Helsinki energy decision options 2015: Difference between revisions
m (→Emissions) |
No edit summary |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
[[Category:Energy]] | [[Category:Energy]] | ||
[[Category:Helsinki]] | [[Category:Helsinki]] | ||
==List of all possible options== | |||
* BAU | |||
* A new power plant is built in Vuosaari. The new plant (Vuosaari C) can burn both coal and biofuels with any ratio. An energy tunnel is built from Vuosaari to Hanasaari to get the tunnel to get the energy to Helsinki city center. | |||
* Hanasaari power plant is shut down and demolished. Apartment buildings are constructed in its place. | |||
* Hanasaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal. | |||
* Salmisaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal. | |||
* A new nuclear power plant is built in Loviisa and used for district heating in Helsinki. | |||
* Excess Neste's oil refinery in Porvoo is used fof district heating in Helsinki. | |||
* Small-scale energy production units are built around Helsinki, such as heat pumps, geothermal and sun panels, for producing energy for a single building. | |||
* Heat pumps are installed to draw large amounts of heat from the Baltic sea. | |||
==Option VE1== | ==Option VE1== | ||
Revision as of 10:59, 5 June 2015
List of all possible options
- BAU
- A new power plant is built in Vuosaari. The new plant (Vuosaari C) can burn both coal and biofuels with any ratio. An energy tunnel is built from Vuosaari to Hanasaari to get the tunnel to get the energy to Helsinki city center.
- Hanasaari power plant is shut down and demolished. Apartment buildings are constructed in its place.
- Hanasaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal.
- Salmisaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal.
- A new nuclear power plant is built in Loviisa and used for district heating in Helsinki.
- Excess Neste's oil refinery in Porvoo is used fof district heating in Helsinki.
- Small-scale energy production units are built around Helsinki, such as heat pumps, geothermal and sun panels, for producing energy for a single building.
- Heat pumps are installed to draw large amounts of heat from the Baltic sea.
Option VE1
- Vuosaareen rakennettavaa uutta C-voimalaitosta sekä kaukolämmön ja sähkön siirtoon tarkoitettua energiatunnelia Vuosaaresta Hanasaareen.
- Vuosaaren C-voimalaitoksen suunnitelmien perustana on oletus, että laitoksessa käytetään pääosin metsähaketta sekä kivihiiltä ja puupellettejä. Käytettäviksi biopolttoaineiksi on suunniteltu metsähaketta ja pellettejä sekä pieniä määriä peltobiomassoja. Myös biohiilen käyttö on mahdollista. Kaukolämmön tuotantovarmuuden takaamiseksi laitos suunnitellaan toimimaan myös pelkällä kivihiilellä. Laitos on suunniteltu varustettavaksi biopolttoaineiden polttoon kehitetyllä kiertoleijupetikattilalla.
- Samalla suunnitellaan Vuosaaren ja Hanasaaren välille 12 kilometriä pitkää kallioon louhittavaa energiatunnelia kaukolämmön ja mahdollisesti sähkön siirtämiseksi koko kaupungin tarpeisiin. Voimalaitoksen viereen rakennetaan polttoaineiden varastot, juna- ja rekkapurkauspaikka, kuljetin ja mahdollinen tieyhteys radan yli.
Emissions
Laitoksen teknisen esisuunnittelun peruslähtökohtana on ollut, että laitoksessa voidaan samanaikaisesti polttaa enintään 80 % biopolttoaineita ja 20 % kivihiiltä. Tarvittaessa voimalaitos voidaan suunnitella myös 100 % biopolttoaineiden käyttöön. Vertailuvaihtoehtoina tässä YVA:ssa on tarkastelty 100 % biopolttoaineita sekä ääritilanteena 100 % kivihiiltä.
Savukaasut johdetaan savukaasun puhdistukseen, jossa mukana seuranneet hiukkaset poistetaan, minkä jälkeen savukaasut johdetaan savukaasupuhaltimien kautta savupiippuun. Polttoaineen tuhka poistetaan pohjatuhkana tulipesästä ja lentotuhkana savukaasun puhdistuksesta.
Polttoaine tuodaan voimalaitokselle laivalla, proomulla, junalla ja kuorma-autoilla. Laivakuljetuksia tullaan käyttämään biopolttoaineille, hiilelle ja öljylle. Jatkossa tässä YVA-selostuksessa laiva- ja proomukuljetuksiin on viitattu laivakuljetuksina.
Juna- ja kuorma-autokuljetuksia käytetään pääasiassa biopolttoaineiden, junaa myös kivihiilen kuljetuksiin. Koska Vuosaaren C-voimalaitoksessa tarvittavat polttoainemäärät ovat suuria, on voimalaitoksen polttoainehuolto suunniteltu toteutettavaksi pääosin merikuljetuksin. Juna ja kuorma-autot ovat täydentäviä kuljetustapoja. Kuljetuksia voidaan suorittaa seitsemänä päivänä viikossa 24 tuntia päivässä.
Voimalaitoksen savukaasut puhdistetaan tehokkaasti, joten haitat lähiympäristön kasvillisuudelle pysyvät vähäisinä. Piipun korkea päästökorkeus edesauttaa päästöjen tehokasta laimenemista ulkoilmaan, joten vaikutukset yksittäisen alueen pitoisuuksiin minimoituvat. Leviämismallilaskelmien tulosten perusteella voidaan arvioida, että Vuosaareen rakennettavaksi suunniteltu uusi C-voimalaitosyksikkö tulee aiheuttamaan koko pääkaupunkiseudun ilman epäpuhtauspitoisuustasoihin vain pienen lisän. Laskeumalla ei arvioida olevan haitallisia vaikutuksia Natura-alueiden kasvillisuuteen Östersundomin lintuvesien ja Mustavuoren lehdon Natura-alueella tai etäämpänä koillisen suunnassa sijaitsevalla Sipoonkorven Natura-alueella.
| Emission component | t/a |
| SO2 | 853 |
| NO2 | 853 |
| Particles | 57 |
| Power plant | NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) |
| Salmisaari A and B | 946 | 996 | 92 |
| Vuosaari C | 853 | 853 | 57 |
| Vuosaari A and B | 550 | - | - |
| Total | 2 349 | 1 849 | 149 |
| Fly ash (t) | Bottom ash (t) | Sulphur removal end product (t) | Total (t) | |
| a) 80 % bio, 20 % coal | 59 000 | 10 000 | - | 69 000 |
| b) Vuosaari C; 100 % bio (10 % pellet, 90 % hake) | 52 000 | 9 800 | - | 62 000 |
| c) 100 % coal | 82 000 | 52 000 | - | 134 000 |
| Hanasaari power plant: removed from use | - | - | - | - |
| Salmisaari power plant: 10 % bio, 90 % coal | 45 000 | 11 000 | 9 000 | 65 000 |
| Total | ||||
| a) total (including Salmisaari) | 104 000 | 21 000 | 9 000 | 134 000 |
| b) total (including Salmisaari) | 97 000 | 21 000 | 9 000 | 127 000 |
| c) total (including Salmisaari) | 127 000 | 63 000 | 9 000 | 199 000 |
In this option, Salmisaari always burns 95% coal and 5% biofuels. Three options are considered for the Vuosaari powerplant:
- VE1.1: 80% biofuels, 20% coal
- VE1.2: 100% biomass
- VE1.3: 100% coal
| CO2, kt/a | CO2-ekv, kt/a (incl. fossilfuel ghg emissions) | CO2-ekv, kt/a (incl. fossilfuel and buifuel emissions) | |
| VE1.1 powerplant emissions | 1 468 | 1 402 | 3 061 |
| VE1.2 powerplant emissions | 1 073 | 1 114 | 3 090 |
| VE1.3 powerplant emissions | 2 722 | 2 882 | 2 947 |
| VE1.1 fuel transport emissions | 15 | ||
| VE1.2 fuel transport emissions | 23 | ||
| VE1.3 fuel transport emissions | 6 | ||
| VE1.1 total emissions | 1 480 | 3 080 | |
| VE1.2 total emissions | 1 140 | 3 110 | |
| VE1.3 total emissions | 2 890 | 2 950 |
Leviämismallilaskelmien tulosten perusteella voidaan arvioida, että Helsingin Energian voimalaitosten normaalitoiminnan typenoksidi-, rikkidioksidi- tai pienhiukkaspäästöt eivät aiheuta terveydellistä riskiä lähialueen asukkaille, sillä terveyden suojelemiseksi annetut ilmanlaadun ohje- ja raja-arvot alittuvat kaikissa tarkasteluvaihtoehdoissa. Leviämislaskelmien tuloksia arvioitaessa on otettava huomioon, että tässä työssä ei ole tarkastelu laitosten mahdollisia päästöjä häiriötilanteessa eikä voimalaitosten ja alueen muiden päästölähteiden yhteisvaikutusta alueen ilmanlaatuun.
Cost
Building cost
Nyt valmistunut selvitys sivuaa energiainvestointivaihtoehtojen vaikutuksia talouteen. Tarkemmin talousvaikutuksiin ottaa kantaa hankesuunnitelma vuoden lopulla. Luultavasti uusi voimala olisi tuplasti kalliimpi investointi kuin vanhojen voimaloiden muutostyöt. Taloudellisten vaikutusten arviointi ei ole yksinkertaista. Vuosaaren voimalan käyttö tulisi vuosittain kymmeniä miljoonia euroja kakkosvaihtoehtoa halvemmaksi. Helsinki häviää rahaa myös, jos Hanasaarta ei pystytäkään rakentamaan suunnitellusti.[1]
Itse voimala maksaa arviolta noin 650 miljoonaa euroa, energiatunneli 180 miljoonaa. Arvio kokonaiskustannuksista 1,2 miljardia euroa (vuodelta 2011).[2]
Usage cost
Mikäli Vuosaaren C-voimalaitos käyttäisi 100 %:sesti biopolttoaineita (suhde 90 % metsähaketta, 10 % pellettiä), niin se tarkoittaa polttoainemääränä vuodessa 1,8 miljoonaa tonnia haketta ja 103 000 tonnia pellettiä.
Mikäli biopolttoaineen osuus olisi 80 % (suhde 90 % metsähaketta, 10 % pellettiä), tarkoittaisi se polttoainemääränä vuodessa 1,46 miljoonaa tonnia haketta, 82 000 tonnia pellettejä ja 140 000 tonnia kivihiiltä.
Mikäli Vuosaaren C-voimalaitos käyttäisi pelkästään kivihiiltä, sitä tarvittaisiin vuodessa 660 000 tonnia.
Puupelettien vientihinta on 133 €/t [1]
According to this page, the thermal coal CAPP price is about 50 €/metric tonne.
If 100% coal is used in Vuosaari power plant
- 660 000 t/a * 50 €/t = 33 000 000 €/a
If only 20% coal was used:
- coal: 140 000 t/a * 50€/t = 7 000 000 €/a
- pellets: 82 000 t/a * 133 €/t = 10 906 000 €/t
- hake: 1 460 000 t/a * €/t =
If only biofuels were used:
- hake: 1 800 000 t/a * €/t =
- pellets: 103 000 t/a * 133 €/t = 13 699 000 €/a
| Kivihiili | Metsähake | Puupelletti | ||
| Polttoaineen kulutus | t/h | 0–108 | 0–334 | 0–178 |
| Polttoaineen kulutus | m3/h | 0–135 | 0–1 113 | 0–255 |
Production
Vuotuinen polttoaineen kulutus tulee olemaan noin 4 TWh riippuen vuodesta sekä laitoksen ajotavasta.
Noin 40–50 % lämmöstä siirtyy tulipesässä tulipesän seiniin ja mahdolliseen tulipesätulistimeen. Loppu lämpö siirretään konvektio-osassa.
Uuden voimalaitoksen kaukolämpöteho olisi noin 350 MW ja sähköteho noin 200 MW. [3]
Vuodentakaisiin suunnitelmiin verrattuna laitoksen kaukolämpöteho on (23.4.2014) laskenut 410 MW:sta 350:een ja sähköteho 240 MW:sta 200 MW:iin. HelEnin mukaan pieneneminen johtuu siitä, että ennusteet kaukolämmön tarpeesta tulevaisuudessa ovat laskeneet.[4]
How much energy?
Maximum power output
Effects to Natura 2000 area
Vallitseva tuulensuunta on lounaasta. Sataman melumuuri ja ennen kaikkea Niinisaaren metsäinen vyöhyke rajoittavat päästöjen leviämistä koilliseen ja mm. Natura-alueelle. Kasvillisuus sitoo pölyä erityisesti kesäaikaan.
Option VE2
Vaihtoehdossa VE2 arvioidaan tilannetta, jossa biopolttoainetta lisätään kivihiilen joukkoon Hanasaaren ja Salmisaaren olemassa olevissa voimalaitoksissa. Molemmissa laitoksissa biopolttoaineen osuus vuositasolla nostetaan 5−10 %:sta 40 %:iin. Käytettävä polttoaine on aluksi ns. valkoinen puupelletti. Myöhemmin käyttöön voidaan ottaa esimerkiksi torrefioitu pelletti. Vaihtoehdossa VE2 Vuosaareen ei rakenneta uutta monipolttoainevoimalaitosta eikä Vuosaaren alueella tapahdu energiantuotantoon liittyviä muutoksia.
Emissions
Hanasaaren voimalaitokselle pelletti tuodaan pääasiassa laivoilla ja Salmisaaren voimalaitokselle autokuljetuksilla. On arvioitu, että Salmisaareen tulisi noin 53 ja Hanasaareen noin 18 autokuljetusta pellettiä vuorokaudessa. Hanasaareen on vuodessa arvioitu tulevan yhteensä noin 100 alusta, joka sisältää sekä pelletti- että kivihiilikuljetukset. Helsingin Energia selvittää myös kuljetusvaihtoehtoa, jossa Salmisaaressa käytettäviä pellettejä tuotaisiin myös Hanasaaren sataman kautta. Jos kaikki Salmisaaressa käytettävät pelletit kuljetettaisiin Hanasaaren kautta, pelletti- ja kivihiilialusten vuotuinen määrä Hanasaaren satamassa olisi noin 190.
| Power plant unit | NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) |
| Hanasaari B | 1 224 | 1 224 | 122 |
| Salmisaari A and B | 946 | 996 | 92 |
| Vuosaari A and B | 550 | - | - |
| Total | 2 720 | 2 220 | 214 |
| Lentotuhka (t/a) | Pohjatuhka (t/a) | Rikinpoiston lopputuote (t/a) | Yhteensä (t/a) | |
| Hanasaari power plant: 40 % biofuels, 60 % coal | 40 000 | 9 000 | 6 000 | 54 000 |
| Salmisaari power plant: 40 % biofuels, 60 % coal | 30 000 | 8 000 | 6 000 | 44 000 |
| Total | 70 000 | 17 000 | 12 000 | 99 000 |
| CO2, kt/a | CO2-eqv, kt/a (incl. fossilfuel ghg-emissions) | CO2-ekv, kt/a (incl. fossilfuel and biofuel emissions) | |
| Power plant emissions | 1 594 | 1 606 | 2 837 |
| Fuel transport emissions | 11 | ||
| Total | 1 620 | 2 850 |
Emission coefficients
Cost
Building cost
Pelkkä voimalaitos noin 100 miljoonaa, kokonaisvaikutus Helsingin Energian investointikustannuksiin 500 miljoonaa (arvio vuodelta 2011).[2]
Usage cost
Vaihtoehdossa VE2 Hanasaaressa käytetään noin 390 000 tonnia kivihiiltä vuodessa ja pellettiä noin 380 000 tonnia. Salmisaaressa käytetään kivihiiltä noin 290 000 tonnia vuodessa ja pellettiä noin 280 000 tonnia. Sekä Hanasaaressa että Salmisaaressa käytetään tuki- ja varapolttoaineena öljyä arviolta 11 500 tonnia vuodessa.
Production
How much energy?
| Electricity MW | Heat MW | Fuel | |
|---|---|---|---|
| Hanasaari | 220 | 420 | coal, pellets |
| Salmisaari | 160 | 300 | coal, pellets |
| Total | 380 | 720 |
A part from the table above, from Helen's page.
Maximum power output
Option VE0+
Vaihtoehdon VE0+ muodostaa Hanasaaren B- ja Salmisaaren B-voimalaitosten polttoaineen pitäminen nykyisenä kivihiilenä kuitenkin siten, että biopolttoaineiden käyttöä lisätään enintään 5−10 %:iin ja teollisuuspäästödirektiivin edellyttämät muutokset toteutetaan.
Teollisuuspäästödirektiivi määrittää Euroopan Unionissa sijaitseville voimalaitoksille uudet päästöraja-arvot 1.1.2016 alkaen. Näiden raja-arvojen saavuttaminen edellyttää sekä Hana- että Salmisaaren voimalaitoksissa muutoksia.
Hanasaaressa toteutettavat muutokset ovat:
- rikinpoiston tehostaminen
- katalyyttinen typpipäästön vähentäminen (SCR) tai ei-katalyyttinen typpipäästön vähentäminen (SNCR), tai polttotekniset ratkaisut
- sähkösuodattimien toiminnan tehostaminen tai uusiminen
Salmisaaren toimenpiteet pitävät sisällään:
- rikinpoiston tehostamisen
- katalyyttinen typpipäästön vähentäminen tai polttotekniset ratkaisut
- sähkösuodattimien toiminnan tehostaminen tai uusiminen
Emissions
Pellettikuljetuksia tulee maksimissaan Salmisaareen noin 11 kpl/vrk ja Hanasaareen noin 14 kpl/vrk.
| Lentotuhka (t/a) | Pohjatuhka (t/a) | Rikinpoiston lopputuote (t/a) | Yhteensä (t/a) | |
| Hanasaari power plant: biofuels 10 % | 59 000 | 12 000 | 8 000 | 79 000 |
| Salmisaari power plant: biofiels 10 % | 45 000 | 11 000 | 9 000 | 65 000 |
| Total | 104 000 | 23 000 | 17 000 | 144 000 |
| CO2 kt/a | CO2-eqv kt/a (incl. fosslfuel ghg-emissions) | CO2-eqv kt/a (incl. fossile and biofuel emissions) | |
| Power plant emissions | 2 524 | 2 533 | 2 687 |
| Emissions from fuel transport | 8 | ||
| Total | 2 540 | 2 700 |
Emission coefficients
Cost
No building cost, because nothing new is built or renovated.
Usage cost
Production
How much energy?
| Electricity MW | Heat MW | Fuel | |
|---|---|---|---|
| Hanasaari | 220 | 420 | coal, pellets |
| Salmisaari | 160 | 300 | coal, pellets |
| Total | 380 | 720 |
Same table as in VE2, because same power plants will be in use.
Maximum power output
References
- ↑ Helsingin Sanomat: Helsingin vaihtoehdot: Kallis voimala luonnonsuojelualueen viereen tai Hanasaari ilman asuntoja
- ↑ 2.0 2.1 Helsingin Sanomat: Näistä isoista investoinneista päätetään
- ↑ Helsingin Energia
- ↑ Helsingin Sanomat: Vuosaaren voimala pieneni ja ympäristövaikutukset tarkentuivat