Outi Pakarinen Keuruun seudun biokaasun tuotannon ja käytön tiekartta

Transkriptio

1 Outi Pakarinen Keuruun seudun biokaasun tuotannon ja käytön tiekartta 1

2 Keski-Suomen biokaasuekosysteemi Sitran ja Keski-Suomen liiton rahoittama hanke 4-9/2016 Tavoitteena on luoda Keski-Suomen alueella edellytyksiä: biokaasun kasvavalle liikennekäytölle: 2-3 käytännön esimerkkiä, joita voidaan hyödyntää pohjana muille kunnille julkisen liikenteen ja kuljetusten kilpailutuksessa biokaasun kasvavalle energia- ja teollisuuskäytölle: etsitään alueelta kohdeyrityksiä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien energiaratkaisujen korvaamiseksi biokaasulla, tavoitteena löytää yrityksiä vähintään 8 GWh kulutuksen verran, mikä vastaa noin 20 % Keski-Suomen biokaasutuotannosta vuonna maaseudun biokaasu-tulevaisuuden kehittämiselle: Hankkeessa kehitetään biokaasun tuotannon ja kulutuksen seudullinen tiekartta maaseutumaiselle alueelle.

3

4

5 Biokaasun nykytila ja lähitulevaisuus Keski- Suomessa Biokaasun nykytila Keski-Suomessa: n 33 GWh Keski-Suomi CHP-tuotantoon 2018: n 4 GWh liikenne, 2 tankkausasemaa n biokaasuautoa Keski-Suomi : yli 40 GWh liikennepolttoaine +Äänekoski 20 GWh +Mustankorkea 15 GWh Lisäksi CHP-tuotantoa 4-5 tankkausasemaa LNG/CNG-asema (Gasum) Alalla toimivia yrityksiä: Metener Oy BioGTS Oy Watrec Oy EcoEnergy SF / Envor Protech T&K toimijoita: JAMK Luke VTT Jyväskylän yliopisto Valtra

6 Keuruun ja Multian biokaasupotentiaali Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen hankkeessa selvitetty (2009) Selvityksen mukaan Keuruulta saataisiin biokaasulaitoskäsittelyyn sopivia massoja tonnia kuiva-ainetta (TS) vuodessa ja Multialta tonnia kuiva-ainetta Keuruun ja Multian biokaasupotentiaali yhteensä noin 28(-35) GWh Keuruulta noin 75 % tästä (21 GWh) Keuruun biokaasupotentiaalista 72 % peltobiomassasta (15 GWh), 14 % lannasta (3 GWh) ja 14 % yhdyskunnan ja teollisuuden biohajoavista jätteistä ja lietteistä (3 GWh) Multian biokaasupotentiaalista 83 % peltobiomassasta (5,8 GWh), 14 % lannasta (1 GWh) ja 3 % (0,2 GWh) yhdyskunnan ja teollisuuden biohajoavista jätteistä ja lietteistä

7 Keuruun ja Ylä-Pirkanmaan alueen biokaasupotentiaali Energia- ja ympäristöklusterin kehittämishankkeessa (ENY-hanke, ) kartoitettiin Keuruun ja Ylä-Pirkanmaan alueen (Keuruu, Multia, Juupajoki, Mänttä-Vilppula, Ruovesi, Virrat) biokaasulaitokselle soveltuvien jakeiden (biojäte, puhdistamoliete ja sakokaivoliete) määrät ja biokaasupotentiaali. Myös alueen suurimmat tilat kartoitettiin lantamäärien selvittämiseksi. Peltobiomassaa ei tässä tarkastelussa huomioitu.

8 ENY-hankkeen selvityksessä mukana olleiden kuntien jätevesi- ja sakokaivolietteiden, alkutuotannon sekä biojätteiden määrät Biokaasulaitoskäsittelyyn soveltuvia massoja olisi ollut noin tonnia vuodessa, eli kuivaaineena (TS) tonnia. Näiden jakeiden biokaasupotentiaali olisi ollut noin Nm 3 (metaanina Nm 3 ) eli 15 GWh. Jatkuva kaasuteho olisi ollut noin noin 1,7 MW.

9 Biokaasulaitoksen sijoitus ja kannattavuus (ENYhanke) Biokaasulaitoksen hankintapäätökseen ja sijoittamiseen vaikuttavat käsiteltävä aines ja määrä sekä aineksen jakautuminen alueellisesti, liikenneyhteydet ja tieverkosto, mädätteen jatkohyödyntäminen, laitoksen tekniset ratkaisut, investointitaso, porttimaksut, tuotetun energian myynti ja hyödyntämismahdollisuudet, tukimuodot Selvityksen mukaan biokaasulaitos voisi toimia taloudellisesti kannattavasti. Biokaasulaitoksen sijoituspaikan valinta perustuu yleensä sen mukaan, missä tuotettu biokaasu voidaan hyödyntää. Toisaalta biokaasulaitos voi olla järkevää sijoittaa sinne, missä sijaitsee suurimman yksittäisen jakeen tuottaja Biokaasulaitoksen järkevin sijoituspaikka olisi ollut Mänttä, missä Metsä- Tissuen lietteet muodostivat suurimman käsiteltävän jätejakeen ja tehtaalla olisi ollut myös käyttöä kaasulle. Jatkoselvityksessä tarkasteltiin lisämateriaalien saatavuutta noin 150 km:n säteellä Mänttä-Vilppulasta. Määritetty lisämateriaali lisäisi energiantuotantoa 22 GWh:iin. Kaikki materiaali olisi ollut myös porttimaksullista jätettä.

10 Case Biokaasua pellolta Suurin raaka-ainepotentiaali Keuruun seudulla maatalouden massoissa (noin 24,9 GWh). Esimerkiksi 230 hehtaarin alueelta saadaan noin 3800 tonnia nurmibiomassaa keskisadon ollessa 16,5 tonnia hehtaarilta (märkäpaino) Tämän kokoluokan laitoksen energiatuotanto liikennepolttoaineena olisi noin 3,3 GWh ( litraa öljyä). Yhdeltä nurmihehtaarilta saadaan siis energiaa noin MWh. Hyvälaatuisesta nurmesta korkealla satotasolla energiasaanto voi olla enemmänkin. Liikennekaasun tuottaminen oli tarkasteluissa kannattavinta edellyttäen, että kaasulle voidaan taata kysyntä. Myydessä kaasua liikennekäyttöön oletettiin arvonlisäverottoman myyntihinnan olevan 1,1 /kg. Maksimikapasiteetti kyseiselle laitokselle olisi 196 autoa ja kannattavuus saavutettaisiin, jos autoja on 125 kappaletta (kulutus 1200 kg/auto/v). Tiedot Metenerin raportista: Vaikeasti hyödynnettävien maatalouden sivutuotteiden ravinteet ja energia hyötykäyttöön

11 Biokaasupotentiaali Alue Raaka-aineet Massa Biokaasupotentiaali Viite tonni tonni TS Keuruu ja Multia Kaikki GWh Vänttinen ym Biokaasusta energiaa Keski- Suomeen hanke. Maatalous (lanta, olki, nurmi) 24,9 GWh Yhdyskuntien ja teollisuuden jätteet 3,1 GWh Keuruu, Multia, Juupajoki, Mänttä- Vilppula, Ruovesi, Virrat puhdistamolietteet sakokaivolietteet biojätteet lanta suurimmilta tiloilta GWh Watrec ENY-hanke. 230 hehtaaria Nurmi ,3 GWh Metener 2015 Huom. Myös biokaasun tai biokaasulaitoskäsittelyyn soveltuvien raakaaineiden tuonti alueen ulkopuolelta LNG/LBG-infran kehittyminen tuo myös uusia mahdollisuuksia

12 Biokaasun käyttö Biokaasua voidaan käyttää sähkön ja lämmön tuotantoon ja teollisuudessa korvaamaan esimerkiksi maakaasua ja nestekaasua Jalostettuna biokaasua voidaan käyttää myös liikennepolttoaineena Yleensä biokaasun käyttö on kannattavinta liikennepolttoaineena, jos sille voidaan taata riittävä kysyntä alusta saakka

13 Biokaasun liikennekäyttö Keski-Suomessa on nykyisin kaksi biometaanin tankkausasemaa, yksi Kalmarin maatilalla Laukaassa ja toinen Joutsassa. Kaasun tankkausasemaverkosto on laajenemassa, sillä Jyväskylään avataan vuonna 2017 ainakin kaksi tankkausasemaa, yksi Mustankorkea Oy:n lähelle ja toinen Gasum Oy:n toimesta (paikka ei vielä tiedossa). Myös Äänekosken Biotuotetehtaan yhteyteen rakennettavasta biokaasulaitoksesta kaasu on tarkoitus jalostaa liikennepolttoaineeksi. Suomessa on tällä hetkellä 24 julkista kaasun tankkausasemaa ja lisää on tulossa. Kaasuautoja Suomessa on noin 2000, Ruotsissa lähes ja maailmalla yli 18 miljoonaa. Tankkausaseman sijaintia valitessa on huomioitava ainakin käyttäjäkunta ja kaasun mahdollinen kuljetus asemalle. Kaasua voidaan siirtää tankkausasemalle putkea pitkin, paineistettuna konttikuljetuksina tai nesteytettynä. Kuvat: Gasum Oy ja Outi Pakarinen (kaasukontti)

14 Biokaasun liikennekäyttö Keuruun seudulla Henkilöautot Kuljetusalan yritykset, myös raskas liikenne Kaupungin kilpailuttamat kuljetukset Joukkoliikenne, jätekuljetukset, leasing- ja omistusautot, ruokapalvelut, koulukyydit ym. Jyväskylässä kaupungin kilpailuttamia ainakin 30 GWh:n edestä, suurin käyttäjäryhmä joukkoliikenne (noin 22 GWh). Esim. Laukaan koulukyydit noin 1 GWh Maatilat Biokaasua raideliikenteeseen? Biokaasua kaupungin siipirataslaivaan? Kuva: Lasse Hejdenberg, Tekniikka&Talous Kuva: Valtra Taulukko. Esimerkkejä eri kaasuntuotantomäärille tarvittavista ajoneuvoista. Vaihtoehdot ovat toisensa poissulkevia, siis esimerkiksi 28 GWh:a riittäisi noin 1870 henkilöautolle tai 373 taksille. Kaasumäärä vuodessa Henkilöautoja (15 MWh/auto) Takseja (75 MWh/auto) Jakeluautoja (150 MWh/auto) Jäteautoja (200 MWh/auto) Kuva: Outi Pakarinen Busseja (250 MWh/auto) 28 GWh (maks. potentiaali) GWh ,5 GWh ,5 14 1,5 GWh ,5 6

15 Biokaasu lämmön ja sähkön tuotannossa Energiayhtiö, aluelämpölaitokset Esimerkiksi Keuruun kaupungin omistamissa öljylämmitteisissä kohteissa voitaisiin myös käyttää biokaasua lämmitykseen. Kunnassa kannattaisikin tehdä uusiutuvan energian kuntakatselmus, mistä selviäisi energiantuotannon ja käytön nykytila sekä uusiutuvan energian lisäysmahdollisuudet. Biokaasu voisi soveltua lämmön lähteeksi myös esimerkiksi sellaisille uusille asuinalueille, mihin ei ole kannattavaa vetää kaukolämpöverkkoa. Myös vanhat öljylämmitteiset asuinalueet ovat soveltuvia biokaasun käytölle. Maatilat käyttävät myös merkittäviä määriä öljyä, joten tilat voisivat luonnollisesti olla yksi biokaasun käyttäjä. Kuvat: Outi Pakarinen

16 Biokaasua teollisuuteen Biokaasua voidaan käyttää teollisuudessa korvaamaan öljyä, nestekaasua tai maakaasua. Esimerkiksi pesulat käyttävät usein öljyä tai nestekaasua, samoin konepajat ja pulverimaalaamot. Esimerkiksi Keuruulla sijaitseva elintarvikealan yritys Vaissi Oy voisi mahdollisesti käyttää biokaasua esimerkiksi lämmön/höyryn tuotantoon. Nykysin lämpö/höyry (2000 MWh) tuotetaan öljyllä ja sähkö (1700 MWh) ostetaan verkosta. Lämmöntuotantoon tarvittava energiamäärä saataisiin esimerkiksi noin 130 hehtaarin nurmisadosta (15 MWh/ha). Esimerkiksi Jepuan biokaasulaitoksesta menee biokaasua putkea pitkin KWH Mirkan hiekkapaperitehtaalle nestekaasua korvaamaan ja kaasukonteilla 40 km päähän Snellmanin tehtaalle korvaamaan öljyä.

17 Suljetun kierron konseptit ja erilaiset integroidut ratkaisut Biokaasu soveltuu myös erilaisiin integroituihin energiaratkaisuihin ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi uusiutuvan kausiluontoisen sähkön varastointiin. Myös biokaasuprosessissa muodostuvaa hiilidioksidia voidaan käyttää esimerkiksi kasvihuoneissa. Kuva: Sybimar Oy Sybimarilla on Uudessakaupungissa suljetun kierron pilotlaitos, missä jätteet, hukkaenergia, lämpö, ravinteet ja hiilidioksidi hyödynnetään ja kierrätetään energian ja elintarviketuotantoon, eli kalankasvatukseen ja kasvihuoneeseen

18 Biokaasun tuotannon ja käytön hyödyt Tuottamalla biokaasua paikallisista raaka-aineista voidaan korvata alueen käyttämää fossiilista tuontienergiaa, luoda uusia työpaikkoja ja vähentää päästöjä. Keski-Suomeen tuotiin vuonna 2014 öljyä 4,05 TWh:n edestä. Tuodun öljyn arvo oli 449 miljoonaa euroa (Keski-Suomen energiatoimisto 2016). Keuruun seudun biokaasupotentiaali (28 GWh) vastaa noin 0,7 % Keski-Suomeen tuodun öljyn energiasisällöstä. Biokaasun käyttö vähentää hiilidioksidipäästöjä ja biokaasu ei aiheuta lainkaan hiukkaspäästöjä. Jos koko Keski-Suomen kesimääräinen tekninen biokaasupotentiaali (460 GWh) käytettäisiin korvaamaan fossiilisia liikennepolttoaineita, vähenisivät hiilidioksidipäästöt tonnia vuodessa. Jos Keuruun seudun biokaasupotentiaali (28 GWh) otettaisiin liikennepolttoainekäyttöön, vähenisivät hiilidioksidipäästöt noin 7300 tonnia.

19 Imago ja biokaasumerkki Biokaasun käyttö energiantuotannossa ja/tai kuljetuksissa voi olla myös imagotekijä ja kilpailuvaltti niin julkisille toimijoille kuin yrityksillekin. Gasum Oy on lanseerannut biokaasumerkin, joka kertoo siitä, että tuote tai palvelu on valmistettu ja/tai kuljetettu biokaasulla. Biokaasumerkki takaa kuluttajille, että tuote on valmistettu kotimaisella biokaasulla. Merkin tavoitteena on edistää kestävää kehitystä antamalla kuluttajille valta vaikuttaa tuotteen valmistuskaareen ( Gasumin biokaasumerkin ovat saaneet mm. Pauligin kahvi, Kouvolan lakritsi, Marimekko ja logistiikka-alan yritys Niemi Palvelut ( Suomen kaasuyhdistyksellä on myös oma biokaasumerkki, minkä käyttö on ainakin tällä hetkellä vapaata. Keuruun seudulla ja Keski-Suomessa laajemminkin olisi mahdollista hyödyntää biokaasun käyttöä myös yritysten (tai kunnan) imagon rakentamisessa ja markkinoinnissa. Logot: Suomen kaasuyhdistys ja Gasum Oy

20 Ravinnekierto Biokaasuteknologian osalta on muistettava, että kyse ei ole pelkästään jätteiden käsittelystä tai energian tuotannosta. Biokaasun tuotanto mahdollistaa myös kierrätysravinteiden tuotannon ja ravinteiden kestävän kierrätyksen. Ravinteiden kierrättämisen mahdollisuudet ja mahdolliset haasteet kuten riittävä peltopinta-ala sopivalla etäisyydellä on huomioitava biokaasulaitosratkaisuja harkittaessa. Ravinteiden kierrätyksen ja jatkojalostamisen ympärille voi muodostua myös uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja biokaasulaitostoiminta mahdollistaa myös luomuviljelyyn sopivien lannoitevalmisteiden tuotannon.

21 Johtopäätökset 1/2 Keuruun seudulla on potentiaalia biokaasun tuotannolle etenkin maatalouden massoissa. Biokaasua ja biokaasulaitoskäsittelyyn sopivia raaka-aineita voidaan myös tuoda alueen rajojen ulkopuolelta. On tärkeää löytää biokaasulle sitoutuneita käyttäjiä yhtä aikaa tuotannon käynnistymisen kanssa. Biokaasua voidaan käyttää energiantuotannossa, teollisuudessa korvaamaan esimerkiksi maakaasua ja nestekaasua ja jalostettuna myös liikennepolttoaineena. Käyttäjät voivat olla myös alueen ulkopuolelta 0 GWh Biokaasun tuonti alueen ulkopuolelta 3,3 Raaka-aineiden tuonti alueen ulkopuolelta 0,9 ENY-hanke 3, GWh 24,6 GWh maatalous 3,4 GWh jätteet Miten biokaasupotentiaali saadaan käyttöön? Miten tuotanto ja käyttö saadaan kohtaamaan? Mikä on toimintamalli? Mitä ovat alueellisten toimijoiden roolit? 2016 Raaka-aineiden vienti 20xx alueen ulkopuolelle Biokaasun vienti alueen ulkopuolelle

22 Johtopäätökset 2/2 Keuruun kunnan kilpailuttamien kuljetusten energiantarve ja biokaasun käyttömahdollisuudet olisi hyvä selvittää. Samoin suurimpien kuljetusalan yritysten kiinnostus kaasukäyttöisten ajoneuvojen käyttöönottoon olisi hyvä tarkistaa. Laajemmassa uusiutuvan energian kuntakatselmuksessa voitaisiin myös tarkastella tarkemmin alueen energiatasetta, eli energian tuotannon muotoja ja energian loppukäyttäjiä sekä löytää uusiutuvan energian lisäysmahdollisuuksia. Tarkempia kannattavuuslaskelmia laitosinvestointien tueksi tarvitaan. Biokaasun osalta on muistettava, että kyse ei ole pelkästään energian tuotannosta tai jätteiden käsittelystä vaan myös ravinnekierto on huomioitava tarkasteluissa. Aiemmin tehtyjä selvityksiä voidaan käyttää tukena, mutta on huomioitava, että esimerkiksi biokaasulaitosteknologian hinta, mahdollisen jalostusteknologian hinta, biokaasusta saatava hinta, investointituen määrät ja mädätteen mahdolliset kuljetuskustannukset ovat voineet muuttua merkittävästikin. Tulevaisuudessa biokaasuteknologia tarjoaa myös mielenkiintoisia uusia mahdollisuuksia. Esimerkiksi prosessissa muodostuvaa hiilidioksidia voidaan hyödyntää, biokaasua voidaan käyttää energian varastoinnissa ja osana erilaisia integroituja energiajärjestelmiä ja suljetun kierron konsepteja

23 Linkkejä ja lisätietoa Outi Pakarinen Vihreä Kaista: Suomessa saatavilla olevia kaasuautoja: Mm. kuntapäättäjän opas ja hankintaopas: NGVA Europe, Kaasuautojen eurooppalainen katalogi: Kaasuyhdistys: Suomen biokaasuyhdistys: