BIOKAASU. Energiaa orgaanisesta materiaalista. Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO

Transkriptio

1 BIOKAASU Energiaa orgaanisesta materiaalista Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO Niemitalo V 2012

2 Prosessi YKSINKERTAISIMMIL- LAAN REAKTORI ON ASTIA, MISSÄ BIOJÄTE SIIRRETÄÄN PAINOVOIMAISESTI SISÄÄN JA ULOS (sekoitus??) PAINOVOIMAISESTI KAASUKUPU ON KAASUN MÄÄRÄN MUKAAN NOUSEVA ALTA AVOIN ASTIA ATEX-MÄÄRÄYKSET???

3 BIOKAASUTUS VS. MUUT MENETELMÄT (lähde: bioenergiatieto.fi) BIOKAASUTUS ON ERITTÄIN KILPAILUKYKYINEN NOPEASTI HAJOAVIEN JÄTTEIDEN HYÖDYNTÄMISESSÄ

4 TUOTANTO (Lähde Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 14) Suhde: 1 m 3 biokaasua ~0,5 l kevyttä polttoöljyä

5 KÄYTTÖ (Lähde Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 14)

6 Prosessi Biokaasu on anaerobisesti tapahtuvan biokemiallisen ja mikrobiologisen hajotuksen lopputuote Prosessi tapahtuu myös luonnossa (esim. suot, vesistöt) ja mm. märehtijät ovat käveleviä biokaasureaktoreita Yleensä lopputuotteessa on % metaania (CH4) ja % hiilidioksidia

7 Prosessi

8 Prosessi Joka vaiheelle on oma spesifinen bakteerikantansa -> prosessiketjun on oltava katkeamaton! Lämpötilaspesifisyys; edellyttää vakaata ympäristöä (mesofiilinen ~35 C, termofiilinen ~55 C) Em. syistä johtuen prosessi on erittäin herkkä syötteiden ja lämpötilan muutoksille

9 SYÖTTEISTÄ Periaatteessa kaikki orgaaninen aines käy C/N suhde oltava noin 20-30; lisähiiltä saadaan kasvimateriaalia lisäämällä ja typpeä eläinperäisellä materiaalilla ph tulisi pysyä lähellä neutraalia nopea muutos aiheuttaa prosessin pysähtymisen ( menee hapoille ) Häiriötilanteessa yleensä ainoa keino on aika ja syötteen lisäämisen lopettaminen

10 SYÖTTEISTÄ Em. syistä vakaa perussyöte ja siihen tulevat pienet lisäsyötevolyymit ovat aina varmin toimintamalli Perussyötteenä voi olla lietelanta tai esim. jätevedenpuhdistamon liete (haitta-aine-/ inhibiittoriongelma??) Logistisesti heikkotuottoinen perussyöte ratkaisee yleensä laitoksen sijoituksen

11 SYÖTTEISTÄ (lähde: bioenergiatieto.fi)

12 SYÖTTEISTÄ (lähde: Lehtonen 2006) Bruttomääräisenä reilun hehtaarin säilörehutuotolla voitaisiin lämmittää yksi keskikulutuksinen omakotitalo Itse prosessi vie kuitenkin 30-?? % bruttotuotosta Nurmiheinän varastointi vaatii säilöntäaineet, jotta metaanituotto ei laske merkittävästi; tällöin varastointilämpötilalla ei ole juurikaan merkitystä Eri syötteiden keskinäiset suhteet ja vuorokautiset syötemäärät vaikuttivat metaanisaantoon eri seoksille omat reseptit.

13 KULJETUSMATKAVERTAILU (Virtanen, P Biokaasulaitoksen sijainnin mittatyökalu)

14 BIOJÄTEPOTENTIAALI LAPISSA ENERGIAPOTENTIAALI MWh PELTOBIOM. LANTA TEURASJ. + KALAJ. YH-JÄTE ELINTARVIKEJÄTE 0 KEMI-TORNIO ITÄ-LAPPI TORNIONLAAKSO POHJOIS-LAPPI ROVASEUTU TUNTURI-LAPPI

15 BIOKAASUN TUOTANNON KANNATTAVUUS Soveltuvuudessa tulee tarkastella tuotantosuunnan omaa lämmön- ja sähköntarvetta maitotilalla ja emakkosikalassa tarvitaan lämmintä vettä ja sähköä ympäri vuoden (liikennepolttoaine?) Tilanne muuttuu ulkopuolisten syötteiden ja vihermassan hyödyntämisen kautta paremmin kannattavaksi Elintarvikejätteen hyödyntäminen keskeinen tekijä väestökeskittymien lähialueella biojätteen kaatopaikkasijoituksen kiellot tulevaisuudessa

16 LAITOSTYYPPEJÄ

17 MAATILAVAIHTOEHTO (Imppola ym. 2010: OPINTOMATKA RUOTSIN JA SUOMEN BIOKAASULAITOKSIIN. )

18 LAPPIA/ OPETUSMAATILA

19 RAAKA-AINEEN ESIKÄSITTELYÄ yhdyskuntajätettä lisäsyötteenä

20 RAAKA-AINEEN HYGIENISOINTI

21 PROSESSI rikkibakteereja reaktorin sekoitus Rejektin suodatusta CHP-tuotantoa

22 RAAKA-AINEEN KÄSITTELYÄ KAUPALLISILLA KOMPONENTEILLA Syötteiden pumppauksen säätelyyn käytetyt (sikalan ruokintajärjestelmän) luistiventtiilit eivät toimi pitkää heinää tms. sisältävillä syötteillä

23 LAKIPYKÄLIÄ/ MÄÄRÄYKSIÄ Jätevesilietteen (ei koske omaa jätevettä) kaasutuksen rejektivettä ei saa sellaisenaan käyttää lannoitteena Ulkopuoliset syötteet/ rejektin vienti ulos edellyttää laitoshyväksyntää Kasviperäinen raaka-aine ei tarvitse hygienisointia Luokan 1 eläinperäisiä sivutuotteita EI SAA MILLOINKAAN KÄYTTÄÄ SYÖTTEINÄ Luokan 2 eläinperäiset sivutuotteet painesteriloitava Luokan 3 eläinperäiset sivutuotteet: 12 mm:n palakoko, 1 tunti +70 C (Luokitukset löytyvät mm. EY 1069/2009 asetuksesta) Hygienisointikäsittely = lannoitekelpoisuus Eläinperäisten syötteiden käyttö aiheuttaa 21 vrk:n varoajan nurmirehun käytölle (laidunnus, korjuu) Jätevesilietteen lannoitekäyttö edellyttää joko termofiilisen prosessin tai mesofiilinen prosessi + lämpökäsittely (>80 C 10 min) tai kompostointi 6 kk ja vanhennus 2 v tai hygienisointi +70 C 30 min.

24 LUETTAVAA

25 LUETTAVAA Annimari Lehtomäki Biogas Production from Energy Crops and Crop Residues. Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science 163. Aili Möttönen Biokaasuntuotanto kuivamädätysreaktorissa. Syötteinä naudan kuivikelanta ja lohenperkuujäte. Oulun yliopisto, Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto, Kandidaatintyö 178 Tuomo Vilkkilä Biokaasulaitos esimerkkimaatilalle. Esiselvitys. Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Luonnonvarainstituutti. Bioenergiakeskuksen julkaisusarja (BDC-Publications) Nro 28 Virtanen Pirjo Biokaasulaitoksen sijainnin mittatyökalu. Laureaammattikorkeakoulu. Hyvinkää Niina Huikuri2007. Biokaasun tuotanto lehmän-lannalla ja teurasjätteellä. Ympäristöteknologian seminaari, Joensuu. Pohjois-Karjalan Ammattikorkeakoulu Imppola, R ja Virkkunen, E. 2010: Matkaraportti. Opntomatka Ruotsin ja Suomen biokaasulaitoksiin Oulun seudun ammattikorkeakoulu ja MTT. Moniste. 28 s.

26 Kiitokset