Sekajätettä ja energiajätettä polttavien jätteenpolttolaitosten energiantuotannon hyötysuhteet

(1)

Ympäristötekniikan koulutusohjelma

BH10A0300 Ympäristötekniikan kandidaatintyö ja seminaari

SEKAJÄTETTÄ JA ENERGIAJÄTETTÄ POLTTAVIEN JÄTTEENPOLTTOLAITOSTEN ENERGIANTUOTANNON

HYÖTYSUHTEET

Energy Recovery Efficiencies of Waste Incineration Plants Burning Mixed Municipal Solid Waste or Recovered Fuels

Työn tarkastaja: Professori, TkT Mika Horttanainen Työn ohjaaja: Tutkijaopettaja, TkT Mika Luoranen

Lappeenrannassa 21.11.2011 Lauri Anttila

(2)

SYMBOLILUETTELO ... 3

1 JOHDANTO ... 5

1.1 Tausta ... 5

1.2 Tavoitteet ... 6

2 JÄTE POLTTOAINEENA ... 7

2.1 Sekajäte ... 7

2.1.1 Sekajätteen koostumus ja palamistekniset ominaisuudet ... 8

2.2 Kierrätyspolttoaineet ... 9

2.2.1 REF ... 9

2.3 Jätteen keräys ja jalostus polttoaineeksi ... 11

2.3.1 Jätteen keräys Suomessa... 11

2.3.2 Kierrätyspolttoaineen valmistus... 12

2.3.3 Kierrätyspolttoaineiden valmistuksen ja polton materiaali- ja energiavirrat 13 3 JÄTTEEN ENERGIAHYÖDYNTÄMISMENETELMÄT ... 15

3.1 Sekajätteen poltto arinakattilassa ... 16

3.2 Kierrätyspolttoaineiden poltto leijupetikattiloissa ... 17

3.2.1 Rinnakkaispoltto ... 18

3.2.2 Kaasutus ... 18

3.3 Muut energianhyödyntämistekniikat ... 19

4 HYÖTYSUHTEIDEN MÄÄRITYS JA NIIHIN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT ... 19

4.1 Voimalaitoksen hyötysuhde... 19

4.2 Hyötysuhteet CHP-laitoksissa ... 20

4.3 Jätteenpolton vaikutus voimalaitosten hyötysuhteisiin ... 21

4.4 Vuosihyötysuhde ... 22

4.5 Sähköntuotannon vuosihyötysuhde ... 22

5 JÄTEPERÄISIÄ POLTTOAINEITA POLTTAVIEN LAITOSTEN HYÖTYSUHTEITA ... 23

5.1 Menetelmät ... 23

5.2 Kerätyt tiedot ja lasketut tulokset... 24

5.3 Laitosten vuosihyötysuhteiden vertailu ... 26

5.4 Polttotekniikoiden välinen vertailu ... 27

(3)

6 YHTEENVETO ... 31 LÄHTEET ... 33

LIITTEET

Liite I: Sekajätteenpolttolaitosten tiedot ja lasketut tunnusluvut Liite II: Rinnakkaispolttolaitosten tiedot ja lasketut tunnusluvut

(4)

SYMBOLILUETTELO

Symbolit

hyötysuhde [%]

P teho [W]

lämpövirta [W]

T lämpötila [°C]

W sähköenergia [J]

Q lämpöenergia [J]

H polttoaine-energia [J]

Alaindeksit

kesk keskimääräinen

a vuosi

s sähkö

p polttoaine

Lyhenteet

% prosentti

m-% massaprosentti

kg kilogramma

MJ megajoule

MW megawatti

GWh gigawattitunti

t tonni

RDF kierrätyspolttoaine (Refuse derived fuel) REF kierrätyspolttoaine (Recovered fuel) PDF kierrätyspolttoaine (Pakage derived fuel)

CHP sähkön ja lämmön yhteistuotanto (Compined power and heat) VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus

(5)

Termit

Yhdyskuntajäte Kotitalousjäte ja jäte, joka on koostumukseltaan tai luonteeltaan samanlaista kuin kotitalousjäte.

Kierrätyspolttoaine Teollisuuden, yritysten ja yhdyskuntien syntypistelajitellusta jätteestä tai sekajätteestä valmistettuja polttoaineita.

Jätepolttoaine Jäteperäinen polttoaine, tässä työssä kierrätyspolt- toainetta tai sekajätettä

Jätteenpolttolaitos Kierrätyspolttoainetta tai sekajätettä polttava energiaa tuottava laitos

Clausius-Rankine -prosessi Ideaalinen höyryvoimalaitosprosessi

Tuorehöyry Höyryvoimalaitoksen prosessikierrossa oleva höy- ry ennen turbiinia

(6)

1 JOHDANTO

1.1 Tausta

Laitosmaista jätteenpolttoa on harjoitettu Euroopan suurissa kaupungeissa jo 1800-luvun loppupuolelta lähtien. Tällöin jätteenpolton tarkoituksena oli ainoastaan jätteen hävittämi- nen siitä aiheutuvien hygieniaongelmien vuoksi, ei niinkään energian hyötykäyttö. Vasta 1970- luvun öljykriisin jälkeen kiinnostuttiin enemmissä määrin jätteen energiasisällön hyödyntämisestä. (Vesanto 2006, 9.) Suomessa jätteen energiahyödyntäminen on ollut suhteellisen vähäistä verrattuna muihin Läntisiin Euroopan maihin. Suomessa jätteenpoltto on keskittynyt lähinnä rinnakkaispolttoon muiden polttoaineiden ohessa. Viime aikoina Suo- men jätepolitiikka on ollut kuitenkin muutostilassa ja jätteenpolttolaitoksia ollaan rakentamassa lisää. Tällä hetkellä Suomessa on toiminnassa kolme sekajätettä polttavaa laitosta ja arvioidaan, että vuoteen 2016 mennessä sekajätteenpolttolaitosten määrä nousisi 6-7 laitokseen. (Saarinen 2009.) Kierrätyspolttoaineiden ja hyvälaatuisten jätteiden rinnakkaispoltto väheni huomattavasti jätteenpolttoasetuksen tultua voimaan täysimittaisesti vuoden 2005 lopussa. Kyseinen asetus määräsi jätteiden rinnakkaispoltolle entistä tiukemmat vaa- timukset, jotka edellyttivät laitoksia uusiin investointeihin jätteen polton jatkamisen mah- dollistamiseksi. Rinnakkaispoltto on kuitenkin viime aikoina lisääntynyt uudelleen, kun laitoksia on varustettu jätteenpolttoasetuksen mukaisilla laitteistoilla, ja niille on myönnet- ty uuden asetuksen mukaisia rinnakkaispolton mahdollistavia ympäristölupia. (Ympäristö 2008.) Vuonna 2009 Suomessa oli 19 jätteitä rinnakkaispolttoaineena käyttävää laitosta (Saarinen 2009).

Jätteen energiahyötykäyttö lisääntyy Suomessa ja Euroopassa kaatopaikkasijoituksen rajoi- tusten ja jätteiden uusiutuvan energian hyödyntämismahdollisuuksien vuoksi. Myös säh- kön ja CO2-päästöoikeuksien hintojen nousu vaikuttaa jätteiden energiakäyttöön voimakkaasti pitkällä aikavälillä. (Vesanto 2006, 11-14.) Kaatopaikoilla syntyvillä metaanipääs- töillä on suuri ilmastoa lämmittävä vaikutus. Tästä syystä Suomen jätepolitiikan keskei- sempiä tavoitteita on vähentää jätteiden loppusijoituksen määrää kaatopaikalle. Tässä jät- teen energiahyödyntämisellä on suuri rooli. Valtakunnallisen jätesuunnitelman mukaan syntynyt jäte tulisi hyödyntää energiana heti siinä vaiheessa, kun jätteen materiaalihyödyn-

(7)

täminen ei ole teknisesti tai taloudellisesti mielekästä. Suomen tavoitteena on hyödyntää syntyvästä jätteestä energiana 30 % vuoteen 2016 mennessä. Tämä tarkoittaa, että jätteen- polttokapasiteettia tulisi olla silloin yhteensä 700000-750000 t/a. (Ympäristöministeriö 2008, 9.) Vuonna 2009 Suomessa käytettiin yhdyskuntajätettä energiana 462 750 t (Tilas- tokeskus 2009). Tarvetta jätettä polttaville laitoksille siis edelleen on.

Jätteenpoltossa kuin myös muiden polttoaineiden poltossa tulisi energianhyödyntämisme- netelmäksi valita parhaan mahdollisen hyötysuhteen omaava tekniikka (Ympäristöministe- riö 2008, 39). Valinta ei kuitenkaan jätteenpoltossa ole niin yksioikoinen. Todelliseen hyötysuhteeseen vaikuttaa polttolaitoksen prosessihyötysuhteen ohessa moni muukin teki- jä. Jätteenpolttolaitoksen toteutunut hyötysuhde ja myös taloudellinen kannattavuus riippuu lämmön ja sähkön kulutusmarkkinoista. Jätteenpolttolaitoksen paikka ja aika ovat olennaisia tekijöitä, kun arvioidaan missä ja milloin jäteperäisillä polttoaineilla voidaan kasvattaa kulutusalueen energiantuotannon kokonaismäärää. Sähköä ja lämpöä tuottavan laitoksen todellinen hyöty ei välttämättä ole kummoinen, jos tuotetulla lämmöllä ei ole aina käyttöä. Niinpä tässä työssä tarkastellaan jätteenpolttolaitosten hyötysuhteita nimenomaan vuosihyötysuhteina, joka kuvaa paremmin todellista tilannetta kuin vaikkapa laitoksen nimellishyötysuhteet. Olennaisia kysymyksiä jätteenpolttolaitosten vuosihyötysuhtei- siin liittyen on muun muassa; miten yhdistää energiatehokkaasti jätteenpolttolaitokset Suomessa oleviin energiantuotantojärjestelmiin, jotka tuottavat energiaa pääosin sähkön ja lämmön yhteistuotannolla, onko lämmöllä riittävästi kysyntää ja onko taloudellisia ja ym- päristönsuojelullisia edellytyksiä saada laitoksen hyötysuhde riittävän korkeaksi, jos jäte- voimaloilla tuotetaan pelkästään sähköä.

1.2 Tavoitteet

Tämän työn tarkoituksena on kartoittaa ja vertailla eri jätteenpolttomenetelmien hyötysuh- teita. Tavoitteena on tuoda esille jo käytössä olevien jätteenpolttolaitosten hyötysuhteita, verrata niitä keskenään ja tehdä johtopäätöksiä niiden hyötysuhteisiin vaikuttavista teki- jöistä. Tämän työn tarkoituksena ei ole asettaa vastakkain sekajätteenpolttolaitoksia ja kier- rätyspolttoainetta polttavia voimalaitoksia, eikä verrata niiden ”paremmuutta” hyötysuhtei- den valossa. Tällainen vertailu ei ole järkevää muun muassa sekajätteen ja kierrätyspoltto-

(8)

aineiden erilaisten syntypaikkojen, jätteenkeräysjärjestelmien, materiaali- ja energiavirto- jen ja palamisteknisten ominaisuuksien takia.

Työn kirjallisuusosiossa käsitellään jäteperäisiä polttoaineita sekä niiden tärkeimpiä käy- tössä olevia energiahyötykäyttöön soveltuvia tekniikoita. Lisäksi määritetään laskentatavat voimalaitosten hyötysuhteille sekä tuodaan esille hyötysuhteisiin vaikuttavia tekijöitä.

Työn toteutusosiossa kerätään tietoa Suomessa olevista jätteenpolttolaitoksista. Tietojen avulla lasketaan muun muassa laitosten vuosihyötysuhteet, jonka jälkeen vertaillaan laitoksia saatujen tietojen ja laskettujen tulosten perusteella. Lisäksi tavoitteena on tarkastella laitoksia työn kirjallisuusosion pohjalta, ja tehdä johtopäätöksiä laitosten vuosihyötysuhtei- siin vaikuttavista tekijöistä.

2 JÄTE POLTTOAINEENA

2.1 Sekajäte

Sekajäte on lajittelematonta yhdyskuntajätettä tai siihen rinnastettavaa teollisuuden tai kaupan alalta peräisin olevaa vastaavaa jätettä. Sekajätettä kutsutaan myös syntypaikkalaji- telluksi sekajätteeksi, joka viittaa siihen, että siitä on lajiteltu yksi tai useampia jakeita erilleen kuten biojäte, keräyspaperi ja -kartonki, lasi ja metalli. Yleensä pelkällä sekajätteellä tarkoitetaankin nimenomaan syntypaikkalajiteltua sekajätettä. Sekajätteelle on myös olemassa muita termejä, kuten kuivajäte, loppujäte ja kaatopaikkajäte, joita käytetään sekajät- teen tilalla riippuen jätteen käsittelyalueesta ja lajittelutavasta. Esimerkiksi kuivajätteeksi kutsutaan yleensä sekajätettä, josta on lajiteltu syntypaikalla ainakin märkä biojäte erilleen.

Tässä työssä käytetään kuitenkin yleisesti termiä sekajäte kaiken tyyppisille kotitalouksien sekalaiselle jätteelle tai siihen rinnastettavan teollisuuden tai kaupan alan jätteelle lajittelu- tavoista tai paikkakunnasta riippumatta.

(9)

2.1.1 Sekajätteen koostumus ja palamistekniset ominaisuudet

Sekajätteen koostumus riippuu paikkakuntakohtaisesti alueellisista jätehuoltomääräyksistä, jätteenkeräyslähteistä (kerrostalo, omakotitalo, kaupat, teollisuus), vuodenajoista, lajittelun tiedotuksesta ja ihmisten valveutuneisuudesta lajitella. Sekajäte sisältää aina vaihtelevan määrän biojätettä, jonka määrä riippuu lajittelun intensiteetistä. Teirasvuon diplomityössä (Teirasvuo 2011) selvitettiin Etelä-Karjalan alueen sekajätteen koostumus ja palamistekniset ominaisuudet, jossa saatuja tuloksia verrattiin referenssitutkimuksiin. Työssä verrattiin sekajätteen koostumusjakaumaa seitsemään muuhun sekajätteen lajittelututkimukseen, jotka oli tehty eri puolella Suomea. Taulukossa 1 on laskettu sekajätteen koostumuksen keskiarvot ja vaihteluvälit eri jätejakeille kahdeksan lajittelututkimuksen tulosten pohjalta.

Taulukko 1. Sekajätteen koostumus jätejakeittain Suomessa (mukaillen Teirasvuo 2011, 96).

Sekajätteen palamistekniset ominaisuudet, kuten lämpöarvo, kosteus ja tuhkapitoisuus vaihtelevat jätteen erilaisesta koostumuksesta johtuen. Tästä syystä sekajätteen ominaisuuksien vaihteluvälit ovat huomattavan suuria jo saman alueen sekajätteelle, eikä yhtä täsmällistä arvoa sekajätteen palamisteknisille ominaisuuksille voida antaa. Suuntaa anta- vina lukuina taulukossa 2 on esitetty sekajätteen palamistekniset ominaisuudet kahdesta eri tutkimuksesta (Teirasvuo 2011), joista toinen on tehty Mikkelin ja toinen Etelä-Karjalan alueelta.

Jätejae Osuus sekajätteestä ka.

[m-%]

Vaihteluväli [m-%]

Biojäte 26 9 - 40

Metalli 4 2 - 5

Lasi 3 2 - 4

Keräyspaperi,-pahvi ja -kartonki 15 11 - 17

Muu polttokelpoinen jäte 30 21 - 43

Muu polttokelvoton jäte 22 3 - 41

Ongelmajäte ja SER 2 1 - 6

(10)

Taulukko 2. Sekajätteen palamistekniset ominaisuudet Mikkelin ja Eteläkarjalan alueella (mukaillen Teiras- vuo 2011, 104)

2.2 Kierrätyspolttoaineet

Kierrätyspolttoaineet ovat teollisuuden, yritysten ja yhdyskuntien syntypistelajitellusta jätteestä tai sekajätteestä valmistettuja polttoaineita. REF, RDF ja PDF ovat yleisimpiä Suomessa käytössä olevia määrityksiä kierrätyspolttoaineille. REF (Recovered Fuel) on SFS 5875-standardiin perustuva määritys kierrätyspolttoaineelle, josta lyhenne REF on vakiintunut yleiseen käyttöön Suomessa myös puhekielessä. RDF:llä (Refuse Derived Fuel) tarkoitetaan kierrätyspolttoainetta, joka on valmistettu mekaanisella prosessilla seka- jätteestä. PDF:llä (Package Derived Fuel) taas tarkoitetaan pakkausmateriaalista valmistet- tua kierrätyspolttoainetta.

2.2.1 REF

Vuonna 2000 Suomessa otettiin käyttöön kierrätyspolttoaineita koskevat laatustandardit SFS 5875, jossa kierrätyspolttoaineet on jaettu kolmeen laatuluokkaan: REF I, -II ja -III.

Laatuluokat määräytyvät haitallisten alkuainepitoisuuksien mukaan. Huomioitavia alkuai- neita ovat muun muassa kadmium, kloori, elohopea ja rikki. (SFS 5875:2000, 10.) REF I on laatuominaisuuksiltaan parasta ja REF III laadultaan heikointa. Käytännössä korkealaa- tuisempi kierrätyspolttoaine merkitään usein: REF I-II, jolloin sen laatu vaihtelee I- ja II:n välillä (Alakangas 2000, 109). Hyvälaatuinen kierrätyspolttoaine on valmistettu yleensä kaupan tai teollisuuden tasalaatuisesta energiajätteestä. Sekajätteestä valmistetun kierrätys-

Tutkimus Kosteuspitoisuus

[%]

Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa

[MJ/kg]

Tuhkapitoisuus kuiva-aineesta

[%]

Mikkeli,

sekajäte 33 14 14

Etelä-Karjala,

sekajäte 29 15 16

(11)

polttoaineen eli RDF:n laatu on usein REF III:n luokkaa tai heikompaa. Taulukossa 3 on esitetty REF-laatuluokkien sallitut alkuainepitoisuudet.

Taulukko 3. REF-laatuluokitukset (SFS 5875:2000, 10).

Standardissa ei määritellä lämpöarvoja eikä muita palamisteknisiä ominaisuuksia eri laatu- luokille, vaan laatuluokitus tapahtuu ainoastaan kyseisten alkuainepitoisuuksien mukaan.

Taulukossa 4 on esitetty REF I:n ja REF III:n kokeellisesti määritetyt palamistekniset ominaisuudet, jotka perustuvat VTT:n suorittamiin laboratoriomittauksiin.

(12)

Taulukko 4. REF:n palamistekniset ominaisuudet (Alakangas 2000, 113).

2.3 Jätteen keräys ja jalostus polttoaineeksi

2.3.1 Jätteen keräys Suomessa

Suomen syntypaikkalajitteluun perustuvissa keräysjärjestelmissä jätteet lajitellaan 1-5 jakeeseen riippuen kiinteistöjen asuntojen lukumäärästä. Erikseen lajiteltavia jakeita ovat lasi, metalli, biojäte, paperi, kartonki, pahvi sekä ongelmajätteet. Lajittelun jälkeen jäljelle jäänyt jäte on sekajätettä. Lajittelukäytännöt voivat vaihdella suuresti eri jätehuoltoaluei- den kesken. Erot johtuvat muun muassa alueiden erilaisista väestötiheyksistä, kiinteistö- kannoista sekä jätteen hyödyntämiskapasiteeteista. Jätehuoltomääräyksiä laadittaessa tulisi hakea siis optimiratkaisua jätteen materiaali- ja energiahyödyntämiselle, niin että jätteenke- räysjärjestelmä olisi mahdollisimman energia- ja kustannustehokas. Taulukkoon 5 on koot- tu erilaisia jätteen keräyskäytäntöjä eri puolilta Suomea.

(13)

Taulukko 5. Erilaisia jätteenkeräyskäytäntöjä Suomessa.

2.3.2 Kierrätyspolttoaineen valmistus

Kierrätyspolttoaineita valmistetaan jalostamalla niin sanotusta huonolaatuisesta jätteestä erilaisilla prosesseilla parempilaatuista, eli paremmin polttoon sopivaa jätettä. Näihin pro- sesseihin kuuluu muun muassa jätteen murskaus polttotekniikoille sopivampaan palakokoon, metallien ja muiden polttoon sopimattomien aineiden erottelu ja biohajoavien aines-

Jätteen keräysalue Käytäntö

Etelä-Karjala Jäte lajitellaan bio- ja kuivajäteastiaan. Keräyspaperi kerätään erikseen yli kolmen huoneiston kiinteistöissä ja muita hyödynnettäviä jakeita aletaan kerätä erikseen syntyvän jätemäärän mukaan. (Lappeenrannan kaupungin jätehuoltomääräykset 1.1.2002.)

Kymenlaakso ja Lapinjärvi

Rivi- ja kerrostalokiinteistöillä lajitellaan biojäte- ja sekajäte omiin keräysastioihin.

Lisäksi, jos kiinteistöllä on yli kymmenen asuinhuoneistoa, tulee keräyskartonki ja metalli kerätä omiin keräysastioihin. Omakoti- ja paritaloilla tai vapaa-ajankiinteistöillä ei sen sijaan biojätteen keräysvelvoitetta ole, vaan biojäte tulee laittaa sekajätteeseen. Sekajäte toimitetaan sekajätteenpolttolaitokselle Kotkan Hyötyvoimalaan. (Kymenlaakson ja Lapinjärven jätehuoltomääräykset 1.1. 2011.)

Lahti Jätteet lajitellaan alle kymmenen hengen kiinteistössä energiajätteeseen ja

kaatopaikkajätteeseen. Yli kolmen hengen kiinteistössä myös paperi kerätään omaan astiaan. Yli kymmenen hengen kiinteistössä tulee olla myös keräysastiat pahvi- ja paperipakkausjätteelle sekä biojätteelle. Energiajäte hyödynnetään energiana kaasuttamalla Kymijärven voimalaitoksessa. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Tampere Viiden asunnon ja sitä suuremmilla kiinteistöillä lajitellaan erikseen biojäte, paperi ja kuivajäte. Keräysastioita on siis kolme. Pienemmillä kiinteistöillä sen sijaan vaaditaan keräysastia vain sekajätteille. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Turku ja Jyväskylä Lajittelu tapahtuu kiinteistöjen koon perusteella seuraaviin jakeisiin: biojäte, lasi, metalli, paperi ja sekajäte. Turussa sekajäte poltetaan sekajätteenpolttolaitoksessa. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Pietarsaaren Ekorosk Oy:n

keräysalue

Jätteet lajitellaan kotitalouksissa kahteen jakeeseen: biojäte mustaan muovipussiin ja sekajäte valkoiseen muovipussiin ja pussit laitetaan samaan keräysastiaan. Hyötyjakeille ja ongelmajätteille on omat keräysasemansa. Pussit erotellaan värin perusteella. Biojäte menee mädätykseen Vaasan Stormossenin laitokseen ja sekajätteestä valmistetaan kierrätyspolttoainepellettejä Ewapowerin pelletöintilaitoksessa, jotka toimitetaan rinnakkaispolttoon Pietarsaaren voimalaitokseen. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Vaasa Vaasan alueella jätteet lajitellaan sekajätteeseen ja keittiöjätteeseen, johon kuuluvat biojäte ja pakkaukset. Viiden asunnon ja sitä suuremmille kiinteistölle tulee olla myös keräysastiat lasille, metallille ja keräyspaperille. Keittiöjakeesta erotellaan biojäte mädätysprosessiin ja pakkausjäte kuljetetaan Ewapowerin pellettitehtaan raaka-aineeksi.

Sekajäte päätyy kaatopaikalle. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

(14)

ten erottelu. Prosessin jälkeinen tuote voidaan lisäksi pelletoida, jolloin siitä saadaan kulje- tukseen paremmin sopivaa kierrätyspolttoainetta. Eroteltua ainesta, jota prosessien jälkeen jää jäljelle, kutsutaan alitteeksi. Teoriassa alitteesta erotetusta biohajoavasta aineesta voidaan saada energiaa mädättämällä tai se voidaan kompostoida. Erotetut metallit voidaan hyödyntää materiaalina ja jäljelle jäänyt hyödyntämiskelvoton rejekti täytyy loppusijoittaa kaatopaikalle. (Tchobanoglous et al. 1993, 286-287.) Todellisuudessa valmistusprosessin alite päätyy metalleja lukuun ottamatta usein kokonaisuudessaan kaatopaikalle loppusijoi- tukseen.

Kierrätyspolttoaineiden valmistusprosesseja on useita, riippuen minkälaisesta jätteestä valmistetaan ja kuinka laadukasta kierrätyspolttoainetta halutaan valmistaa. Hyvälaatuista kaupan ja teollisuuden energiajätettä (REF I-II) voidaan polttaa sellaisenaan, mutta tavalli- sempaa on, että se prosessoidaan kierrätyspolttoainelaitoksessa ennen myymistä ja voimalaitokselle toimittamista. Voimalaitoksellakin voi olla erikseen murskaimet, seulat ja erot- timet, joiden läpi kierrätyspolttoaine kulkee ennen kattilaan syöttämistä. RDF:n valmistuksessa jalostusprosessilta vaaditaan kuitenkin enemmän ja murskainten ja erottimien on ol- tava varsin tehokkaita. (Tchobanoglous et al 1993, 591-592.) Sekajätettä polttavissa arina- laitoksissa sekajäte tarvittaessa myös murskataan ennen polttoon syöttämistä. Tavoitteena on kuitenkin vain saada sekajäte sopivampaan palakokoon ennen polttoa, ei niinkään pa- rantaa jätteen laatua.

2.3.3 Kierrätyspolttoaineiden valmistuksen ja polton materiaali- ja energiavirrat

Kierrätyspolttoaineen valmistuksessa kuluu energiaa ja syntynyt alite ohjataan useimmiten kaatopaikalle. Sivuainevirtojen määrät vaihtelevat tapauskohtaisesti. Esimerkkinä hyvälaa- tuisen kierrätyspolttoaineen (REF I-II) materiaali- ja energiavirroista kuvissa 1 ja 2.

(15)

Kuva 1. Esimerkki materiaalivirroista hyvälaatuisen jätteen valmistuksessa ja rinnakkaispoltossa. Polttoai- neen valmistuksessa erotettavien materiaalien määrä ja muodostuvien tuhkien määrät riippuvat lähtöaineena käytettävän jätteen koostumuksesta. Prosenttiosuuksien perustana on kierrätyspolttoaineen massa. (Novox Oy 2009, 10.)

Kuva 2. Esimerkki hyvälaatuisen jätteen rinnakkaispolton energiavirroista yhdistetyssä sähkön- ja lämmön tuotannossa. (Novox Oy 2009, 10.)

Jos huonolaatuisesta jätteestä, esimerkiksi sekajätteestä, valmistetaan kierrätyspolttoainetta (RDF, REF III), saanto on usein 60 %:n luokkaa, jolloin alitteen määrä on 40 % sekajät- teen massasta (Myllymaa et al 2008a, 36). Sekajätteen energiahyödyntämisen kannalta on alitteen kautta hukkaan menevän energiavirran vuoksi järkevämpää polttaa sekajäte sellaisenaan sekajätteenpolttolaitoksessa (arinakattilassa) kuin jalostaa siitä RDF kierrätyspolt- toainetta. Tilanne muuttuu, jos alite hyödynnetään materiaalina tai energiana, mutta siinä tapauksessa vastaan saattaa tulla käytännön ongelmat, kuten tekninen ja taloudellinen mie- lekkyys. Sekajätteestä valmistetun kierrätyspolttoaineen käyttö rinnakkaispolttona leijupe-

(16)

tikattiloissa on Suomessa tosin hyvin vähäistä epäpuhtauksista aiheutuvien ongelmien takia.

3 JÄTTEEN ENERGIAHYÖDYNTÄMISMENETELMÄT

Höyryvoimalaitosprosessi on maailman yleisin energiantuotantomenetelmä suuressa mitta- kaavassa, johon valtaosa energiantuotantolaitosten tekniikoista perustuu. Höyryvoimalai- toksen tärkeimmät komponentit ovat lämmön lähde, höyryturbiini ja lämmön poisto. Jär- jestelmä perustuu Clausius-Rankine -prosessiin tai sen paranneltuun versioon. Lämmön- lähde on yleisimmin kattila, jossa poltetaan tiettyä polttoainetta ja tuotetaan tulistettua höy- ryä. (Kaikko 2009, 4) Sähköä tuottavia höyryvoimalaitoksia kutsutaan lauhdevoimalaitok- siksi, koska niissä paineistettu höyry lauhdutetaan mahdollisimman alhaiseen paineeseen ja lämpötilaan esimerkiksi kylmän meriveden avulla. Paineen alenemisesta saadulla höyryn entalpiavirralla pyöritetään sähköä tuottavaa lauhdeturbiinia.

Suomen energiantuotantojärjestelmä perustuu pää-asiassa lämmön ja sähkön yhteistuotan- toon eli suurin osa Suomessa tuotetussa energiasta tuotetaan CHP-laitoksissa. CHPstä on monia eri konstruktioita, mutta kaikkien laitosten perusperiaatteena on kuitenkin edellä mainittu Clausius-Rankine -prosessi. Vastapainevoimalaitos on yleisin näistä konstruktios- ta. Siinä höyry johdetaan turbiinista ulostulon jälkeen lämmittämään lämmitettävää proses- sia eikä lämpöä ohjata ympäristöön, toisin kuin lauhdevoimalaitoksessa. Höyry tulee ulos vastapaineturbiinista lämmitettävän prosessin paineessa. Turbiinin ulostulopaine, ja näin ollen myös turbiinia pyörittävän entalpiavirran suuruus, riippuu siis lämmitettävän prosessin lämpökuormasta. Toinen yleinen konstruktio on väliottolauhdutusturbiiniin perustuva järjestelmä. Siinä lauhdevoimalaitoksen tavoin höyry lauhdutetaan ulkopuolisesta lähteestä otetun veden avulla. Erona tavalliseen lauhdevoimalaitokseen on, että turbiinin keski- paineosasta voidaan ottaa yksi tai useampi väliotto sopivassa paineessa ja lämpötilassa ja toimittaa ulkopuoliseen prosessikiertoon luovuttamaan lämpöenergiaa. (Kaikko 2009, 5-6.) Suomessa lähes kaikki jäteperäistä polttoainetta polttavat energiantuotantolaitokset perustuvat CHP-tuotantoon ja joihinkin edellä mainittuun konstruktioon tai niiden yhdistelmiin.

(17)

Jätepolttoaine sen sijaan poltetaan erilaisin tekniikoin erityyppisissä kattiloissa. Seuraavis- sa kappaleissa on kerrottu tärkeimmistä jätteenpolttotekniikoista.

3.1 Sekajätteen poltto arinakattilassa

Sekajätteenpolttolaitokset ovat tekniikaltaan arinakattiloita. Niitä on ollut käytössä Euroo- passa jo kymmeniä vuosia, mutta Suomessa sekajätettä polttavia moderneja arinalaitoksia on otettu käyttöön vasta viime vuosina. Keski-Euroopassa sijaitsevat sekajätteenpolttolai- tokset tuottavat yleensä pelkkää sähköä, koska lämmön tarvetta ei siellä juurikaan ole.

Sähköntuotannon hyötysuhteet näissä laitoksissa jäävät 10-20 %:iin ja tuorehöyryn lämpö- tilat ovat luokkaa 380-440 °C. Ruotsissa käytössä olevat massapolttolaitokset tuottavat sen sijaan pelkästään lämpöä. Suomeen on tällä hetkellä kolmen valmiin laitoksen lisäksi ra- kenteilla tai suunnitteilla puolisen tusinaa sekajätteenpolttolaitosta. Arinakattiloita on pi- detty varmana ja riittävän yksinkertaisena vaihtoehtona jätteenpolton konseptiin. Arinatek- niikka ei vaadi palakooltaan ja lämpöarvoltaan kovinkaan tasalaatuista polttoainetta. Pro- sessi sietää oikein säädettynä melko hyvin jätteen kosteuden, lämpöarvon ja tuhkapitoisuu- den vaihtelua, joten jätettä ei tarvitse juurikaan käsitellä ennen polttoa. Riittää, kun hyvin suuret kappaleet rikotaan ja jätteestä poistetaan hyvin suuret metalliesineet. Savukaasun puhdistukselta vaaditaan massapolttolaitoksella paljon, koska EU:n asettamat jätteenpolton päästöjen raja-arvot ovat tiukat. Savukaasujen puhdistuslaitteistot ovatkin huomattava in- vestointierä polttolaitoksessa. Massapolttolaitoksen pohjatuhkaa pystytään hyötykäyttä- mään, mutta dioksiineja ja raskasmetalleja sisältämä lentotuhka sen sijaan on ongelmajätet- tä, joka täytynee stabiloimisen jälkeen läjittää kaatopaikalle. (Mroueh et al 2007, 89-91.) Arinapolton tekniikka on ehkä polttoteknikoista yksinkertaisin. Kahmari ja erilaiset hyd- raulitoimiset työntimet saattavat jätteen arinalle. Arinat ovat yleisemmin vinoja ja pyörivä tai edestakaisin liikkuvia, jossa jäte käy läpi kuivumis-, pyrolyysi- ja kaasuuntumis- vyöhykkeet ja lopuksi hiiltojäännöksen palamisalueen. Polttoa voidaan ohjata arinan eri osiin syötettävän ilman määrää säätämällä. Jätteestä nousevat kaasut pyritään sekoittamaan hyvin tulipesässä, jotka sitten palavat korkeassa lämpötilassa arinan yläpuolella. Osittain sulaneet ja sintrautuneet palamattomat aineet poistuvat arinan alapäästä laitoksen pohja- tuhkajärjestelmään. Savukaasut johdetaan ensin esijäähdytyskammioon, jossa höyrystyneet

(18)

epäpuhtaudet tiivistyvät kiinteiksi kattilatuhkaksi ja tippuvat pohjalla olevaan tuhkajärjes- telmään. Tämän jälkeen savukaasut ohjataan lämmöntalteenottokattilan kautta puhdistus- järjestelmään. Suurimpana ongelmana koko polttoprosessissa on korroosio, joka pakottaa pitämään höyrynlämpötilat melko alhaisina verrattuna tavalliseen arinapolttoprosessiin.

Matala tuorehöyryn lämpötila alentaa prosessihyötysuhdetta etenkin sähköntuotannossa.

(Vesanto 2006, 31.)

3.2 Kierrätyspolttoaineiden poltto leijupetikattiloissa

Toinen tärkeä jätteiden energiahyödyntämismenetelmä on kierrätyspolttoaineiden poltto leijupetikattiloissa. Leijupetipolttoa alettiin soveltamaan energiantuotannossa vasta 1970- luvulla, joten se on paljon uudempi polttotekniikka kuin arinapoltto. Viime vuosikymme- nien aikana leijupetipoltto on yleistynyt laajasti muun muassa siksi, että polttotapa mahdol- listaa eri polttoaineiden polton, myös huonolaatuisen, kuten jätepolttoaineen polton samassa kattilassa hyvällä palamishyötysuhteella. (Huhtinen 1997, 140.) Tällä hetkellä yhdyskuntien ja teollisuuden CHP -kattilat ovat suurimmaksi osaksi leijupetikattiloita.

Leijupetipoltossa on kaksi teknisesti toisistaan hieman poikkeavaa tekniikkaa. Toinen niis- tä on kerrosleijutekniikka eli BFB, josta käytetään myös nimeä kuplapetitekniikka. Tämän tekniikan omaavissa kattiloissa tulipesä on suunniteltu niin, että sieltä poistuvan savukaasuvirran nopeus on niin pieni, että petimateriaalipartikkelit eli hiekka ja tuhka, eivät lähde savukaasuvirtauksen mukaan, vaan ne pysyvät tulipesässä kuplivana petinä. Toisena toteu- tustapana on kiertoleijutekniikka eli CFB. Sen pääperiaatteena taas on, että petimateriaali kiertää savukaasuvirran mukana tulipesän ja savukaasukanavan alkuosan välillä, josta se palautuu syklonin kautta takaisin tulipesään. Kiertoleijutekniikassa savukaasujen virtaus- nopeus on suurempi kuin kerrosleijutekniikassa. Näiden kahden leijupetipolton toteutta- mistavan lisäksi on kehitetty lukuisia eri variaatioita yhdistellen molempia tekniikoita.

Merkittävimmät hyödyt leijupetipoltossa on, että petimateriaalin avulla polttoaine saadaan palamaan tasaisemmin ja täydellisemmin vaihtelevillakin polttoainelaaduilla. Etuna on myös se, että leijuva, koko ajan sekoittuva kuuma petimateriaali lisää lämmönsiirron te- hokkuutta tulipesästä kattilan putkistoissa kiertävään veteen, ja näin kattilahyötysuhdetta saadaan parannettua.

(19)

Jätteen leijupetipoltossa jäte syötetään tulipesään pudotustorvella tai ruuvisyöttimellä. Suu- rin osa palamisilmasta syötetään leijutusarinan kautta eli tulipesän pohjasta. Petimateriaalin tuhkan osuus saattaa olla hyvinkin suuri. Ylimääräinen karkea tuhka ja jätteiden palamaton inertti aines poistetaan tulipesän pohjalta. Leijupetikattilassa, joka on suunniteltu nimenomaan jäteperäisille polttoaineille, on yleensä käytössä savukaasujen esijäähdytyskammio.

Esijäähdytyskammion tarkoituksena on jäähdyttää savukaasuja niin paljon, että sen sisäl- tämät höyrystyneet metallit ja epäorgaaniset aineet kiinteytyvät ennen kattilan lämmönsiir- timiä. Kerrosleijukattiloiden tuorehöyryn lämpötila pidetään yleensä 400 °C:ssa korroosion ehkäisemiseksi. Kiertoleijukattiloissa tuorehöyryn lämpötila voi olla hieman korkeampi, koska tulistin voidaan sijoittaa kattilan palautusvirtaan. Tulipesän lämpötila pidetään yleensä 800-1000 °C:ssa tuhkan ja petimateriaalin sulamispisteen alapuolella kattilan li- kaantumisen estämiseksi. Kiertoleijutekniikka sopii kerrosleijua paremmin huonosti pala- ville polttoaineille kuten jätteille, koska petimateriaalin ja polttoaineen sekoittuminen on hyvin voimakasta ja näin tehostaa palamista. (Vesanto 2006, 31-33.)

3.2.1 Rinnakkaispoltto

Tällä hetkellä kaikissa Suomen kierrätyspolttoainetta polttavissa leijupetikattiloissa poltto toteutetaan rinnakkaispolttona muun polttoaineen ohessa. Tavallisesti rinnakkaispoltossa käytetään REF I-II -laatuista kierrätyspolttoainetta. Myös muita jäteperäisiä polttoaineita kuten purkupuuta, pakkausjätteitä sekä tuotantojätteitä poltetaan tavanomaisien polttoaineiden rinnalla. Suurinta osaa Suomen leijupetikattiloista ei ole varsinaisesti suunniteltu kierrätyspolttoaineen tai jätteen polttoon, mutta niissä voidaan polttaa jätepolttoainetta jopa parin kymmenen prosentin polttoaineosuuteen saakka. Jos jätettä poltetaan suurina poltto- aineosuuksina, laadun pitää olla hyvää (vähäinen metalli, kloori ja alkalipitoisuus), ettei polttoprosessi häiriinny. (Vesanto 2006, 35-36.)

3.2.2 Kaasutus

Kaasutuksen periaatteena on polttaa polttoaine vähähappisissa olosuhteissa, jolloin saadaan tuotekaasua. Saatu tuotekaasuseos poltetaan kattilassa perinteisen polttoaineen tavoin. Tuo-

(20)

tekaasu voidaan puhdistaa ennen polttamista, jolloin päästöt ja epäpuhtaudet saadaan mi- nimoitua. Kaasuttimia on olemassa teknisiltä ratkaisuiltaan erilaisia. Kiertoleijukaasuttimet ovat polttoaineteholtaan suurimpia (Mroueh et al 2007, 87). Leijukerroskaasutus toimii samalla periaatteella kuin leijukerroskattilatkin, mutta polttoaine ei pala, vaan se kuumenee ja pyrolysoituu ilman leijuttamassa pedissä, jolloin muodostuu palavia kaasukomponentte- ja, tuotekaasua. Suomessa on käytössä tällä hetkellä yksi kierrätyspolttoainetta kaasuttava kaasutin (60 MW) Kymijärven voimalaitoksella. Lahti Energia on rakentamassa uutta, polttoaineteholtaan 160 MW:n kiertoleijukaasutus -tekniikkaan perustuvaa voimalaitosta Kymijärvelle, joka tulee käyttämään pääpolttoaineenaan kierrätyspolttoainetta. Laitos otetaan kaupalliseen käyttöön huhtikuussa 2012.

3.3 Muut energianhyödyntämistekniikat

Jätteiden polttoon on olemassa erilaisia rumpu-uuneja, jotka soveltuvat varsinkin ongelma- jätteille. Rumpu-uunit sopivat niin kiinteiden, nestemäisten, pastamaisten kuin kaasumais- tenkin materiaalien polttamiseen, ja niissä jäte voidaan polttaa turvallisesti. Poltettavan jätteen viipymäaika on rumpu-uunissa yleensä pitkä ja uunin lämpötila voidaan suunnitella hyvin korkeaksi. (Jätelaitosyhdistys 2011.) Jätteitä voidaan hyödyntää energiana myös pyrolyysitekniikalla. Pyrolyysi on kaasutusta muistuttava tekniikka, mutta siinä prosessi tapahtuu 400-800 °C:n lämpötilassa ja hapettomissa olosuhteissa, toisin kuin kaasutukses- sa. Pyrolyysitekniikka, varsinkin jätteenpolton yhteydessä, on vielä kehittyvä tekniikka eikä siitä ole pitkän aikavälin kokemuksia maailmassa. Muita kokeiluasteella olevia tekniikoita jätteiden poltossa on muun muassa plasmakonversiotekniikka sekä polttokennotek- niikka. (Myllymaa et al 2008a, 148-150.)

4 HYÖTYSUHTEIDEN MÄÄRITYS JA NIIHIN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT

4.1 Voimalaitoksen hyötysuhde

(21)

Voimalaitoksen energiatehokkuutta kuvataan hyötysuhteella, jonka laskentaan on olemassa muutamia eri menetelmiä. Yleisin käytössä oleva hyötysuhteen määritystapa on voimalaitoksesta saatavan nettotehon ja laitokseen viedyn polttoainetehon suhde. Yhteistuotannossa hyötysuhde lasketaan seuraavalla yhtälöllä

=

⁽¹⁾

= hyötysuhde

P_s = laitoksen tuottama nettosähköteho [W]

= laitoksesta hyödyksi saatava lämpöteho [W]

p = polttoaineteho [W]

4.2 Hyötysuhteet CHP-laitoksissa

CHP-laitoksen tyypillisenä kokonaishyötysuhteena pidetään yleensä 85 %, josta sähkön osuus on 30 % ja lämmön 55 %. Jos sama määrä sähköä ja lämpöä tuotettaisiin erikseen (oletetaan erillissähköntuotannon hyötysuhteeksi 36 % ja lämmöntuotannon 80 %), koko- naishyötysuhde olisi vain 58 %. (Kaikko 2009, 1.) CHP-järjestelmä on siis huomattavasti parempi tapa tuottaa energiaa kokonaishyötysuhteen kannalta kuin erillistuotanto. Vasta- paineturbiiniin perustuvassa CHP-tuotannossa on korkea kokonaishyötysuhde, koska jääh- dytysvettä eikä lauhdutinta tarvita, ja näin lauhduttimen kautta ei poisteta lämpöä ympäris- töön. Väliottolauhdeturbiinissa sen sijaan jäljelle jäävän höyryn sisältämä lämpöenergia joudutaan poistamaan lauhduttimen kautta ympäristöön, joten sen kokonaishyötysuhde on usein vastapainelaitosta alhaisempi. Vastapainevoimalaitoksessa turbiinin läpi kulkevan höyryn massavirta riippuu lämpökuormasta, joten tuotettu sähkötehokin riippuu lämpö- kuormasta. Sähkön tuotanto ei voi siis suoraan joustavasti seurata sähkön tarvetta. Väliot- tolaudeturbiinissa sen sijaan tuotettua sähkötehoa voidaan säätää tietyssä laajuudessaan

(22)

itsenäisesti riippumatta lämpökuormasta, säätämällä sopivasti turbiinin läpi virtaavan höy- ryn määrää. (Kaikko 2009, 5-6.)

Todellisuudessa monet nykyajan turbiinit CHP -laitoksissa ovat eri tekniikoiden yhdistel- miä, eikä niitä voida karkeasti jakaa erilleen. On olemassa esimerkiksi vastapaineturbiini väliotoilla sekä lauhdeperällä, jolloin saadaan vastapainelämpö kaukolämpöverkkoon, vä- liottohöyry prosessienergiaksi ja lauhdeperän avulla voidaan säädellä sähkötehoa vaihte- lemalla lauhduttimelle menevän höyryn määrää. Energian hyödyntämisen tehokkuus riippuu todellisuudessa tuotetun energian hyödynnettävyydestä, eli alueen sähkön ja lämmön tarpeesta tietyllä ajanjaksolla. Esimerkiksi alueella, jossa lämmöntarve vaihtelee suuresti, on väliottolauhdeturbiini käytännössä energiatehokkaampi ratkaisu.

4.3 Jätteenpolton vaikutus voimalaitosten hyötysuhteisiin

Jätteiden poltto on haasteellisempaa kuin tavanomaisten polttoaineiden poltto, koska jäte- polttoaineen laatu saattaa vaihdella suuresti. Jätteen poltto aiheuttaa teknisiä ja toiminnalli- sia riskejä voimalaitokselle, koska jäteperäiset polttoaineet saattavat sisältää haitallisia ai- neita kuten klooria, alumiinia, tinaa, sinkkiä ja lyijyä. Ongelmana on myös jätteen poltossa syntyvä suuri tuhkapitoisuus kattilassa, joka aiheuttaa tulipesän ja lämpöpintojen kuonaan- tumista. Jos kuona-ainekerrostuma on sulana metallin lämpöpinnalla, pienetkin klooripitoi- suudet aiheuttavat suuren korroosionopeuden. (Koskinen 2006, 28.)

Korroosio-ongelman takia jätteenpoltossa joudutaan pitämään tuorehöyryn arvoja tavan- omaista matalampina noin 400-450 °C:ssa, joka heikentää laitoksen hyötysuhdetta. Toi- saalta CHP-rinnakkaispolttolaitoksissa on laitoksen toiminnan ja etenkin sähköntuotannon hyötysuhteen kannalta hyvä pitää tuorehöyryn arvot yli 500 °C:ssa, joten huonolaatuinen jätepolttoaine vaikuttaa huomattavasti laitosten hyötysuhteisiin etenkin, jos laitosta ei ole jätteen polttoon suunniteltu. Korroosioriskit eivät ole niin suuria lämpökattiloissa, koska käyttölämpötilat ovat pienempiä. Näin ollen jätettä polttavia lämpölaitoksia pystytään aja- maan varsin hyvillä hyötysuhteilla. (Koskinen 2006, 28-29.)

(23)

4.4 Vuosihyötysuhde

Voimalaitosten kokonaishyötysuhteet voidaan määrittää siis tehojen avulla, jolloin hyö- tysuhde pätee tietyllä hetkellä tai tietyllä kuormalla. Tässä työssä laitosten kokonaishyö- tysuhteita kuitenkin tarkastellaan tehojen sijasta käyttämällä tiettynä ajanjaksona tuotettua energiaa. Ajanjaksona tarkastellaan yhtä vuotta, jolloin voidaan puhua laitosten vuosi- hyötysuhteista. Vuosihyötysuhde kertoo laitoksen hyötysuhteen vuoden ajalta. (Kaikko 2009, 3.) Se voidaan määrittää yhtälöllä

=

⁽³⁾

a = vuosihyötysuhde

Wsa = tuotettu sähköenergia vuoden aikana Qa = tuotettu lämpöenergia vuoden aikana H_pa = käytetty polttoaine-energia vuoden aikana

Vuosihyötysuhde kertoo vuoden aikaisen todellisen tilanteen eli kuinka paljon polttoainetta on käytetty energiana, suhteessa kuinka paljon energiaa on saatu laitoksesta hyötykäyttöön vuoden aikana. Näin määritetty hyötysuhde on käytännönläheinen eikä kerro ideaalista tilannetta, vaan ottaa huomioon kaikki vuoden aikaiset tapahtumat laitoksella sekä kuorman vaihtelut. Se kertoo, kuinka suurella hyötysuhteella laitosta on todellisuudessa keski- määrin ajettu.

4.5 Sähköntuotannon vuosihyötysuhde

Pelkästään vuosihyötysuhteiden pohjalta ei ole välttämättä mielekästä verrata voimalaitoksia keskenään. Vuosihyötysuhde ottaa hyötysuhteeseen mukaan lämmön- ja sähköntuotan- non ja pitää niitä ikään kuin samanarvoisina. Tämä voi olla vertailussa harhaan johtavaa, koska suurimpiin hyötysuhteisiin pääsevät usein laitokset, joiden sähköntuotanto on mini-

(24)

maalista tai laitokset, jotka tuottavat pelkästään lämpöä. Sähköenergia on kuitenkin käy- tännössä lämpöenergiaa arvokkaampaa, joten hyötysuhteen lisäksi täytyy ottaa huomioon myös laitosten sähköntuotanto. Voimalaitosten sähköntuotannon ja lämmöntuotannon suhteen ilmoittamiseen käytetään usein rakennusastetta. Se kertoo sähkön ja lämmön tuotanto- tehojen suhteen (sähköteho/lämpöteho) (Huhtinen 1997, 13). Tässä työssä ei tarkastella voimalaitoksia ilmoitettujen tehojen avulla, vaan lasketaan todellinen tilanne tuotettujen sähkö- ja lämpöenergioiden avulla. Näin ollen sähköntuotannon vuosihyötysuhde on tässä työssä parempi tapa ottaa huomioon voimalaitosten sähköntuotanto, kun vertaillaan laitosten vuosihyötysuhteita. Sähkön tuotannon vuosihyötysuhde lasketaan samaan tapaan kuin kokonaisvuosihyötysuhde, mutta otetaan huomioon vain tuotettu sähköenergia. (Kaikko 2009, 2-3.) Sähköntuotannon hyötysuhde lasketaan yhtälöllä

=

(4)

sa = sähköntuotannon vuosihyötysuhde

5 JÄTEPERÄISIÄ POLTTOAINEITA POLTTAVIEN LAITOSTEN HYÖTYSUHTEITA

5.1 Menetelmät

Tässä työssä tarkastellaan Suomessa käytössä olevia voimalaitoksia, jotka polttavat jätepe- räisiä polttoaineita. Tarkoituksena on suorittaa vertailua laitosten välillä vuosihyötysuhtei- den kautta. Tarkastelun kohteena ovat sekä sekajätteen massapolttolaitokset että kierrätys- polttoainetta polttavat rinnakkaispolttolaitokset. Pääpolttoaineenaan pelkästään kierrätys- polttoainetta käyttäviä laitoksia ei Suomessa tällä hetkellä vielä ole käytössä. Tarkoitukse- na on selvittää voimalaitosten vuosihyötysuhteet keräämällä laskemiseen tarvittavat tiedot.

(25)

Vertailun tueksi lasketaan myös laitosten jätepolttoaineenosuudet kaikista polttoaineista sekä sähköntuotannon vuosihyötysuhteet.

Tietoa kerättiin energiayhtiöiden vuosi-/ympäristökertomuksista ja suoralla yhteydenotolla energiayhtiöiden/voimalaitosten yhteyshenkilöihin sähköpostitse ja/tai puhelimitse. Halut- tua tietoa oli voimalaitosten käytetyt polttoaineet ja niiden energiamäärät (GWh) sekä tuotetun energian nettomäärät (GWh) eli sähkö, kaukolämpö ja mahdollinen prosessihöyry.

Tavoitteena oli saada kyseiset tiedot kustakin voimalaitoksesta vähintään kahden vuoden ajalta. Saatujen tietojen perusteella laskettiin jokaiselle voimalaitokselle jätepolttoaineen osuus jakamalla jätepolttoaineen energiamäärä kokonaispolttoaineen energiamäärällä.

Vuosihyötysuhde laskettiin yhtälöllä 3 ja sähköntuotannon vuosihyötysuhde yhtälöllä 4.

Saadut tiedot ja tulokset taulukoitiin voimalaitoskohtaisesti jokaiselta vuodelta. Kyselyt lähetettiin 13 voimalaitokselle, joista vastaukset tarvittavine tietoineen saatiin 8 voimalaitokselta. Kahdesta laitoksesta tarvittavat tiedot löytyivät vuosi- ja ympäristöraporteista.

Tiedot saatiin siis kerättyä kaiken kaikkiaan 10 voimalaitokselta. Tiedot ovat vuosilta 2008-2010.

5.2 Kerätyt tiedot ja lasketut tulokset

Suomessa on tällä hetkellä kolme sekajätettä polttavaa laitosta. Tiedot saatiin kerättyä kaikkien kolmen laitoksen osalta. Huomioitavaa on, että Turun jätteenpolttolaitos on läm- pölaitos, eikä CHP-laitos. Tiedot ovat kahden vuoden ajalta. Sekajätettä polttavat laitokset ovat:

Hyötyvoimala/Kotkan Energia Oy Riihimäen jätevoimala/Ekokem Oy

Turun jätteenpolttolaitos/Turun Seudun Jätehuolto Oy.

Kierrätyspolttoainetta polttavien laitosten osalta tarvittavat tiedot saatiin kerättyä seitse- mästä eri voimalaitoksesta. Nämä kaikki ovat CHP-laitoksia, jotka polttavat kierrätyspolt- toainetta rinnakkaispolttona. Tarkastelussa mukana olevat voimalaitokset ovat:

(26)

Hovinsaaren voimalaitos/Kotkan Energia Oy Kauttua voimalaitos/Fortum Power and Heat Oy Kajaanin höyryvoimalaitos/Kainuun Voima Oy Kymijärven voimalaitos/Lahti Energia Oy

Pietarsaaren voimalaitos/Oy Alholmens Kraft AB Aittaluodon voimalaitos/Porin Lämpövoima Oy

Kaanaan voimalaitos/Porin Prosessivoima Oy c/o Pori Energia Oy.

Jokaisen laitoksen osalta perustiedot, kerätyt tiedot vuositasolla (polttoaineet, käytettyjen polttoaineiden energiamäärät sekä tuotetun sähkön, prosessihöyryn ja kaukolämmön ener- giamäärät) ja lasketut tunnusluvut vuositasolla (vuosihyötysuhde, sähköntuotannon vuosi- hyötysuhde ja jätepolttoaineen osuus) on esitetty liitteissä I ja II. Yhteenvetona saaduista tuloksista on taulukossa 6 esitetty laitosten keskimääräiset tunnusluvut.

Taulukko 6. Tarkasteltujen laitosten tietojen perusteella lasketut keskimääräiset tunnusluvut 2-3 vuodelta.

Jätettä polttava laitos Vuosihyötysuhde (ka.) Sähköntuotannon vuosihyötysuhde (ka.)

Jätepolttoaineen osuus (ka.)

1. Kotkan Hyötyvoimala 64 % 11 % 100 %

2. Riihimäen jätevoimala 69 % 4 % 100 %

3. Turun jätteenpolttolaitos 75 % 0 % 100 %

Sekajätteenpolttolaitokset ka. 69 % 5 % 100 %

4. Hovinsaaren voimalaitos 83 % 23 % 5 %

5. Kauttua voimalaitos 78 % 9 % 63 %

6. Kajaanin höyryvoimalaitos 64 % 22 % 2 %

7. Kymijärven voimalaitos 76 % 31 % 4 %

8. Pietarsaaren voimalaitos 45 % 37 % 9 %

9. Aittaluodon voimalaitos 75 % 15 % 2 %

10. Kaanaan voimalaitos 81 % 22 % 6 %

Rinnakkaispolttolaitokset (REF) ka. 72 % 23 % 13 %

(27)

5.3 Laitosten vuosihyötysuhteiden vertailu

Kotkan Energian Hovinsaaren voimalaitoksessa päästiin korkeimpiin vuosihyötysuhteisiin.

Lähes yhtä hyvään vuosihyötysuhteeseen päästiin myös Porin prosessivoiman Kaanaan voimalaitoksessa. Vuosihyötysuhteet jäävät keskiarvoltaan hieman Hovinsaaren voimalaitosta matalammiksi, mutta sitä vastoin Kaanaan voimalaitos polttaa kierrätyspolttoainetta hieman suuremmalla polttoaineosuudella. Tarkastelluista kierrätyspolttoainetta polttavista voimalaitoksista parhaimpiin vuosihyötysuhteisiin pääsivät laitokset, jotka polttivat REF:iä noin 6 % polttoaineosuutena, sähköntuotannon vuosihyötysuhteen ollessa noin 22 %.

Laskettujen tunnuslukujen perusteella kierrätyspolttoainetta polttavista voimalaitoksista erottui selvästi muiden joukosta Pietarsaaren voimalaitoksen AK2-yksikkö. Pietarsaaren voimalaitoksen keskimääräinen vuosihyötysuhde oli tarkastelluista laitoksista pienin, mutta laitoksen keskimääräinen sähköntuotannon vuosihyötysuhde (37 %) oli huomattavan suuri muihin laitoksiin verrattuna. Selvästi muista erottuva laitos oli myös Kauttuan voimalaitos, joka poltti kierrätyspolttoainetta kiertoleijukattilassa huomattavan korkealla polttoaineosuudella (63 %). Laitoksen keskimääräinen vuosihyötysuhde oli myös korkea, mutta säh- köntuotannon vuosihyötysuhde jäi kuitenkin varsin pieneksi.

Sekajätteenpolttolaitoksista korkeimpiin vuosihyötysuhteisiin ylsi Turun jätteenpolttolai- tos, joka ei tosin ole CHP -laitos. Kahdesta sekajätteenpolttolaitoksesta, jotka tuottavat energiaa CHP-tuotantona; Riihimäen jätevoimalan keskimääräinen vuosihyötysuhde oli hieman korkeampi, mutta Kotkan Hyötyvoimalan sähköntuotannon hyötysuhde oli sen sijaan kolme kertaa Riihimäen voimalaa suurempi. Kuvassa 3 on esitetty tarkasteltavien voimalaitosten keskimääräiset vuosihyötysuhteet, sähköntuotannon vuosihyötysuhteet sekä jätepolttoaineiden osuudet.

(28)

Kuva 3. Jäteperäisiä polttoaineita polttavien laitosten keskimääräiset vuosihyötysuhteet, sähköntuotannon vuosihyötysuhteet ja jätepolttoaineiden osuudet.

5.4 Polttotekniikoiden välinen vertailu

Korkeimpaan vuosihyötysuhteeseen pääsi Hovinsaaren voimalaitos, jossa oli biopolttoai- neita polttava kerrosleijukattila ja sen lisäksi maakaasua käyttävä kaasuturbiini, jätelämpö- kattila ja Högfors-kattila. Voimalaitoskomponentteja ajetaan niin, että saadaan nostettua hyötysuhde mahdollisimman korkealle. Leijukerroskattilassa tosin poltettiin vain kierrä- tyspolttoaineita, mutta laitoskomponentteja ei voida tarkastella erikseen, koska ne ovat samassa höyrypiirissä, ja näin vaikuttavat toistensa vuosihyötysuhteisiin. Kymijärven voimalaitoksessa, jossa oli pääkattilana perinteinen kivihiiltä pääpolttoaineena polttava höy- rykattila sekä tämän lisäksi myös maakaasua käyttävä kaasuturbiini ja kierrätyspolttoainet- ta käyttävä kaasutin, päästiin myös hyvään vuosihyötysuhteeseen etenkin sähköntuotannon osalta. Yleisin jätteenpolttotekniikka tarkastelluista laitoksista oli kierrätyspolttoaineen poltto kiertoleijukattiloissa. Teoriassa jätepolttoaineen suuri osuus vaikuttaa alentavasti voimalaitoksien sähköntuotannon hyötysuhteeseen. Kuvasta 4 nähdään, että sekajätteen-

(29)

polttolaitosten sähköntuotannon vuosihyötysuhteet ovat rinnakkaispolttolaitoksien hyö- tysuhteita selvästi alhaisemmat. Lisäksi nähdään, että Kauttuan voimalaitoksessa, jossa poltettiin kierrätyspolttoainetta suurimmalla polttoaineosuudella, jäätiin myös alhaisim- paan sähköntuotannon vuosihyötysuhteeseen rinnakkaispolttolaitosten osalta. Nämä seikat tarkastelussa tukevat siis aiemmin mainittua teoriaa jätepolttoaineen määrän vaikutuksesta hyötysuhteisiin. Kaikki sekajätteenpolttolaitokset perustuivat arinatekniikkaan. Niiden keskinäisistä tuloksista ei voida tehdä mitään yleistäviä johtopäätöksiä, koska niiden käyt- tötarkoitus on hyvin erilainen. Kuvassa 4 on esitetty tarkasteltujen laitosten vuosihyötysuh- teet, sähköntuotannon vuosihyötysuhteen ja jätepolttoaineen osuudet polttotekniikkakoh- taisesti.

Kuva 4. Laitosten hyötysuhteet, sähköntuotannon hyötysuhteet ja jätepolttoaineiden osuudet polttotekniikoit- tain.

(30)

5.5 Tarkasteltavien laitosten käyttötarkoituksen vaikutus vuosi- hyötysuhteisiin

Sekajätteenpolttolaitoksista Turun jätteenpolttolaitos pääsi korkeimpaan hyötysuhteeseen.

Tämä johtuu ainoastaan siitä, että sen käyttötarkoitus on täysin erilainen. Se ei ole CHP- laitos, vaan tuottaa ainoastaan kaukolämpöä. Näin ollen höyrynarvoja voidaan pitää matalina eikä se vaikuta hyötysuhteeseen merkittävästi. Kotkan Hyötyvoimalassa tuotetaan sähköä, kaukolämpöä ja prosessihöyryä. Tällöin jätteiden epäpuhtauksista aiheutuva höy- rynarvojen alhaisuus taas vaikuttaa hyötysuhteeseen merkittävästi. Hyötyvoimalan tarkoituksena on tuottaa prosessihöyryä ja sähköä alueen teollisuudelle sekä kaukolämpöä kau- kolämpöverkkoon. Laitoksen turbiinina on väliottolauhdeturbiini, jonka väliotoista otetaan prosessihöyry sekä kaukolämpö. Lauhdeperällä voidaan säätää sähköntuotantoa ja ajaa laudesähköä lämpökuorman ollessa pieni. Tästä johtuen Kotkan Hyötyvoimalassa päästiin parhaaseen sähköntuotannon vuosihyötysuhteeseen sekajätteenpolttolaitosten osalta. Rii- himäen jätteenpolttolaitoksen perimmäinen käyttötarkoitus on taas jätteen käsittely ja kau- kolämmön tuottaminen. Riihimäen jätevoimalan laitosalueella on paljon muutakin jätteen käsittelytoimintaa, jotka ovat kytköksissä jätteenpolttoprosessiin. Joidenkin jätteiden käsit- telyyn ennen polttoa käytetään jätevoimalasta saatua prosessihöyryä, joka on noin 3 % polttoaine-energiasta (Ekokem 2010, 35). Tätä energiamäärää ei voida kuitenkaan laskea vuosihyötysuhteeseen, jolloin se vaikuttaa vuosihyötysuhteeseen hieman alentavasti. Tuo- tetun, vähäisen sähkönenergian laitos käyttää kokonaan itse omaan jätteenkäsittelytoimin- taan. Tällainen, muuhun kuin voimalaitosprosessiin käytetty sähkö, lasketaan toki net- tosähköksi toisin kuin voimalaitoksen omakäyttösähkö.

Kierrätyspolttoainetta polttavien laitostenkin osalta käyttötarkoitus vaikuttaa hyvin paljon vuosihyötysuhteisiin. Hovinsaaren voimalaitos, jossa keskimääräinen vuosihyötysuhde oli korkein, toimii Kotkan kaukolämpöverkon peruskuorman tuottajana ympäri vuoden. Li- säksi se tuottaa prosessihöyryä viereiselle teollisuuslaitokselle, jonka lämmöntarve on melko tasainen vuodenajoista riippumatta. Näin ollen, Hovinsaaren voimalaitoksen lämpö- kuorma on tasaista, eikä sen juurikaan tarvitse hukata energiaa lauhduttimen kautta ympä- ristöön. Pietarsaaren voimalaitoksen ensisijainen tarkoitus näyttää olevan sähkön tuottaminen valtakunnan verkkoon. Se tuottaa tosin myös suuren osan Pietarsaaren alueella tarvit-

(31)

tavasta kaukolämmöstä sekä toimittaa prosessihöyryä lähialueen teollisuuslaitoksille. Pie- tarsaaren voimalaitoksen sähköntuotannon vuosihyötysuhde oli voimalaitoksista korkein, mutta kokonaisvuosihyötysuhde oli sen sijaan alhaisin. Sähköenergiaa tuotetaan Pietarsaa- ren voimalaitoksessa väliottolauhdeturbiinin avulla, jolloin sähkötehoa pystytään pitämään korkealla lämpökuormasta riippumatta. Näin ollen jos halutaan tuottaa paljon sähköä, eli ajaa turbiinia lauhdeteholla, se näkyy vuosihyötysuhteessa alentavasti lauhduttimen kautta hukkaan heitetyn lämmön takia. Eli jos voimalaitoksen ensisijainen intressi on sähkön tuotanto, se jää todennäköisesti varsin alhaiseen vuosihyötysuhteeseen. Vuosihyötysuhde jää suurella todennäköisyydellä alhaiseksi myös tilanteissa, jossa alueen lämmöntarve vaihtelee suuresti ja ylimäärä lämpö joudutaan heittämään ajoittain hukkaan. Näin tapahtuu esimerkiksi kesällä, kun asuinkiinteistöjen lämmöntarve on vähäinen. Tarkastelluista CHP- laitoksista kahdeksan yhdeksästä on rakennettu teollisuusalueelle, jolloin ne pystyvät toimittamaan lämpöä teollisuuslaitosten tarpeisiin. Näin ne pyrkivät varmistamaan lämmön hyödynnettävyyden vuodenajoista riippumatta. Voimalaitosten ajotapoihin ja vuosi- hyötysuhteisiin vaikuttavat toki monet muutkin tekijät, kuten vallitseva sähkön hinta, läm- mönhinta, polttoaineiden saatavuus, jätepolttoaineen laatu, päästörajat, lupaehdot, pienellä kuormalla ajamisen tekniset haasteet ym.

5.6 Tietojen oikeellisuuteen vaikuttavat tekijät

Kerätyt tiedot ovat siis kahta laitosta lukuun ottamatta saatu voimalaitosten yhteyshenki- löiltä suoraan sähköpostiviestillä tai sähköpostiviestin liitteenä valmiissa taulukossa. Tieto- jen luotettavuutta on vaikea arvioida, koska tietojen oikeellisuus on täysin energiayhtiöiden tai voimalaitoksen yhteyshenkilön antaman tiedon varassa. Tietojen oikeellisuutta on ulko- puolisen mahdoton varmistaa. Tietojen oikeellisuuteen vaikuttaa alkuperäisen tiedon lähde ja mahdollisesti erilaiset laskentatavat vuodessa käytetyille polttoaine-energia määrille ja muut systemaattiset virheet. Jätteen lämpöarvon määrityksessä tai arvioinnissa saattaa olla eroja laitosten välillä. Jätepolttoaineiden lämpöarvo saatetaan mitatta joissakin laitoksissa vain harvoin, jolloin keskimääräiseen lämpöarvoon saattaa syntyä jonkin verran virhettä.

Satunnaisia virheitä on mahdollisesti saattanut syntyä tiedon välitysvaiheessa, esimerkiksi näppäilyvirheistä tietoja taulukoitaessa tai kirjoittaessa tietoja sähköpostiin tai jos yhteys- henkilö on esimerkiksi epähuomioissa antanut tuotetun nettosähköenergian sijasta brut-

(32)

tosähköenergian määrän. Tulokset vaikuttavat kuitenkin järkeenkäyviltä ja kokonaisuuden kannalta mahdollisien virheiden vaikutus tuloksiin on todennäköisesti pieni.

6 YHTEENVETO

Tässä työssä verrattiin sekajätteen ja kierrätyspolttoaineiden energiahyödyntämisen hyö- tysuhteita jätteenpolttolaitosten vuosihyötysuhteiden avulla. Työssä selvitettiin kirjallisuuden avulla sekajätteen ja kierrätyspolttoaineiden tärkeimmät jätteenpolttotekniikat sekä niiden edut ja haitat. Voimalaitosten hyötysuhteiden määritys selvitettiin kirjallisuuden teorian avulla. Varsinaisessa työn toteutusosiossa kerättiin tietoa Suomessa käytössä olevista sekajätettä tai kierrätyspolttoaineita polttavista laitoksista pää-asiassa yhteydenotoilla sähköpostitse ja puhelimitse jätteenpolttolaitosten yhteyshenkilöihin. Tarkoituksena oli saada riittävät tiedot kustakin voimalaitoksesta 2-3 vuodelta vuosihyötysuhteiden laskemi- seksi. Tarvittavat tiedot saatiin kolmelta sekajätteenpolttolaitokselta ja seitsemältä kierrä- tyspolttoaineita polttavalta voimalaitokselta. Tiedot ja tulokset taulukoitiin ja tehtiin vertailua eri polttolaitosten välillä vuosihyötysuhteisiin pohjautuen. Tavoitteena oli tehdä myös johtopäätöksiä jätteenpolttolaitosten vuosihyötysuhteisiin vaikuttavista tekijöistä.

Tuloksista oletetusti ilmeni, että kierrätyspolttoainetta rinnakkaispolttoaineena polttavat voimalaitokset pääsevät keskimäärin korkeimpiin vuosihyötysuhteisiin kuin sekajätteen- polttolaitokset, etenkin sähköntuotannon osalta. Tästä ei kuitenkaan voida tehdä päätelmää rinnakkaispolton paremmuudesta, koska polttoaineena on täysin eri jäte erilaisine ominai- suuksineen ja taustalla on myös erilaiset jätteen syntylähteet, keräysjärjestelmät sekä materiaali- ja energiavirrat. Kaikki tarkastelussa mukana olleet laitokset paitsi Turun sekajät- teenpolttolaitos olivat CHP-laitoksia. Yleisin jätteenpolttotekniikka tarkastelluista laitoksista oli kierrätyspolttoaineen rinnakkaispoltto kiertoleijukattilassa (CFB). Tarkastelluista kierrätyspolttoainetta polttavista voimalaitoksista parhaimpiin vuosihyötysuhteisiin pääsi- vät laitokset, jotka polttivat REF:iä noin 6 % polttoaineosuutena, sähköntuotannon vuosi- hyötysuhteen ollessa noin 22 %. Tuloksista voi päätellä, että korkea jätepolttoaineen osuus poltossa vaikuttaa alentavasti sähköntuotannon vuosihyötysuhteeseen. Syy tähän on suuris-

(33)

ta haitta-aineiden määristä johtuva korroosioriski, jonka takia tuorehöyrynarvoja joudutaan pitämään matalina.

Saatujen tietojen ja tulosten pohjalta oli helppo havaita, että voimalaitosten käyttötarkoitus vaikuttaa voimakkaasti voimalaitosten vuosihyötysuhteisiin; jos intressinä on ensisijaisesti sähkön tuottaminen, jäädään melko varmasti alempaan kokonaisvuosihyötysuhteeseen.

Monet laitokset, joiden sähköntuotannon vuosihyötysuhde on alhainen ja tuottavat pää- asiassa lämpöä, pääsevät usein taas varsin korkeisiin kokonaisvuosihyötysuhteisiin. Tar- kastelussa tällaiset laitokset toimivat alueen peruskaukolämpökuorman tuottajina tai sijait- sivat paikalla, jossa ne pystyvät toimittamaan lämpöä tasaisesti ympäri vuoden lähialueen teollisuuslaitoksille. Kokonaishyötysuhteen aleneminen korkealla sähköntuotantoteholla ajaessa johtuu suuremmasta lauhduttimen kautta hukkaan menevästä lämmön määrästä. Ei siis kannata aina polttaa jätettä juuri tietynlaisessa polttolaitoksessa ainoastaan laitoksen korkeiden nimellishyötysuhteiden takia, vaan ennemmin laitoksessa, joka pystyy kasvat- tamaan mahdollisimman paljon alueen energiantuotannon kokonaismäärää. Esimerkiksi alueelle, jonka energiantuotanto perustuu CHP:hen suhteellisen korkealla rakennusasteella, ei kannata välttämättä rakentaa mahdollisimman korkean kokonaishyötysuhteen omaavaa jätteenpolttolaitosta, jos sen sähköntuotannon hyötysuhde on matala. Eli jos kaukolämpö- verkkoon kytketään vain vähän sähköä tuottava jätteenpolttolaitos, alueen energiantuotan- tojärjestelmän sähköntuotantomäärä alenee. Mitään yleistä sääntöä taloudellisesta eikä myöskään ympäristöllisestä kannattavuudesta voida kuitenkaan tehdä, koska tapaukset ovat aina tilannekohtaisia ja taloudelliseen kannattavuuteen sekä myös ympäristönäkökoh- tiin liittyy monia eri tekijöitä. Selvää on, että jätteenpolttolaitoksella tuotetulla energialle pitää todellisuudessa löytyä aina käyttöä sähkönä tai lämpönä. Kokonaisuudessaan, seka- jätteen ja kierrätyspolttoaineen energiahyödynnettävyyteen ja vuosihyötysuhteisiin vaikuttavat siis jätteenkeräyskäytännöt ja syntypaikat, jätteen laatu ja palamistekniset ominaisuudet, alueen lämmön ja sähkön tarve, polttotekniikka sekä myös yksittäisten voimalaitosten nimelliset eli ideaalitehoihin perustuvat hyötysuhteet.

(34)

LÄHTEET

Ajanko, Sirke et al. 2005. Jätteiden syntypaikkalajittelujärjestelmän ja käsittelytekniikan vaikutus kierrätyspolttoaineen laatuun [verkkodokumentti]. Espoo: 2005 [viitattu

7.10.2011]. VTT tiedotteita 2317. 83 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2005/T2317.pdf

Alakangas, Eija. 2000. Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia [verkkodokumentti]. Espoo: 2005 [viitattu 7.9.2011]. VTT tiedotteita 2045. 172 s. Saatavissa PDF- tiedostona: http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2000/T2045.pdf

Alholmens kraft. 2010. Vuosiraportti 2010, 2009, 2008 [Alholmens kraft:n www-sivuilla].

[viitattu 20.9.2011]. 3 WWW-sivua. Saatavissa:

http://www.alholmenskraft.com/fi/environment/report_2010.htm (etusivu).

Ekokem. 2010. Ekokem-konsernin Yhteiskuntavastuuraportti 2009 [verkkodokumentti].

[viitattu 7.9.2011]. 58 s. Saatavissa: www.ekokem.fi/.../ekokem- konsernin_ymparistovastuuraportti_2009.pdf

Huhtinen, Markku. 1997. Höyrykattilatekniikka. Helsinki: Oy Edita Ab. 316 s. ISBN 951- 37-1327-X.

Jätelaitosyhdistys. 2011. Rumpu-uunit. [Jätelaitosyhdistyksen www-sivuilla]. [viitattu 7.10.2011] Saatavissa: http://www.jly.fi/energia33.php?treeviewid=tree3&nodeid=33

Kaikko, Juha. 2009. Voimalaitosopin perusteet. Sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Luen- tomoniste [verkkoympäristö]. Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yliopisto [viitattu 7.10.2011]. 14 s. Saatavissa: Suojattu verkko, vaatii käyttöoikeudet.

Kauppinen, Maarit. 2011. Aineistoa kandidaatintyöhöni [yksityinen sähköpostiviesti].

Vastaanottaja: Lauri Anttila. Lähetetty 20.9.2011 klo 15.11 (GMT +0200).

(35)

Koskinen, Joni. 2006. Jätteen rinnakkaispolton rooli ja rajaehdot Suomen jätestrategiassa.

Valtakunnallinen jätesuunnitelma vuoteen 2016. Tausta selvitys Osa 1 [verkkodokumentti]. Helsinki: Edita Prima Oy [viitattu 11.10.2011]. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 15/2006. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=59095

Kymenlaakson Jäte. 2011. Kymenlaakson ja Lapinjärven jätehuoltomääräykset [verkkodokumentti]. 1.1.2011 [viitattu 11.10.2011]. 43 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.kymenlaaksonjate.fi/yhtio/jatehuoltomaarays.pdf

Lahti Energia. 2010. Vuosikertomuksen taulukot. 2010 [verkkodokumentti]. [viitattu 23.8.2011]. 40 s. Saatavissa: Intranet yrityksen sisäisessä käytössä, vaatii salasanan.

Lahti Energia. 2009. Vuosikertomuksen taulukot. 2009 [verkkodokumentti]. [viitattu 23.8.2011]. 40 s. Saatavissa: Intranet yrityksen sisäisessä käytössä, vaatii salasanan.

Lappeenrannan kaupunki. 2002. Lappeenrannan kaupungin jätehuoltomääräykset 1.1.2002 [verkkodokumentti]. [viitattu 11.10.2011]. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.lappeenranta.fi/?deptid=11450))

Mroueh, Ulla-Maija et al. 2007. Uusien jätteenkäsittelykonseptien mahdollisuudet kasvi- huonekaasupäästöjen vähentämisessä [verkkodokumentti]. Helsinki: Edita Prima Oy [viitattu 11.10.2011]. VTT tiedotteita. 170 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2007/T2402.pdf

Myllymaa, Tuuli et al 2008a. Jätteiden kierrätyksen ja polton ympäristövaikutukset ja kustannukset – jätehuollon vaihtoehtojen tarkastelu alueellisesta näkökulmasta [verkkodokumentti]. Helsinki: Kirjapaino Oy [viitattu 11.10.2011]. Suomen ympäristökeskus. 192 s.

Saatavissa PDF-tiedostona: http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=92490

Myllymaa Tuuli et al. 2008b. Jätteiden kierrätyksen ja polton käsittelyketjujen ympäristö- kuormitus ja kustannukset. Inventaarioraportti [verkkodokumentti]. Helsinki: Kirjapaino

(36)

Oy [viitattu 7.10.2011]. Suomen ympäristökeskus. 82 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

Mäkelä, Hanna. 2011. Aineistoa kandidaatintyöhöni [yksityinen sähköpostiviesti]. Vas- taanottaja: Lauri Anttila. Lähetetty 9.9.2011 klo 13.20 (GMT +0200).

Mäki, Timo. 2011. Aineistoa kandidaatintyöhöni [yksityinen sähköpostiviesti]. Vastaanot- taja: Lauri Anttila. Lähetetty 20.9.2011 klo 14.27 (GMT +0200).

Novox Oy. 2009. Jätteiden energiakäytön vaihtoehtojen tarkastelu. Energiatehokkuus ja materiaalivirrat [verkkodokumentti]. [viitattu 10.10.2011]. 18 s. Saatavissa PDF-

tiedostona:

http://www.ymparistoyritykset.fi/files/yyl/pdf/Jatteiden_energiakayton_tarkastelu_energiat ehokkuus_ja_materiaalivirrat_lopullinen.pdf

Saarinen, Risto. 2009. Jätteenkäsittelylaitostilanne Suomessa - Jätteenpolttolaitokset, kaa- topaikat, kompostointilaitokset, biokaasulaitokset [verkkodokumentti]. [viitattu

11.10.2011]. Luento jätealan neuvottelupäivillä Oulussa 24.-25.3.2009. Saatavissa:

http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=101054&lan=fi

Tchobanoglous et al. 1993. Integrated Solid Waste Management - Engineering Principles and Management Issues. McGraw-Hill, inc. 978 s. ISBN 0-07-112865-4.

Teirasvuo Niina. 2011. Syntypaikkalajitellun sekajätteen koostumuksen sekä palamisteknisten ominaisuuksien selvitys Etelä-Karjalan alueella. Diplomityö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Ympäristötekniikan koulutusohjelma. Lappeenranta. 122 s.

Tilastokeskus. 2009. Jätetilasto - Yhdyskuntajätteet 2009 [verkkodokumentti]. [viitattu 11.10.2011]. Saatavissa: http://www.stat.fi/til/jate/2009/jate_2009_2010-11-

23_tau_001_fi.html

(37)

Turtiainen, Joona. 2011. Aineistoa kandidaatintyöhöni [yksityinen sähköpostiviesti]. Vas- taanottaja: Lauri Anttila. Lähetetty 28.9.2011 klo 16.58 (GMT +0200).

Vesanto. 2006. Jätteenpolton parhaan käytettävissä olevan tekniikan (BAT) vertailuasiakir- jan käyttö suomalaisessa toimintaympäristössä [verkkodokumentti]. Helsinki: Oy Edita Ab [viitattu 11.10.2011]. SYKE. 102 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 12.10.2005. Pohjois-Suomen Ympäristölupavirasto [verkkodokumentti]. Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 41 s. Dnro Psy-2003-y-185. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 12.9.2006. Kaakkois-Suomen Ympäristökeskus [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 28 s. Dnro KAS-2005-Y- 493-111. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 15.10.2004. Kaakkois-Suomen Ympäristökeskus [verkkodokumentti]. Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 34 s. Dnro KAS-2003- Y-706-111. Saatavissa PDF-tiedostona:

http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=24976&lan=sv

Ympäristölupapäätös 20.3.2008. Itä-Suomen Ympäristölupavirasto [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 13 s. Dnro ISY-2007- Y-269. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 20.4.2006. Hämeen Ympäristökeskus [verkkodokumentti]. Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 66 s. Dnro HAM-2004-Y-443- 111. Saatavissa PDF-tiedostona: http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=49833

(38)

Ympäristölupapäätös 29.12.2005. Lounais-Suomen Ympäristökeskus [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 36 s. Dnro LOS-2004- Y-1072-111. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 30.11.2006. Länsi-Suomen Ympäristölupavirasto [verkkodokumentti]. Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 57 s. Dnro LSY- 2006-Y-131. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 30.9.2009. Lounais-Suomen Ympäristökeskus [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 44 s. Dnro LOS-2008-Y- 275-111. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristölupapäätös 4.7.2005. Länsi-Suomen Ympäristölupavirasto [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 28 s. Dnro LSY-2004-Y- 208. Saatavissa PDF-tiedostona: http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=37686

Ympäristölupapäätös 7.12.2006. Länsi-Suomen Ympäristölupavirasto [verkkodokumentti].

Valtion ympäristöhallinnon verkkopalvelussa [viitattu 11.11.2011]. 124 s. Dnro:t LSY2003Y426, LSY2005Y106. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristöministeriö. 2008. Kohti kierrätysyhteiskuntaa [verkkodokumentti]. Helsinki:

Edita Prima Oy [viitattu 11.10.2011]. Valtakunnallinen jätesuunnitelma vuoteen 2016. 54 s. Saatavissa PDF-tiedostona:

Ympäristö 2008. Jätteenpoltto [Ympäristöministeriön www-sivuilla]. Päivitetty 11.8.2008 [viitattu 11.11.2011]. Saatavissa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=21142&lan=fi