OPINTOMATKA KESKI-SUOMI JA POHJANMAA

Transkriptio

1 MATKARAPORTTI OPINTOMATKA KESKI-SUOMI JA POHJANMAA BioE-logia Oppia ja tukea bioenergia-alan maaseutuyrittäjyyteen Oulun seudun ammattikorkeakoulu Luonnonvara-alan yksikkö

2 MATKARAPORTTI OPINTOMATKA KESKI-SUOMEEN JA POHJANMAALLE Sisällys 1. Matkan tarkoitus 2 2. Matkan järjestelyt Matkaohjelma Tutustumiskohteet Haapajärven ammattiopisto Kalmarin biokaasumaatila KoneAgria -messut Hannu Koivusen biokaasulaitos Jepuan biokaasu Oy Osallistujat Matkan tarkoitus Matkan tarkoituksena oli tutustua biokaasun erilaisiin ja erikokoisiin toteutustapoihin maaseudulla sekä hakea bioenergian uusinta tietoa KoneAgria messuilta. Matkalta saatua tietoa osallistujat voivat hyödyntää omissa bioenergian tuotannon kohteissaan tai suunnitelmissaan. Matkalta saatua tietoa jaetaan hankkeen toiminnassa jatkossa. 2. Matkan järjestelyt Opintomatkan järjesti Oulun seudun ammattikorkeakoulun luonnonvara-alan yksikön BioE-logia hanke. Matkalle osallistui 28 maaseutuyrittäjää. Matkan vetäjänä toimivat Ritva Imppola ja Mikko Posio. Kiitokset matkan innostuneelle osallistujaryhmälle. 3. Matkaohjelma Lähtö Oulun linja-autoasemalta klo Vierailukohde 1: Haapajärven ammattiopiston bioenergiatuotanto, Erkkiläntie 1, Haapajärvi. Vierailukohde 2: Kalmarin biokaasumaatila, Vaajakoskentie 1, Leppävesi. Majoittuminen Jyväskylässä Hotelli Cumuluksessa, Väinönkatu 3, Jyväskylä Vierailukohde 3: KoneAgria messut Jyväskylässä, jossa osallistutaan Biokaasua ja orgaanisia lannoitteita maatilalta-seminaariin, Lutakonaukio 12, Jyväskylä. Majoittuminen Keuruulla Hotelli Keurusselässä, Keurusseläntie 134, Keuruu.

3 Vierailukohde 4: Biokaasulaitos Hannu Koivusen kahden robotin lypsykarjatilalla Virroilla, Sulkavantie 57, Liedenpohja. Vierailukohde 5: Jepuan Biokaasu Oyn biokaasulaitos, Valtatie 19 varrella, 4 km Jepualta Uudenkaarlepyyn suuntaan. Paluu Ouluun n. klo Tutustumiskohteet 4.1. Haapajärven ammattiopiston bioenergiatuotanto Osoite: Erkkiläntie 1, Haapajärvi. Yhteyshenkilöt: Steve Malinen p , Riitta Uusivirta p ja Jukka Puurula p , etunimi.sukunimi@jedu.fi. 3 Biokaasu Haapajärven biokaasulaitos aloitti toiminnan Reaktorin tilavuus 150 m 3, lietetilavuus 120 m 3. Jälkikaasualtaan lietetilavuus 300 m 3 ja kaasutilavuus 450 m 3. Pääasiallisena raaka-aineena käytetään koulutilan 47 lehmän ja 40 nuorkarjan lantaa. Lisäsyötteenä käytetään ylijäämänurmirehua, olkea, glyserolia ja perunajätettä. Muitakin syötteitä kokeiltu ja kokeiden tulokset on dokumentoitu mm. Uusiutuvien energiamuotojen tutkimusjohtaja hankkeessa. Glyseroli ja säilörehun puristeneste nostavat muutaman tunnin viiveellä biokaasun tuottoa reaktorissa. Reaktoriin syötetään raaka-ainetta 1 2 tunnin välein ½ m 3 kerrallaan. Viipymäaika syötteellä on 3 viikkoa reaktorissa, jonka aikana suurin osa biokaasusta irtoaa. Jälkimädätysaltaassa syöte viipyy n. 2 kk, pieni osa biokaasusta irtoaa täällä. Jälkimädätysaltaasta syöte pumpataan varastoaltaaseen, josta se aikanaan ajetaan lannoitteeksi pelloille. Biokaasun metaanipitoisuus n. 60 %. Naudan lietekuutiosta saadaan n. 20 m 3 biokaasua, josta puhdistamalla saadaan n. 12 m 3 metaania. Yksi kuutio metaania vastaa yhtä litraa öljyä. Lannan levityksen hajuhaitat ovat lähes loppuneet biokaasulaitoksen myötä ja liete voidaan levittää myös taajaman lähipelloille ilman ilmiriitaa asukkaiden kanssa. Suurin osa biokaasusta poltetaan 60 kw lämpökattilassa tilojen lämmöksi, osa kaasusta puhdistetaan liikennepolttoaineeksi ja käytetään opiston VW biokaasuautossa ja Valtran biokaasutraktorissa. Biodiesel Haapajärven ammattiopistolla on viljelyssä 2 3 ha rypsiä, jonka sato puristetaan biodieseliksi. Tonnista rypsiä saadaan litraa rypsiöljyä kertapuristuksella. Rypsipuriste käytetään lehmien rehuksi. Rypsiöljy esteröidään seuraavasti: o Titraamalla määritetään raakaöljyyn sekoitettavan lipeän tarvittava määrä.

4 o Tarvittava lipeämäärä sekoitetaan etanoliin tai metanoliin ja seos sekoitetaan raakaöljyyn. o Glyseroli erottuu pohjalle ja pinnalle jää biodiesel. o Glyseroli poistetaan ja biodiesel pestään vesisumussa. Biodieselin ph määrää miten monta pesua tarvitaan. Glyseroli syötetään biokaasulaitokseen. Biodieseliä käytetään lähinnä vanhemmissa koneissa. Biodieselin pakkasenkesto ilman lisäaineita ei ole kovin hyvä, pakkasraja n. 20 C. Hukkarasvat (esim. grillirasvat) voidaan myös jalostaa biodieseliksi esteröimällä. Valmistettu biodieselmäärä on ilmoitettava viranomaisille ja siitä on maksettava veroa 43,06 sentin vero litralta autokäytössä ja 16,34 sentin veroa litralta työkone- ja lämmityskäytössä. 4 Puunkaasutus Haapajärven ammattiopistolle on toimitettu kontti, johon on asennettu puunkaasutuslaitteisto. Puunkaasutuslaitteisto otetaan käyttöön loppuvuodesta Puunkaasutuslaitteistolla olisi tarkoitus tuottaa kosteastakin hakkeesta sähköä ja lämpöä. Tuotettu lämpö ja sähkö johdetaan koulun verkkoon, jolloin biokaasulaitos saa myös tarvitsemansa lämmön tästä ja näin ollen biokaasu on mahdollista saada kokonaan liikennepolttoainekäyttöön. Kuva 1. Haapajärven biokaasulaitoksen kaavio.

5 5 Kuva 2. Opintomatkan osallistujat tutustumassa Haapajärven biokaasulaitokseen. Kuva 3. Jälkimädätysallas ja kaasukupu

6 6 Kuva 4. Pullopatteri biometaania. Kuva 5. Biokaasun tankkauspistooli Veli-Matti Söderströmin käsissä. Kuva 6. Polttoainetankkien täyttöaukot bifuel-autossa.

7 7 Kuva 7. Haapajärven ammattiopiston biokaasutraktori Kuva 8. Biodieselin puhdistusyksikkö Haapajärven ammattiopistolla.

8 8 Kuvat 9 ja 10. Konttiin rakennettu puun kaasutuslaitteisto otetaan käyttöön Haapajärven ammattiopistolla Viereisessä kuvassa Rauno Haapala ja Esko Elsilä tutkimassa generaattoria Kalmarin biokaasumaatila Osoite: Vaajakoskentie 104, Leppävesi. Yhteyshenkilö: Erkki Kalmari p Biokaasun tuotanto on alkanut tilalla Ensimmäinen reaktori 150 m 3, toimii nyt hygienisointiyksikkönä. Liikennebiokaasun tuotanto on alkanut Isompi reaktori 1000 m 3 rakennettiin Jälkimädätysallas, jonka kaasuvarasto on 1500 m 3. Raaka-aineena on naudan liete, nurmirehu, elintarviketeollisuuden jäte. Jätteille porttimaksu n / tn. Yhdestä tonnista elintarvikejätettä (riippuu jätteen lajista) irtoaa n. 149 m 3 metaania. Pelkän nurmen käyttö raaka-aineena haastavaa, bakteerit tarvitsevat kivennäislisää. Raaka-aineen silppuaminen mahdollisimman pieneksi lisää biokaasun tuottoa merkittävästi. Biokaasun tuotto biokaasulaitoksessa n m 3 päivässä. Biokaasun metaanipitoisuus yli 60 %. Biokaasu jalostetaan lämmöksi, sähköksi ja liikennepolttoaineeksi.

9 Osa biokaasusta käytetään viljan kuivaukseen, noin kolmannes kuluu laitoksen ylläpitoon ja muualla tilalla sähkönä ja lämpönä, ylijäämäsähkö myydään verkkoon ja loput biokaasusta jalostetaan liikennepolttoaineeksi. Tilalla biokaasun jalostukseen sähköksi ja lämmöksi 75 kw moottori ja generaattori, jonka maksimi sähköteho on 40 kw e. Tilalla tankkausasema, jossa voi tankata magneettikortilla. Laskutus tapahtuu tankatun polttoaineen mukaisesti jälkikäteen. Tällä hetkellä 250 tankkauskortin omistajaa, joista 100 paikallista. Polttoainekustannusten vertailussa bensiinikäyttöisellä keskivertoautolla polttoainekustannus on 11,2 /100 km, biokaasun vastaavat kustannukset ovat 6,9 / 100 km. Hehtaarin nurmialalta saatava biometaani riittää kilometrin ajoon keskivertoautolla. Erkki Kalmari Metener Oy:n toimitusjohtaja. Metener Oy toimii biokaasulaitosten kehittäjänä, suunnittelijana, valmistajana ja toimittajana. Metener Oy toimittanut useita toiminnassa olevia biokaasulaitoksia ja kaasun jalostustekniikkaa. Uusimmat laitokset Suomessa, Virossa ja Englannissa, jonne toimitettiin viime kesänä viiden auton tarpeisiin mitoitettu biokaasun puhdistus ja tankkausyksikkö. Joutsaan tulossa biokaasulaitos, Joutsan Ekokaasu Oy, jossa biojäte ja peltobiomassa tullaan jalostamaan liikennepolttoaineeksi. Joutsan Ekokaasun tankkausasema nousee 4-tien varteen. 9 Kuva 11. Kalmarin biokaasumaatilan polttomoottori ja generaattori.

10 10 Kuvat 12 ja 13. Oikealla biokaasun tankkausasemalla Jouni Ahola. Vasemmalla tankkausaseman kortinlukija. Kuva 14. Biokaasun hinta Kilo biokaasua vastaa noin 1,5 l bensiiniä.

11 11 Kuva 15. Biokaasua käyttävän auton moottoritila ei juuri eroa tavallisesta bensa-auton moottoritilasta. Tankkausaukko sijaitsee keltaisen korkin alla KoneAgria messut Osoite: Jyväskylän Paviljonki, Lutakonaukio 12, Jyväskylä. KoneAgria messujen uutuuksia olivat paitsi jatkuvasti kokoa kasvavat maatalouskoneet, myös bioenergian tuotantoon ja käyttöön soveltuvat uudet laitteet. Päivän aikana oli tarjolla neljä seminaaria, joista osa osallistujista kuunteli Avausseminaarin Resurssiviisas maaseutu- ja Biokaasua ja orgaanisia lannoitteita maatiloilta seminaarin. Avausseminaarissa pohdittiin mm. meillä olevien resurssien viisasta käyttöä ja kierrätystä niin, että maapallomme riittää tarjoamaan myös vuonna 2050 asukkailleen ainakin välttämättömimmän, eikä siihen tarvittaisi kahta palloa. Yksi askel oikeaan suuntaan on tuottaa ainakin suurin osa tarvitsemamme energiasta täällä kotimaassa sen sijaan, että tuomme energiaa ulkoa vuosittain 13 miljardin euron edestä (22 % koko tuonnin arvosta). Biokaasuseminaarissa kuultiin useita esimerkkejä biokaasun tuotannosta Suomen lähes sadalla biokaasulaitoksella, uusien laitosten suunnitelmista sekä uusien ja vanhojen viljelykasvien soveltuvuudesta biokaasun tuotantoon. Seminaarien esitykset ovat luettavissa myös netistä osoitteesta

12 12 Kuva 16. Bio JJJJ Oy:n Lerkka Biokaasulaitos oli yksi messujen uutuuksista. Kuva 17. Liikkuva arina bioenergian polttoon.

13 4.4. Hannu Koivusen biokaasulaitos Osoite: Sulkavantie 57, Liedenpohja. Yhteyshenkilö: Hannu Koivunen p Hannu Koivunen vaimonsa Kaijan kanssa huolehtii perheviljelmällä 130 lehmän ja nuorkarjan lypsykarjatilasta. Tila oli parsinavetta vuoteen 1995 saakka. Vuonna 1996 rakennettiin 60 lehmän kylmäpihatto ja siirryttiin aperuokintaan. Vuonna 2004 rakennettiin lämminpihatto, jossa lypsyn hoitavat 2 lypsyrobottia. Karjamäärä nostettiin 130 lypsävään. Lämminpihaton jatkeeksi toteutettiin NHK:n biokaasulaitos. Reaktorissa on 300 m 3 lietetilavuus ja 100 m 3 kaasutilavuus. Reaktori on 4 m syvä ja pääosin maanpinnan alapuolella. Reaktorin lämmitysputket ovat pohjan valussa. Raaka-aineena käytetään yksinomaan lantaa. Nurmen syöttöä raaka-aineeksi on mietitty, mutta sen syötössä reaktoriin on vielä ratkaistavia ongelmia. Prosessi on mesofiilinen ja toimii + 37 C:ssa. Eläinten kuivikkeena on turve, eikä se ole ongelma biokaasun tuotannossa. Antibioottimaito menee lannan sekaan aiheuttamatta isoja ongelmia biokaasun tuotantoon. Pumppu syöttää reaktoriin lietettä 7 kertaa vuorokaudessa yhden kuution kerrallaan. Teholtaan 15 kw sekoitin sekoittaa reaktoria 5 minuuttia 15 minuutin välein. Pohjalle kertyvää kiintoainesta on tyhjennetty muutaman kerran. Uusissa laitoksissa pohja on kartion muotoinen, josta kiintoaines saadaan pois ruuvilla. Reaktorin käynnistys tapahtuu vaiheittain. Aluksi reaktoriin syötetään 70 % vettä ja 30 % lantaa, lämpötila pidetään + 37 C:ssa. Kaasuntuotto saadaan vauhtiin 1,5 2 kuukaudessa. Vähitellen nostetaan lannan osuutta syötössä. Käynnistys on aikaa vievää, eikä reaktoria pysäytetä turhaan. Reaktorin läpikäyneessä lannassa ei ole rikkojen siemeniä, sen metaani on otettu energiaksi, sen haitalliset bakteerit tuhottu ja sen haju ei estä taajaman läheisyyteen lannoitteeksi levittämistä. Biokaasu jalostetaan sähköksi ja lämmöksi. Tuotettu sähkö käytetään pääosin itse, loppu myydään verkkoon. Tuotetun sähkön hinta on sidottu NordPoolin hintoihin. Sähkö tuotetaan mikroturbiinilla. Aluksi toimitukseen kuului 35 kw mikroturbiini, joka ongelmien takia vaihdettiin 65 kw tehoiseen. Mikroturbiini tuottaa 1/3 sähköä ja 2/3 lämpöä. Nyt oma lantamäärä ei ihan riitä pyörittämään 65 kw turbiinia ympäri vuoden. Laitos tarvitsisi lisäksi jälkimädätysaltaan, jolloin saataisiin turbiinille tarpeeksi kaasua läpi vuoden. Rinnalla konttiin sijoitettu kaasupoltinkattila, jolla tuotetaan lämpö silloin kun turbiini ei ole toiminnassa. Kaasukattila toimii hienosti. Kaasukattila nuohotaan 2 kertaa vuodessa. Kaasukattilalle menevästä kaasusta ei tarvitse erikseen poistaa kosteutta vaan maan alla nousevat putket riittävät kondensoimaan kaasusta liian kosteuden pois. 13

14 Rikkiyhdisteet eivät ole kattilapoltolle ongelma. Ne poistetaan syöttämällä 2 % ilmaa reaktorin kaasuvarastoon. Hannu Koivunen on ollut tyytyväinen biokaasureaktorinsa toimintaan. Jos kaikesta Suomessa tuotetusta kotieläinten lannasta otettaisiin metaani talteen, siitä tuotetun energian määrä olisi 4 TWh eli yhden Loviisan ydinvoimalayksikön tuottama energiamäärä. 14 Kuva 18 ja 19. Hannu ja Kaija Koivusen maidon ja energian tuottajia. Kuva 20. Robottilypsyllä lehmät käyvät itsekseen 2 3 kertaa päivässä.

15 15 Kuva 21. Koivusen biokaasureaktori ja sen isäntä Hannu Koivunen. Kuva 22. Kaasupoltin 85 kw. Kuva 23. Kaasun puhdistus aktiivihiilellä mikroturbiinia varten.

16 16 Kuva 24. Mikroturbiini biokaasun jalostukseen sähköksi ja lämmöksi. Kuva: Mikko Posio. Kuva 25. Opintomatkan osallistujat tutustumassa toiminnassa olevaan kaasupoltinkattilaan. Oikealla mikroturbiinilaitos ulkoa.

17 4.5. Jepuan Biokaasu Oy Osoite: Valtatie 19 varrella, 4 km Jepualta Uudenkaarlepyyn suuntaan. Yhteyshenkilö: Kurt Stenvall p Biokaasulaitos oli käyttöönottovaiheessa , jolloin ensimmäinen reaktori oli halutussa reaktiolämpötilassa ja kaasuntuotanto alkuvaiheessa. Jepuan Biokaasu Oy:n pääosakkaana on Jeppo Kraft Ab, joka on Suomen pienin itsenäinen, yksityisten omistama energiayhtiö. Muita osakkaista ovat mm. paikalliset teollisuus- ja elintarvikeyritykset. Laitoksella 3 reaktoria, reaktoritilavuus 3500 m 3. Laitoksen on toimittanut Weltec Biopower yhdessä kotimaisen Doranova Oy:n kanssa. Mädätysjäännös varastoidaan kuuteen 2500 m 3 varastoaltaaseen sekä raaka-ainetta toimittavien sikaloiden, yhteensä m 3, varastoaltaisiin. Varastoaltaisiin mahtuu näin 7 kuukauden varastointitarve. Tuleva liete otetaan vastaan kahteen vastaanottoaltaaseen. Laitoksen pääraaka-aineet tulevat neljästä lähiseudun sikalasta ja perunanjalostuslaitokselta. Sikaloista ja perunanjalostuslaitokselta liete johdetaan 110 mm putkella ja 12 kw pumpulla biokaasulaitokselle. Virtaama pitää olla vähintään 1 m/s, jotta liete ei sakkaannu putkissa. Sikaloihin on paluuputket käsitellylle lietteelle. Putkituksien investointi n /km. Kaikkiaan putkilinjaa 12 km. Kauimmainen sikala sijaitsee 4 km päässä, josta tulee n m 3 lietettä vuodessa. Jepuan Biokaasu Oy hoitaa lietteen pellolle asti levitettynä. Sikalat maksavat jonkin verran lietteen käsittelystä. Perunajalostuslaitokselta tulee n m 3 solunestettä ja perunajätettä. Noin puolet jalostamoon tulevasta perunasta menee jätteeksi. Muuta raaka-ainetta biokaasulaitokselle tulee Snellmannin navetalta, biodieseljalostamolta, turkisjalostamoilta ja elintarvikealan yrityksistä. Biodieseljalostamon glyseroli toimii biokaasureaktiota tehostaen ja siitä maksetaan hieman. Muulle raaka-aineelle on vaihtelevan suuruinen porttimaksu. Kiinteät raaka-aineet toimitetaan vastaanottohalliin, jossa ne otetaan 60 m 3 :n kokoiseen, punnitustassujen päällä olevaan, apevaunutyyppiseen säiliöön. Täältä ne murskataan 12 mm kappalekokoon ja ohjataan johonkin kolmesta reaktorista. Biokaasulaitoksen prosessi on mesofiilinen + 39 C. Viipymäaika on 30 vrk. Reaktorin käynnistysvaiheessa lämpötilaa nostetaan hitaasti, vain 1 C päivässä. Reaktorin lämmitysputket ovat reaktorin seinämillä. Biokaasulaitoksen liete hygienisoidaan yli tunnin ajan yli+ 70 C:ssa kolmessa 10 m 3 hygienisointiyksikössä biokaasuprosessin päätteeksi. Hygienisointiyksiköiden tarvitsema lämpö saadaan aikaan lämpöpumpuilla, jotka hyödyntävät myös hygienisoidun lietteen lämmön. Lämpöpumppujen keräämä lämpö varastoidaan kolmeen lämminvesivaraajaan. Biokaasulaitoksen kaasuteho on 2,3 MW. Biokaasu toimitetaan lähellä olevalle Mirka Oy:lle lämmöksi ja puhdistettuna ja pullotettuna Snellman Oy:n käyttöön. Keväällä 2014 laitos tuottaa myös liikennebiokaasua ja biokaasulaitoksen yhteyteen tulee liikennebiokaasun tankkausasema. 17

18 Biokaasulaitoksen investointi on, kaasun rikastuslaitos mukaan lukien, n. 10 miljoonaa euroa. Laitos on saanut investointitukea biokaasuprosessiin 3,3 miljoonaa euroa ja rikastuslaitokseen euroa. Laitokselle on laskettu 9,5 vuoden takaisinmaksuaika. Reaktoreiden oletettu käyttöikä on vuotta. Koneet ja laitteet kuluvat nopeammin. Koko laitoksen arvioitu käyttöikä on vuotta. 18 Kuva 26. Apetta biokaasulaitokselle. Kuva 27. Sikalalietteen ja perunajätteen vastaanottoaltaat edessä, takana käsitellyn lietteen varastoaltaat ja aivan vasemmalla näkyy biokaasureaktorin kylkeä.

19 19 Kuva 28. Reaktorit rivissä. Takimmainen oli jo käynnissä Kuva 29. Kolme käsitellyn lietteen hygienisointiyksikköä.

20 5. Osallistujat Opintomatka oli suunnattu ensisijaisesti pohjoispohjalaisille maaseutuyrittäjille. Matkasta ilmoitettiin BioE-logia hankkeen nettisivuilla ja hankkeen tilaisuuksissa, Bioenergia.fi nettisivuilla, sähköpostitse hankkeen postituslistan kautta ja eri yhteistyöhankkeiden kautta. Matkalle mukaan osallistuneilla on aito kiinnostus bioenergia hyödyntämiseen ja myös taitoa ja uskallusta sen toteuttamiseen. Opintomatkalle osallistuivat: Raimo Rosenberg, Liminka Timo Juvani, Kempele Jouni Vaitiniemi, Haapavesi Erkki Penttilä, Siikajoki Aino Penttilä, Siikajoki Jouko Tuomela, Ii Jarmo Savola, Ylivieska Mira Nivala, Ylivieska Hannu Kukkohovi, Lumijoki Ari Pirkola, Pyhäjoki Auli Pirkola, Pyhäjoki Veli-Matti Söderström Tornio Kauko Lohi, Ii Esko Turtinen, Ii Alpo Konola, Siikalatva Teuvo Punkeri, Siikalatva Esko Elsilä, Ylivieska Uuno Järvitalo, Tyrnävä Harri Paakkari, Siikajoki Jarmo Ahola, Liminka Sinikka Ahola, Liminka Jouni Ahola, Liminka Pekka Raappana, Liminka Ari Pesonen, Kärsämäki Irja Ruokamo, Ii Jari Isotalus, Alavieska Seppo Yli-Tokola, Kalajoki Rauno Haapala, Siikajoki Mauno Korhonen, Sievi Mikko Posio, Oulu Ritva Imppola, Lumijoki 20 Matkaraportin laati: Ritva Imppola, BioE-logia -hanke Matkaraportin kuvat: Ritva Imppola ja Mikko Posio