Skandynawskie elektrociepłownie produkują energię z biomasy
( Urządzenia dla energetyki  nr 2/2008)
Stosowanie biomasy do produkcji energii elektrycznej i cieplnej jest wa\
nym narzędziem w
walce ze zmianami klimatycznymi i jednocześnie umo\
liwia zwiększenie bezpieczeństwa
energetycznego. Jednym z większych skandynawskich przedsiębiorstw elektroenergetycznych
jest firma Fortum. Wśród wielu celów, które postawiła przed sobą ta firma jest stały wzrost
zu\
ycia biomasy oraz odpadków z gospodarstw domowych i odpadów przemysłowych
przydatnych, z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego, dla przemysłu
energetycznego. W szczególności elektrociepłownie (CHP -Combined Heat and Power) tej
firmy zasilają w ciepło i energię elektryczną stolicę Szwecji Sztokholm.
Działalność skandynawskiej firmy energetycznej Fortum obejmuje generację, dystrybucję i
sprzeda\
energii elektrycznej i cieplnej oraz budowę, eksploatację i konserwację elektrowni, w
szczególności elektrociepłowni. W roku 2006 sprzeda\
produktów i usług firmy wyniosła 4,5
miliarda euro, przy zysku 1,4 miliarda euro. Kompania zatrudnia ponad 8000 pracowników, a jej
akcje są wystawiane na giełdzie w Helsinkach. Celem firmy jest udoskonalenie produkcji energii z
korzyścią dla obecnych i przyszłych pokoleń oraz zapewnienie jej zrównowa\
onego wzrostu.
Polityka firmy jest doceniana przez akcjonariuszy i w roku 2007, po raz czwarty jako jedyna firma
skandynawska, zajmująca się energią elektryczną i cieplną, została umieszczona na
międzynarodowej liście zrównowa\
onego rozwoju Dow Jones'a (International Dow Jones
Sustainability lndex). We wrześniu 2007 roku firma została wymieniona pomiędzy najlepszymi w
swojej klasie (Best in Class) w zakresie międzynarodowych przedsiębiorstw energetycznych
wiodących w zakresie ochrony klimatu (Climate Leadership lndex), grupujących największych
globalnych inwestorów. Wa\
ność rozwoju alternatywnych energii stale wzrasta i firma dostarcza
obecnie ekologiczną energię elektryczną (eco-labelled) w krajach skandynawskich do ponad 700
000 odbiorców.
Racjonalne u\
ytkowanie biomasy
W 2006 roku udział z
ródeł energii odnawialnej w produkcji energii elektrycznej oraz ciepła przez
firmę wynosił ponad 40%. Uwaga firmy skupia się na promowaniu energii odnawialnych,
włączając w to renowację elektrowni wodnych, znaczne zwiększenie wykorzystania biomasy i
odpadków mogących ulegać spalaniu oraz budowę nowych i wzrost produkcji istniejących
elektrociepłowni. Firma jest przodującym przedsiębiorstwem energetycznym na rynku
skandynawskim w zakresie elektrociepłowni (CHP - Combined Heat and Power). Budowa nowych
elektrociepłowni przyczynia się zwłaszcza do zwiększenia zu\
ycia biomasy. Ponadto firma
inwestując w nowe elektrociepłownie ma okazję równie\
do wprowadzania zmian w istniejących
elektrociepłowniach w zakresie zu\
ywanego paliwa na korzyść paliw sprzyjających ochronie
środowiska naturalnego. W roku 2006 biomasa i odpadki miały 31%. udziału w wytwarzaniu ciepła
przez firmę. Całkowite zu\
ycie biomasy wzrosło do 9,1 TWh, to znaczy o 22% więcej w stosunku
do 2005 roku (w roku 2001 nie przekraczało nawet 3,0 TWh). Zakup biomasy jest oparty na
kooperacji z wieloma dostawcami biomasy na rynku skandynawskim. Koncepcja zakupu biomasy
opiera się na ciągłym rozwoju w celu zapewnienia dostawy na wystarczającym poziomie, przy
jednoczesnym zapewnieniu konkurencyjnego poziomu kosztów w przyszłości.
U\
ytkowanie bioenergii musi, bowiem być zrównowa\
one i nadzorowane. Z tego te\
względu
firma jest aktywnym członkiem światowej sieci handlu naturalnymi zasobami leśnym (World
Wildlife Fund Global Forest and Trade Network), jak równie\
aktywnym członkiem okrągłego
stołu dla zrównowa\
onego rozwoju oleju palmowego (RSPO - Roundtable on Sustainable Palm
Oil), organizacji giełdowej, której akcjonariusze troszczą się o osiągnięcie zrównowa\
onego
rozwoju i u\
ytkowania oleju palmowego. Wzrost ilości biomasy jest jednym z obszarów
zainteresowań badawczo rozwojowych omawianej firmy. W szczególności przyszłość u\
ytkowania
biomasy jest przedmiotem badań w jednym z programów zatytułowanym zwiększone u\
ytkowanie
biomasy (Extended use of biomass), którego celem jest między innymi zwiększenie wydajności
elektrociepłowni u\
ywających biomasę oraz odpadki przemysłowe i gospodarcze jako paliwo oraz
recykling materiałów odpadowych stosowanych jako paliwo w elektrociepłowniach. Jednym z
celów tego programu jest równie\
analiza tendencji w u\
ytkowaniu biomasy w przyszłości.
Elektrociepłownie zasilają Sztokholm
W ciągu ostatnich piętnastu lat elektrociepłownie w Sztokholmie dokonały ogromnego przesunięcia
w rodzaju u\
ytkowanych paliw, z paliw kopalnych na paliwa odnawialne. Obecnie trzy rejony
energetyczne Sztokholmu, obsługiwane przez elektrociepłownie firmy Fortum, dostarczają rocznie
ponad 9 TWh energii cieplnej. Ponad 75% dostarczanej energii cieplnej z tych elektrociepłowni
pochodzi ze z
ródeł energii odnawialnej. Elektrociepłownia H�sselby jest zasilana energią
odnawialną w postaci prasowanych kostek odpadów drewna (wood pellets) w 100%, moc
zainstalowana wynosi 68 MW, produkcja energii wynosi 220 GWh rocznie. Elektrociepłownia
H�gdalen jest zasilana energią odnawialną w postaci odpadów oraz olejów roślinnych w 87%, moc
zainstalowana wynosi 73 MW, łączna produkcja energii wynosi 290 GWh rocznie.
Elektrociepłownia V�rtan I jest zasilana energią odnawialną w postaci oliwy i ligniny w 5-10%
(pozostała energia pochodzi z paliw kopalnych), moc zainstalowana wynosi 148 MW, łączna
produkcja energii wynosi 630 GWh rocznie. Elektrociepłownia V�rtan II jest zasilana energią
odnawialną w postaci oleju roślinnego w 100%, moc zainstalowana wynosi 247 MW, produkcja
energii wynosi 50-400 GWh rocznie. Elektrociepłownia Brista jest zasilana energią odnawialną w
postaci biomasy w 100%, moc zainstalowana wynosi 44 MW, produkcja energii wynosi 260 GWh
rocznie. Do roku 1993 elektrociepłownia Hassel-by była opalana węglem kamiennym oraz olejem
opałowym. Została wówczas całkowicie przestawiona na opalanie prasowanymi kostkami odpadów
drewna. Elektrociepłownia składa się z trzech kotłów oraz z trzech turbin. Główne części starych
palenisk węglowych oraz młyn węglowy z 1958 roku są nadal u\
ytkowane. Z rocznym zu\
yciem
300 000 ton, Hasselby jest jednym z największych u\
ytkowników prasowanych kostek drewna w
Europie. Rozpoczęcie handlowej produkcji prasowanych kostek drewna w Szwecji rozpoczęto się
w 1990 roku i było w mniejszym lub większym stopniu rezultatem modernizacji elektrociepłowni
H�sselby. Elektrociepłownia H�gdalen zawiera dwie turbiny oraz sześć kotłów spalających
głównie odpadki z gospodarstw domowych oraz odpady przemysłowe. Dwa kotły są typowymi
przepływowymi kotłami fluidalnymi (CFB - Circulating Fluised Bed), z których najnowszy został
uruchomiony w 2005 roku. Elektrociepłownia H�gdalen ma dwa kondensory gazu kominowego
oraz kocioł przystosowany do spalania olejów roślinnych. Rocznie jest spalanych ponad 500 000
ton odpadków z gospodarstw domowych oraz 200 000 ton odpadów przemysłowych. Ilość
odpadków domowych wytwarzanych przez ludność Sztokholmu wynosi 225 000 ton rocznie,
dlatego te\
dodatkowe odpadki są przywo\
one do H�gdalen z okolic Sztokholmu. Opalana węglem
kamiennym elektrociepłownia V�rtan jest oparta na technologii spalania w ciśnieniowym zło\
u
fluidalnym (PFBC - Pressurised Fluidised Bed Combustion). Moc jest wytwarzana w dwóch
turbinach gazowych oraz jednej turbinie parowej. Dodatkowym biopaliwem stałym są między
innymi wytłoki z oliwek (5-10%) dodawane do węgla. W 2007 roku testowano dodawanie ligniny z
dobrym skutkiem. Plany przewidują wzrost udziału biomasy w mieszance paliwowej do
50%.
W ciągu ostatnich kilku lat kopalny olej opałowy byt mieszany w elektrociepłowni V�rtan z
olejem roślinnym. Elektrociepłownia składa się z pojedynczego kotła i turbiny. Roczne
zu\
ycie olejów roślinnych wynosi od 30 000 ton do 150 000 ton w zale\
ności od tego czy
elektrociepłownia jest wykorzystywana w czasie normalnego obcią\
enie, czy w czasie
obcią\
eń szczytowych. Poniewa\
elektrociepłownia mo\
e pracować równie\
w trybie
kondensacyjnym, potencjalnie istnieje mo\
liwość zwiększenia produkcji energii elektrycznej,
zwłaszcza w okresie wysokich cen na energię elektryczną. Elektrociepłownia Brista została
wybudowana w 1996 roku z przepływowym kotłem fluidalnym (CFB - Circulating Fluidised
Bed) i jest jednym z największych w Szwecji kotłów na biomasę u\
ywanych w
elektrociepłowniach. Rocznie spalane jest w nim ponad 350 000 ton biomasy. W znacznej
części jest to drewno, ale równie\
spalane jest du\
o wikliny. Elektrociepłownia jest te\

wyposa\
ona w kondensor gazów kominowych do produkcji ciepła. Z wyjątkiem oleju
roślinnego spalanego w elektrociepłowni Vartan, elektrociepłownie były przystosowanego
spalania paliwa stałego. Pozostałe niezbędne ciepło wytwarzane było w pompach cieplnych
lub w kotłach cieplnych opalanych płynnymi paliwami pochodzenia biologicznego.
Zwiększone natę\
enie zu\
ycia oleju do produkcji ciepła wprowadzono w połowie lat
dziewięćdziesiątych. Od tego czasu u\
ywane są ró\
ne rodzaje olejów roślinnych, tłuszczów i
kwasów. W pewnym zakresie u\
ywane są równie\
oleje i tłuszcze pochodzenia zwierzęcego.
Około 100 000-150 000 ton ciekłych biopaliw jest u\
ywanych rocznie do wytwarzania ciepła.
Plany rozbudowy elektrociepłowni skandynawskich
W związku z rosnącą liczbą ludności w rejonie Sztokholmu niezbędnie jest tworzenie nowych
mo\
liwości produkcyjnych. W chwili obecnej rozwa\
ana jest budowa dwóch nowych
dodatkowych elektrociepłowni jednej w V�rtan i jednej w Bista. Nowa elektrociepłownia w
Vartan mogłaby spalać głównie odpady drzewne, ale jej elastyczna konstrukcja byłaby
przystosowana równie\
do spalania innych rodzajów biomasy, na przykład torfu. Plan
ciepłowni zakłada budowę przepływowego kotła fluidalnego (CFB - Circulating Fluidised
Bed) oraz turbiny o mocy 130 MW. Na początek przewiduje się, \
e elektrociepłownia będzie
wytwarzała 1800 GWh energii cieplnej oraz 800 GWh energii elektrycznej. Odpowiada to
25% zapotrzebowania na energię cieplną Sztokholmu oraz 10% zapotrzebowania na energię
elektryczną. Roczne zu\
ycie biomasy oraz torfu wyniesie do 900 000 ton, co będzie stanowiło
powa\
ne wyzwanie logistyczne dla transportu. Uruchomienie omawianej elektrociepłowni
przewiduje się na rok 2010. Nowa elektrociepłownia w Brista mogłaby zu\
ywać odpadki z
gospodarstw domowych i wytwarzać 60 MW mocy cieplnej oraz 20 MW mocy elektrycznej.
Planuje się rocznie spalanie 200 000 ton odpadków. Uruchomienie tej elektrociepłowni
przewiduje się w roku 2011.
(wb)
(Kanaanpaa K.: Production energy from biomass. European Sustainable Energy Review 2007
Issue 1)