Polttoaineen vaihtaminen nesteytettyyn maakaasuun (LNG)

Abstract

Tässä insinöörityössä tarkastellaan Skangas Oy:n asiakasyrityksen kautta sitä, miten polttoaineen vaihtaminen polttoprosessissa vaikuttaa päästöjen muodostumiseen. Työssä on lisäksi tarkasteltu yrityksen toiminnan kautta sitä, millainen rooli nesteytetyllä maakaasulla (LNG) on vaihtoehtoisena ratkaisuna teollisuuden päästörajojen kiristyessä. Työssä esitellyn asiakasyrityksen kohteessa on arvioitu eri polttoaineiden kustannuksia ja eri polttoaineiden soveltuvuutta prosessiin käytettävyydeltään.

Valtioneuvoston asetus polttoaineteholtaan alle 50 megawatin energiantuotantoyksiköiden ympäristönsuojeluvaatimuksista (750/2013) eli niin kutsuttu PIPO-asetus asettaa päästörajoituksia uusille ja olemassa oleville energiantuotantoyksiköille. PIPO-asetus on Suomen kansalliseen lainsäädäntöön tehty asetus ja sillä säädetään rajoja rikkidioksidi, typpidioksidi ja pienhiukkaspäästöille. PIPO-asetus keskittyy alle 50 MW:n tuotantolaitoksiin, joille suunnattua lainsäädäntöä ei ole aiemmin ollut olemassa. Tämän lisäksi asetuksessa on uusia määräyksiä polttoaineiden varastointiin ja piipun korkeuteen.

PIPO-asetusta on täydennetty vuonna 2017 Euroopan komission MCP-direktiivillä (Medium Combustion Plant). Lainsäädännön osalta direktiivissä ja paikallisessa PIPO-asetuksessa on paljon päällekkäisyyksiä, jonka vuoksi muutokset direktiivin voimaantulon jälkeen ovat suhteellisen pieniä. Pääosin ne keskittyvät erilaisten polttoaineiden päästörajojen yhtenäistämiseen EU-alueella.

Kiristyneestä lainsäädännöstä johtuen, työssä esiintyvä asiakasyritys ei voinut jatkaa nykyisen polttoaineen käyttöä. Yrityksen tuli joko puhdistaa savukaasuja tai vaihtaa polttoaine vähäpäästöisemmäksi. Polttoainevertailun, päästövähenemän määrän ja projektin kokonaiskustannusten arvioinnin jälkeen nesteytetty maakaasu (LNG) valikoitui uudeksi polttoaineeksi.

This thesis studies the impacts on the formation of emissions when changing fuel in a plant’s process through a case study of Skangas Ltd’s customer company. In addition, this thesis evaluates the role that liquefied natural gas (LNG) can have in the process of the customer company when searching for alternative solutions to meet the tightening regulation for industry emissions. This thesis evaluates the cost competitiveness of different fuels and the economic and technical suitability of different fuels in the process of the customer company.

The Government Decree on the environmental protection requirements of energy production units with a rated thermal input below 50 megawatts (750/2013), the so-called PIPO decree, sets new emission limitations for existing and new combustion plants. The PIPO decree concerns combustion plants with burner capacity below 50 MW, for which such legislation did not exist before the decree. The PIPO decree supplements the Finnish legislation for the local requirement to limit sulphuric-, nitrogen- and particle emissions. In addition to the above limitations, the decree also sets requirements for storing liquid fuels on the production site and concerning the height of the chimney.

The PIPO decree was supplemented during 2017 with the requirements of European Commission’s directive concerning medium combustion plants, the so-called MCP directive. From the legislative perspective, the MCP directive and the local PIPO decree contain a considerable amount of overlapping regulation; therefore, implementing the MCP directive has had only minor impacts for local industry in practice. Mainly, the MCP directive harmonized emission regulations for different fuels across the EU.

Due to the new stricter legislation, the customer company presented in this thesis could not continue with the current fuel. The company would either need to clean the flue gases or change the fuel to a less polluting fuel. LNG was selected as a fuel, after the evaluation of the different fuels, emission reduction and total costs of the conversion.