Puuhake sähköenergian lähteenä

Abstract

Suomessa sähköä tuotetaan useilla tuotantomuodoilla. Yksi sähköntuotannon polttoaineista on puuhake. Nykyisessä maailmantilanteessa uusiutuvien energialähteiden suosio on kasvamassa. Puu on uusiutuva polttoaine, joten sen hyödyntäminen sähköntuotannossa on tämän osalta jatkossakin mahdollista. Tässä kandidaatintyössä tutustutaan puuhakkeeseen sähköenergian lähteenä. Mistä se on peräisin, kuinka sitä hyödynnetään ja miten puuhakkeesta saadaan tuotettua sähköä. Työssä hyödynnetään löydettyjä suomen- ja englanninkielisiä aiheeseen liittyviä lähteitä. Työn tarkoituksena on tarkastella sähköntuotantoprosessia, siihen vaadittavaa tekniikkaa ja ymmärtää koko prosessia kokonaisuutena. Sähköntuotantoprosessi puuhakkeella vaatii monta vaihetta. Ensimmäisenä työssä tarkastelussa on puuhakkeen polttoaineominaisuudet, sekä sen hankinta ja tuotanto. Tämän jälkeen tarkastellaan hakkeen polttoon soveltuvaa leijupolttotekniikkaa ja sen kahta päätyyppiä: kuplapetikattilaa ja kiertopetikattilaa. Seuraavaksi tutustutaan höyryprosessiin ja tarkastellaan erityisesti höyryturbiinia. Höyryturbiinin käsittelyn jälkeen siirrytään sähköntuotannon oleellisimpaan komponenttiin, eli generaattoriin. Huomion keskiössä on umpinapainen tahtigeneraattori, joka on yleisesti käytössä, kun generaattoria pyörittävä voimakone on höyryturbiini. Lopuksi tarkastelussa on puupolttoaineiden tämänhetkinen käyttö sähköntuotantoon Suomessa. Työn lopputuloksena voidaan sanoa, että pelkkä sähköntuotanto puuhakkeella on Suomessa kannattamatonta, eikä se pysty tällä hetkellä kilpailemaan hinnassa halvempien tuotantomuotojen, kuten tuuli- ja ydinvoiman kanssa. Puuhakkeella tuotetaan kuitenkin merkittävä määrä Suomessa tuotetusta sähköstä. Vuonna 2019 Suomessa sähköä tuotettiin puupolttoaineilla 5,1 TWh, joka on noin 7,73 % koko sähköntuotannosta Suomessa. Sähkö on peräisin voimalaitoksista, jotka tuot-tavat sähköä ja lämpöä yhteistuotannolla. Kiinteiden puupolttoaineiden käyttö on ollut kasvussa koko 2000-luvun, mutta uusimpien ennakkotietojen mukaan vuonna 2020 käytettyjen kiinteiden puupolttoaineiden määrä on ollut edellisvuotta alhaisempi, joten kehitys on kääntynyt laskuun.