Maatilatason biokaasulaitoksen toteutusselvitys. BioG Biokaasun tuotannon liiketoimintamallien kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla -hanke

Transkriptio

1 1 Maatilatason biokaasulaitoksen toteutusselvitys BioG Biokaasun tuotannon liiketoimintamallien kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla -hanke

2 2 Toteutusselvityksen tavoite Selvityksen tavoitteena on esimerkkitilan keinoin kuvata biokaasulaitoksen toteutusvaihtoehtoja eri raaka-aineiden soveltuvuutta biokaasun tuotantoon raaka-aineiden biokaasuntuottopotentiaalia teknisiä ratkaisumalleja laitteiston hintatasoa energiatuotantomahdollisuuksia: lämpö, CHP, liikennepolttoaine kannattavuutta

3 3 Toteutusselvityksen lähtökohdat Selvitys on tehty 2010 Muhoksella sijaitsevan Oulun seudun ammattiopiston opetusmaatilan, Koivikon, yhteyteen toteutettavaksi. Tilan tuotantosuunta on maidontuotanto ja kasvintuotanto. Tilalla on viljeltyä peltoa 124 ha. Tilalla on 60 lehmää ja 60 päätä nuorkarjaa. Tilan energiankulutus on 248 MWh sähköä ja 170 kwh lämpöä.

4 4 Toteutusselvityksessä käytetyt raaka-aineet ja niistä saatava nettoenergia Yhdistelmä 1 Koivikon tilan lanta 1800 t/v. Koivikon tilan peltobiomassa 300 t/v. Peltobiomassa tilan ulkopuolelta 600 t/v tai viinatehtaan mäski 1200 t/v. Lämpöä 483 MWh / v netto. CHP-tuotannossa sähköä 176 MWh / v ja lämpöä 307 MWh / v netto. Liikenne- tai prosessikaasu 551 MWh / v netto.

5 5 Toteutusselvityksessä käytetyt raaka-aineet ja niistä saatava nettoenergia Yhdistelmä 2 Koivikon tilan lanta 1800 t/v. Koivikon tilan peltobiomassa 300 t/v. Elintarvikejäte Koivikolta 15 t/v. Peltobiomassa tilan ulkopuolelta 600 t/v tai viinatehtaan mäski 1200 t/v. Elintarvikejäte ulkopuolelta 300 t/v Lämpöä 696 MWh / v netto. CHP-tuotannossa sähköä 284 MWh / v ja lämpöä 430 MWh / v netto. Liikenne- tai prosessikaasu 793 MWh / v netto.

6 6 Toteutusselvityksessä käytetyt raaka-aineet ja niistä saatava nettoenergia Yhdistelmä 3 Koivikon tilan lanta 1800 t/v. Koivikon tilan peltobiomassa 300 t/v. Elintarvikejäte Koivikolta 15 t/v. Peltobiomassa tilan ulkopuolelta 600 t/v tai viinatehtaan mäski 1200 t/v. Elintarvikejäte ulkopuolelta 300 t/v. Naapuritilan lanta 7000 t/v. Lämpöä 969 MWh / v netto. CHP-tuotannossa sähköä 615 MWh / v ja lämpöä 319 MWh / v netto. Liikenne- tai prosessikaasu 1105 MWh / v netto.

7 7 Toteutusselvityksessä käytetyt raaka-aineet ja niistä saatava nettoenergia Yhdistelmä 4 Koivikon tilan lanta 1800 t/v. Koivikon tilan peltobiomassa 300 t/v. Elintarvikejäte Koivikolta 15 t/v. Peltobiomassa tilan ulkopuolelta 600 t/v tai viinatehtaan mäski 1200 t/v. Elintarvikejäte ulkopuolelta 300 t/v. Naapuritilan lanta 7000 t/v. Teurasjäte ulkopuolelta 300 t/v Lämpöä 1334 MWh / v netto. CHP-tuotannossa sähköä 728 MWh / v ja lämpöä 526 MWh / v netto. Liikenne- tai prosessikaasu 1523 MWh / v netto.

8 8 Laitoskokoluokat Maatilakokoluokan laitos Yhdistelmä 1 ja Yhdistelmä 2 Raaka-ainetta t/v Keskitetyt kokoluokan laitos Yhdistelmä 3 ja Yhdistelmä 4 Raaka-ainetta t/v

9 9 Tekninen tarkastelu Veden ja ravinteiden erottelu Biokaasureaktori Prosessijäännöksen eli rejektin käsittely, varastointi ja käyttö Energian tuotto ja käyttö

10 10 Tekniset valinnat maatilakokoluokan laitokselle Biokaasulaitos 360 m3 betonisäiliö Rakenteet (mm. jälkikaasuallas, separointirakennus) Laitteet (mm. sekoittimet, pumput, syöttö ja erottelu) Sähkö-, liete- ja kaasulinjat Instrumentointi Suunnittelu, asennus, automaatio Yhteensä

11 11 Tekniset valinnat maatilakokoluokan laitokselle Kaasun käyttölaitteet Generaattori 18 kwe, 36 kwth Kaasupoltin Kaasun siirtolinja 2,5 km Kaasun puhdistuslaitteisto

12 12 Tekniset valinnat keskitetyn kokoluokan laitokselle Biokaasulaitos 750 m3 betonisäiliö Hygienisointiyksikkö Rakenteet Laitteet Sähkö-, liete- ja kaasulinjat Instrumentointi Suunnittelu, asennus, automaatio Yhteensä

13 13 Tekniset valinnat keskitetyn kokoluokan laitokselle Kaasun käyttölaitteet Generaattori 100 kwe, 132 kwth Kaasukattila 200 kw Kaasun siirtolinja 2,5 km Kaasun puhdistuslaitteisto

14 14 Kannattavuuslaskelmien lähtötiedot Reaktorin pitoikä vähintään 20 vuotta Korkotaso 5% Korvattavan sähkön hinta 0,1 /kwh Myytävän sähkön hinta 0,04 /kwh Syöttötariffin taso 0,1335 /kwh Lämmön hinta 0,02 /kwh Liikennepolttoaineen hinta 1,0 /Nm3 Kiinteän prosessijäännöksen hinta 10 /m3 Porttimaksu elintarvikejätteelle 50 /t Porttimaksu teurasjätteelle 70 /t Biokaasulaitoksen ulkoistettu ylläpito 7500 /v tai 5000 /v Prosessijäännöksen myynti 10 /m BioG Oulu

15 15 Biokaasulaitosten kannattavuus Edellä kuvatuilla ratkaisuilla ja investoinneilla tämän kokoisen maatilan on vaikea päästä kannattavuuteen ilman porttimaksulllista jätteiden vastaanottoa. Kannattavuuteen päästään liikennebiokaasun tuotantovaihtoehdolla, jos investointituki olisi 35 %. Nollatulokseen päästään omaa energiakulutusta korvattaessa ja 35 % investointituella. Keskitetyssä laitosvaihtoehdossa kannattavuus tässä selvityksessä saavutetaan syöttötariffivaihtoehdossa ja liikennebiokaasua tuotettaessa. Kaasun toimittaminen ulkopuoliselle käyttäjälle on tässä selvityksessä kannattavaa keskitetyssä laitosvaihtoehdossa, mikäli kaasusta saadaan maa- tai nestekaasua vastaava hinta. Vaikka selvityksen teosta on vain vähän toista vuotta aikaa, on biokaasulaitosten toteutukseen vaikuttavia asioita ehtinyt tapahtua, kehitys alalla harpannut, investointien hinta suhteessa laskenut sekä energian hinta noussut.

16 16 Biokaasulaitosten kannattavuus Biokaasulaitosten kannattavuuteen maatilalla voidaan vaikuttaa: Investointien valinnalla Omalla työllä Biokaasulaitoksen raaka-ainevalinnalla Porttimaksuilla Energiatuoton ajankohdalla Yhteistyöllä ja -investoinneilla naapuritilojen kanssa

17 17 Biokaasulaitosten kannattavuus Biokaasulaitosten kannattavuus laskettava tapauskohtaisesti Biokaasulaskuri avuksi Pienestäkin yksiköstä saa kannattavan, esimerkkinä Markku Haataja, Suomussalmi Ympäristössä syntyvien raaka-aineiden huomioiminen Pohjois-Pohjanmaan biokaasupotentiaalin arviointitutkimus Kannattavuutta on myös Ympäristövaikutusten väheneminen Energiaomavaraisuus ja huoltovarmuus Keinolannoite- ja torjunta-aineostojen väheneminen

18 18 Toteutusselvitys kokonaisuudessaan hankkeen nettisivuilla Kiitos!