Helsinki energy decision options 2015
BAU
In Business as usual option coal remains the main fuel in Hanasaari B and Salmisaari B power plants, but the use of biofuels is increased to 5−10 % and the changes to power plants required in the new Industrial Emission Directive (IED) are made. These changes have already been approved and some are already done, so they will happen no matter what is decided about the rest of the options.
The IED sets new emission limit values (ELVs) to power plants within the European Union, which will be in effect as of 1.1.2016. In order to stay within the new ELVs, both Hanasaari and Salmisaari power plants must be renovated.[1]
The changes to be made in Hanasaari are:[1]
- Enhancing sulphur removal
- katalyyttinen typpipäästön vähentäminen (SCR) tai ei-katalyyttinen typpipäästön vähentäminen (SNCR), tai polttotekniset ratkaisut
- Enhancing the electric filters’ operation or renewing them
The changes to be made in Salmisaari are:[1]
- Enhancing sulphur removal
- katalyyttinen typpipäästön vähentäminen tai polttotekniset ratkaisut / catalytic nitrogen emission reduction or combustion technical solutions (???)
- Enhancing the electric filters’ operation or renewing them
Emissions
Hanasaari receives a maximum of 11 pellet deliveries per day and Salmisaari max 14/d.[1]
| Fly ash (t/a) | Bottom ash (t/a) | Sulphur-removal end product (t/a) | Total (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. fossil fuel ghg-emissions) | CO2-eqv kt/a (incl. fossil and biofuel emissions) | |
| Power plant emissions | 2 524 | 2 533 | 2 687 |
| Emissions from fuel transport | 8 | ||
| Total | 2 540 | 2 700 |
| Power plant | NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) |
| Salmisaari A and B | 946 | 996 | 92 |
| Fly ash (t) | Bottom ash (t) | Sulphur removal end product (t) | Total (t) | |
| Salmisaari power plants: 10 % bio, 90 % coal | 45 000 | 11 000 | 9 000 | 65 000 |
Emission coefficients
Cost
No building cost, because nothing is renovated nor built.
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.
Vuosaari
A new power plant is built in Vuosaari. The new plant (Vuosaari C) can burn any ratio of biofuel to coal. An energy tunnel is built from Vuosaari to Hanasaari to transport the energy to Helsinki city center.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Traffic
- Noise (Natura-area nearby)
- Air quality
- Forests close by and further away in Finland
- Drawing closer to the coal-neutrality goal
- Running level
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Helen
Vuosaareen rakennetaam uusi C-voimalaitos sekä kaukolämmön ja sähkön siirtoon tarkoitettu energiatunneli 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 rekkapurkupaikka, kuljetin ja mahdollinen tieyhteys radan yli.[1]
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.
Polttoaine tuodaan voimalaitokselle laivalla, proomulla, junalla ja kuorma-autoilla. Laivakuljetuksia tullaan käyttämään biopolttoaineille, hiilelle ja öljylle. Jatkossa laiva- ja proomukuljetuksiin on viitataan laivakuljetuksina.[1]
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.
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.
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 vain pienen lisän koko pääkaupunkiseudun ilman epäpuhtauspitoisuustasoihin. Laskeumalla ei arvioida olevan haitallisia vaikutuksia Natura-alueiden kasvillisuuteen Östersundomin lintuvesien ja Mustavuoren lehdon Natura-alueella tai etäämpänä koillisen suunnassa sijaitsevalla Sipoonkorven Natura-alueella.[1]
| Emission component | t/a |
| SO2 | 853 |
| NO2 | 853 |
| Particles | 57 |
| Power plant | NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) |
| 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) 100 % bio (10 % pellet, 90 % hake) | 52 000 | 9 800 | - | 62 000 |
| c) 100 % coal | 82 000 | 52 000 | - | 134 000 |
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.[1]
Cost
Building cost
Nyt valmistunut selvitys sivuaa energiainvestointivaihtoehtojen vaikutuksia talouteen. Vuoden lopulla valmistuva hankesuunnitelma ottaa talousvaikutuksiin tarkemmin kantaa. Uusi voimala olisi luultavasti tuplasti kalliimpi investointi kuin vanhojen voimaloiden muutostyöt. Taloudellisten vaikutusten arviointi ei kuitenkaan ole yksinkertaista. Vuosaaren voimalan käyttö tulisi vuosittain kymmeniä miljoonia euroja kakkosvaihtoehtoa halvemmaksi. Helsingin kaupunki häviää rahaa myös, jos Hanasaareen ei pystytäkään rakentamaan asuinaluetta suunnitellusti.[2]
Itse voimala maksaa arviolta noin 650 miljoonaa euroa, energiatunneli 180 miljoonaa. Arvio kokonaiskustannuksista 1,2 miljardia euroa (vuodelta 2011).[3]
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.[1]
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.[1] Uuden voimalaitoksen kaukolämpöteho olisi noin 350 MW ja sähköteho noin 200 MW. [4]
Noin 40–50 % lämmöstä siirtyy tulipesässä tulipesän seiniin ja mahdolliseen tulipesätulistimeen. Loppu lämpö siirretään konvektio-osassa.[1]
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.[1]
Hanasaari shutdown
Hanasaari power plant is shut down and demolished. Apartment buildings are constructed in its place.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Land use near city center
- Market rates for apartments in Helsinki
- Quality of inner city environment
- Running level
- Economy of cities selling biofuels
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Helen
Hanasaari 40 biofuel
Hanasaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Forests around Finland
- Running level
- Economy of cities selling biofuels
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Helen
Emissions
Hanasaaren voimalaitokselle pelletti tuodaan pääasiassa laivoilla. On arvioitu, että Hanasaareen tulisi noin 18 autokuljetusta pellettiä vuorokaudessa. Hanasaareen on vuodessa arvioitu tulevan yhteensä noin 100 alusta, joka sisältää sekä pelletti- että kivihiilikuljetukset.[1]
| NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) | |
| Hanasaari B | 1 224 | 1 224 | 122 |
| 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 |
| 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).[3]
Usage cost
Vaihtoehdossa VE2 Hanasaaressa käytetään noin 390 000 tonnia kivihiiltä vuodessa ja pellettiä noin 380 000 tonnia. Tuki- ja varapolttoaineena öljyä arviolta 11 500 tonnia vuodessa.[1]
Production
How much energy?
| Electricity MW | Heat MW | Fuel | |
|---|---|---|---|
| Hanasaari | 220 | 420 | coal, pellets |
A part from the table above, from Helen's page.
Maximum power output
Salmisaari 40 biofuel
Salmisaari power plant is renovated to burn 40% biofuels among coal.
Effetcs:
- Emissions
- Cost
- Forests around Finland
- Running level
- Economy of cities selling biofuels
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Helen
Salmisaaren voimalaitokselle pelletit tulevat autokuljetuksilla. On arvioitu, että Salmisaareen tulisi noin 53 autokuljetusta pellettiä vuorokaudessa. Helsingin Energia selvittää myös kuljetusvaihtoehtoa, jossa Salmisaaressa käytettäviä pellettejä tuotaisiin myös Hanasaaren sataman kautta. Jos kaikki Salmisaaressa käytettävät pelletit kuljetettaisiin Hanasaaren kautta, sen satamaan kulkisi vuosittain noin 90 pelletti- ja kivihiilialusten enemmän, kuin muutoin.[1]
| Power plant unit | NO2 (t/a) | SO2 (t/a) | Particles (t/a) |
| Salmisaari A and B | 946 | 996 | 92 |
| Lentotuhka (t/a) | Pohjatuhka (t/a) | Rikinpoiston lopputuote (t/a) | Yhteensä (t/a) | |
| Salmisaari power plant: 40 % biofuels, 60 % coal | 30 000 | 8 000 | 6 000 | 44 000 |
| 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 |
Salmisaaressa käytetään kivihiiltä noin 290 000 tonnia vuodessa ja pellettiä noin 280 000 tonnia. tuki- ja varapolttoaineena öljyä arviolta 11 500 tonnia vuodessa.[1]
| Electricity MW | Heat MW | Fuel | |
|---|---|---|---|
| Salmisaari | 160 | 300 | coal, pellets |
Loviisa nuclear CHP
A new nuclear power plant is built in Loviisa and used for district heating in Helsinki.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Nuclear waste
- Perceived safety
- Running level
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Fortum, Loviisa city?
Neste excess heat
Excess heat from Neste's oil refinery in Porvoo is used for district heating in Helsinki.
Effects:
- Cost
- Running level
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city, Neste
Decentralised energy production
Small-scale energy production units are built around Helsinki, such as heat pumps, geothermal and sun panels, for producing energy for a single building.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Running level
- Tourism & Finland's imago
- Jobs in construction
- Jobs in research?
- Decision-maker: Helsinki city, Citizens
Large heat pumps
Heat pumps are installed to draw large amounts of heat from the Gulf of Finland (similar system as in Stockholm) or from deep drilled hole from the ground (similar system as piloted in Espoo).
Effects:
- Emissions
- Cost
- Baltic sea
- Running level
- Environmental and political concerns
- Tourism & Finland's imago
- Jobs in construction
- Decision-maker: Helsinki city
Energy saving
Buildings in Helsinki are renovated, big campaigns to affect attitudes are organised and zero-energy houses are built to reduce the consumption of power significantly.
Effects:
- Emissions
- Cost
- Tourism & Finland's imago
- Running level
- Jobs in construction
- Decicion-maker: Helsinki city, Citizens
See also
References
- ↑ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 Helsingin Energian biopolttoaineiden käytön lisääminen, Helsinki YVA 2013
- ↑ Helsingin Sanomat: Helsingin vaihtoehdot: Kallis voimala luonnonsuojelualueen viereen tai Hanasaari ilman asuntoja
- ↑ 3.0 3.1 Helsingin Sanomat: Näistä isoista investoinneista päätetään
- ↑ Helsingin Energia