Copyright © Pöyry Energy Oy Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala Maakaasupäivä 11.11.2009 Petri Väisänen
Copyright © Pöyry Energy Oy
Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasuVantaan Energian jätevoimala
Maakaasupäivä 11.11.2009Petri Väisänen
11.11.2009Maakaasupäivä2
Copyright © Pöyry Energy Oy
Vantaan Energian jätevoimala
• Vantaan Energia solmi keväällä 2009 YTV:n ja Rosk´n Roll Oy:n kanssa pitkäaikaisen palvelusopimuksen jätteiden energiahyötykäytöstä
• Vantaan Långmossebergeniin rakennettavassa jätevoimalassa tuotetaan vuodessa kaukolämpöä 750 gigawattituntia (GWh) ja sähköä 525 GWh
• Kaukolämmöntuotanto vastaa noin puolta Vantaan vuotuisesta lämmöntarpeesta
• Polttoaineena voimalassa tullaan käyttämään syntypaikkalajiteltua sekajätettä 320 000 t/a
• Lisäksi polttoaineena käytetään maakaasua, jolla lisätään voimalan energiatehokkuutta ja sähköntuotantoa
• Voimalan rakentaminen ajoittuu vuosille 2011 – 2014• Jätevoimala auttaa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, koska se vähentää
ympäristöhaittoja ja kaatopaikalle päätyvän sekajätteen määrää• Vantaan Energian hiilen käyttö sähkön ja lämmön tuotannossa vähenee noin
30 prosenttia. Myös yhtiön hiilidioksidipäästöt Vantaalla vähenevät noin 20 prosenttia
11.11.2009Maakaasupäivä3
Copyright © Pöyry Energy Oy
Voimalaitosalue Kehä-III:n ja Porvoonväylän risteyksessä
Lån gmossebergenin sijoituspaikka
300 m
11.11.2009Maakaasupäivä4
Copyright © Pöyry Energy Oy
Jätemäärät
050
100150200250300350400450500
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
1000
t/a
Muu jäteRosk'n RollYTV
320.000 t/a == 40 t/h
11.11.2009Maakaasupäivä5
Copyright © Pöyry Energy Oy
Vantaan Energian lämpökuormat 2015-2035
DH-consumption in 2015 and 2035
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250 300 350
Day
MW
Variation 2015Duration 2015Duration 2035
11.11.2009Maakaasupäivä6
Copyright © Pöyry Energy Oy
Pöyryn tekemän konseptisuunnittelun vaihtoehdot
• Martinlaakson voimalaitosten tuotanto pienenee kaikissa vaihtoehdoissa minimivaihtoehtoon nähden
0
500
1000
1500
2000
2500
Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö
Vesikattilat(minimivaihtoehto)
Maakaasuvoimalaitos(maksimisähkö-
vaihtoehto)
Jätevoimala Jätevoimalakombikytkennällä
GW
h
Martinlaakso Maakaasuvoimalaitos Jätevoimala Erillislämpö
11.11.2009Maakaasupäivä7
Copyright © Pöyry Energy Oy
Ominaispäästöt
• Jätevoimalan päästöinä käytetty YVA-selostuksessa esitettyjä maksimipäästöjä
Päästöt päästökaupan ulkopuolella
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Vesikattilat(minimivaihtoehto)
Maakaasuvoimalaitos(maksimisähkö-
vaihtoehto)
Jätevoimala Jätevoimalakombikytkennällä
Om
inai
spää
stöt
, tCO
2/MW
htu
otet
tu e
nerg
ia
Hiili CO2, 1000 t Maakaasu CO2, 1000 t Jäte, CO2, 1000 t SO2 0 NOx Hiukkaset
11.11.2009Maakaasupäivä8
Copyright © Pöyry Energy Oy
Tutkitut vaihtoehdot sähköntuotannon lisäämiseksi
1. Kombivoimalaitoskytkentä– Kaasuturbiinivaihtoehdot 12,6 MW ja 24,6 MW– HRSG lisäpoltolla ja ilman lisäpolttoa
2. Maakaasua käyttävä erillistulistin3. Välitulistus
• Erot tavanomaiseen jätteenpolttolaitokseen verrattuna– Paineen nosto 40-50 bar ->90 bar– Lämpötilan nosto 400 °C ->515 °C– Syöttövesijärjestelmän muutos– Suuremmat kl-vaihtimet– Suurempi höyryturbiini ja generaattori, sähköteho 28 MWe -> 42 MWe
11.11.2009Maakaasupäivä9
Copyright © Pöyry Energy Oy
Tuotannon vaihtoehtojen sähkö- ja lämpötehot (MW)
96.9
24
27.2
69.724
3. Jätteenpoltto
JätevoimalavaihtoehdotPerusvaihtoehto
09.99.996.92.4Lämpökeskukset
7,924,6
3,912,6
3,994.5106.1
Kombivomalaitos- lämpö- sähkö
96.996.996.996.996.9Lämpöyhteensä
62.448.535.9-106.1Sähkö yhteensä
8937,8
83,135,9
83,135,9
Jätevoimala-lämpö- sähkö
6. Jätteenpoltto
+kombi
5.Jätteenpoltto
+kombi
4. Jätteenpoltto+erillistulistin
2. Maakaasu-
kattilat
1. Kombi
11.11.2009Maakaasupäivä10
Copyright © Pöyry Energy Oy
Vantaan Energian lämmöntuotanto vuonna 2015
0
100
200
300
400
500
600
1 15 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 267 281 295 309 323 337 351 365
Boilers
K2+T2
GT+LTO+T2
GT + LTO + T2 + K2
WtE, auxl. cooling
WtE plant 62.4/96.9
Fuel consumption: Waste 980 GWh, CHP, natural gas 2154 GWh, Coal 200 GWh, Boilers 300 GWh
Fuels, WtE plant: Waste 980 GWh, natural gas 574 GWhEnergy production: Electricity 1168 GWh, Heat 1938 GWh
WtE plant production: Electricity 500 GWh, Heat 753 GWh
11.11.2009Maakaasupäivä11
Copyright © Pöyry Energy Oy
Jätevoimalan sähkö- ja lämpötehot
G
Sähköä 24 MW
GT 1 Model
Maakaasu
WtE
40,6 kg/s
90 bar(g), 400 °C
Air pre heater
86 bar(g), 515 °C
130 °C, 3 bar(g)
G
Sähkö 43 MW
ST 1
DH Kaukolämpö 100 MW
DH load
WtE
40,6 kg/s
11.11.2009Maakaasupäivä12
Copyright © Pöyry Energy Oy
Design Basis
2 x 22t/hThroughput @ MCR
400/90(50)°C/barLive steam parameter
80,4(77,9)t/hSteam generation @ MCR
2 x 67,2MWThermal Capacity @ MCR
2 x 20t/hThroughput @ 100%
2nLines
320.000t/aCapacity (max.)
ValueUnitParameter
11.11.2009Maakaasupäivä13
Copyright © Pöyry Energy Oy
Jätteenpolttokattilan kapasiteettikaavio
11,0 MJ/kg 8,0 MJ/kg14,0 MJ/kg10,0 MJ/kg
61,1 MW (100 %)
42,8 MW (70 %)
67,2 MW (110 %)
20,0 t/h13,2 t/h 22,0 t/h0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
0 5 10 15 20 25 30 35Fuel flow, t/h
LCV - max LCV - minLCV - nom
= 17.600 t/month = 29.333 t/month
Fuel flow, t/month0 6.667 20.000 26.66713.333 33.333
annual averageoperation
11.11.2009Maakaasupäivä15
Copyright © Pöyry Energy Oy
Jätevoimalan virtauskaavioAmmonia
MSW bunker
Natural gas Quicklime Activated carbon
Incineration(grate)Start-up burner
MSW
Ammonia tank
Boiler
Reactor
SNCR system
Quicklimesilo AC Storage
ID fan
Stack
Turbine
Emergencycondenser
Condensate system
Fly ashsilo
Water
District HeatingHeat exchanger
Combustionair system
Combustion air
Raw gas
Fabric filter
Clean gas to atmosphereWaste for further treatment or disposal
Water
District heating
Metalseparation
ElectrostaticPrecipitator
Metals
Slag bunker
Dryslaker
Filter ashsilo
Boiler waterpreparation
Boilerash
Flyash
Recirculationsystem
Wet slagextractor
Main steam
Generator
Electricity
slag
11.11.2009Maakaasupäivä18
Copyright © Pöyry Energy Oy
Yhteenveto maakaasun käytön hyödyistä
• Jätevoimalaitoksen rakennusaste nousee ja sillä voidaan korvata Martinlaakson voimalaitoksen tuotantoa
• Lämpökuorma hyödynnetään optimaalisesti• Sähköntuotannon hyötysuhde nousee huomattavasti tavanomaista
jätteenpolttolaitosta korkeammaksi ( 20% ->34 %)• Jätteenpolttokattilan korroosion riski on paremmin hallittavissa• Erillinen höyryn tulistus tasapainottaa tuotantoa
11.11.2009Maakaasupäivä19
Copyright © Pöyry Energy Oy
Contact Information:Petri Väisänentel. +358-10-33 [email protected]