Tarkastelu Loviisan ydinvoimalan liittämisestä Helsingin kaukolämpöverkkoon
Laitinen, Tanja (2018)
Laitinen, Tanja
2018
Ympäristö- ja energiatekniikka
Teknis-luonnontieteellinen tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-09-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201808212173
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201808212173
Tiivistelmä
Helsingin kaukolämmöstä suuri osa tuotetaan kivihiilellä, mikä tuottaa paljon hiilidioksidipäästöjä. Jotta päästöjä voitaisiin vähentää, kivihiili täytyisi korvata jollakin, joka tuottaa vähemmän tai ei ollenkaan päästöjä. Tästä syystä työssä on tutkittu kaukolämmön tuotantoa Loviisan ydinvoimalla. Loviisan laitoksia ei alun perin ole rakennettu yhteistuotantolaitoksiksi, sillä rakennusaikaan tämä ei olisi ollut kannattavaa. Kaukolämmön tuotantoa oli suunniteltu myös tulevalle Loviisa 3:lle, mutta tämä ei koskaan saanut rakennuslupaa.
Työssä on tutkittu, olisiko nyt järkevää tuottaa Loviisassa kaukolämpöä Helsinkiin ja näin korvata kokonaan kivihiilen käyttö. Työstä on rajattu kustannuslaskelmat kokonaan pois, joten tarkastelu kohdistuu energiantuotannon näkökulmaan. Aluksi on selvitetty kuinka suuri lämpöteho Loviisasta olisi mahdollista saada. Laskemista varten on kerätty tietoa Loviisan höyrypiirin arvoista ja nykyisestä tuotannosta. Koska lämmöntuotanto toteutettaisiin väliotolla matalapaineturbiinista, välioton massavirta ja kaukolämpöveden lämpötilaero määrää lämpötehon suuruuden. Massavirran ja lämpötilaeron määrittämisen jälkeen on laskettu lämmöntuotannosta aiheutuva sähkötehon vähennys. Kaukolämpövesi täytyy vielä saada siirrettyä Helsinkiin ja putkissa tapahtuu lämpöhäviöitä. Viimeiseksi on siis laskettu veden siirtämiseen tarvittava pumppausteho sekä lämpöhäviöt Helsingin ja Loviisan välillä, jolloin on saatu lopulliset lämpötehon ja sähkötehon arvot.
Laskennan tuloksena lämpötehoksi saatiin 1005 MW lämpöhäviöiden jälkeen ja sähkötehoksi tällöin 892 MW pumppaustehon vähentämisen jälkeen. Loviisan nykyinen sähköteho on noin 1010 MW, joten sähkötehon vähennys on paljon pienempi suhteessa saatavaan lämpötehoon. Helsingissä keskimääräinen tehontarve on 810 MW ja hetkellinen tehontarve voi olla yli 2000 MW. Loviisasta saatava lämpöteho on siis suurempi kuin keskimääräinen tehontarve, mutta talvisin tarvittaisiin lämpöä muualtakin. Helsingissä hiiltä käyttävien voimaloiden yhteisteho on 720 MW, jolloin Loviisan lämpöteholla pystyttäisiin korvaamaan kokonaan kivihiilen käyttö. Työssä tultiin siihen tulokseen, että energiantuotannon näkökulmasta lämmöntuotanto Loviisassa olisi järkevää, mutta todennäköisesti lämpöä ei tuoteta Loviisassa vielä pitkään aikaan jos koskaan. Kaukolämpöputkien rakentaminen on kallista ja yleiset ennakkoasenteet ydinvoimaa kohtaan ovat negatiivisia, joten kaukolämmön tuotanto ydinvoimalla ei ole todennäköistä lähitulevaisuudessa.
Työssä on tutkittu, olisiko nyt järkevää tuottaa Loviisassa kaukolämpöä Helsinkiin ja näin korvata kokonaan kivihiilen käyttö. Työstä on rajattu kustannuslaskelmat kokonaan pois, joten tarkastelu kohdistuu energiantuotannon näkökulmaan. Aluksi on selvitetty kuinka suuri lämpöteho Loviisasta olisi mahdollista saada. Laskemista varten on kerätty tietoa Loviisan höyrypiirin arvoista ja nykyisestä tuotannosta. Koska lämmöntuotanto toteutettaisiin väliotolla matalapaineturbiinista, välioton massavirta ja kaukolämpöveden lämpötilaero määrää lämpötehon suuruuden. Massavirran ja lämpötilaeron määrittämisen jälkeen on laskettu lämmöntuotannosta aiheutuva sähkötehon vähennys. Kaukolämpövesi täytyy vielä saada siirrettyä Helsinkiin ja putkissa tapahtuu lämpöhäviöitä. Viimeiseksi on siis laskettu veden siirtämiseen tarvittava pumppausteho sekä lämpöhäviöt Helsingin ja Loviisan välillä, jolloin on saatu lopulliset lämpötehon ja sähkötehon arvot.
Laskennan tuloksena lämpötehoksi saatiin 1005 MW lämpöhäviöiden jälkeen ja sähkötehoksi tällöin 892 MW pumppaustehon vähentämisen jälkeen. Loviisan nykyinen sähköteho on noin 1010 MW, joten sähkötehon vähennys on paljon pienempi suhteessa saatavaan lämpötehoon. Helsingissä keskimääräinen tehontarve on 810 MW ja hetkellinen tehontarve voi olla yli 2000 MW. Loviisasta saatava lämpöteho on siis suurempi kuin keskimääräinen tehontarve, mutta talvisin tarvittaisiin lämpöä muualtakin. Helsingissä hiiltä käyttävien voimaloiden yhteisteho on 720 MW, jolloin Loviisan lämpöteholla pystyttäisiin korvaamaan kokonaan kivihiilen käyttö. Työssä tultiin siihen tulokseen, että energiantuotannon näkökulmasta lämmöntuotanto Loviisassa olisi järkevää, mutta todennäköisesti lämpöä ei tuoteta Loviisassa vielä pitkään aikaan jos koskaan. Kaukolämpöputkien rakentaminen on kallista ja yleiset ennakkoasenteet ydinvoimaa kohtaan ovat negatiivisia, joten kaukolämmön tuotanto ydinvoimalla ei ole todennäköistä lähitulevaisuudessa.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8452]