Mustan pelletin polttoaineketjun energiankulutus, ilmastovaikutukset sekä kustannukset

Abstract

Energiatehokkuus ja polttoaineiden ympäristövaikutukset ovat jatkuvasti esillä maailman energiakeskusteluissa. Energiantuotannosta pyritään koko ajan tekemään entistä energia- ja kustannustehokkaampaa sekä ympäristöystävällisempää.

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää suomalaisen mustan pelletin energiankulutus, ilmastovaikutukset sekä kustannukset. Musta pelletti tuotettiin Suomessa ja kuljetettiin Alankomaihin voimalaitokseen poltettavaksi rinnakkaispolttona venäläisen kivihiilen kanssa. Venäläistä kivihiiltä käytettiin työssä mustan pelletin vertailukohteena.

Työn menetelminä käytettiin energiankulutus-, ilmastovaikutus- ja kustannuslaskelmia sekä herkkyysanalyysia. Energiankulutuksessa selvitettiin polttoaineiden tuottamiseen ja kuljettamiseen kulunut energia. Ilmastovaikutusten osalta selvitettiin, mitkä ovat tuotannossa, logistisessa ketjussa ja poltossa syntyvät ilmastovaikutukset. Kustannusten osalta selvitettiin tuotannossa ja kuljetusketjussa syntyvät euromääräiset kulut. Herkkyysanalyysilla tarkasteltiin vielä, miten kustannusten muutokset vaikuttavat polttoaineiden loppuhintaan.

Laskelmien perusteella voidaan todeta, että tällä hetkellä ja näillä kustannuksilla musta pelletti on energiatehottomampi ja kalliimpi polttoaine kuin kivihiili. Polttoaineketjun energiankulutuksen osalta kivihiilen kulutus on kymmenesosa mustan pelletin kulutuksesta. Toisaalta, jos otetaan huomioon vain ulkopuolinen energia, ovat polttoaineiden energiankulutukset jokseenkin samat. Suuri kustannusero polttoaineiden loppuhintojen välillä johtuu päästöoikeuden poikkeuksellisen matalasta hinnasta. Muiden kustannusten pysyessä ennallaan ja vain päästöoikeuden hinnan noustessa tasolle 45 €/tCO2, on musta pelletti kustannustehokkuudeltaan samaa luokkaa kuin kivihiili. Ympäristöystävällisyyden perusteella musta pelletti on ylivertainen polttoaine verrattuna kivihiileen. Kivihiilen aiheuttamat päästöt ovat noin 25-kertaiset mustaan pellettiin nähden.

Vaikka työn kokonaislopputulokset olivat ennalta ennustettavissa, tarjoaa työ yksityiskohtaisemman tarkastelun mustan pelletin tuotantoprosessiin ja kuljetuksiin. Työn tulokset annetuilla lähtöarvoilla ovat luotettavia, sillä työssä käytettiin tunnettuja yhtälöitä.

Energy efficiency and climate impacts of fuels are constantly featured in energy debates all around the world. Energy production is all the time aiming for more energy– and cost effective and more eco-friendly practices.

The objective of the thesis was to study the energy consumption, climate impacts and costs of Finnish black pellet. Black pellet was produced in Finland and shipped to a power plant in the Netherlands, where it was co-fired with Russian coal. Russian coal was used as a comparison for the Finnish black pellet in this thesis.

The methods used in this work were energy consumption–, climate impact– and cost calculations along with sensitivity analysis. In the energy consumption part, the consumed energy during production and transportation was studied. As far as climate impacts were concerned, the study focused on emissions from production, logistics and combustion. In the cost calculations the focus was on production and logistics. Finally the sensitivity analysis studied how the changes in the costs affect the final prices of the fuels.

According to the calculations, at this moment and with the current costs, coal is a more energy and cost effective fuel than black pellet. The energy consumption in coal’s fuel chain is only one tenth of black pellet’s energy consumption. On the other hand if only external energy is taken into consideration, the energy consumption of both fuels is somewhat the same. The large difference in the final prices of the fuels is a result of the currently exceptionally low price of emission allowances. If the other costs remain the same and only the price of emission allowances rises to 45 €/tCO2, will black pellet’s cost effectiveness be at the same level as coal’s. On the grounds of environmental friendliness black pellet is a superior fuel compared to coal. The emissions of coal are about twenty-five-fold to those of black pellet.

Even though the results were foreseeable, the thesis offers more detailed inspection of black pellet’s production process and transportation. The results can be considered reliable with the given starting values, because the equations used are well-known.