Turpeen poltosta luopumisen vaikutukset voimalaitosten toimintaan

Abstract

Suomessa uusitumattomattomana polttoaineen pidetyn turpeen käyttö pyritään puolittamaan vuoteen 2030 mennessä. Suomessa turvetta on aktiivisesti käytetty 1970-luvultä lähtien, kun valtio alkoi tukemaan turpeen tuotantoa öljyn hinnan nousun seurauksena. Pelkästään turvetta polttoaineena käyttäviä laitoksia on ollut olemassa, mutta nykyään on siirrytty turpeen ja biomassanseospolttoon, jossa biomassaa ja turvetta poltetaan sekaisin.

Turvetta polttoaineena käyttävistä voimalaitoksista turvetta ei voi korvata kokonaan biomassalla ilman muutoksia voimalaitokseen. Turve toimii voimalaitoksissa suojapolttoaineena, joka suojaavoimalaitoksen kattilaa seospolton aikana biomassassa olevilta yhdisteiltä. Biomassan sisältämät alkalikloridit sitoutuvat tulistimien pinnalle aiheuttaen tulistimiin haitallista korroosiota ja likaantumista. Lisäksi biomassan sisältämät yhdisteet aiheuttavat leijupoltossa petihiekan sintraantumista. Petihiekan partikkelit liimaantuvat yhteen aiheuttaen petihiekan tehokuuden vähentymistä.Turpeen sisältämä rikkiyhdisteet ja alumiinisilikaatit neutraloivat biomassan sisältämien yhdisteiden vaikutukset voimalaitoksen kattilassa. Lisäksi turpeella on biomassaa suurempi lämpöarvo. Turpeen lämpöarvoa ei voi korvata biomassalla, mutta biomassaa voidaan käyttää turpeen tilalla polttoaineena.

Turpeen ominaisuuksien korvaamiseen on kehitetty kaupallisia ja kokeellisia ratkaisuja. Korroosiota ja leijupedin sintraantumista estävät polttoaineen sekaan lisättävät rikkigranulaatti ja kaoliini. Kokeellisissa tutkimuksissa korroosion estossa on tutkittu halloysiitin ja puhdistamolietteenkäyttöä. Tehokas korroosionestotapa on sulfaattiliuosten ruiskuttaminen voimalaitoksen tulipesänyläosaan. Korroosioon pystytään vaikuttamaan tulistimen materiaalivalinnoilla. Petihiekan sintraantumiseen pystytään vaikuttamaan vaihtamalla petihiekkamateriaalia. Kvartsista vapaat petihiekkamateriaalit kuten diapaasi ja masuunikuona hidastavat leijupedin sintraantumista. Turpeen lämpöarvon korvaaminen onnistuu biohiilellä tai torrefioiduilla polttoaineilla.

Turpeen vaikutusten korvaaminen vaatii investointeja voimalaitoksiin. Investoinnit kohdistuvat lisäaineiden syöttöjärjestelmiin ja tarvittaessa voimalaitoksen savukaasupuolen muutoksiin. Investointien lisäksi säännöllisiä kuluja tuovat lisäaineiden syöttö voimalaitoskattilaan. Turpeen lämpöominaisuuksia korvaavien biopolttoaineiden, kuten puuhiilen ja torrefiodun pelletin hinnat ovat huomattavasti biomassaan kalliimpaa. Turpeen käytön korvaaminen kokonaan suomalaisella biomassalla on mahdollista, mutta tällöin osa lämmön ja sähkön tuotannosta täytyy korvatalämpöpumpuilla ja tuulivoimalla.