Polttoaineiden laatuvaihtelut asettavat haasteita biovoimalaitosten päivittäiseen operointiin ja aiheuttavat ylimääräisiä kustannuksia. Uusi röntgenteknologiaa hyödyntävä mittausjärjestelmä mahdollistaa polttoaineen laadun seurannan reaaliajassa. Järjestelmä havaitsee mm. polttoaineen kosteusvaihtelut ja tunnistaa ei-toivotut vierasaineet kuten kivet ja metallit. UPM Caledonian biovoimalaitoksella Isossa-Britanniassa mittauksella pyritään parantamaan laitoksen energiatehokkuutta.

Biovoimaloiden haasteena on polttoaineen laatuvaihtelut

Biovoimaloiden polttoaineet voivat sisältää vettä 15– 80 % ja palamatonta ainesta jopa viidenneksen. Pahimmillaan kuorman energiasisältö on alhaisempi kuin mitä sen käsittelyyn ja kuljetukseen on käytetty energiaa. Nämä huonolaatuiset kuormat aiheuttavat voimalaitoksille kustannuksia ja haasteita myös voimalaitoksen operointiin. Britanniassa talvet ovat sateisen kosteita mikä näkyy metsähakkeen laadussa. Kostean metsähakkeen rinnalla käytetään polttoaineena myös paljon kierrätyspuuta, joka yleensä on kuivaa mutta sisältää paljon ei-toivottuja vierasaineita.

Näytteenotosta reaaliaikaiseen mittaukseen

Nykyisessä laadunvarmistusmenetelmässä polttoainekuormasta otetaan näytteitä, jotka analysoidaan myöhemmin laboratoriossa. Menetelmän haasteena on edustavien näytteiden saaminen ja se, että menetelmän hitauden vuoksi kuorma on jo poltossa ennen kuin sen sisältö on saatu selville.

Röntgenteknologiaan perustuva polttoaineiden laadun määritysmenetelmä mittaa reaaliaikaisesti ja kuormakohtaisesti polttoaineen kosteuden, tilavuuden ja vierasainepitoisuuden. Menetelmä mahdollistaa polttoainekuorman energiasisällön määrittämisen välittömästi kuorman purkamisen jälkeen. Kun reaaliaikainen laatutieto on voimalaitosten käytössä, on huonolaatuistenkin polttoaineiden osalta mahdollista tehdä ennakoivia toimenpiteitä ja vähentää niiden aiheuttamia lisäkustannuksia.

Euroopan komissio rahoittaa kehitystyötä

EU on asettanut itselleen kunnianhimoisia energia- ja ilmastotavoitteita tuleville vuosille. Tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä, nostaa uusiutuvien energialähteiden osuutta energiankulutuksessa ja parantaa energiatehokkuutta. Tavoitteisiin pääsyä EU vauhdittaa mm. rahoittamalla kansainvälistä kasvua hakevia pk-yrityksiä, joilla on ratkaisuja päästöjen vähentämiseen ja energiatehokkuuden parantamiseen. Euroopan komissio myönsi Suomalaiselle Inray Oy:lle noin 1,2 miljoonaa euroa röntgenteknologiaan perustuvan OPTIFUEL järjestelmän kehittämiseen. Rahoitus tulee Horisontti 2020 pk -instrumentista, jota jaetaan noin 3 miljardia euroa vuosina 2014-2020. UPM Caledonian biovoimalaitoksella Inrayn järjestelmää demonstroidaan vuosina 2017-2018.

Kokemuksia jo UPM Kaipolan voimalaitokselta

UPM on testannut samaa teknologiaa aiemmin UPM Kaipolan voimalaitoksella jo muutaman vuoden ajan. Jatkuvassa käytössä järjestelmä on ollut vuodesta 2015 ja toinen järjestelmä asennettiin laitokselle keväällä 2016. Kuormakohtaisen laadunmittauksen myötä polttoaineen laatu, kosteus ja palamattoman määrät ovat pienentyneet ja sen laitoksen hyötysuhde ja ylläpitokustannukset ovat pienentyneet.

---

Infobox

Biovoimalaitosten polttoaineet koostuvat pääosin metsäbiomassoista ja yhdyskuntien, maatalouden ja teollisuuden energian tuotantoon soveltuvista kierrätysmateriaaleista. Tyypillisiä käytössä olevia polttoaineita ovat esimerkiksi metsähake, kantomurske, kuori, puru, turve, teollisuuden lietteet ja kierrätyspuu.