Sellutehtaan energiataseen tehokas hallitseminen teollisen integraatin laajentuessa ja kehittyessä
Rautala, Jaakko (2023)
Diplomityö
Rautala, Jaakko
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202301162989
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202301162989
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli syventyä Metsä Fibre Oy:n Rauman tehtaan energiataseeseen ja tutkia toteutuvia muutoksia tehdasintegraatin kehittyessä. Metsä Fibre Oy on käynnistänyt sellutehtaan yhteyteen uuden mäntysahan vuonna 2022. Tämän lisäksi Metsä Group on ilmoittanut tavoitteekseen fossiilisista polttoaineista luopumisen vuoteen 2030, joka aiheuttaa tarpeen meesauunin polttoaineen vaihtamiselle. Ennen uuden sahan käynnistymistä Rauman sellutehdas on ollut energiayliomavarainen ja lämpöä on jouduttu poistamaan prosessista tavoilla, jotka eivät ole energiatehokkuusajattelun kannalta järkeviä. Tutkimusta tehdessä havaittiin, että vaikka tehtaan energiatase näyttää, että ylijäämälämpöä on vielä uusien investointien jälkeenkin paljon, niin tuntisia lämmön pysyvyyksiä tarkasteltaessa havaitaan muodostuvat huomattavan usein tilanne, jossa lämpötase on negatiivinen. Tarkastelun mukaan lämpöä ei ole toimitettavaksi riittävää määrää kaikille kulutuskohteille 458 tuntina vuodesta, vaikka lämpöä ei myytäisi enää ollenkaan ulkoisille asiakkaille. Työssä tutkittiin data-analyysin avulla energiataseen muuttumista sahan käynnistymisen sekä meesauunin mahdollisen polttoainemuutoksen jälkeen. Tutkimuksessa energiataseeseen vaikuttavat komponentit jaettiin osiin ja niiden vaikutusta tarkasteltiin sekä yhdessä että erikseen. Data-analyysin avulla löydettiin energiataseen hajontaa aiheuttavat komponentit ja syitä hajonnan synnylle. Lopuksi tutkimuksen perusteella muodostettiin malli ja toimenpidelistaus joilla energiataseen hajontaa voidaan pienentää sekä hallita. Kokonaisuudessa voidaan todeta, että tutkimustyön aikana pystyttiin mallintamaan Rauman tehtaan energiatase ja siinä tapahtuvat muutokset. Tämän tiedon perusteella muodostetun tasehallinnan käytöstä syntyvät säästöt ovat vuositasolla merkittävät ja suora takaisinmaksu olisi muutoksille arviolta 14-29 vuorokautta riippuen käytetystä energiatuotantomenetelmästä sekä energian hinnasta. The purpose of this thesis is to concentrate on Metsä Fibre Ltd Rauma mill´s energy balance and study what kind of changes will come true when mill integration is developing. Metsä Fibre Ltd has started up a new saw mill in Rauma in the year 2022. Metsä Group has in- formed that its target is get rid of fossil fuels by year 2030. lime kiln´s fuel must be changed. Before the new saw mill has started up Rauma pulp mill was more than energy self-sufficient and heat was needed to remove from process with ways that were not energy efficient. In this thesis was recognized that even though mill´s energy balance seems that there is lots of heat also after new investments that´s not true in every situation. It can be seen in hourly stability calculations that there is lots of situations were energy balance is negative. 458 hours in year even if there would not be any heat delivery to external customers. In this thesis is used data analyze to find the differences in the energy balance after the saw mill is started up and lime kiln has changed its fuel to fossil free. In the data analyze energy balance components were divided to pieces and analyzed those components together and separated. By using this data analyze there were found those components which affects to dispersion of energy balance. Energy balance model was built and the list of actions was collected at the end of this thesis. There is the list of actions that can be used to reduce and control dispersion of the balance. In this thesis is modeled energy balance of Rauma mill and the changes in future. Big saving can be received by using the energy balance control model already in one year period. Direct payback time is estimated to be 14 -29 days depends on energy production methods and energy prices.