Biokaasusta energiaa Pohjois-Pohjanmaalla seminaari

Transkriptio

1 Biokaasusta energiaa Pohjois-Pohjanmaalla seminaari Ruskon kaatopaikkakaasun hyödyntäminen Johtaja Markku Illikainen, Oulun Jätehuolto (kalvot Kangasniemi & Illikainen)

2 Oulun Jätehuolto Kunnallinen liikelaitos vuodesta Toimialueella 16 kuntaa, asukasta. Ympäristökunnat mukana erillissopimuksin ja liittymismaksuin. Maan viidenneksi suurin kunnallinen jätelaitos. Henkilökuntaa 22. Liikevaihto 10,0 M (2010).

3 Oulun Jätehuollon toiminta-alue

4 Ruskon jätekeskus 2009

5

6 Biokaasu Kaatopaikkakaasua muodostuu vakioteholla noin 20 vuotta kaatopaikan sulkemisen jälkeen, jos jätetäyttö pysyy tai se pidetään keinotekoisesti kosteana. Muodostuu mikrobien hajottaessa orgaanista ainesta hapettomissa olosuhteissa. Kaasuseos, joka sisältää tavallisesti % metaania ja % hiilidioksidia. Lämpöarvo keskimäärin 4-6 kwh/m3. Biokaasun energiasisältö on noin puolet maakaasun energiasisällöstä Metaani on 21 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Biokaasun talteenotolla ja hyötykäytöllä vähennetään merkittävästi kasvihuonekaasujen päästöjä. Biokaasua voidaan tuottaa biokaasureaktoreilla tai keräämällä kaatopaikalla muodostuvaa biokaasua pumppaamalla. Vnp:n päätös kaatopaikoista on edellyttänyt biokaasun talteenottoa ja hyödyntämistä vuoden 2002 alusta lähtien.

7 Ensimmäisen kaasututkimuksen teki Sarlin-Hydor Oy vuonna Mittaukset tehtiin vanhoista kaatopaikkakaasun huuhteluputkista. Koepumppaus tehtiin siirrettävällä biokaasupumppaamolla vuonna Biokaasupumppaamo rakennettiin ja otettiin käyttöön vuonna pumppaamon pumppauskapasiteetti 1000 Nm3/h. Pumpattu kaasumäärä 4 6 milj. Nm3/a ja energiamäärä GWh/a. 2. pumppamo 500 m3/h rakennettiin 2005 Mikroturbiinilaitos 2006.

8 Biokaasun ja suotoveden keräys- ja kierrätysjärjestelmät vanha kaatopaikka Pystykeräyskaivoja 20 kpl. Vaakakeräyslinjoja 2 kpl. Kivistä, lasijätteestä tai autonrenkaista tehtyjä imupesiä 4 kpl Imuputkea > 5 km. Kastelusalaojia n. 1,5 km

9 Kaasunkeräysjärjestelmät Alkuperäiset imukaivot toteutettu ns. pystykeräysjärjestelmällä n. 20 kpl Ø 350 mm reikä, jossa reikäputki PEH 160 PN 6. Myöhemmin tehty esim. kokonaisista autonrenkaista ja lasi-jätteestä monttuja. Biokaasupumppaamon vedeneroituskaivon kivipesästä imetään myös biokaasua. Vaakakeräyslinjoja muutama kappale 1 m 1m salaoja-mursketta # mm + PEH 110 PN 10 + suodatinkangas. Työputkilla rakennettuja pystykaivoja Ø 900 mm. Kastelujärjestelmän salaojaputkista voidaan myös ottaa syntyvä biokaasu talteen.

10 Kaasunkeräysjärjestelmät Imuputket biokaasupumppaamolta imukaivoille tehty murskearinoille. Imuputket asennettu vähintään kahden metrin syvyyteen. Pituuskallistus vähintään 3 % Imuputkea jätetäytössä yli 5 km.

11 Vedenpoistojärjestelmät Putkisto imukaivoilta pumppaamolle on rakennettu vähintään 3 % kaltevuuteen. Imuputket PEH 90 PN6. Vedenerottimet toteutettu alunperin muovikaivoilla jotka myöhemmin vaihdettu betonirengaskaivoihin. Imulinjoja uusittiin kaatopaikan sulkemisen yhteydessä. Imulinjoihin oli tullut ns. vesipusseja tai imuputket painuneet kasaan. Pituus kallistus 5 % Imuputket PN 10 Vedenerottimet betonia.

12 Kaatopaikkavesien kierrätys Kaatopaikan maisemointisuunnitelma 2001 sisälsi myös kastelujärjestelmän suunnittelun. Kaatopaikan ympäri kiertää pystyeristysseinä ja 3 kpl Ø160 mm salaojia. Suotovesi pumpataan pumpulla mäen päällä olevaan kastelualtaaseen. Vettä kierrätetään alueille, joissa biokaasuntuotto heikkenee. Kastelusalaojia yhteensä noin 1,5 km. Kierrätysjärjestelmä automatisoitu Suotovettä ei kierrätetä talvella, koska - vähentää kaasuntuotantoa - Kierrätettävän veden määrää on vaikea hallita vaakaan rakennetuissa kastelusalaojissa. - Vesi purkautuu ulos alimmaisista kastelusalaojien huuhtelukaivoista.

13 Biokaasun talteenoton tehokkuus Emissiomittaus tehtiin ennen maisemointia vuonna Kaasunkeräysjärjestelmän tehokkuudeksi saatiin 67 % (päästöt noin 400 m3/h ja kerätyn kaasun määrä noin 800 m3/h). Biokaasu purkautui ilmaan rinnealueilla ulkoluiskista. Toimenpiteiksi suositeltiin 4-5 uuden kaasunkeräyskaivon rakentamista. Oulun Jätehuolto rakensi vuonna 2001 kolme uutta imukaivoa. Biokaasun talteenottoaste nousi yli 75 %. Biokaasun muodostuminen vähentynyt maisemoinnin jälkeen.

14 Pumpatut, tuotetut ja hyödynnetyt määrät VUOSI KAASU ENERGIA HYÖDYNNETTY MÄÄRÄ MÄÄRÄ MÄÄRÄ [Nm 3 ] [GWh] [GWh] ,6 0, , , , , , , , , , , , , , YHT. 78,

15 Biokaasun koostumus Ruskon biokaasun koostumusmittauksia 2005 ja Komponentti Yksikkö Ristola Oy Detes Oy CH4 %-v 52,0 56,2 CO2 %-v 40,3 37,9 O2 %-v 0 % 0,2 N2 %-v 7,7 5,7 H2S ppm CO ppm 10 Siloksaani mg/m3 3,6 0,7 Siloksaani ppm 0,3 HCl mg/m3 < 0,1 0,2 HF mg/m3 0,08 Kok. kloori mg/m3 4,8 Kok. fluoridi mg/m3 2,0 Sulfidi mg/m3 72 Halogeeni mg/m3 8,8

16 Hyödyntämiskaavio 2,5 milj. m 3 biokaasua 3 milj.m 3 biokaasua suljettu kaatopaikka biokaasupumpp. biokaasupumpp. kaatopaikka Mikroturbiinilaitos MWh MWh sähköä (oma lämpöä oma käyttö käyttö + Oulun Energia Jätekeskus MWh 2000 MWh MWh Paroc Oy Lindström Oy OYS (Oulun Energia)

17 Hyödyntäminen Paroc Oy:llä Kiviaineksen esilämmitinkattilaan biokaasupoltin Tehtaan kiinteistökattila biokaasulle Tehtaan karkaisu- ja tunnelipolttimet biokaasulle Tehtaan tuotanto ja lämmitys biokaasulla, öljy ainoastaan varapolttoaineena. Biokaasun hinta sidottu nestekaasun hintaan. Optimaalinen käyttäjä biokaasu korvaa öljyn, ympärivuorokautinen ja ympärivuotinen käyttö. Myynti nykyisin MWh/a. Kaasun käyttö vähentynyt tehtaan seisokkien takia. Sama toteutus pienemmässä mittakaavassa myös Paroc:n Lappeenrannan tehtailla.

18 Paroc Oy:n esilämmitinkattila

19 Hyödyntäminen sairaalassa Oulun yliopistollisen sairaalan höyryntuotantokattilaan v yhdistelmäpoltin, joka käyttää samanaikaisesti biokaasua ja raskasta öljyä. Oulun Energia kustansi 7 km pitkä kaasun siirtoputken OYS:aan. Putken halkaisija ø 160 mm. Biokaasun hinta on sidottu öljyn hintaan. Sairaalan tarvitsema desinfiointihöyry ja pesulahöyry tuotetaan pääosin biokaasulla. Optimaalinen käyttäjä biokaasu korvaa öljyn, ympärivuorokautinen ja ympärivuotinen käyttö. Myynti noin MWh/a. Kaasun paineenkorotusjärjestelmä v

20 Oulun Energian / OYS:n höyryntuotantokattila

21 Lehtiotsikko

22 Hyödyntäminen Lindströmillä Kaasu hyödynnetään Ruskon rullapyyhepesulassa Kaasun toimitus alkoi syyskuussa 2011 Kaasumäärä 0,5 milj.m3 = 2000 MWh

23 Lindströmin biokaasukattila ja poltin v. 2011

24 Mikroturbiinilaitos Valmistui vuonna Biokaasun energiasisällöstä noin 30 % sähkönä ja noin 60 % lämpönä hyötykäyttöön Ruskon kiinteistöjen lämmitykseen Turbiinien sähköteho 3 65 kw=195 kw. Lämmön talteenottoyksikkö 300 kw. Ylijäämäsähkö myydään Oulun Sähkö-myynti Oy:lle. Sähkön hinta sidottu pörssisähköhintaan. Tehoperustainen tariffi. Sähköstä maksetaan valmistevero (0,87 snt/kwh) ja huoltovarmuusmaksu (0,013 snt/kwh) kuukausittain Tullille. Maksu yhteensä 8020 (2010) Biokaasulla tuotetulle sähkölle saadaan tukea Tullilta (0,42 snt/kwh). Tuki 5600 (2010)

25 Mikroturbiinilaitos ja paineenkorotusjärjestelmä Ruskon mikroturbiinilaitos Sähköteho: 3 65 kw Lämpöteho: 200 kw Mikroturbiinilaitoksen paineenkoroitusjärjestelmä.

26 Tuotettu, myyty ja ostettu sähkö sekä Oulun Jätehuollon sähkönkulutus VUOSI TUOTETTU SÄHKÖ [MWh] MYYTY SÄHKÖ [MWh] OSTETTU SÄHKÖ [MWh] SÄHKÖNKU- LUTUS [MWh]

27 Lisätietoja Vuosittain hyödynnetty määrä vastaa noin 3,5 milj. öljylitran energiasisältöä Vuotuisella biokaasulla lämmittäisi omakotitaloa. Oulun Jätehuolto selvittää biokaasureaktorin toteutusvaihtoehtoa. Biokaasun liikennepoltto-aine käyttöä selvitetty useita vuosia. Jätteenpolttolaitokselle mahdollisesti biokaasua tukipoltto-aineeksi. Tehdyt investoinnit yhteensä 2 M. Käyttökustannukset palkkakustannuksineen /a. Nykyinen vuotuinen nettotuotto n. 0,7 M. Lisäksi sähkössä säästetään 0,15 M /a ja lämmössä 0,15 M /a.

28 Kiitos mielenkiinnostasi