|
|
|
Project code: A71770
Project name: Local Divided Biomaterial Production as Solution in Northern Finland
Policy: 2. Production and utilisation of latest knowledge and expertise
Specific objective: 3.2. Developing renewable energy and energy-efficient solutions
Planned completion time: Start 1.3.2016 and end 30.6.2019
Operational status: Ended
Responsible authority: Centre for Economic Development, Transport and the Environment North Ostrobothnia
Official name of the applicant: Luonnonvarakeskus
Organisation type: State authority
Business ID: 0244629-2
Street: Viikinkaari 4
Telephone number: 0295324529
Postal code: 00790
City/town: Helsinki
Website: http://www.luke.fi
Project contact person's name: Repola, Jaakko
Contact person's position in the organisation: tutkija
Contact person’s email address: jaakko.repola(at)luke.fi
Contact person's phone number: 0295325150
Number of applicants or subsidy transfer:
The main objective of the project is to improve the profitability of North European bioenergy with new innovations
(related to business and technology) and to test innovations in piloting scale. In this project, a decentralized model for
the drying of woodchips (in Finland) in different stages of the value chain of energy production (at the landing, at the
woodchip terminal or at power plant) will be piloted to obtain comparative information about profitability. The operating
model investigated in the project supports the businesses of piloting companies. In the future, the model is applicable
to tens (or even hundreds) of companies and clusters of companies engendering new business opportunities. Piloting
experiments are aimed at elevating the competitiveness of the regions. From small business’ and forest owners’
perspectives (as first stage actors), the project aims at improvement of profitability in delivering bioenergy.
One particular objective of the project is to investigate exploitation of the model to respond to increasing demand of
energy in Scandinavia. Utilization of the decentralized model and piloting of operational model in different stages of
production chain improves understanding of profitability of different stages. After piloting, the model can be
disseminated and utilized in different locations in Scandinavia and even widely in Europe. There is an opportunity for
Finland to become leading states in the world in bioenergy production – efficiency and profitability both requires
constant development.
LUKE (National Resources Institute Finland) has in collaboration with Finnish SMEs partners and Lapland University
of Applied Sciences delivered a LOBIDI Solution (Local Divided Bioenergy as Solution) project. Suggested project is
essentially connected to theme “Research and innovations” and partly to theme “Entrepreneurship”. This project is
planned to be executed as a joint project between actors. Implementation regions of the project (Finnish Lapland) are
endowed with unused biomaterials which enables profitable energy production. Companies involved in the project are
active technology and business developers. Companies are tightly connected to the execution of the pilots.
Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat metsähakkeen tuotantoon ja käyttöön osallistuvat toimijat sekä myös teknologiatoimittajat (konttikuivuri), jotka voivat hyödyntää hankkeen tuloksia omassa tuotekehittelyssä. Metsähaketuotantoketjun eri vaiheisiin osallistuvat toimijat kannolta lämpölaitokselle ovat metsänomistajat, pk-yritykset (hakkuu-, haketus- ja kaukokuljetusyritykset) sekä lämpöyrittäjät.
Hankkeessa tehtävään pilottiin osallistuvat pk-yritykset saavat osallistua uudenlaiseen hakkeen kuivatusmenetelmän testaukseen toiminnassaan. Kannattavuuslaskennan ja hajautetun mallin hyötyjen todentamisen kautta tästä hankkeesta voi hyötyä koko metsäenergian toimitusketju. Hankkeen kohderyhmät (välilliset ja välittömät) hyötyvät saamalla uutta tietoa ja osaamista. Hankkeen tutkimus- ja kehittämistoiminta tehdään yhteistyössä toimijoiden kanssa, jossa on vakuuttava tutkimustoimijoiden, asiakashyötyjien ja teknologitoimittajien osaaminen. Näin voidaan testata jo aikaisemmin tieteellisessä kirjallisuudessa esitettyjä hypoteeseja ja kehittyä tuottamaan entistä arvokkaampia ja laadukkaampia ratkaisuja bioenergian tuotantoketjuun.
Välilliset kohderyhmät ovat kaikki metsäenergialla toimintaan osallistuvat tahot.
Pienpolttolaitokset
Logistiikkaketjuun osallistuvat toimijat
Laitteiden rakentamiseen merkittäviä alihankintaverkostoja
Bioenergia alalla toimivat pk-yritykset
Energiayhtiöt
Kyläyhteisöt
EU and State funding granted: 273 612
EU and State funding used: 269 010
Planned public funding (total): 362 094
Planned public funding used (total): 318 773
Regions: Lapland
Subregions: Tunturi Lapland, Torne Valley, Kemi-Tornio, Rovaniemi
Municipalities: Keminmaa, Ylitornio, Kittilä, Rovaniemi
Street:
Postal code:
City/town:
Planned: 0, in which women are employed 0
Completed according to monitoring information: 0.00, in which women are employed 0.00
Planned: 0, which are founded by women 0
Completed according to monitoring information: 0.00, which are founded by women 0.00
| Direct | Indirect | |
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 0 | 5 |
| Kestävän puuvarojen käytön kannalta on tärkeää, että metsiä hoidetaan. Taimikoiden hoitohakkuista voidaan saada energiaksi kelpaavaa haketta. Haketuotantoa nuorista metsistä rajoittavana tekijänä ovat korkeat korjuukustannukset suhteessa lopputuotteen arvoon. Tässä hankkeessa pyritään kannattavuuden parantamiseen hajautettuja mallia hyödyntäen | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 0 |
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Materiaalit ja jätteet | 10 | 5 |
| Hankkeessa tutkitaan juurikin metsäenergiaksi tarkoitetun hakkeen laadun parantamista, ja siten tehokkaampaa hyödyntämistä. Tulosten avulla voidaan arvioida, onko mahdollista metsähakkeen kuivaamisella nopeuttaa hakkeen toimitusketjua (hävikki pienenee) ja parantaa metsähakkeen laatua (alhaisempi kosteus) ts. parantaa hakkeen materiaalitehokkuutta siten, että toimitusketjun kustannustehokkuus (erityisesti kaukokuljetus ja hakkeen poltto) paranee kasvattaen koko ketjun jalostusarvoa. Lisäksi metsähakkeen konttikuivaaminen mahdollistanee talvileimikoiden hyödyntämisen, mikä puolestaan parantaa metsähakkeen ympärivuotista toimitusvarmuutta ja pienentää samalla talteenoton ns. kausipiikkien kustannuksia kasvattavaa vaikutusta. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 10 | 10 |
| Hankkeen päätavoitteena on parantaa uuden innovaation ja toimintamallin avulla bioenergian (metsäenergia) tuotantoketjun kannattavuutta erityisesti hajautetun energiatuotannon ratkaisuissa. Tavoitteena on selvittää kuinka uusi toimintamalli parantaa metsähakkeen toimitusketjun kannattavuutta ja lopputuotteen jalostusarvoa. Tavoitteena on myös selvittä kuinka arvoketju muodostetaan niin, että kaikilla toimijoilla (metsänomistaja, hakkuu, haketus, kaukokuljetus, lämpölaitos) on entistä paremmat edellytykset harjoittaa liiketoimintaa. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Pohjois-Suomen maaseudun elinvoimaisuuden ylläpitämiseksi on perusteltua kehittää metsähakkeen tuotantoon innovaatioita, jotka pohjautuvat hajautettuihin järjestelmiin. Merkittävää kasvua on odotettavissa uusien innovaatioiden myötä. Raaka-ainevarantojen, metsien vuosittainen kasvu on hyödynnettävä tehokkaasti, ja metsäenergian aseman vahvistuttua saadaan lisää alueelle työpaikkoja. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 0 |
| Liikkuminen ja logistiikka | 10 | 5 |
| Nykytilanteessa metsäenergian hakekuljetuksissa kuljetetaan noin 40% vesipitoisuudeltaan olevaa haketta. Tavoitteena on saada tuo hakkeen vesipitoisuutta alemmas, jotta kuljetetaan laadultaan ja energiatiheydeltään parempaa haketta, jotta saataisiin arvoketjua kannattavammaksi. | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 7 | 5 |
| Hankkeen aikana hakkeen kuivatusmenetelmien testaus hakkuupaikalla lisää tietoa toimijoille miten voidaan parantaa hakkeen laatua, joka hyödyttää koko arvoketjua ja toimialaa. Hankkeessa tehtävään pilottiin osallistuvat pk-yritykset saavat osallistua uuden innovaation testaukseen toiminnassaan. Kannattavuuslaskennan ja hajautetun mallin hyötyjen todentamisen kautta tästä hankkeesta voi hyötyä koko metsäenergian toimitusketju aina polttolaitoksiin saakka. Hankkeen asiakkaat (välilliset ja välittömät) hyötyvät saamalla uutta tietoa ja osaamista. |
In this study artificial drying and quick delivery was tested to improve the profitability of the forest chips supply chain. The transferable container (SFTec Oy) for artificial drying was tested in drying of fresh forest chips. Traditional forest fuel supply chain was compared to a fast forest fuel supply chain in which artificial drying was applied. The drying experiments were applied in Rovaniemi 2017-2018. The heat of artificial drying was produced by utilizing the reserve heat from district-heating loop (2018). Also, the benefit of artificial drying in heat production was tested in the burn experiments carried out in the heating plant and laboratory. In laboratory analysis also the content of water- and fat-soluble extractives both before and after artificial drying was determined.
In the drying experiments (2018) the moisture of forest chips decreased on average 15.6 percentage point (12 – 21 percentage point) depending on the drying time (1:33 - 1:49) and the productivity of the container (range from 2.5 to 3.6 bulk-m3 hour-1). This meant that water was evaporated on average 44 kg/bulk-m3 (33 – 56 kg/bulk-m3) during the test runs, when energy content of forest chips was increased on average 0.030 MWh/bulk-m3 (0.024 – 0.037 MWh/bulk-m3). The content of water- and fat-soluble extractives decreased during the drying by 13 % and 19 %. Drying temperature in the dryer was 30 oC.
Based on the flue gas and particulate analysis of the laboratory scale combustion tests the artificial drying decreased the content of nitrogen oxide and especially CO content of flue gas and the total particulate emission. The artificial drying improved also the efficiency of the combustion compared to the natural dried forest chips (moisture 35 %). The combustion experiment carried out in the heating plant didn’t show significant different of energy production between the artificial and natural dried forest chips, as among others the amount of tested material was small.
The procurement cost calculations indicated that with artificial drying and by avoiding dry material losses of timber, it could be possible to reduce current costs of the prevailing procurement system based on natural drying of timber at roadside landings. The results of financial analysis indicated that artificial drying of forest chips is financially viable for the heat entrepreneur if the productivity of the container is over 5 dried bulk-m3 hour-1. However, the results were considerably sensitive to the energy price of delivered stem chips (euros per Megawatt hour (MWh-1). This study demonstrated that artificial drying of forest chips would be financially attractive for a heat entrepreneur when a waste heat source is available producing the energy need for artificial drying below a current market price level.
The availability analysis indicated the artificial drying increased energy potential of forest chips significantly, e.g. around Rovaniemi technical energy potential of forest chips could be increased from 317 232 to 359 874 MWh depending moisture content and dry material losses.