Finska Metso Power, specialiserat på att leverera maskinutrustning till pappers- och massaindustrin, har byggt Frankrikes hittills största biobränsleeldade panna för energiproduktion. Anläggningen ligger i anslutning till ett kartongbruk i närheten av Bordeaux och producerar förutom värme och el även processånga till bruket. Hela kraftvärmeanläggningen, som drivs av Dalkia France SCA, Veolia Environnements energidivision, är en av de största investeringarna i Frankrikes nationella miljöprogram.
I Sverige och Norden är biobränseeldade kraftpannor relativt vanliga tack vare riklig tillgång på skogsbränsle. Fler länder i Centraleuropa börjar nu intressera sig för biobränslen, delvis för att lättare fylla sin kvot av förnybar energiproduktion som enligt EU-krav måste uppgå till 20 procent av den totala energiproduktionen 2010. I länder där tillgången till biobränslen är skral kan dessa komma att importera skogsråvara från till exempel Sverige.
Strängare miljölagstiftning och miljömål globalt sett gör att marknaden ser mycket ljus ut i hela världen för förnybara energikällor, däribland biobränslen. Enligt IEA, The International Energy Association, återstår fortfarande 70 procent av den samlade kraftproduktionskapacitet som kommer att behövas 2030 att bygga. Förhoppningsvis kommer en stor del av den enorma expansionen förnybara energikällor till del.
Bränsletillgången
För den nya biobränsleanläggningen i Frankrike är dock bränsletillförseln inget problem. Det mesta hämtar man från det intilliggande pappersbruket i form av bark och andra skogsrestprodukter. Dessutom är pannan utformad så att den i framtiden också kan eldas med plastavfall, även om det kräver ändringar i det nuvarande miljötillståndet.
Bränslet från pappersbruket kommer inte att kunna täcka hela behovet så Veolia Environnement och Smurfit Kappa Comptoir du Pin, ett dotterbolag till Smurfit Kappa som driver kartongbruket, kommer också att leverera obearbetat till kraftvärmeverket.
Kraftvärmepannan producerar nästan 50 MW el, vilket gör den till en av de största biobränsleeldade kraftpannorna i Centraleuropa. Tillverkningen har skett i Polen och Finland. Med lastbilar har den sedan transporterats i delar till Smurfit Kappas anläggning och togs i drift i oktober 2010.
Pannan gör det möjligt för Dalkia att ta några gaseldade pannor som används för fjärrvärmesystemet ur bruk. Det kommer också att reducera deras oljekonsumtion.
Underhållsstopp
I januari i år gjordes ett veckolångt underhållsstopp på pannan.
– Det var ett stort underhållsstopp då vi kontrollerade turbinen och reparerade en fläkt. Reparationen berodde på ett misstag vid svetsningen, berättar Jouni Kinni, försäljningschef på Metso Power.
Annars har pannan gått utan anmärkning och enligt Kinni är kunden mycket nöjd med den. Nästa underhållsstopp är inplanerat till september.
För Metso är kontraktet med Dalkia värt 60 miljoner euro. I ordern ingår också bränslehanteringssystem, rökgasrening och ett komplett automationssystem.
Avancerat automationssystem
Ett avancerat automationssystem är installerat. Enligt Metso ligger nyckeln till förbättrad produktivitet – ökad energieffektivitet, minimal råvaruanvändning och låg miljöbelastning – i automationssystemet, som erbjuder en stor uppsättning verktyg för åtskilliga behov.
– Automation gör det möjligt att mäta, beräkna, uppskatta och styra produktiviteten och direkta kostnader och utsläpp, plus alla deras inbördes beroenden. Det gör det möjligt för anläggningen att optimera och kontrollera motsvarande operationer, säger Jukka Pyykkö, produktchef på Metsos automationsdivision.
Enligt honom är förtjänsterna med ett avancerat automationssystem en självklarhet för alla operatörer av stora kraftvärmeverk. I mindre anläggningar däremot är den insikten inte lika utbredd.
– I mindre enheter står det inte klart för alla användare att ett modernt automationssystem ger klara fördelar jämfört med ett enklare PLCsystem – även finansiellt, säger Jukka Pyykkö.
Metsos lösning för Dalkia innebär bland annat hög grad av koordination mellan turbinen och pannans olika delar. Lösningen är skalbar, den täcker samtliga processkontroller och informationshanteringsbehov, liksom hanteringen av mekaniken på enskilda plattformar.
Optimerad förbränning
Målet med avancerade applikationer för processkontroll är att få ut mesta möjliga el eller värme under anläggningens hela livslängd.
– Stabil och effektiv förbränning är det viktigaste villkoret för framgångsrik panndrift. Varierande förbränningsförhållanden och bränslekvaliteter i kombination med förändrade laster stör förbränningen. Som en följd minskar förbränningseffektiviteten och rökgasers spridning till luften ökar. Genom att optimera förbränningen är det möjligt att styra förbränningsprocessen när det gäller variationer i produktion, bränsleinnehåll, bränslekvalitet och förbränningsvillkor. Det stabiliserar förbränningsprocessen, säger Juukka Pyykkö.
En utmaning i många kraftvärmeverk är att exakt mäta bränslets kvalitet och den mängd som matas in i pannan. Ofta används bara bandtransportörens hastighet för att mäta bränslets kraftinnehåll (”fuel power”). Med en ny applikation som Metso utvecklat kan man kompensera för störningar i bränsleflödet för att stabilisera förbränningen och ångproduktionen. Applikationen bygger på en uppskattning av bränslets kraftinnehåll, mätt som den mängd energi i bränslet som tillförs pannan.
Framtidens automationslösningar
I Dalkias biobränslepanna blir det världspremiär för Metsos koncept för förbränningsoptimeringskontroll som aldrig tidigare implementerats i alla delar.
– Syftet med förbränningsoptimering är att minimera rökgaserna, anläggningens egen strömförbrukning och att optimera bäddtemperaturen, förklarar Mikko Kinnunen, projektchef för Metso automationsverksamhet.
Hur ser framtidens automation i kraftvärmeverken ut? Jukka Pyykkö tror att olika typer av “gröna” energiprocesskontroller i ökande utsträckning kommer att kopplas samman med de nationella elnäten och fjärrvärme- och fjärrkylasystemen.
– De kommer att kontrolleras optimalt och fjärrstyras med avancerade automationslösningar, avslutar Jukka Pyykkö.
