Wärtsilä sai 31. tammikuuta 2013 tilauksen Portland General Electric -sähköyhtiöltä (PGE) 220 MW:n voimalaitoksen rakentamisesta Clatskanien lähelle Yhdysvaltain Oregonin osavaltiossa. Tilaukseen sisältyi 12 maakaasukäyttöistä Wärtsilä 50GS -moottoria ja niiden apulaitteet. Pyysimme PGE:n projektijohtajaa Rick Tetzloffia kertomaan perusteista, joilla yhtiö valitsi Wärtsilän teknologian.
Ratkaisu joustavuustarpeisiin
Rick TetzloffProjektipäällikkö
Portland General Electric Company
PGE on melko tyypillinen sijoittajien omistama sähköyhtiö Yhdysvaltain luoteisosassa. Meillä on asuinalueisiin liittyviä, kaupallisia että teollisia asiakkaita, ja tärkein tavoitteemme tarjota heille ratkaisuja, joissa kustannukset ja riskit ovat mahdollisimman hyvin tasapainossa.
Toimitimme vuonna 2009 Oregonin sähkömarkkinoiden toimintaa valvovalle viranomaiselle (Oregon Public Utility Commission, OPUC) voimantuotantoinvestointisuunnitelman, jossa todettiin noin 200 megawatin tarve kuormitushuippujen joustavaan tasaamiseen. Vuonna 2011 käynnistimme tarjouspyyntöprosessin, johon itse teimme kaksi tarjousta. Toisessa niistä hyödynnettiin Wärtsilän teknologiaa.
Tarjouspyyntö- ja tarjousprosessia hallinnoi erillinen, puolueeton PGE:n tiimi sekä täysin puolueeton asiantuntijataho, joka raportoi OPUC:lle. Ehdotus Wärtsilän 50GS-moottoreita käyttävästä Port Westwardin 2-yksiköstä tuli hyväksytyksi. Siinä lyhykäisyydessään pitkä prosessi, joka johti nykyisen teknologian ja toimittajan valintaan.
Portlandin alueen energiantarpeessa on melkoista kausiluonteista vaihtelua. Kysyntähuiput ajoittuvat kylmille talvikuukausille, melko tasaisesti sekä kesä- että talvikuukausille. Päivittäiset kysyntähuiput osuvat lähes poikkeuksetta aamuun ja iltapäivään.
Olemme perinteisesti luottaneet säätövoimantarpeessamme vesivoimaan, mutta sen osuus tuotannostamme pienenee jatkuvasti. Tuotantojärjestelmämme kuormaa seuraavat toiminnot olivat aiemmin riippuvaisia Keski-Columbian vesivoimasopimuksista, mutta nyt yhä useammat tuottajista vaihtavat lyhytkestoisiin sopimuksiin tai palvelevat vain omaa aluettaan.
Voimantuotantoinvestointisuunnitelmamme osoitti, että tarvitsemme lisäpalvelukapasiteettia muun muassa kuormaa seuraavaan tuotantoon sekä säätövoiman, taajuusohjatun ja nopean reservin tuotantoon.
Wärtsilän moottorit vastaavat kaikkiin näihin tarpeisiin. Yhtiön ehdotus Port Westwardin yksikköä varten täydentää valikoimaamme erinomaisesti. Nykyistä, perinteisempää voimantuotantoamme ei ole suunniteltu kapasiteetin nopeisiin ylös- ja alasajoihin sen kuormitusalueella. Tuulivoiman osuuden lisääntyessä järjestelmässämme meidän oli lisättävä juuri tällaisen sähköntuotannon kapasiteettia.
Kaasua hyvin saatavilla
Maakaasun varastointi oli projektin onnistumisen kannalta ratkaisevassa asemassa, sillä siirtoputkiston käyttäminen vaatii kulutuksen ennakointia vuorokauden etukäteen. Kaasun tilaaja on vastuussa kulutuspoikkeaman tasapainottamisesta.
Maanalaisen varaston sijainti lähellä voimalaitosta oli yksi avaintekijöistä sijainnin valinnassa ja tämän teknologian lisäämisessä järjestelmäämme. Olemassa olevien kaasuputkien kapasiteetti on erittäin rajallinen, joten meidän on syötettävä kaasua varastoon pienen kuorman aikoina, jotta sitä on voimalan käytettävissä tarvittaessa. Rakennamme maakaasulle maanalaisen säiliön ja putkiston, jotta saamme kaasua tuotannossa käyttöön tarpeen mukaan milloin tahansa ja millä kuormituksella tahansa.
Kaasu oli siis luonnollinen valinta polttoaineeksi, mutta valittavana oli vielä teknologia. Wärtsilän järjestelmä tarjoaa kolme tärkeää etua, jotka halusimme kehittääksemme valikoimaamme:
• kuormitushuippujen tasaaminen talvi- ja kesäkausina
• kuorman seuranta läpi vuoden
• tuulivoiman tuotannon tasapainottaminen läpi vuoden.
Wärtsilän 50GS-moottoreiden suurin etu järjestelmällemme on se, että moottoreiden avulla voimme noudattaa sitoutumistamme uusiutuvaan energiaan, jonka kysyntä vain kasvaa. Ratkaisun ansiosta asiakkaamme voivat tulevaisuudessa hyötyä yhä vahvemmin uusiutuvaan energiaan painottuvasta tarjonnastamme.
Kuormitus
Tähän mennessä suoritetut, koko portfoliomme huomioon ottavat mallinnukset osoittavat, että moottoreita käytetään läpi vuoden vaihtelevalla kuormalla, kun tuulivoima otetaan käyttöön.
Vaikka on vaikeaa arvioida voimalaitoksen käyttöastetta, arviomme että osa voimalaitoksesta on käytössä joka kuukausi ellei peräti joka viikko, kun tuulivoima otetaan käyttöön. Joinakin päivinä käytössä on ehkä vain kaksi tai kolme yksikköä, toisina päivinä kaikkia käytetään minimikuormituksella, jolloin käytössämme on pyörivää reserviä päivän tarpeen mukaan.
Yhdysvaltain luoteisosissa tuulienergian käyttö on kasvussa johtuen valtion uusiutuvien energiamuotojen käyttöön liittyvistä standardeista ja täten uskomme voimalaitoksen säännöllisen käytön lisääntyvän.
Tuen varmistaminen
Tärkeä osa prosessia oli tiedottaminen uudesta teknologiasta, sillä mäntämoottoreiden käyttö sähköntuotannossa on PGE:lle täysin uusi aluevaltaus. Oppimista riitti sekä yhtiön sisällä että sen sidosryhmien kanssa. Meidän oli koulutettava työntekijöitämme ja tutustutettava heidät teknologian käyttöön isossa voimalassa.
Katse tulevaisuuteen
Laadimme päätöksentekoprosessin aikana sisäisen mallin, joka mallintaa kokonaisjärjestelmän kustannukset ja osoittaa asiakkaillemme joustavan kapasiteetin tarjoaman säästön. Mallissa voidaan käyttää erilaisia tuotantoresursseja, jolloin se näyttää niiden rajoitteet ja joustavuuden ja koko järjestelmän tarjoamat alhaisemmat käyttökustannukset.
Mallinsimme esimerkiksi pumppuvoimalaitosten ja paineilmavarastojen käyttöä. Voimantuotantoinvestointisuunnitelmassamme on käsitelty kaikkia vaihtoehtoja, mutta niihin liittyy toistaiseksi suuria riskejä. Kehitystyö vie kauan, ja lupaehtoihin liittyy myös runsaasti riskejä.
Tulemme lisäämään tuulienergian osuutta valikoimassamme vastataksemme uusiutuvan energian osuuteen liittyviin vaatimuksiin, joten myös joustavan sähköntuotannon tarve lisääntyy. Tämä oli yksi tärkeimmistä syistä miksi Wärtsilän teknologian joustavuus sopi hyvin yhteen tämän projektin kanssa.
Wärtsilällä on pitkä historia. Pidämme Wärtsilää yhtiönä, joka haluaa toimia kumppaneidensa kanssa reilusti. Olemme iloisia, että pääsemme siirtämään yhteistyömme hedelmiä omille asiakkaillemme ja sidosryhmillemme.
*Tekstiä on muokattu asiakkaan pyynnöstä