Pien CHP

Kuittilan maitokarjatila- Pien CHP (Combined heat and power)

• Lämmitettävät sekä sähköistetyt kiinteistöt: Kaksi omakotitaloa, navetta, sekä korjaamohalli
• Polttoaine: Hake
• CHP-laitteisto: 40 kW sähköteho, 100 kW lämmitysteho
• Navetta: 2 robottia ,  150 lehmää
• Maitosäiliö: Lämmöntalteenotto

Tavoitteena energiaomavarainen maatila

Kuittilan maatila on lämmön,- sekä sähkön suhteen lähes energiaomavarainen. Tilalla siirryttiin omaan sähkön,- sekä lämmön tuotantoon loppuvuodesta 2012, jolloin pien CHP (Combined heat and power) laitos käynnistyi tuottamaan tilalle lämmön sekä sähkön. Laitoksen toimintaperiaate perustuu puuhakkeen kaasutukseen, jolla lämpö sekä sähkö tuotetaan koko tilalle.

Tilan ostettavan energian kulutus oli huomattava.  Pelkästään maatalouden toimintaan kuluu 350.000 kWh sähköä ja lisänä muut rakennukset, jolloin kulutus on  vuodessa noin 410.000 kWh. Lämpöenergiaa kuluu lisäksi noin 700.000 kWh.  Ostoenergian tarve poistui tilan siirryttäessä omaan energiantuotantoon.

Tilan energia suhteet ovat muuttuneet huomattavasti CHP -laitteiston myötä. Laitteisto tuottaa tilalle kaikki lämpöenergian, sekä suurimman osan tilan tarvitsemasta sähköstä. Talvella jolloin voi ajaa laitosta lujemmin on ostettavan sähkön osuus enää 1/3 ja kesällä, jolloin huonon hyötysuhteen vuoksi on laitteistoa ajettava matalalla teholla on ostosähkön osuus vain puolet. Tämä johtuu siitä, että laitoksen hyötysuhde on yli 90 prosenttia mikäli lämmölle riittää tarvetta, kuten talven kylmillä. Kesällä hyötysuhde laskee, koska lämpöiselle vedelle ei ole niin tarvetta.  Lauhojen talvien, sekä laitteiston kehittämisen vuoksi on liian aikaista antaa absoluuttisia lukuja, mutta tulokset ovat huomattavan positiivisia.  Lisäksi tilalle on suunnitteilla oma aurinkovoimala, jolloin sähköenergia tuotetaan paisteisina aikoina aurinkoenergialla, jolloin tila pääsee myös sataprosenttiseen sähkö energiaomavaraisuuteen. 

CHP- laitteisto

CHP -laitteisto on yksinkertaisuudessaan hakereaktori, kuljetin järjestelmä hakeelle ruuvilla, polttoainesiilo jousipurkaimella,  tuhkanpoistoyksikkö,  logistiikkakeskus  jossa ohjelmoitava logiikka. Lisäksi laitteestoon kuuluu GSM- hälytys häiriötilanteessa sekä internet etävalvonta.

Prosessissa hake kaasutetaan 900 – 1200 asteen lämpötilassa, jolloin muodostuu kaasua, joka sisältää häkää vetyä sekä metaania. Prosessin jälkeen kaasu jäähdytetään suodatuslämpötilaan, suodatetaan kangas suodattimella jäähdytetään polttolämpötilaan ja syötetään kaasulla toimivaan 8,4 Sisu Diesel moottoriin, joka toimii sähkögeneraattorin voimanlähteenä.  Lämpöä saadaan moottorin jäähdytysnesteestä, pakokaasuista sekä muista prosessista syntyvästä  hukkalämmöstä.  Hukkalämmöt otetaan  talteen ja hyötykäytetään lämpöenergiana tilalla.  Laitteiston huolto on hyvin yksinkertainen ja  sisältää  tuhkan poisto noin  4 kk välein, moottorin öljyt noin  1 kk välein sekä venttiilinsäädöt 3 kk välein.

Hake polttoaineena

CHP:n polttoaine on hake. Laitoksen kulutus täydellä teholla on noin 4,5 m3 ja puoliteholla noin 2 m3 vuorokaudessa.  Polttoaine varastoidaan tilalla noin 1000m3 varastoon, josta se kuljetetaan etukuormaajalla laitteiston vierellä sijaitsevaan 70m3 siiloon. Viikkosiilon kesto on noin kaksi viikkoa.  Siilosta jousupurkain purkaa hakkeen ruuville, joka kuljettaa sen reaktorille kaasutettavaksi.  Hake kuivataan kuvuurilla  10-15 % kosteuteen. Kosteuden noustessa 18-20% ei laitos toimi toivotulla tavalla. Hakkeen  kuivaus tapahtuu luonnollisesti laitoksen hukkalämmöllä. Palakoko on  hyvä olla karkea, jotta hienoainesta hakkeessa on mahdollisimman vähän, näin laitos pelaa parhaiten.  Urakoitsija on käynyt hakettamassa omasta metsästä tehdyn puun, mutta jatkossa on aikomus siirtyä enemmän suoraan urakoitsijan toimittamaan hakkeeseen.

Lastentaudeista huolimatta tyytyväinen investointiin

Kuittilan tilan isäntä on erittäin tyytyväinen investointiin.  Vaikka alussa on ollut omat ongelmansa laitteistoa kehitettäessä, kuten   tuhkanpoiston uusiminen,  kiehuttimen  uusiminen,  sekä  laitosta on päivitetty, kehitetään laitteistoa edelleen toimittajan kanssa.  Kuitenkin yksi ongelmista suurin on ollut armoton taistelu verkkoon liittymisestä  sekä valtakunnanverkon sähkökatkot.

 Investoinnin hinta oli  noin 350.000 euroa.  Pelkästään kanaaliputkea tilalle tuli  yli 1km.  Laskennallinen takaisinmaksuaika on  noin 10 vuotta.  Laitos tuottaa voittoa tällä hetkellä 25.000 euroa vuodessa, mutta iso osa menee vielä tuotekehitykseen. jotta laitoksesta saataisiin täydellinen.

”Olen tietoisesti lähtenyt koekaniiniiksi projektiin. Haaveena on energiaomavarainen maatila ja olla tässä ensimmäinen Suomessa. Ensikesälle suunnittelemani aurinkovoimala lisää tilan energiaomavaraisuutta ennestään.  Todella luksusta,  ei varmasti talvella lämpö lopu”  hymyilee isäntä tyytyväisenä.