWth). (Groth 20.4.2012)

16

Tri-O-Gen

Hollantilainen Tri-O-Gen B.V. omistaa kaupalliset oikeudet Suomessa kehitettyyn suurnopeus ORC-

voimalaitostekniikkaan. Tekniikan kehittämiseksi kaupalliselle tasolle aloitettiin vuonna 2002 Tri-O-Genin

toimesta 175 kWe pilot-laitoksen rakentaminen Lappeenrantaan LTY:n tiloihin. Kesällä 2003 laitos siirrettiin

Hollantiin jatkokehittelyyn ja koeajoihin. Lämmönlähteinä voidaan käyttää nestekaasua, maakaasua tai

kaatopaikkakaasua. (Heinimö & Jäppinen 2005, 32, 35) Vuoden 2010 toukokuussa laitoksia oli toimitettu jo

10 kpl. Voimalan osista mm. lämmönsiirtimet (Vahterus), taajuusmuuttajat (Vacon) ja roottorit (HST)

valmistetaan Suomessa ja koko voimalan suomalaisvalmistuksesta neuvotellaan. Voimalan sähköteho on

160 kWe ja isompien mallien (320, 640 kWe) tuotanto aloitettaneen. (Larjola ja muut 2010, 23)

Ormat

Tunnetuin ja eniten referenssejä omaava ORC-laitevalmistaja on israelilainen Ormat. Ormatin valmistamien

ORC-laitosten koko vaihtelee pienestä 200 kWe yksiköistä suuriin, useista yksiköistä koostuviin 130 MWe

voimalaitoksiin. (Heinimö & Jäppinen 2005, 34) Ormat on keskittynyt lähinnä maalämmöllä ja teollisuuden

hukkalämmöllä toimiviin ORC-laitoksiin ja hyödyntää matalia, alle 200 °C lämpötiloja. (Lappeenrannan…

2009)

Turboden

Italialainen Turboden SRL on valmistanut ORC-yksiköitä 1980-luvulta lähtien (Heinimö & Jäppinen 2005) ja

biomassalla toimivia ORC-laitteistoja 2000-luvulta lähtien. Prosessitoimittajista Turbodenilla on eniten

referenssejä biopolttoainetta hyödyntävistä voimalaitoksista. Laitokset ovat moduulirakenteisia

standardikokoisia ratkaisuja kokoluokassa 200–1500 kWe. (Lappeenrannan… 2009)

GET

Saksalainen GETmbH (Gesellschaft für Energietechnik) on pieniin, 100–500 kWe kokoluokan laitoksiin

keskittynyt prosessitoimittaja. Yhtiö on toimittanut ORC–prosessit mm. Wurzbach:n ja Friedland:n

laitoksiin. (Heinimö & Jäppinen 2005, 35) Vuonna 2009 sillä oli 5 kpl biomassalla toimivaa 350–1400 kWe

laitosta (Lappeenrannan… 2009).

17

2 Suomalaiset kokemukset pienistä CHP-laitoksista

Volter Oy: Kempeleen ekokortteli, konttivoimala ja Madekosken CHP-laitos

Kaasutuslaitoskokeilujen on todettu Suomessa järjestäen epäonnistuneen (Lappeenrannan… 2009), mutta

2011 Kempeleen ekokortteliin valmistunut CHP-laitos tuottaa sähkö- ja lämpöenergiaa edelleen alueen

kymmenelle omakotitalolle. Alkujaan Fortel Components Oy:n (nykyään Volter Oy) pilottilaitos on Suomen

ensimmäinen energia-omavarainen asuinalue, jota ei ole kytketty valtakunnan sähköverkkoon. Ekokortteli

on toiminut tuotekehitysalustana Volter-teknologialle. Ekokorttelissa sijaitsevat myös yrityksen toimisto- ja

tuotekehitystilat. (Haapakoski 22.2.2012)

Volterin muita referenssejä ovat mm. konttivoimala Kempeleessä ja CHP-laitos Madekoskella. Vuonna 2011

valmistunut konttivoimala toimii valtakunnan sähköverkkoa vasten ja tuottaa sähköä ja lämpöä

omakotitalolle ja konepajalle. Sähköylimäärä syötetään Oulun Seudun Sähkön verkkoon. Konttivoimalassa

on myös uudentyyppinen lähilämpöverkko sekä puuhakkeen kuivausterminaali. Rakennettu pinta-ala on

125m², josta kuivurin osuus 44m² ja polttoainevaraston osuus 36m². Madekosken CHP-laitos valmistui

lokakuussa 2011. Rakennettu pinta-ala on 54 m2, josta polttoainevaraston osuus on 20 m2. Laitos tuottaa

sähkö- ja lämpöenergiaa omakotitalolle autotalleineen ja varastorakennuksineen. Laitos toimii

sähköverkkoa vasten. (Haapakoski 22.2.2012)

Wärtsilä (nyk. MW Power): Iisalmen Sahat Oy Kiuruvedellä, Honkarakenne Oy – Puulaakson

Energia Oy Karstulassa ja Biokraft Oy Vilppulassa sekä Rengossa

Vuonna 1999 käyttöön otettu CHP-laitos Kiuruvedellä tuottaa sähköä 6-sylinterisellä höyrykoneella (0,9

MWe/7 MWth). Kattila on Wärtsilän (nyk. MW Power) BioGrate-arinateknologiaa. Laitos tuottaa sahalle

sähköä ja kunnalle kaukolämpöä. Laitoksen vuosituotanto on noin 5 000 MWhe ja 32 000 MWhth.

Kokonaishyötysuhde on 80–85 %. Moduulirakenteinen laitos toimii miehittämättömänä. Polttoaine ei vaadi

kuivausta. (Lappeenrannan… 2009)

Myös Karstulassa vuonna 2000 käyttöön otetun laitoksen (1MWe/10 MWth) sähkö tuotetaan höyrykoneella

ja kattila on Wärtsilän (nyk. MW Power) BioGrate-arinateknologiaa. Laitoksen vuosituotanto on noin 7000

MWh € / 45000 MWhth, josta kaukolämpöä noin 11000 MWhth. (Lappeenrannan… 2009)

Vilppulassa Vapo Oy:n ja Finnforest Oyj:n yhteisyritys Biokraft Oy tuottaa sähköä ja lämpöä sahalle ja lähes

kokonaan Vilppulan kunnan kaukolämmön. CHP-laitos (2,9 MWe/13,5 MWth+9,0MWth) sisältää kaksi

Wärtsilän (MW Power) kiinteän polttoaineen BioGrate-arinakattiloita. BioPower 5 HW (höyrykattila)

vastapainevoimalaitos tuottaa peruskuorman ja BioEnergy 9 (lämpölaitos) on käytössä huippukuormalla.

18

Laitokset on kytketty siten, että Bioenergy 9 tuottaessa lämmön, voidaan BioPower 5 HW laitoksella

tuottaa enemmän sähköä vastapaineen ollessa pieni. Laitos ei vaadi polttoaineen kuivausta tai

tukipolttoainetta. (Lappeenrannan… 2009)

Biokraft Oy omistaa myös Rengon sahalla lämpöä ja sähköä tuottavan voimalaitoksen (1,3 MWe / 8,0

MWth). Kattila on Wärtsilän (nyk. MW Power) BioPower 2 HW kattila, jonka lisäksi varalla on öljykattila

tasaamassa kulutushuippuja. Laitoksen kokonaishyötysuhde on 85 %. Laitos on otettu käyttöön 2004.

Vuosituotanto on noin 7000 MWhe ja 48000 MWhth. (Lappeenrannan… 2009)

Vapo Oy: Ilomantsi

Vuonna 2006 käyttöön otettu Vapon CHP-voimalaitos (3,5 MWe/ 16MWth) käytti vuonna 2007 n. 80 GWh

polttoainetta (turvetta 70 % ja metsäpolttoainetta 30 %). Samana vuonna laitos tuotti kaukolämpöä n. 40

GWh. Laitos tuottaa kaukolämpöä Ilomantsin kaupungille (8 MW), sähköä paikalliseen verkkoon (3,5 MW)

ja prosessihöyryä pellettitehtaan raaka-aineen kuivaukseen (8 MW). Leijukerroskattila on Noviter Oy:n (nyk.

MW Power). (Lappeenrannan… 2009)

Entimos Oy: kunnan CHP-laitos Tervolassa ja hakeosuuskunta Lestijärvellä

Entimos Oy:n kehittämä kiinteän biopolttoaineen kaasutuslaitos (0,5 MWe/1,1 MWth) otettiin käyttöön

vuonna 2002 Tervolassa. Laitos tuotti sähköä kaasumoottorilla, siinä oli lämmön talteenottokattila sekä

erillinen kaasukattila epäpuhtaamman kaasun polttamiseen. Tavoitteena oli tuottaa kaukolämpöä ja sähköä

Tervolan kunnalle, mutta sähköenergian tuotantoa ei saatu toimimaan häiriöttä. Laitoksen polttoaineena

käytettiin läheisen sahan kuori- ja purujätettä. (Lappeenrannan… 2009)

Entimos Oy:n laitteet on purettu ja voimala on nykyisin pelkkä kaukolämpöä tuottava lämpökeskus. CHP-

laitoksen ongelmaksi tuli kaasun puhtaus, erityisesti sen sisältämä terva. Kaasutukseen perustuva CHP-

laitos osoittautui erityisen vaativaksi polttoaineen laadulle. Myös mitoitus oli liian pieni Tervolan kunnan

tarpeeseen. Tervolasta puretut laitteet ovat nykyisin Lestijärvellä. (Kähkölä 29.12.2011)

Lestijärvellä Entimos Oy:n kiinteän biopolttoaineen kaasutuslaitos otettiin käyttöön vuonna 2008

tarkoituksena tuottaa sähköä ja lämpöä kunnan tarpeisiin sekä osa lämmöstä polttoaineen kuivaukseen.

Polttoaineena käytettiin paikallista puuhaketta sekä paikkakunnan pelloilta korjatusta rypsistä puristettua

öljyä. (Lappeenrannan… 2009) Lestijärven Hakeosuuskunta on toistaiseksi luopunut puukaasutukseen

perustuvasta sähköntuotannosta. Laitoksen ongelmana on kaasun puhdistus ja epäpuhtaudet.

Kaasutusprosessi on vaativa ja laitosta on valvottava jatkuvasti. Miehittämätön käyttö ei ole mahdollista,

mikä aiheuttaa kustannuksia. Kavanterä (2.1.2012) pitää perinteistä lämpöä tuottavaa lämpökeskusta

19

varmimpana ratkaisuna, mutta Lestijärven Hakeosuuskunta aikoo jatkaa puukaasu CHP-voimalan kehitystä

ongelmista huolimatta. (Kavanterä 2.1.2012)

VTT & Condens Oy, Kokemäki

Kokemäelle valmistui vuonna 2005 biomassan kaasutukseen perustuva Novel-koevoimalaitos (1,8 MWe/4,3

MWth). Laitos tuotti kaukolämpöä kaupunkiin ja sähköä alueen jakeluverkkoon. (Lappeenrannan… 2009)

Polttoaineena käytettiin puuta. Voimalaitoksella oli kolme JMS 316 moottoria, joiden yksittäisteho oli 0,6

MW. Polttoainetta kuivattiin 0,4 MW teholla. (Condens Oy ks. Aaltonen & Ukkonen 2008) Condens Oy:n ja

VTT:n yhteistyössä kehittämää kaasutusvoimalaitosta ei saatu kaupallistettua. Laitos ei saavuttanut

haluttua käytettävyyttä, eikä miehittämättömään käyttöön päästy. Laitos suljettiin vuonna 2007 ja

muutettiin prosessimuutoksilla pelkäksi lämpökeskukseksi. (Lappeenrannan… 2009)

Jyväskylän yliopisto: Vaajakosken MikroCHP

Jyväskylän yliopiston UE-laboratoriossa Vaajakoskella on pien-CHP -laitteisto. Ensimmäiset pellettipoltto-

koeajot on suoritettu noin 20 kWth kapasiteetilla syksyllä 2009.

20

3 Lämpöyrittäjän CHP-konsepti ja sen kannattavuus

Potentiaalisia yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotannon kohteita ovat mm. pienteollisuus, kauko- ja

aluelämpölaitokset, sairaalat, hotellit, uimahallit, maatilat sekä muut pk-yritykset (Lappeenrannan… 2009,

ja Laurila & Lauhanen 2011). Käyttökohteissa tärkeää on riittävä lämpökuorma ja sähköenergian tarve,

tasainen energian kulutus vuoden ympäri, biopolttoaineen saatavuus ja sen vakaa hinta. Potentiaalisia

käyttökohteita teollisuudessa ovat esimerkiksi sivutuotteiden osalta yliomavaraiset sahat, huonekalujen

valmistusteollisuus, kasvihuoneet, meijerit ja lihanjalostus. Myös taajamien asutuskeskukset ja erilliset

verkot, joissa suurempi keskitetty tuotanto on kannattamatonta, ovat potentiaalisia kohteita.

(Lappeenrannan… 2009) Yhdistetystä sähkön ja lämmön tuotannosta voisi syntyä uutta lämpöyrittäjyyteen

verrattavissa olevaa liiketoimintaa (Laurila & Lauhanen 2011).

3.1 Luvat, tuet ja verot

Luvat

Voimalaitoksen rakentaminen edellyttää viranomaisen lupaa ja koosta riippuen ilmoitusta

Energiamarkkinavirastolle, tullille ja Fingridille. Ensimmäinen vaihe lupaprosessissa on tontin hankkiminen

ja kaavoittaminen energiantuotantoon. Yleisimpiä sähköteholtaan enintään 2 MVA:n voimalaitoksen

rakentamiseen tarvittavia lupia ovat rakennuslupa, toimenpidelupa ja vesilupa. Lupamenettelyt voivat

vaihdella kunnittain. Rakennus- ja ympäristölupakysymyksissä paras tietolähde on pienvoimalaitoksen

sijaintikunnan rakennusviranomainen. Ympäristölupaa ei tarvita, kun laitoksen lämpöteho on alle 5 MW.

(Motiva 2012a, 12)

Sähkön tuottaminen tai myynti ei edellytä toimilupaa. Verkonhaltijan on annettava yksityiskohtainen

kustannusarvio liittyjälle sitä pyydettäessä. Voimalaitoksessa tuotettu sähkö voidaan myydä joko kokonaan

tai osittain ulkopuoliseen verkkoon. Sähkömarkkinalain mukaan sähköverkkotoimintaan tarvitaan lupa,

jonka myöntää Energiamarkkinavirasto. Lupaa ei kuitenkaan tarvita, kun sähköverkkotoiminta rajoittuu

yhteisön tai laitoksen hallinnassa olevaan sähköverkkoon, jolla hoidetaan vain kiinteistön tai

kiinteistöryhmän sisäistä sähkönjakelua. (Motiva 2006)

Tuet

Puupolttoainevoimalaitos voi saada investointitukea tai syöttötariffin. Investointitukea voidaan myöntää

uudelle teknologialle enintään 40 % investoinnista ja tavanomaiselle tekniikalle 30 %. Tyypillinen

investointituki on 15–20 %. Syöttötariffiin puupolttoainelaitos on oikeutettu kun sen nimellisteho on

vähintään 100 kVA. Syöttötariffilla saa sähkölle takuuhinnan 103,50 €/MWh 12 vuoden ajan. Tariffin arvo

21

on kiinteä, jolloin sen reaalinen arvo laskee inflaation vaikutuksesta. Nykyarvossa 3 % inflaatiolla

syöttötariffin arvo on 12 vuoden tarkastelujaksolla 86 €/MWh. (Laukkanen & Korhonen 2012)

TEKES voi rahoittaa yritysten ja yhteisöjen tutkimus- ja tuotekehityshankkeita. Rahoitusta voidaan myöntää

esimerkiksi tuotannon kehittämishankkeille. (Motiva 2012c)

Verot

Sähköntuottaja on verovelvollinen siitä oman sähköntuotannon osuudesta, jonka hän käyttää itse muuhun

kuin energian tuotantoon voimalaitoksen yhdistetyn sähkön ja lämmön tuotannon omakäyttölaitteissa.

Valmisteveroa tai huoltovarmuusmaksua ei tarvitse maksaa siitä sähköstä, jonka sähköntuottaja luovuttaa

verkkoon vaan pelkästään siitä itse kulutetusta sähköstä, joka ei ole omakäyttösähköä. Valmisteveroa tai

huoltovarmuusmaksua ei kuitenkaan peritä kun sähkö tuotetaan enintään 50 kVA:n tehoisella

generaattorilla tai useamman laitteiston, enintään 50 kVA:n nimellistehoisella kokonaisuudella. Lisäksi

valmisteveroa ja huoltovarmuusmaksua ei tarvitse maksaa sähköstä, joka on tuotettu alle 2000 kVA

tehoisessa generaattorissa kun sitä siirretä sähköverkkoon. (Motiva 2012a)

Polttoaineiden verotuksen keskeisenä periaatteena on, että sähkön tuotannossa kulutetut polttoaineet

ovat verottomia ja lämmöntuotannossa kulutetut verollisia. Polttoainevero muodostuu

energiasisältöverosta ja hiilidioksidiverosta sekä huoltovarmuusmaksusta. Kun polttoaineita käytetään

sähkön ja lämmön yhteistuotannossa, sovelletaan lämmön tuotannon polttoaineille hiilidioksidiveron

alennusta. Yhdistetyn tuotantolaitoksen lämmöntuotannon polttoaineet määritellään kulutukseen

luovutetun lämmön perusteella käyttämällä tehollisia lämpöarvoja. Kulutukseen luovutettu lämpö sisältää

myös tuottajan itse käyttämän lämmön. Yhdistetyn tuotannon lämmön polttoaineiden verot määrätään sen

lämpömäärän perusteella, joka saadaan kertomalla kulutukseen luovutettu hyötylämpömäärä kertoimella

0,9. (Motiva 2012a)

3.2 Kustannusrakenne

PienCHP -laitosten investointikustannukset voivat olla huomattavan suuria. Kustannukset muodostuvat

mm. moottorista, generaattorista, automaatiosta, rakentamisesta ja asentamisesta sekä polttoaineen

varastointi-, vastaanotto-, käsittely-, kuljetus- ja syöttöjärjestelmistä. (Motiva 2006). Voimalaitoksen

yksikkökoon kasvaessa laitoksen teho kasvaa investointikustannuksia nopeammin. Energiantuotannossa

kuluihin vaikuttaa eniten polttoaineen hinta ja laitoksen hyötysuhde. Käyttökustannukset muodostuvat

kiinteistä kustannuksista, henkilökunnan palkoista sekä huolto- ja korjaustöistä. (Laurila & Lauhanen 2011,

13)

22

Institutional Handbook for Combined Heat and Power Production with District Heating -käsikirjan mukaan

Suomessa käytössä olevien kiinteillä polttoaineilla toimivien CHP-laitosten investointikustannusten on

arvioitu olevan 1400–4800 €/kW. Vuotuiset huolto- ja kunnossapitokustannukset ovat noin 3 % koko

investoinnista. Tämä osuus sisältää myös muuttuvat käyttö- ja kunnossapitokustannukset. Vakuutusten

osuus on hyvin pieni, 0,25–2 % annuiteetista. (Poikkonen ja muut 2005)

Muuttuviin kustannuksiin kuuluvat polttoainekustannukset sisältävät biopolttoaineen hankinnasta

aiheutuvat kulut. Nämä saattavat muodostaa jopa 80 % voimalaitoksen käyttöön liittyvistä kustannuksista.

Muuttuvia käyttö- ja kunnossapitokustannuksia on muun muassa vedenkäsittely-, kemikaali-, ja

tuhkankäsittelykustannukset sekä muut kunnossapitokustannukset. (Poikkonen ja muut 2005) Alla on

taulukoitu CHP-laitteistojen kustannusarvioita.

Taulukko 4. CHP-laitteistojen kustannustaso (WADE 2008 kts. Kotakorpi 2010)

Laitteisto Investointi-kustannukset

Käyttö ja kunnossapito

Tuotanto kustan-nukset 8000 h/v

Tuotanto kustan-nukset 4000 h/v

€/kW €/MWh €/MWh €/MWh

Kaasutuslaitteisto 550–900 2–7 27–30 27–44

Stirling-moottori 1350–3400 7–23 35–62 55–130

Mikroturbiini 880–1700 3,5–11 35–47 47–74

Höyrymoottori 300–1000 < 2,7 17–44 27–80

3.3 Kannattavuus

3.3.1 CASE Kuivaniemi

Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali -hankkeessa toteutettiin konsulttityönä Iin

Kuivaniemeen lähiaikoina toteutettavan lämmöntuotantolaitoksen toteutettavuusselvitys. Selvityksen

toteutti Pöyry Finland Oy. Raportissa tarkastellaan mahdollisuutta, jossa uudesta

lämmöntuotantolaitoksesta saataisiin tuloja lämmön lisäksi sähköstä ja/tai hukkalämmöllä kuivatetun

polttoaineen myynnistä. Lämmöntuotanto toteutetaan kiinteillä polttoaineilla.

Kuivaniemen vuotuinen lämmöntarve on noin 5200 MWh ja lämmöntuotannon huipputeho 2 MW. Yhtenä

tarkasteluvaihtoehtona selvitettiin hakkeella toimivan CHP-laitoksen sekä hakelämpökeskuksen

kannattavuutta. Tarkastelussa huomioitiin kolme vaihtoehtoista sähkön- ja lämmöntuotanto tapaa:

a) CHP-laitos tuottaa pohjakuorman (syöttötariffi)

b) Hakelämpökeskus tuottaa pohjakuorman (syöttötariffi)

c) CHP-laitos tuottaa pohjakuorman (investointituki)

23

Vaihtoehdoissa a ja c tuotetut lämpömäärät polttoaineittain ovat

CHP 4580 MWh/a (88 %)

Hakelämpökeskus 620 MWh/a (12 %)

Yhteensä 5200 MWh/a (100%).

Alla on lämmöntuotantomäärien määritys Kuivaniemellä pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrillä.

Kuva 1. Lämmöntuotannon pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrät Kuivaniemellä tapauksissa a ja c. (Laukkanen &

Korhonen 2012, Copyright©Pöyry).

Vaihtoehdossa b tuotetut lämpömäärät polttoaineittain ovat

Hakelämpökeskus 4740 MWh/a (91 %)

CHP 310 MWh/a (6 %)

raskaspolttoöljy (kesä) 150 MWh/a (3 %)

Yhteensä 5200 MWh/a (100%).

Koska CHP-laitoksen minimiteho ei riitä kesäkäyttöön, tuotetaan lämpö kesäaikaan öljyllä. Alla on

lämmöntuotantomäärien määritys Kuivaniemellä pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrillä.

24

Kuva 2. Lämmöntuotannon pysyvyys- ja tuntivaihtelukäyrät Kuivaniemellä tapauksessa b. (Laukkanen & Korhonen

2012, Copyright©Pöyry ).

Investointi ja käyttökustannukset

PienCHP:n investointiarvion laskennassa on käytetty ORC-voimalaitosta sen kaupallisuuden vuoksi.

Sinällään voimalaitosvaihtoehdoissa ei ole selvästi muita parempia vaihtoehtoja. Laskennassa on käytetty

ominaisinvestointina 7500 €/kWe ja rakennusasteena 0,2. Kun CHP-laitoksen lämmöntuotantokapasiteetti

on 1000 kWth, saadaan voimalaitoksen investointikustannukseksi 1 500 000 €. Kun investointiin lisätään

hakelämpökeskus (764 000 €), kevytöljykattila (20 000 €), kiinteän polttoaineen vastaanotto (3 vrk:n

tarpeeseen 276 000 €), kaukolämmön runkoputki (DN 100 x 800 m, 192 000 €) sekä muut

investointikustannukset (508 000 €), saadaan kokonaiskustannukseksi 3 260 000 €. Jos Investointitukea

saadaan 30 %, jää kokonaisinvestoinniksi 2 282 000 € (alv 0 %). (Laukkanen & Korhonen 2012)

Merkittävin vuotuinen kustannus koostuu polttoainekustannuksista. Arvioitu polttoainekustannus a, b ja c

vaihtoehdoissa on noin 125 000 €. Kun tähän lisätään muut kiinteät ja muuttuvat käyttökustannukset

(henkilöstökustannukset puolimiestyövuotta/vuosi), saadaan vuosittaiseksi käyttökustannuksiksi lähes

200 000 €. (Laukkanen & Korhonen 2012)

Kannattavuus

Sähköstä saatava tuotto vaihtoehdoissa a, b ja c sähkön nykyhinnalla on syöttötariffilla (a ja b) 77 €/MWh ja

investointituella (c) 45 €/MWh. Nettomenoiksi investoinnin, ja edellä mainittujen menojen ja sähköstä

saatavan tuoton jälkeen saadaan (15 vuotta, 3 %) vaihtoehdossa a) 127 300 €, b) 183 500 € ja c) 157 000 €.

Takaisinmaksuajaksi (reaalikorko 5 %) saadaan vaihtoehdossa a) 22, b) 47 ja c) 15 vuotta. Tässä tapauksessa

investointituki on syöttötariffia kannattavampi. Sisäisen koron perusteella voimalaitosvaihtoehdot eivät ole

kannattavia. (Laukkanen & Korhonen 2012)

25

Kun lämmöntuotanto ylittää sen tarpeen, voidaan laitoksen hukkalämpöä hyödyntää polttoaineen (tässä

hakkeen) kuivaukseen. Jos hake kuivataan 45 % kosteudesta 22 % kosteuteen, vuosittain kuivatettavissa

oleva polttoainemäärä on vaihtoehdossa a)160 835, b) 149 642 ja c) 160 835 MWh. Kuivatun hakkeen

määrä vuosittain on silloin a) 170 951, b) 159 054 ja c) 170 951 MWh. Oletuksena hakkeen kuivauksessa on

100 % hyötysuhde. Todellisuudessa hyötysuhde on huomattavasti tätä heikompi ja todellinen kuivattava

polttoainemäärä saadaan jakamalla laskettu määrä hyötysuhteella. (Laukkanen & Korhonen 2012)

3.3.2 CASE Syötekeskus, Pudasjärvi

Seuraavien kappaleiden tiedot perustuvat Pekka Pääkkösen loppuraporttiin Syötekeskuksen

lämmöntuotantovaihtoehdot (2013).

Syötekeskuksen tiloissa toimivat hotelli, ravintola, baari, kansainvälinen nuoriso- ja leirikoulukeskus sekä

Syötteen alakoulu. Kiinteistön lämmitettävä pinta-ala on yhteensä 6560 m2 ja tilavuus n. 30 000 m3.

Syötekeskuksella on oma öljylämpökeskus, joka sijaitsee kiinteistön kellaritiloissa. Kiinteistöjen sekä

käyttöveden lämmitykseen on käytössä kolme öljykattilaa. Huonetilat lämmitetään pääasiassa

vesikiertoisilla pattereilla. Pienessä osassa tiloista on vesikiertoinen lattialämmitys.

Kiinteistössä on koneellinen ilmanvaihto ja ilmanvaihtokoneissa on lämmön talteenotto. Lämpökeskuksen

ja kiinteistön hoito työllistää yhden henkilön. Syötekeskuksen suurin öljyn ja käyttöveden kulutus

painottuu kevättalvelle hiihtoloma- ja laskettelukauteen. Kesäkuukausina lämmityksen ja käyttöveden tarve

on hyvin pientä johtuen sekä ulkoilman lämpötilasta että toiminnan sesonkiluonteesta. Lämmöntuotanto

tehdään pääsääntöisesti kahdella öljypolttimella, kolmannen ollessa käytössä vain kuormitushuippujen

aikana. Keskimääräinen käyttöteho on 670 kW ja huipputeho 990 kW. Lämpöverkoston paine on 2,5 bar ja

patteriveden menolämpötila +70..+80 oC. Lämminvesivaraajan tilaavuus on 2,1 m3. Käyttöveden paine on 4

bar.

Kuva 3. Öljyn ja käyttöveden kulutus 8/2011–10/2012.

26

Lämmöntuotannon muutostarpeet

Tässä kappaleessa tutkitaan öljyllä toteutetun lämmöntuotannon vaihtamista uusiutuvalle energialle ja

vertaillaan eri energiatuotannon investoinnin takaisinmaksuaikoja sekä tehdään arvio

toteutuskelpoisuudesta. Vertailtavat uusiutuvan energian vaihtoehdot ovat:

Hake

Pelletti

Pien-CHP

Maalämpö

Tarkastelussa on verrattu hakkeen ja pelletin polttoainekustannuksia kuukausitasolla nykyiseen

öljylämmitykseen. Maalämpö on mukana tarkasteluvaihtoehtona, mutta siitä ei aiheudu polttoainekuluja.

Maalämmön käyttökustannukset tulevat sähkön kulutuksen lisäyksenä. Pellettiä ja haketta käyttävillä

lämmitysratkaisuilla ei ole merkittävää vaikutusta sähkön kulutukseen. Maalämpöratkaisussa

kompressorien sähkönkulutus nostaa kulutusta n. 36000 kWh, joka sähkölaskuna mitattuna on n. 114 000

€/vuosi. Pien-CHP ratkaisussa voidaan sähköntarpeesta tuottaa parhaimmillaan 30 % suuruinen osuus itse.

Kuva 4. Lämmityskulujen hintavertailu 8/2011–10/2012.

Laitosinvestointien kokonaiskustannusten selvittämiseksi, tarjouksia pyydettiin yhteensä kymmeneltä

laitetoimittajalta (3 hake-, 2 pelletti-, 3 pien CHP- ja 2 maalämpötoimittajaa). Laskelmissa käytettiin

sisäisenä laskentakorkona 5 % ja investoinnin takaisinmaksuaika on laskettu annuiteettiperiaatteella.

27

Taulukko 5. Laitosinvestointien tarjousvertailut

Syötekeskuksen lämmöntuotantoratkaisuina takaisinmaksuaikaan suhteutettuna, parhaiten toteutuisivat

maalämpö, 650 kW:n hakekattilalaitos ja 110 kW:n CHP + 650 kW hakekattila yhdistelmä. Teknisesti

maalämpö on helpoimmin toteutettavissa. Vararatkaisuna ja energiahuippujen tuottamiseen voidaan

käyttää jo olemassa olevia öljykattiloita. Teholtaan 650 kW:n hakekattilan takaisinmaksuaika on lyhyt ja

tekniikka on hyvin tunnettua ja paljon käytettyä. Haasteena hakekattilan valinnalle on riittävän suurien

hakesiilojen sijoittaminen kiinteistön yhteyteen ja polttoaineen kuljetuslogistiikka. CHP:n ja 650 kW:n

hakekattilan yhdistelmä on vaihtoehto pelkälle hakekattilalle. Polttoaineen varastointi ja säilytys ovat

molemmissa tapauksissa luonteeltaan samanlaisia. Teknisenä riskinä pien-CHP laitoksessa voidaan pitää

vähäisiä referenssejä. Hakekattilan ja CHP-hakekattilan investoinnissa on otettava huomioon

laitekustannuksen lisäksi myös laitetilojen rakentaminen perustuksineen. Lämpimien huolto- ja laitetilojen

kustannus on n. 500 €/m2.

28

4 Yhteenveto ja suositukset

Mikro- tai Pien-CHP -tekniikan valinta riippuu useista tekijöistä, tärkeimpänä tekijänä laitoksen teho.

Sähköteholtaan hyvin pieniin, alle 100 kW laitoksiin vaihtoehtona on stirling-moottori. Suomessa vastaavaa

laitostyyppiä ei ole käytössä. Keski-Euroopassa paljon käytetty ja kaupallistettu ORC-voimalaitos on toimiva

ratkaisu pieniin ja keskisuuriin CHP-laitoksiin, joskaan Suomessa laitokselle ei löydy huolto-organisaatiota.

Suomessa on käynnissä useita kaasutuslaitoskokeiluja ja myös suomalaisia toimittajia löytyy (Volter Oy,

Gasek Oy ja Entimos Oy). Mikroturbiinia Suomessa toimittaa Ekogen Oy, jolla on valmistumassa

ensimmäinen kaupallinen ratkaisu Lappeenrantaan. Demolaitoksen sähköntuotanto on 100 kWe ja

lämmöntuotanto 300 kWth. Höyrykoneista Suomessa on muutama referenssi, mutta laitoksen tuottaman

sähkön määrä on vähäinen.

Pienen kokoluokan CHP-voimalan kannattavuuden edellytyksiä ovat mm. teknologian toimintavarmuus,

automaatio (miehittämätön käyttö), kohtuullinen investointikustannus sekä polttoaineen vakaa hintataso.

Pienen kokoluokan CHP-laitosten teknologian kehitys on kesken ja investointikustannukset korkeat. Myös

rakennusaste on vielä alhainen (0,1-0,3). Ominaisinvestointi tekniikasta riippuen vaihtelee 5000–8000

€/kWe välillä. Investointi- ja tuotantotuet edesauttavat pienten laitosten kilpailukykyä, mutta

vastapäivitetyn syöttötariffin sähköntuotannon minimirajat jäivät niin ylös, että sähkö kannattaa tuottaa

vain omaan käyttöön. Jatkoa ajatellen on kuitenkin huomioitava sähkön hinnan nykyinen kasvu, mikä

jatkunee myös tulevaisuudessa.

Korkeiden investointikustannusten ja alhaisen sähköntuotannon vuoksi on todettava, että tällä hetkellä

maatilakokoluokan CHP-laitoksen kannattavuus on heikko. Korkeat investointikustannukset rajoittavat

myös riskinottokykyä uuden teknologian käyttöönottoon. Pien-CHP:n kannattavuutta voivat parantaa

edullinen oma polttoaine, mahdollisuus kuluttaa sähkö (ja lämpö) tuotantopaikalla sekä mahdollisuus

hyödyntää laitoksen hukkalämpö.

29

5 Lähteet

Energiamarkkinavirasto. 2012. Sähkön hinnan kehitys 1.5.2012. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 31.5.2012].

Saatavissa: http://www.energiamarkkinavirasto.fi/data.asp?articleid=3020&pgid=67&languageid=246

Gasek. 2012. Gasek. [verkkodokumentti] [viitattu 19.6.2012] Saatavissa: http://www.gasek.fi/

Granö, U-P. 2008. Pienempiä CHP-yksiköitä. Highbio-Interreg Pohjoinen 2008 - 2011, Projekti INFO 05.

[verkkodokumentti] [viitattu 18.6.2012] Saatavissa:

https://ciweb.chydenius.fi/project_files/HighBio%20projekti%20INFO/INFO%20HighBio%20F05.pdf

Granö, U-P. 2010a. CHP vaihtoehtona energiaosuuskunnille. Highbio-Interreg Pohjoinen 2008 - 2011,

Projekti INFO 45. [verkkodokumentti] [viitattu 18.6.2012] Saatavissa:

https://ciweb.chydenius.fi/project_files/HighBio%20projekti%20INFO/INFO%20HighBio%20F45.pdf

Granö, U-P. 2010b. Hajautettu energiantuotanto, biomassan kaasutus. [verkkodokumentti] [viitattu

18.6.2012] Saatavissa:

http://www.scribd.com/doc/49586467/Hajautettu-energiantuotanto-2010-FI-Ulf-Peter-Grano

Haavisto, T. 2010 Puupolttoaineisiin perustuvat pien- CHP tekniikat: Selvitys hankkeeseen ”Bioenergian

tuotteistaminen liiketoiminnaksi”. Raportti v.1.1. [verkkodokumentti]. [viitattu 16.4.2012]. Saatavissa:

http://www.pkamk.fi/biostuli/materiaalit/Pien-CHP-katsaus_raportti_v11.pdf

Heinimö, J. & Jäppinen, E. 2005. ORC-teknologia hajautetussa sähköntuotannossa. Tutkimusraportti EN B-

160. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Energia- ja ympäristötekniikan osasto. 84 s.

Helynen S., Flyktman M., Mäkinen T., Sipilä K. & Vesterinen P. 2002. Bioenergian mahdollisuudet

kasvihuonekaasujen vähentämisessä. VTT tiedotteita 2145. Espoo 2002. 116 s. Copyright © VTT 2002. ISBN

951-38-6054-X. [verkkodokumentti] [viitattu 31.5.2012] Saatavissa:

http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2002/T2145.pdf

Hintikka, J. 2004. Biomassapohjaiset mikro-chp-tekniikat. Jyväskylän ammattikorkeakoulu.

Bioenergiakeskuksen julkaisusarja (BDC Publications) 8. [verkkodokumentti] [viitattu 31.5.2012] Saatavissa:

https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/20523/mikro-chp-raportti_nro8.pdf?sequence=3c

Keppo, I. & Savola, T. 2007. Economic appraisal of small biofuel fired CHP plants. Energy Conversion and

Management 48 (2007), 1212–1221. [verkkodokumentti] [viitattu 31.5.2012] Saatavissa:

http://lib.tkk.fi/Diss/2009/isbn9789522481856/article2.pdf

30

Kirjavainen, M., Sipilä, K., Savola, T., Salomón M. & Alakangas, E. 2004. Small-scale biomass CHP tecnologies

Situation in Finland, Denmark and Sweden. OPET Report 12. Espoo 2004. [verkkodokumentti] [viitattu

31.5.2012] Saatavissa:

http://www.opet-chp.net/download/wp2/small_scale_biomass_chp_technologies.pdf

Konttinen, J. 2010. PienCHP:n kehityskaari. Jyväskylän yliopisto. [verkkodokumentti] [viitattu 21.6.2012]

Saatavissa: http://www.jklinnovation.fi/default/?__EVIA_WYSIWYG_FILE=4502&name=file

Konttinen, J. 2011. Pien-CHP:stä voimaa vientiin ja maakuntaan(?). Jyväskylän yliopisto / Uusiutuvan

energian ohjelma. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 31.5.2012]. Saatavissa:

http://www.kesto.fi/ACFiles/Download.asp?recID=5392

Kotakorpi, J. 2010. Yleiset pientuotannon CHP-voimalaitoskonseptit. Rovaniemen ammattikorkeakoulu.

Tunturikeskuksen bioenergian käyttö -hanke. [verkkodokumentti] [viitattu 25.6.2012] Saatavissa:

http://www.lapinbiotie.fi/static/content_files/Loppuraportti_Tunturikeskuksen_Bioenergian_Kaytto.pdf

Lappeenrannan teknillinen yliopisto. 2009. Sähköntuotantomahdollisuudet aluelämmityksen yhteydessä

Etelä-Savossa. Mikkelin alueyksikkö/bioenergiatekniikka.

Larjola, J., Arkkio, A. & Pyrhönen, J. (Toim.) 2010. Suurnopeustekniikka. High Speed Technology in Finland.

Yliopistopaino, Helsinki 2010. ISBN 978-952-214-949-7. [verkkodokumentti] [viitattu 20.6.2012] Saatavissa:

http://www.lut.fi/fi/technology/lutenergy/energy/research/fluiddynamics/Documents/Suurnopeustekniikk

a%20low_res_07092010.pdf

Laukkanen, J. & Korhonen, T. 2012. Kuivaniemen bioselvitys. Loppuraportti 11.6.2012. Pöyry Finland Oy.

Laurila, J. & Lauhanen, R. 2011. Pienen kokoluokan CHP -teknologiasta lisää voimaa Etelä-Pohjanmaan

metsäkeskusalueelle. Seinäjoen ammattikorkeakoulun julkaisusarja B. Raportteja ja selvityksiä 53. Seinäjoki

2011. 31 s. [verkkodokumentti]. [viitattu 12.6.2012]. Saatavissa:

http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/33460/B53.pdf?sequence=1

Malkamäki, M. 2010. Suomalainen bioenergiayhtiö Greenvironment listutumassa Franfurtin pörssiin.

[verkkodokumentti] [viitattu 21.6.2012] Saatavissa:

http://www.technopolisonline.com/data/Suomalainen%20bioenergiayhti%F6%20Greenvironment%20lista

utumassa%20Frankfurtin%20p%F6rssiin.pdf

MicrE. 2012. CHP teknologia. [verkkodokumentti] [viitattu 18.6.2012] Saatavissa:

http://www.micre.eu/fi/energiantuotanto/chp/

31

Motiva. 2006. Sähkön pientuotannon liittäminen verkkoon. Pöyry Energy Oy. Copyright © Motiva Oy.

[Verkkosivu] [Viitattu 4.4.2011] Saatavana:

http://www.motiva.fi/files/232/Sahkon_pientuotannon_liittaminen_verkkoon.pdf

Motiva 2012a. Opas sähkön pientuottajalle. 4/2012. [verkkodokumentti] [viitattu 27.6.2012] Saatavissa:

http://www.motiva.fi/files/5724/Opas_sahkon_pientuottajalle_2012.pdf

Motiva. 2012b. Yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto. Motiva Oy. [verkkodokumentti]. [viitattu

16.4.2012]. [päivitetty 18.6.2012]. Saatavissa: http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/lampo-

_ja_voimalaitokset/yhdistetty_sahkon-_ja_lammontuotanto

Motiva. 2012c. Investointituet. [verkkodokumentti] [viitattu 27.6.2012] [päivitetty 11.5.2012] Saatavissa:

http://www.motiva.fi/toimialueet/energiakatselmustoiminta/tem_n_tukemat_energiakatselmukset/katsel

mus-_ja_investointituet/investointituet

Poikkonen, P., Keikko, T., Koskelainen, L., Laurila, L., Pyrhönen, J., Repo, S., Turunen, P. & Valkealahti, S.

2005. Hajautetun sähköntuotannon teknologiat ja tekniikoiden nykytila sekä tulevaisuuden näkymät.

Tampereen teknillinen yliopisto. 136 s. ISBN 952-15-1306-3

Savonia Power. 2012. Savonia Power. [verkkodokumentti] [viitattu 19.6.2012] Saatavissa:

http://www.savoniapower.com/fi/index.html

Tulli. 2012. Energiaverotus. Asiakasohje 21. [Verkkojulkaisu]. [Viitattu 5.4.2011]. Saatavana:

http://www.tulli.fi/fi/suomen_tulli/julkaisut_ja_esitteet/asiakasohjeet/valmisteverotus/tiedostot/021.pdf

Puhelin/kokous/sähköpostimuistiot/loppuraportit

Groth, T. 20.4.2012. Sähköposti Tanja Grothilta (Stirling DK, head of marketing) Pekka Pääkköselle

20.4.2012.

Haapakoski, J. 22.2.2012. Suullinen tiedonanto Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali

-hankkeen kokouksessa 22.2.2012.

Kavanterä, H. 2.1.2012. Puhelinkeskustelu Pekka Pääkkösen ja Harri Kavanterän (Lestijärven

Hakeosuuskunnan toimitusjohtaja) välillä 2.1.2012.

Koskelainen, L. 13.2.2012. Suullinen tiedonanto Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali

-hankkeen kokouksessa 13.2.2012.

32

Kähkölä, V. 29.12.2011. Puhelinkeskustelu Pekka Pääkkösen ja Veikko Kähkölän (Tervolan kunnan

osastopäällikkö ja tekninen johtaja) välillä.

Laukkanen, J. 12.4.2012. Suullinen tiedonanto Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali

-hankkeen konsulttityön aloituspalaverissa 12.4.2012.

Pääkkönen, P. 2013. Syötekeskuksen lämmöntuotantovaihtoehdot -loppuraportti (julkinen)

Väänänen, T. 17.2.2012. Suullinen tiedonanto Hukkalämpöä hyödyntävä biopolttoaineterminaali

-hankkeen kokouksessa 17.2.2012.

Opinnäytetöitä

Aaltonen, J. & Ukkonen, J. 2008. Pienet alle 4 MW yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto mahdollisuudet.

Kandidaatintyö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Energia- ja ympäristötekniikan osasto.

[verkkodokumentti]. [päivitetty 31.5.2012]. Saatavissa:

http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/39675/Pienet%20chp%20laitokset.pdf?sequence=1

Kilpeläinen Santtu. 2003. Sähköntuotannon kannattavuus pienissä biopolttoainekattilalaitoksissa.

Diplomityö. LTY, energiatekniikan koulutusohjelma. Lappeenranta. 68 s.

Malmberg, J. 2012. Selvitys pienen ja keskisuuren lämpölaitoksen sähköntuotantomahdollisuuksista.

Opinnäytetyö. Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu. Kone- ja tuotantotekniikka. [verkkodokumentti]

[viitattu 12.6.2012] Saatavissa:

http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/38446/Malmberg_Joonas.pdf?sequence=1

Sinkko, T. 2009. Pienen mittakaavan CHP-laitokset osana hiilineutraaliamaaseutu yhteiskuntaa.

Diplmomityö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Teknillinen tiedekunta. Ympäristötekniikan

koulutusohjelma. [verkkodokumemtti] [viitattu 18.6.2012] Saatavissa:

http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/44579/nbnfi-fe200903061225.pdf?sequence=3