I ett mindre fjärrvärmenät som det i Hörnefors är det önskvärt att hålla kostnaderna så låga som möjligt. Med det nya MCP-direktivet finns det risk att de ekonomiska villkoren för småskalig fjärrvärme från biobränslen försämras. En förhoppning för de företag som driver sådana anläggningar får sättas till att marknaden för rökgasrening utvecklas och i framtiden kan erbjuda billigare lösningar.
Angående ekonomidelen i detta arbete så är det viktigt att påpeka att den ekonomiska jämförelsen som gjorts är en jämförelse av kostnader för olika tekniker. Oavsett hur man väljer att rena rökgaserna så kommer det innebära en merkostnad för företaget så det existerar ingen ”pay off-tid”. Kostnaderna för installationer är också en aning ofullständiga då det alltid kommer till extra utgifter som exempelvis omdragning av rökgaskanaler. Kostnadsberäkningarna är dock en grund och skillnaden mellan alternativen i slutändan borde inte skilja nämnvärt.
38
7 Slutsatser
Följande slutsatser har dragits i detta arbete:
Krav på stoftutsläpp är det som kan komma att begränsa framtida småskalig fjärrvärme från
biobränslen.
Kaolin som bränsleadditiv ger en signifikant reduktion av stoftutsläpp för den pannan som
studerades i arbetet. Dock endast vid låg last.
För att kaolin ska kunna fungera även vid hög last krävs troligen en förändrad lufttillförsel till
förbränningsutrymmet samt eventuellt ett nytt matningssystem för pelletsen.
Säkra sätt att nå de gränsvärden för stoftutsläpp som föreslås i MCP-direktivet är el- eller
39
8 Förslag på framtida arbete
Det finns ett flertal frågeställningar som uppstått under detta arbete men som inte hunnit med att besvaras. Nedan listas några förslag på fortsatt arbete på området.
Testa pellets där kaolin finns inblandat i pelletsen. Det borde även ligga i pelletstillverkarnas
intresse att förnya och miljöanpassa sina produkter även om de inte visat något sådant intresse ännu. Testerna bör utföras på pannan som studerats i detta arbete.
Testa att blanda in kaolinet i bränsleströmmen genom att dysa in kaolinet som en slurry.
Testerna bör utföras på pannan som studerats i detta arbete.
Undersök hur stoftutsläppet och gasinnehållet i rökgasen förändras om lufttillförseln ändras.
Bygga och trimma in en matningsutrustning som är mer anpassad för kaolin och som kan
frekvensstyras beroende på pannans effektsteg.
Om det beslutas att pannan ska utrustas med el- eller spärrfilter kan det vara intressant att
40
Referenser
[1] Intergovernmental Panel on Climate Change, ”CLIMATE CHANGE 2014 Synthesis Report,” Intergovernmental Panel on Climate Change, Genéve, 2014.
[2] Miljö- och energidepartementet, ”Regeringskansliet,” Miljö- och energidepartementet, 23 April 2014. [Online]. Available: http://www.regeringen.se/sb/d/3188. [Använd 6 Februari 2015]. [3] Naturvårdsverket, ”Miljömål,” 1 Juli 2013. [Online]. Available:
http://www.miljomal.se/sv/Miljomalen/. [Använd 6 Februari 2015].
[4] Svensk Fjärrvärme, ”Fjärrvärmen och miljön,” 01 01 2009. [Online]. Available:
http://www.svenskfjarrvarme.se/Global/Rapporter%20och%20dokument%20INTE%20Fj%c3%a 4rrsyn/Broschyrer/Fjarrvarmen%20och%20miljon.pdf. [Använd 03 02 2015].
[5] Europeiska Kommissionen, ”Förslag till europaparlamentets och rådets direktiv om begränsning av utsläpp till luften av vissa föroreningar från medelstora förbränningsanläggningar,”
Europeiska Kommissionen, Bryssel, 2013.
[6] M. Rönnbäck, L. Gustafsson, L. Martinsson, C. Tullin och L. Johansson, ”Stoftreningsteknik för biobränsleanläggningar mindre än 10 MW - teknikläge och utvecklingspotential,” Värmeforsk Service AB, Stockholm, 2002.
[7] J. Fagerström, ”Fine particle emissions and slag formation in fixed-bed biomass combustion - aspects of fuel engineering”.
[8] S. Engström, ”Nationalencyklopedin - Sveriges mest ansedda kunskapsföretag,” Nationalencyklopedin, 1 Januari 2015. [Online]. Available:
http://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/kraftvärmeverk. [Använd 6 Februari 2015].
[9] J. M. Samet, F. Dominici, F. C. Curreiro, I. Coursac och S. L. Zeger, ”Fine Particulate Air Pollution and Mortality in 20 U.S. Cities, 1987–1994,” New England Journal of Medicine, pp. 1742-1749, 1 December 2000.
[10] E. Pettersson, C. Boman, R. Westerholm, D. Boström och A. Nordin, ”Stove Performance and Emission Characteristics in Residential Wood Log and Pellet Combustion, Part 2: Wood Stove,” Energy & Fuels, pp. 315-323, 1 Maj 2011.
[11] A. Kocbach Bølling, J. Pagels, K. E. Yttri, L. Barregard, G. Sallsten, P. E. Schwarze och C. Boman, ”Health effects of residential wood smoke particles: the importance of combustion conditions and physicochemical particle properties,” Particle and Fibre Toxicology, pp. 6-29, 3 November 2009.
[12] L. S. Johansson, B. Leckner, L. Gustavsson, D. Cooper, C. Tullin och A. Potter, ”Emission characteristics of modern and old-type residential boilers fired with wood logs and wood
41
pellets,” Atmospheric Environment, pp. 4183-4195, 1 Augusti 2004.
[13] I. Obernberger och G. Thek, ”Physical characterisation and chemical composition of densified biomass fuels with regard to their combustion behaviour,” Biomass and Bioenergy, pp. 653-669, 2007.
[14] M. Öhman, C. Gilbe, I. Nyström, H. Hedman, D. Boström, C. Boman och R. Backman, ”Slag formation during combustion of biomass fuels with low phosphorus content,” i 19th European Biomass Conference and Exhibition, Berlin, 2011.
[15] A. Grimm, N. Skoglund, D. Boström och M. Öhman, ”Bed Agglomeration Characteristics in Fluidized Quartz Bed Combustion of Phosphorus-Rich Biomass Fuels,” Energy & Fuels, pp. 937-947, 20 Februari 2011.
[16] C. Boman, A. Nordin, D. Boström och M. Öhman, ”Characterization of Inorganic Particulate Matter from Residential Combustion of Pelletized Biomass Fuels,” Energy & Fuels, pp. 338-348, 2004.
[17] L. Johansson, C. Tullin och P. Sjövall, ”Particle emissions from biomass combustion in small combustors,” Biomass & Bioenergy, pp. 435-446, Oktober 2003.
[18] J. H. Zeuthen, P. A. Jensen, J. P. Jensen och H. Livbjerg, ”Aerosol Formation during the Combustion of Straw with Addition of Sorbents,” Energy & Fuels, pp. 699-709, 1 Mars 2007.
[19] O. Sippula, J. Hokkinen, H. Puustinen, P. Yri-Pirilä och J. Jokiniemi, ”Particle Emissions from Small Wood-fired District Heating Units,” Energy & Fuels, pp. 2974-2982, 9 April 2009.
[20] J. Pagels, M. Strand, A. Szpila, A. Gundmundsson, M. Bohgard, L. Lillieblad, M. Sanati och E. Swietlicki, ”Characteristics of aerosol particles formed during grate combustion of moist forest residue,” Aerosol Science, pp. 1043-1059, 2003.
[21] C. Boman, D. Boström, J. Fagerström, M. Öhman, I.-L. Näzelius och L. Bäfver, ”Fuel additives and blending as primary measures for reduction of fine ash particle emissions - state of the art,” FutureBioTec, Umeå, 2012.
[22] Europeiska kommissionen, ”Bilagor till förslag till europaparlamentets och rådets direktiv om begränsning av utsläpp till luften av vissa föroreningar från medelstora
förbränningsanläggningar,” Europeiska kommissionen, Bryssel, 2013.
[23] L. Wester, Förbrännings- och rökgasreningsteknik, Västerås: Mälardalens Högskola, 2002.
[24] A. Forsgren, ”Lathund - Förbränning, Miljö, Begrepp, Sorter, Omvandlingar,” Naturvårdsverket, Solna, 1995.
[25] R-Office, ”Wikimedia Commons,” 25 Augusti 2009. [Online]. Available:
42
[26] M. Rönnbäck och F. Jones, ”Avskiljning av stoft med rökgaskondensering anpassade till biobränsleeldning < 10 MW,” SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Borås, 2010.
[27] J. Pettersson, L. Leteng och M. Strand, ”Kostnadseffektiv partikelavskiljning i mindre närvärmeanläggningar,” Linnéuniversitetet - Avdelningen för bioenergiteknik, Växjö, 2011.
[28] E. Mason, ”Wikimedia Commons,” 18 Juli 2012. [Online]. Available:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrostatic_precipitator.svg. [Använd 20 Mars 2015]. [29] L. Bäfver, C. Renström och J. Storm, ”Koncept för att minimera bildning av fint stoft och
kväveoxider,” Värmeforsk AB, Stockholm, 2014.
[30] L. Lindau, ”Slangfilter vid bioeldade anläggningar, tillförlitlighet och driftsekonomi,” Värmeforsk AB, Stockholm, 2002.
[31] Kutzner-Weber GmbH, ”Der Partikelabscheider KW Zumikron - Reduziert Feinstaub bis zu 90%,” Kutzner-Weber, [Online]. Available:
http://www.kutzner-weber.de/deu/produkte/zumikron.html. [Använd 12 Mars 2015].
[32] L. Bäfver, J. Yngvesson och F. Niklasson, ”Residential Electrostatic Precipitator - Performance at efficient and poor combustion conditions,” SP Technical Research Institute of Sweden, Borås, 2012.
[33] B.-M. Steenari och O. Lindqvist, ”High temperature reactions of straw ash and the anti-sintering additives kaolin and dolomite,” Biomass and Bioenergy, pp. 67-76, 1 Januari 1998.
[34] C. Boman, D. Boström och M. Öhman, ”Effect of fuel additive sorbents (kaolin and calcite) on aerosol particle emission and characteristics during combustion of pelletized woody biomass,” i 16th European Biomass Conference & Exhibition, Valencia, 2008.
[35] K.-Q. Tran, K. Iisa, B.-M. Steenari och O. Lindqvist, ”A kinetic study of gaseous alkali capture by kaolin in the fixed bed reactor equipped with an alkali detector,” Fuel, pp. 169-175, 2005.
[36] E. Lindström, M. Öhman, D. Boström och C. Boman, ”Effekt av additivinblandning i bark och skogsbränslepelletskvalitéer för motverkande av slaggning i eldningsutrustning,” Energiteknik och Termisk Processkemi - Umeå Universitet, Umeå, 2006.
[37] Q. K. Tran, B.-M. Steenari, K. Iisa och O. Lindqvist, ”Capture of Potassium and Cadmium by Kaolin in Oxidizing and Reducing Atmospheres,” Energy & Fuels, pp. 1870-1876, 2004. [38] K. Nuutinen, J. Jokiniemi, O. Sippula, H. Lamberg, J. Sutinen, P. Horttanainen och J. Tissari,
”Effect of air staging on fine partickle, dust and gaseous emissions from masonary heaters,” Biomass and Bioenergy, pp. 167-178, 2014.
[39] Mankash, ”Wikimedia Commons,” 25 Maj 2008. [Online]. Available:
43
[40] Naturvårdsverket, ”Förslag till direktiv om medelstora förbränningsanläggningar,”
Naturvårdsverket, 8 Januari 2015. [Online]. Available: http://www.naturvardsverket.se/Stod-i- miljoarbetet/Vagledningar/Industri-och-forbranning/Forbranningsanlaggningar/Forslag-till-direktiv-om-medelstora-forbranningsanlaggningar/. [Använd 18 Februari 2015].
[41] R. Khodoyari, ”Skärpta stoftkrav för medelstora pannor - vad gör Svensk Fjärrvärme?,” Svensk Fjärrvärme, 21 Januari 2015. [Online]. Available:
http://www.svenskfjarrvarme.se/Medlem/Medlemsnyheter1/. [Använd 18 Februari 2015].
[42] C. Wiklund, ”Skogsindustrierna,” 30 April 2014. [Online]. Available:
http://www.skogsindustrierna.org/MediaBinaryLoader.axd?MediaArchive_FileID=97444454-fd37-451a-bef5-fc541d8e1b4f&FileName=EUs+luftv%c3%a5rdspaket.pdf. [Använd 18 Februari 2015].
[43] A. Normann, ”Innivations- och Kemiindustrierna i Sverige,” 30 April 2014. [Online]. Available: http://www.ikem.se/MediaBinaryLoader.axd?MediaArchive_FileID=fd0136dc-33b5-42b2-ad68-ea50b9661e34&FileName=2014_009_140430x.pdf. [Använd 18 Februari 2015].
[44] Naturvårdsverket, ”Vägledning förbränningsanläggningar mindre än 20 megawatt,” Naturvårdsverket, 15 December 2014. [Online]. Available:
http://www.naturvardsverket.se/Stod-i-miljoarbetet/Vagledningar/Industri-och-forbranning/Forbranningsanlaggningar/Forbranningsanlaggningar-mindre-an-20-megawatt/. [Använd 10 Mars 2015].
[45] H. Gulliksson, P. Fogelström, B. Zethreus och B.-Å. Johansson, ”Närvärme med biobränslen - vägledning från idé till färdig anläggning,” Statens Energimyndighet, Eskilstuna, 2005. [46] R. Adolfsson, Interviewee, Underhållsingenjör. [Intervju]. 22 Januari 2015.
[47] E. Torshage, Fotografi, Hörnefors: -, 2015.
[48] B.-M. Steenari och K. Karlfeldt Fedje, ”Addition of kaolin as potassium sorbent in the
combustion of wood fuel – Effects on fly ash properties,” Fuel, vol. 89, pp. 2026-2032, 2010. [49] Laatukattila Oy, ”LAKA-Y Automatisk Bioenergipanna,” Laatukattila Oy, Tammerfors, 2015.
44
Bilaga 1 – Bränsleanalys 2012
45
Bilaga 2 – Bränsleanalys 2015
46
Bilaga 3 – Offert LAKA 3 MW biopanna
50
Bilaga 4 – Kassetfilter Envicompac förklaring
52
Bilaga 5 – Doserutrustning för kaolin
54
Bilaga 6 – Kalibrering av matarskruv
Figur 26. Ett diagram som visar utmatad massa kontrollvägd var 5:e minut, skruven kördes här för att ge ett flöde på 6 g/min dvs. 30 g/5min.
Figur 27. Ett diagram som visar utmatad massa kontrollvägd var 5:e minut, skruven kördes här för att ge ett flöde på 15 g/min dvs. 75 g/5min. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10 0 10 5 11 0 11 5 Utm atad m assa [g ] Tid [min]