OPINTOMATKA SAKSAN BIOKAASULAITOKSIIN

Transkriptio

1 MATKARAPORTTI OPINTOMATKA SAKSAN BIOKAASULAITOKSIIN BioG Biokaasun tuotannon liiketoinintamallien kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla Oulun seudun ammattikorkeakoulu Luonnonvara-alan yksikkö

2 MATKARAPORTTI OPINTOMATKA SAKSAN BIOKAASULAITOKSIIN Sisällys 1. Matkan tarkoitus 2 2. Matkan järjestelyt Alkuperäinen matkaohjelma 3 4. Tutustumiskohteet Saksan biokaasuyhdistys Hans ja Helen Hollandin luomutila Bioenergie Laupheim GmbH ja Erdgas Südwest GmbH Immendingen-Mauenheimin bioenergiakylä Erich Sigel Agro Energie Hohenlohe GmbH Bioenergie Reimlingen GmbH & Co.KG Osallistujat Paluumatka Yhteenveto Matkan tarkoitus Matkan tarkoituksena oli tutustua biokaasun tuotannon erilaisiin toteuttamistapoihin Saksassa. Tavoitteena oli tutustua eri kokoisiin, eri tekniikoilla toimiviin ja erilaisilla omistuspohjilla toteutettuihin biokaasulaitoksiin. Matkalta saadut kokemukset ja tiedot tuodaan niitä tarvitsevien käyttöön. 2. Matkan järjestelyt Opintomatkan järjesti Oulun seudun ammattikorkeakoulun luonnonvara-alan yksikön BioG - hanke. Matkalle osallistui 20 pohjoispohjalaista maaseutuyrittäjää ja bioenergiahankkeiden henkilöstöä. Matkan tulkkina toimi Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulun Centria-yksikön lehtori Marko Laitila ja matkan biokaasuasiantuntijana toimi nivalalainen biokaasupioneeri Heikki Junttila. Molemmille heistä kuuluu iso kiitos matkan onnistumisesta. Kiitokset myös matkalle osallistuneelle, sopeutuvalle ja yhteistyökykyiselle ryhmälle.

3 3. Alkuperäinen matkaohjelma Ma Kokoontuminen Oulunsalon lentokentällä klo 5.00 Lento lähtee Oulunsalon lentokentältä klo 6.00 Perillä Münchenissa n Vierailukohde 1: Saksan biokaasuyhdistys, Freising klo Osoite: Angerbrunnenstrasse 12, Freising Majoittuminen hotelli Hotelli Regent, Münchenissä. Osoite: Seidlstrasse 2, München Ti Lähtö hotellilta klo 7.45 Vierailukohde 2: Ochsenhausen, biokaasulaitos Hans ja Helen Hollandin luomutilalla klo Vierailukohde 3: Bioenergie Laupheim GmbH & Co.KG klo osakkaan yhteislaitos. Osoite: Weldenstrasse 47, Laupheim Majoittuminen hotelli Zum Hirchen, Donaueschingenissä. Osoite: Herdstrasse 5, Donaueschingen. 3 Ke Lähtö hotellilta klo 8.30 Vierailukohde 4: Mauenheim, bioenergiakylä klo 9. Dielstrasse 16, Immendingen-Mauenheim. Vierailukohde 5: Erich Sigel O.T. Flötzlingen klo 15. Weltecin biokaasulaitos. Osoite: Weilenerstrasse 41 (14), Zimmern ob Rottweil. Majoittuminen hotelli Sonneck, Schwäbisch Hallissa. Osoite: Fischweg 2, Schwäbisch Hall To Lähtö hotellilta klo 8.30 Vierailukohde 6: Agro Energie Hohenlohe GmbH klo 9. Biokaasulaitos sikatilalla, mikroturbiini, lannoitemyyntiä. Osoite: Bachstrasse 48, Kupferzell. Vierailukohde 7: Bioenergie Reimlingen GmbH & Co.KG klo 15. Kompogasin kuivamädätyslaitos, usean tilan yhteinen. Osoite. Bühlhof 1, Reimlingen. Majoittuminen hotelli Hotelli Regent, Münchenissä. Osoite: Seidlstrasse 2, München Pe 16.4 Lähtö hotellilta klo 7.30 Lento Munchenista lähtee klo Paluu Oulunsaloon n. klo 17

4 4. Tutustumiskohteet 4.1. Saksan biokaasuyhdistys Yhteyshenkilö: Kansainvälisten asioiden päällikkö Sebastian Stolpp Osoite: Angerbrunnenstrasse 12, Freising p. +49 (0) 8161/ Fachverband Biogas e.v Saksan biokaasuyhdistyksen, Fachverband Biogas e.v, toimintaa ja Saksan biokaasutuotantoa esitteli yhdistyksen kansainvälisten asioiden päällikkö Sebastian Stolpp. Yhdistys on toiminut vuodesta 1992 lähtien. Yhdistyksen tehtävänä on jäsentensä palvelu, tiedon jakaminen ja vaihtaminen, tutkimus- ja kehityshankkeiden toteutus sekä vaikuttaminen biokaasuntuotantoa koskevaan lainsäädäntöön. Yhdistys ajaa biokaasutuotannon etua paikallisesti, koko Saksan alueella ja myös EU:ssa. 4 Päätoimipisteessä Freisingissä yhdistyksellä on 24 työntekijää ja Berliinissä 1 työntekijä ja kolmessa aluetoimistossa kussakin yksi työntekijä. Yhdistyksessä toimii 23 alueellista ryhmää, joita johtaa 4 vuodeksi valittava puhemies. Vuonna 2010 yhdistyksellä on 3700 jäsentä. Yhdistys on Euroopan biokaasuyhdistys, European Biogas Association, EBA:n jäsen. Euroopan maakohtaisista yhdistyksistä suurin osa on EBA:n jäseniä. Suomen biokaasuyhdistys ei vielä ole EBA:n jäsenenä. Yhdistyksen mukaan jäsenyys EBAssa ja yhteydet sen myötä kansainvälisesti ovat Saksan biokaasutuotannon kehittymisen kannalta ensiarvoisen tärkeitä. Biokaasulaitokset ja niiden tuotanto Saksassa Saksan biokaasuyhdistyksen aloittaessa toimintansa 1992 Saksassa oli 139 biokaasulaitosta. Nyt laitoksia on 4500 kappaletta ja tämän vuoden ennuste on 5300 laitosta. Asennettua sähkötehoa on nyt 1,6 GW ja tänä vuonna tullaan ennusteiden mukaan pääsemään 1,95 GW:iin. Alueellisesti laitosten koko vaihtelee Saksassa. Bayern-Bavarian alueella laitoksia on 1500 ja niihin asennettu sähköteho on 344 MW, Alasaksin alueella puolestaan laitoksia on 170 ja asennettua sähkötehoa 365 MW. Koko Saksan alueelle laskettu keskimääräinen sähköteho yhdellä laitoksella on n. 200 kw. Saksan biokaasulaitokset tuottavat energian tällä hetkellä n. 3,8 miljoonalle taloudelle, tänä vuonna vastaava luku tulee nousemaan 4,5 miljoonaan.

5 5 Kuva: Ritva Imppola Kuva 1. Vuoteen 2020 mennessä Saksan energiankulutuksen arvioidaan hieman laskevan nykyisestä tasosta. vuonna 2007 uusiutuvilla energiamuodoilla tuotettiin 14 % energiasta. Vuonna 2020 luvun arvioidaan olevan jopa 47 %. Kuva: Ritva Imppola Kuva 2. Bioenergian tuotantoon asennettua sähkötehoa oli Saksassa vuonna ,1 GW. Vuonna 2020 vastaava luku tulee olemaan 9,3 GW, josta biokaasulaitosten sähköteho 4,8 GW.

6 Saksan sisäiset investoinnit biokaasulaitoksiin ovat tähän mennessä 660 miljoonaa, tänä vuonna määrä tulee nousemaan 780 miljoonaan euroon. Lisäksi Saksa investoi huomattavasti ulkomailla oleviin biokaasulaitoksiin, tähän mennessä n. 220 miljoonaa. Biokaasu myös työllistää Saksassa merkittävästi. Nyt biokaasun tuotanto työllistää ihmistä suoraan ja vielä tänä vuonna päästään työpaikkaan. Saksassa käytetään biokaasulaitosten raaka-aineena pelloilla tuotettavaa biomassaa, pääasiassa maissia. Pelloista hehtaaria on tässä käytössä. Karkeasti arvioiden niistä saatava energia vastaa 1-1½ ydinvoimalan tuottamaa energiaa. 6 Suoran sähköntuotannon rinnalla Saksassa on 28 biokaasulaitosta, jotka tuottavat biokaasusta puhdistettua biometaania kaasuverkkoon ja 27 uutta on suunnitteilla. Biometaanin tankkausasemia on Saksassa vasta 2. Verkkoon tuotetulle biometaanille on säädetty kiintiölaki ja kaasuyhtiöt on velvoitettu ottamaan vastaan tuotettu biometaani ja myymään sen edelleen kulutukseen. Saksan tavoitteena on korvata kaikesta kulutetusta kaasusta 6 % biometaanilla vuoteen 2020 mennessä ja 10 % vuoteen 2030 mennessä. Tavoite on haastava ja jotta siihen päästään on uusia verkkoon biometaania tuottavia laitoksia liitettävä kaasuverkkoon joka vuosi kappaletta, joista jokainen tuottaa keskimäärin 700 Nm 3 metaania tunnissa. Esteet biokaasun tuotannolle Biokaasun tuotannon esteiksi Saksassa nähdään rahoituksen saaminen yrityksille, biokaasukaupan kompleksisuus ja kaasumittauksen käytännön vaikeudet sekä biokaasutuotantoa ohjaavien lakien ja määräysten kirjo ja vaikeaselkoisuus. Tariffit Saksassa Saksassa sähkön syöttötariffi otettiin käyttöön vuonna Syöttötariffien perusteet ja tasot ovat erilaiset eri uusiutuvien energiamuotojen sähköntuotannolle. Syöttötariffia on uudistettu useaan kertaan. Uudistukset ja parannukset ovat aina näkyneet laitosten määrän nousuna. Viimeisimmät uudistukset tehtiin vuonna 2009 ja sen vaikutukset näkyvät nyt laitosinvestointeina. Saksassa syöttötariffin kustannukset kerätään loppukäyttäjiltä ja silti uusiutuvien energiamuotojen tuoma lisälasku sähkölaskuun ovat vain n. 2,5 / kk/talous. Järjestelmää pidetään hyvänä ja kyselyjen mukaan % saksalaisista kuluttajista kannattaa energian tuottamista uusiutuvilla energiamuodoilla ja valtaosa heistä on myös valmis siitä maksamaan.

7 7 Kuva Kaarlo Isokääntä Kuva 3. Sähkön syöttötariffi biokaasulle Saksassa muodostuu monesta eri osasta. Saksan sähkön syöttötariffi biokaasulle muodostuu monesta eri perusteesta. Ensimmäinen näistä on laitoksen koko. Laitoksen jaetaan pieniin (alle 150 kw:n), keskisuuriin ( kw:n) ja suuriin (500kW 5 MW) laitoksiin. Perustariffi pienille laitokselle on 11,67 snt/kwh, keskisuurille 9,18 snt/kwh ja suurille 8,25 snt/kwh. Perustariffin lisäksi biokaasulaitos voi saada lisäbonusta tuotetulle kilowattitunnille puhtaan ilman, uudistuvan alkutuotannon, alueellisen työllistävyyden, lannan käytön, uuden teknologian ja yhdistetyn lämmön ja sähkön tuotannon perusteella. Maksimibonuksilla pienessä laitoksessa voi teoriassa näin saada tariffin määräksi 32,67 snt/kwh, mutta käytännössä tariffi keskimäärin on snt/kwh. Suurillakin laitoksilla tariffi on maksimissaan 17 snt/kwh. Useimmissa maissa on jo käytössä uusiutuvien energiamuotojen sähkön syöttötariffi. Se puuttuu vielä mm. Puolasta, Belgian Valloniasta, Romaniasta ja Suomesta. Syöttötariffin toteutuksen myötä niissä maissa jossa järjestelmä on käytössä, on todettu sen tuoneen useita etuja ja hyötyjä. Syöttötariffien myötä on mm. saavutettu keskipitkän ja pitkän aikavälin investointivarmuutta, uusien teknologioiden ja uusiutuvien energiamuotojen kehittyminen on vauhdittunut ja energiatulot ovat jääneet paikalliseksi hyödyksi.

8 Biokaasun liikennekäyttö Saksassa Hyvästä sähkön syöttötariffijärjestelmästä johtuen lähes kaikki biokaasulaitoksissa tuotettu metaani käytetään lämmön ja sähkön tuottamiseen. Kuitenkin myös biometaanin liikennekäyttö on saamassa jalansijaa. Toistaiseksi Saksassa on kaksi biometaanin tankkauspistettä Pohjois- Saksassa. Laskennallisesti Saksan satotasoilla yhden maissihehtaarin sato käsiteltynä biometaaniksi tuottaa polttoaineen, joka tarvitaan keskivertoauton kulutukseen kilometrin matkalle. Energiantuotanto tilojen tukijalka 8 Viljelystä ja kotieläintuotannosta saatujen tulojen kutistuessa on energiantuotanto nähty uudeksi vaihtoehdoksi monilla saksalaistiloilla Hans ja Helen Hollandin luomutila Ochsenhausenissa Osoite: Ehrensberger Weg Ochsenhausen p. +49(0) Helen ja Hans Hollandin luomutilaa ja sen biokaasulaitosta esitteli isäntä Hans Holland. Tila on monipuolinen luomutila, jossa tuotetaan sianlihaa, viljaa ja energiaa. Aikaisemmin tilalla oli myös emolehmiä, mutta nyt niistä on lähes kokonaan luovuttu. Tilan peltopinta-ala on 158 ha, joista 143 ha on peltoviljelyssä ja 13 ha pitkäaikaisina laitumina. Metsää tilalla 260 ha. Tilalla työskentelee 2-3 työntekijää ja lisäksi tarvittaessa urakoitsijoita. Vuonna 2004 tilalla aloitettiin biokaasuntuotanto. Liikkeellepanevana voimana oli apilakierron hyväksikäyttömahdollisuus biokaasulaitoksessa. Raaka-aineena laitoksessa käytetään maissia, apilaa, nurmirehua ja lantaa. Laitos on kombilaitos, jossa tuotetaan sekä sähköä että lämpöä. Laitoksen pääreaktori on tilavuudeltaan 350 m 3. Pääreaktoria sekoittaa yläpuolinen sekoitin. Reaktorissa on 8 cm eristys ja reaktoria lämpiää kierrättämällä sen massaa lämmönvaihtimen läpi. Jälkireaktorin päällä on kaasuvarasto, josta kaasu kerätään 60 kw:n moottorille. Turbolla moottorin teho nousee 70 kw:iin. Syötteen kuiva-ainepitoisuus on %, toisen vaiheen jälkeen kuiva-ainepitoisuus on 8 %. Reaktoriin syötetään päivittäin 5000 kg syötettä, joka koostuu oman tilan raaka-aineista; rehusta, lannasta ja virtsasta. Syöttö tehdään kierukkakuljettimella, joka tuntui olevan muuten hyvin toimivan laitoksen pullonkaula ajoittain. Biokaasulaitoksen tuottamalla lämmöllä lämpiää kolme taloa ja tuotantotilat. Tuotetusta sähköstä 10 % käytetään tilalla ja 90 % myydään verkkoon. Tila saa tuotetusta sähköstä 22 snt/kwh. Pienet erät viljaa kuivattiin kärryyn rakennetulla kuivurilla, johon kuivausilma otettiin biokaasulaitoksen konehuoneesta.

9 Laitoksesta saatavan jäännöksen arvo lannoitteena on luomutilalla ensiarvoisen tärkeä. Jäännöksessä typpi on kasveille käyttökelpoisemmassa ammonium-muodossa. Jäännös levitetään pelloille syksyllä ja kynnetään peltoon. Sijoittavaa lannanlevítyskalustoa tilalla ei ole käytössä. 9 Kuva: Ritva Imppola Kuva 4. Helen ja Hans Hollandin biokaasulaitos Ochsenhausenissa. Keskellä pääreaktori, vasemmalla jälkireaktori, oikealla edessä kärrykuivuri ja sen takana tekniset tilat. Kuva 5. Reaktorin lämmitys tapahtuu lämmittämällä reaktorin massaa erillisessä kierrossa. Kuva: Kaarlo Isokääntä

10 Kuva 6. Hollandin tilan biokaasulaitoksen moottori, 60 kw, Jouni Vaitiniemen, Mauno Rahkolan ja Heikki Junttilan syynissä. 10 Kuva: Ritva Imppola 4.3. Bioenergie Laupheim GmbH & Co.KG ja Erdgas Südwest GmbH Yhteyshenkilöt: Josef Kerler ja Michael Harmuth Osoite: Weldenstrasse 47, Laupheim Laupheimin biokaasulaitos on alueen ensimmäinen biokaasua tuottava, valmistava ja verkkoon syöttävä laitos. Osakeyhtiö perustettiin vuonna Laitoksen esittelivät Bioenergie Laupheim GmbH & Co.KG:n perustajajäseniin ja puuhamiehiin kuuluva Josef Kerler ja biokaasuyhtiön kanssa yhteistyössä toimivan kaasuverkkoyhtiö Erdgas Südwest GmbH:n käyttöpäällikkö Michael Harmuth. Laupheimin biokaasulaitoksen perustivat 22 alueen viljelijää yhdessä Laupheimin kunnan kanssa. Osa osakkaista sijoitti laitokseen rahaa, osa esimerkiksi tontin tai muuta omaisuutta. Viljelijöiden rahaksi muutettu panos laitokseen oli 1 miljoona euroa. Alun perin oli tarkoituksena tuottaa sähköä ja myydä lämpö läheisyydessä sijaitsevalla sotilaskentälle. Neuvottelut armeijan kanssa olivat kuitenkin hitaat ja vaivalloiset, joten päädyttiin yhteistyöhön Erdgas Südwestin kanssa, joka pyysi yhtiötä toimittamaan tuottamansa kaasun verkkoon. Investoinnitkin alenivat kun moottoreihin ja muuhun kaasunjalostuksen laitteisiin ei tarvinnutkaan investoida. Saksassa syöttötariffi koskee vain sähköntuotantoa, joten yhtiöiden välinen sopimus kaasun toimittamiseksi tehtiin ilman mitään tariffeja. Sopimus tehtiin 20 vuodeksi. Bioenergie Laupheim puolestaan tekee raaka-aineen tuotantosopimukset mukana olevien viljelijöiden kanssa. Alkuvaiheen kustannukset ovat olleet 2,2 miljoonaa euroa. Ensi vuonna laitokseen on tulossa laajennus, jossa laitokseen rakennetaan lisää reaktorikapasitteettia, loppusijoitusvarasto, ja

11 mädätysjäännöksen loppuvarasto. Uusien investointien kustannus tulee olemaan 1 miljoona euroa. Mukana olevat viljelijät pitävät bioenergian tuotantoa tilojensa yhtenä tukijalkana varsinkin nyt kun maidon, lihan ja viljan hinnat tuottajille ovat pysyneet alhaalla. Suurimmalla osalla mukana olevista viljelijöistä on kuitenkin muutakin maataloustuotantoa. Osakkaiden yhteenlaskettu pinta-ala on 1100 peltohehtaaria. Laitokseen toimitettavan raaka-aineen hinnan päättävät osakkaat. Keskimääräinen tuotto raakaainetoimituksista osakkaille on ollut /ha. Sopimukset on tehty bonussopimuksina ja vuodelta 2009 tuloksesta riippuvaa bonusta on maksettu 18 %. Tämän lisäksi osakkaat saivat esim. vuodelta 2009 osinkona 9 % sijoittamalleen pääomalle. Laitoksen liikevaihto on n. 2 miljoonaa euroa. 11 Laitoksen raaka-aineena käytetään maissia 80 % ja nurmirehua 20 %. Metaanin tuottavien bakteerien kannalta on parempi, että seoksessa on muutakin kuin maissia. Viljaa ei ole vielä otettu laitokseen. Sitä voitaisiin ottaa vastaa vuosittain tonnia ja jos viljan hinta pysyy näin alhaalla, se todennäköisesti toteutuu. Maissin ja nurmen korjuu tehdään konerenkaan toimesta urakointina. Päivässä rengas pystyy käsittelemään 30 hehtaarin maissisadon. Laitokseen toimitetaan nyt 320 hehtaarin maissisato ja 130 hehtaarin nurmirehusato. Ensi vuonna peltoalaa tarvitaan 100 hehtaaria lisää. Maissin kertakorjuuseen menee n. 12 päivää, nurmisato korjataan parissa päivässä. Korjuu pyritään tekemään mahdollisimman tasalaatuisesta kasvustosta. Maissi ei saa korjatessa olla vihreää ja kuiva-ainepitoisuuden pitää olla n. 32 %. Hinta määräytyy metaanipitoisuuden mukaan. Kypsästä maissista irtoaa enemmän biokaasua kuin vihreästä. Maissilla hehtaarisato on keskimäärin kg. Laitos hoitaa korjuun. Kuljetus laitokseen on viljelijän tehtävänä. Laitos on sijoitettu keskeiselle paikalle peltolohkojen suhteen, pisimmillään matkaa on km. Suurin osa pelloista on muutaman kilometrin päässä. Laitoksen läpikäynyt jäännös käytetään typpipitoisena lannoitteena osakkaiden pelloilla. Osakkaat saavat hakea sitä maksutta laitokselta samassa suhteessa kuin ovat raaka-ainetta laitokseen toimittaneet. Jäännös ei juurikaan enää haise eikä levitys pelloille ole ongelma. Levityskalusto on kunkin omassa harkinnassa. Kaasun tuotto on tällä hetkellä 600 m 3 biokaasua tunnissa. Vuotuinen kaasuntuotto on n. 5 miljoonaa kuutiota. Tuotossa on ylitetty alkuperäinen tavoite tuplasti. Ensi vuoden investointien myötä kaasuntuoton tavoitteena on 1000 m 3 tunnissa. Tuotettu kaasu toimitetaan kaasujakeluyhtiö Erdgas Südwestille, jonka kanssa tehty pitkäaikainen sopimus. Pitkäaikainen sopimus on toiminnan elinehto. Kaasuyhtiön asiakkaita ovat kotitaloudet ja useat yritykset. Saksassa henkilö tai yritys, joka käyttää energianaan uusiutuvilla tuotettua energiaa, saa paremmin tukea toimenpiteisiinsä. Monille yrityksille bioenergian käyttö on myös voimakas imagoasia. Kaasuntuotannossa on tällä hetkellä kolme pääreaktoria ja kolme jälkireaktoria. Reaktorit ovat 6 m korkeita ja niiden läpimitta on 20 m. Reaktoreiden pohjat ovat kolmen metrin syvyydessä

12 maan alla. Reaktoreissa on 10 cm eristyskerros ja prosessi toimii ºC lämpötilassa. Tämä lämpötila on todettu stabiilimmaksi ja helpommin hallittavaksi kuin korkeammat lämpötilat. Alun perin prosessi käynnistettiin naudan lietteellä. Reaktoreihin syötetään säilörehua 60 tonnia päivässä. Prosessissa reaktorisäiliöt ovat lähestulkoon täynnä koko ajan. Kaasutilavuutta reaktoreissa on n. ½ metriä. Kaikki reaktorit ovat yhteydessä yhteiseen kaasuvarastoon. Prosessi on täysautomaattinen ja vaatii päivittäin n. viiden tunnin työpanoksen ja ympärivuorokautisen hälytysvalmiuden. Tuotetussa biokaasussa on % metaania (CH 4 ), % hiilidioksidia (CO 2 ) sekä pieniä määriä rikkivetyä (H 2 S), typpeä (N 2 ) ja happea (O 2 ). Bioenergie Laupheim myy kaasun biokaasuna ja Erdgas Südwest puhdistaa ja jakelee sen. Loppukäyttäjille myytävä kaasu on puhdistettua ja sen metaanipitoisuus pitää olla %. Puhdistuksessa biokaasusta poistetaan kosteus, hiilidioksidi ja rikkivety. Poistetut osat biokaasusta käytetään uudelleen hyödyksi. 12 Kosteus poistetaan jäähdyttämällä biokaasu 6 8 º C:een. Kondensoitunut vesi johdetaan takaisin reaktoriin. Rikki poistetaan kolmella konstilla. Ensiksi reaktorin kaasutilaan johdetaan ilmaa 30 l /h, toiseksi rehun seassa reaktoriin syötetään 12 kg rautaoksidia (Fe 2 O 3 ) kiloon rehua ja kolmanneksi loppu rikki poistetaan jodilla käsitellyllä hiilellä. Hiilidioksidi poistetaan kuudessa aktiivihiilikolonnissa ja otetaan talteen. Talteen otettu heikkokaasu sisältää 97 % hiilidioksidia ja 3 % metaania. Heikkokaasu hyödynnetään biokaasureaktoreiden lämmityksessä ja se riittää yksinomaan reaktoreiden lämmitykseen huhtikuusta lokakuuhun. Heikkokaasu hapetetaan liekittömästi 900ºC lämmössä. Käsittelyssä hiilidioksidi poistuu niin, että jäljelle jää suunnilleen sama määrä hiiltä kuin kasveissa yleensä on. Laupheimin laitoksessa tehdään myös laitetestausta ja tutkimusta. Käytössä on kaksi mikroturbiinimoottoria, toisella testataan maakaasun ja toisella biokaasun hyötykäyttöä. Testaukseen on tulossa myös uusiseelantilainen Stirling-moottori, jonka lämpöteho on 40 kw ja sähköteho 1 kw.

13 13 Kuva: Kaarlo Isokääntä Kuva 7. Näkymä Bioenergie Laupheimin reaktoreiden päältä. Takana auma maissisäilörehua raaka-aineeksi. Kuva 8. Osakkaat hakevat jäännöksen omalla kalustollaan pelloilleen lannoitteeksi. Kuva: Ritva Imppola

14 14 Kuva 8. Mikroturbiinit testauskäytössä Laupheimin laitoksessa. Kuva: Kaarlo Isokääntä Kuva 9. Puhdistettu kaasu lähtövalmiina verkkoon. Kuva: Ritva Imppola

15 4.4. Immendingen-Mauenheim bioenergiakylä Yhteyshenkilö: Ralf Keller Osoite: Dielstrasse 16, Immendingen-Mauenheim Mauenheimin bioenergiakylän Immendingenin kunnassa esitteli kylän biokaasulaitoksen perustaja Ralf Keller. Hän huolehtii biokaasulaitoksen toiminnasta, emolehmätilastaan ja hän on osakkaana kahdessa muussa biokaasuyrityksessä. Mauenheim on Baden-Württenbergin läänin ensimmäinen bioenergiakylä, joka saa kaiken tarvitsemansa energian kylään perustetuista biokaasulaitoksesta, hakkeenpolttolaitoksesta ja kiinteistökohtaisesti asennetuista aurinkokennoista. 15 Biokaasulaitoksessa on kaksi 1500 m 3 pääreaktoria ja jälkireaktori ja varastoallas. Reaktoreiden korkeus on 6 m ja halkaisija 18 m. Sähköä biokaasusta jauhaa kaksi moottoria ja generaattoria, joiden sähkötehot ovat 280 kw ja 350 kw. Sähköntuotantoyksiköt on toimitettu kontteihin asennettuna. Laitosinvestointi kokonaisuudessaan oli vuonna ,5 miljoonaa euroa. Laitoksen takaisinmaksuajaksi on laskettu 8 vuotta. Mauenheimin biokaasulaitos tuottaa 3 miljoonaa kwh sähköä ja 3 miljoonaa kwh lämpöä. Sähkö syötetään verkkoon ja tuotetusta sähköstä laitos saa tariffina snt/kwh. Syntyvä lämpö käytetään lähiverkossa kylän talojen lämmitykseen. Lämpönä käytetty energia vastaa n litraa öljyä. Tämä lämmitysmuoto tulee taloutta kohti noin 500 vuodessa edullisemmaksi kuin öljylämmitys, raha pysyy alueella ja ympäristöhyödyt ovat kiistattomat. Kylän talot on liitetty maksutta lämpöverkkoon, verkossa on 70 taloutta. Peruslämmitys hoituu biokaasulaitoksen lämmöntuotolla läpi vuoden. Kylmimpinä aikoina hakelämmityksellä tuotetaan lisätarve. Verkkoon syötetty kiertovesi on talvella +85ºC ja kesällä +70ºC. Lämpimän käyttöveden pitää olla vähintään +55ºC. Biokaasulaitos käyttää raaka-aineenaan maissia, nurmirehua ja lantaa. Maissista ja nurmesta tehdään säilömällä vuosittain 9-10 kuukauden varasto. Päivässä reaktoriin syötetään sekoittimesta ruuvikuljettimella kg raaka-ainetta, kahdesti päivässä, kg kerrallaan. Ruuvikuljettimen etu on se, että syöte sekoittuu samalla tasalaatuisemmaksi. Prosessi on nelivaiheinen. Ensimmäisessä vaiheessa reaktoriin syötetään raaka-aine. Reaktorissa viipymä on 70 pv. Toisessa vaiheessa reaktorin alaosasta massaa otetaan separaattorille, joka irrottaa nestefraktion takaisin reaktoriin. Kiinteä aines jää ulos neljäksi viikoksi, jona aikana massaan kasvaa sienirihmasto. Sienet hajottavat massan ligniiniä ja biokaasua saadaan enemmän massasta irti. Kolmannessa vaiheessa, sienikäsittelyn jälkeen, massa syötetään jälleen reaktoriin. Neljännessä vaiheessa massa siirretään jälkireaktoriin, jossa kaasua irtoaa enää n. 2 %. Lopuksi jäännös varastoidaan varastoaltaaseen, josta se ajetaan pelloille lannoitteeksi. Laitoksella on tilat jäännöksen säilyttämiseksi 7 kuukautta.

16 Laitoksen raaka-aineen ja jäännöksen kuljetukset hoidetaan vähemmän yleisessä käytössä olevaa kiertotietä, jotta ne haittaisivat mahdollisimman vähän kyläläisiä. Kuljetuksia kertyy vuoden mittaan keskimäärin 3/pv. Kuva 10. Mauenheimin biokaasulaitoksen raakaaineauma ja sekoitin. 16 Kuva: Kaarlo Isokääntä Kuva 11. Separoitua massaa odottamassa sienikasvustoa. Kuva: Kaarlo Isokääntä

17 17 Kuva 11. Jälkireaktori ja loppuvarasto Kuva: Kaarlo Isokääntä Kuva: Kaarlo Isokääntä Kuva 12. Vasemmalla pääreaktorit, takana jälkireaktori, keskellä sähköntuotantokontit.

18 18 Kuva 13. Mauenheimin bioenergiakylän biokaasulaitoksen esittelytaulu Kuva: Kaarlo Isokääntä 4.5. Erich Sigel Osoite: Weilenerstrasse 41 (14), Zimmern ob Rottweil Erich Sigel yhdessä vaimonsa kanssa esitteli oman maatilansa biokaasulaitoksen Zimmern ob Rottweilissa. Laitos on rakennettu 2004 ja liitetty sähköverkkoon joulukuussa Laitoksessa on yksi 502 m3 reaktori, laitetoimittaja on Weltec. Reaktori on yhdessä tasossa ja 200 m 3 kaasuvarasto on suoraan reaktorin päällä. Käsitelty liete pumpataan viereiseen avovarastoon. Lisäksi laitoksen yhteydessä on 85 m 3 allas tulevalle lietteelle. Tilalla on omaa peltoa 20 ha, naapuri toimittaa lisäksi 13 ha sadon laitokseen. Tilalla on 8 emolehmää, yhteensä nautoja on 20 päätä. Naapuri toimittaa laitokseen joka 3. viikko 20 lehmän, nuorkarjan ja 200 sian lietteet. Laitokseen syötetään päivittäin 2,5 t maissia, 2,4 t nurmirehua, 90 kg viljarouhetta, 1 t naudan lietettä ja 3,45 t sian lietettä. Prosessi toimii º C:ssa. Reaktoria lämmitetään vesikiertolämmityksellä.

19 Prosessissa muodostunut biokaasu jalostetaan energiaksi 75 kw:n generaattorilla ja 150 kw:n MAN bensamoottorilla. Moottori on ollut käytössä h ilman suurempia remontteja. Biokaasu käy moottorin polttoaineeksi kun sen metaanipitoisuus on %. Kaasua ei erikseen puhdisteta. Kaasussa jäljellä oleva rikki tarttuu moottoriöljyyn, joka pitää vaihtaa joka 400. tunti. Vuonna 2009 sähköä tuotettiin kwh ja kwh lämpönä. Ympäristön 16 taloutta lämpiää laitoksen lämmöllä. Kylmimpänä talviaikana lisälämpönä poltetaan öljyä. Sähkö syötetään verkkoon, siitä ei ole tarvinnut tehdä erillistä sopimusta, mutta lämmön toimituksista on sopimukset. Tuotetusta sähköstä tila saa 22 snt/kwh syöttötariffin. Laitoksen kokonaiskustannus vuonna 2004 oli Nyt vastaavan hinta olisi Investointitukea ei laitos ole saanut. Kuoletusaika laitosinvestoinnille on 20 vuotta. Taloudellisesti energian tuotto on tilalle elintärkeä. Tilan liikevaihto sähköntuoton osalta on Yrittäjäparin kokemusten perusteella heti aluksi olisi ollut hyvä ottaa laitostoimitukseen kaksi jälkireaktoria, joista kaasu olisi myös kerätty talteen. Muuten tila on ollut tyytyväinen laitoksen toimintaan. Ympäristön kanssa ei ole ollut ongelmia kun kyse on suhteellisen pienestä laitoksesta. Yleensä ongelmia ympäristön kanssa tulee isommissa laitoksissa kuljetuksista. Jäännöksen lannoitearvon nousu on ollut tilalle positiivinen yllätys. Eron raakalietteeseen huomaa kasvustossa parissa vuodessa. Tilalla ei ole suunnitelmia laajentaa biokaasulaitostaan. Tilan hallitsema hehtaarimäärä ei riitä isomman sähkötehon asentamiseen. Laitoksen aloittaessa toimintaansa 2004 oli vaatimuksena ½ ha peltoalaa asennettua kilowattia kohti. Nykyisin vaatimus on ¾ ha asennettua kilowattia kohti. Nyt asennettavat laitokset ovat vähintään 100 kw sähköteholtaan. Tila antaa täyden tunnustuksen Saksan biokaasuyhdistyksen toiminnalle alan kehittymisen eteenpäin viejänä.

20 Kuva 14. Sigelin tilan biokaasulaitos ja opintomatkaryhmä. Vasemmalla loppuvarasto, oikealla takana pääreaktori, sen edessä sekoitin ja syöttöruuvi. 20 Kuva: Ritva Imppola Kuva:Kaarlo Isokääntä Kuva 15. Sekoitinsäiliö, syöttöruuvi, ja nuori-isäntä Sigel. Kuva 16. Laitoksen polttomoottori. Kuva: Ritva Imppola

21 4.6. Agro Energie Hohenlohe GmbH Yhteyshenkilö: Thomas Karle Osoite: Bachstrasse 48, Kupferzell Biokaasuun liittyvä toiminta aloitettu 10 vuotta sitten 600 kuutiometrin bio-kaasureaktorilla ja 50 kw sähkötehon tuottavalla dieselaggregaatilla, joka on edelleen tallessa mutta nyt jo pois käytöstä. Sittemmin sähkötehoa on alettu tuottaa 300 kw tehoisella kipinäsytytteisellä moottorigeneraattori-yhdistelmällä sekä vuodesta 2007 alkaen esittelijän mukaan 200 kw mikroturbiinilla (toimittaja Greenvironment Suomesta). Vuonna 2004 valmistui uusi kuutiometrin biokaasureaktori: korkeus on 6 metriä josta puolet on suurelta osin maanalaista betonirakennetta ja yläosa näkyvillä olevaa teräs-rakennetta. Teräsrakenteeseen on esittelijän mukaan vaivattomampi tehdä läpiviennit ja sekoittimien ym. laitteiden tuennat. Reaktoriin syötetään yhteensä ton/vrk erilaisia syötteitä, joista suurin osa lehtisalaatin yli-jäämäeriä kaupoista ja tukkukaupoista ja noin neljännes maissia (lehti-artikkelin mukaan syötteenä on myös 900 oman sian tuottama lanta sekä naapurustosta tuleva naudan lietelanta sekä kananlanta). Reaktorin kaasu-tilassa on muovinen verkko rikkivetyä hajottavien aerobisten mikrobien kasvualustana. Kaasun metaanipitoisuus on noin %. Tilalla on 2 työntekijää, joiden lisäksi käytetään tarpeen mukaan ostopalveluja. Biokaasuun liittyvä liikevaihto on noin /vuosi. Omaa peltoalaa on noin 80 ha. 21 Osa mädätteestä (lehtiartikkelin mukaan neljännes) kuivataan termisesti ilman mekaanista veden erotusta kasvihuoneen kaltaisen rakennuksen lattialla (45 m x 12 m) ja pelletöidään sen jälkeen. Pelletöity tuote pakataan alle 10 litran muoviastioihin ja tuotetta markkinoidaan yksityisasiakkaalle lannoitteeksi. Mikroturbiinista tuleva pakokaasu kelpaa sellaisenaan kuivauskäyttöön (laimennetaan sopivaan lämpötilaan ilman kanssa), mutta kipinäsytytteisen moottorin pakokaasu ei ole tähän tarkoitukseen riittävän puhdasta. Mädätettä on kuivaushuoneen lattialla noin 20 cm kerros ja kuivausaika on keskimäärin 2 viikkoa (Lehtiartikkelin mukaan kesällä reilu viikko ja talvella kolmisen viikkoa. Saman artikkelin mukaan lämpötila nostetaan 20 astetta ulkoilman lämpötilan yläpuolelle. Materiaalia käännetään ja rikotaan päivittäin nelipyöräisellä itse-ohjautuvalla ajoneuvolla). Pelletöityä lannoitetta valmistetaan noin 200 tonnia vuodessa. Pelletöintilaitteiston hankintahinta jäähdyttimineen ja kuljettimineen on ollut noin Tilan myyntiartikkeleita ovat sähkö, lämpö aluelämmitysverkkoon sekä pelletöity lannoite. Esittelijän ilmoittamat moottorista ja turbiineista saatavat lämpötehot olivat niin pieniä, etteivät ne voi pitää paikkaansa (yhteensä 350 kw). Lehtiartikkeleiden mukaan mikroturbiineja on 2 kappaletta ja kummankin sähköteho on 65 kw ja lämpöteho 140 kw, eli kokonaisteho noin 130 kwel kwth. Samaisten artikkeleiden mukaan tilan pitäjä myy biokaasun eri yhtiölle (Greenvironment), joka omistaa mikroturbiinit sekä tekee niiden avulla kaasusta sähköä ja markkinoi sen edelleen. Kesäaikaan, kun aluelämmitys-verkkoon ei tarvitse syöttää suurtakaan tehoa, muodostuva lämpö käytetään mädätteen kuivaukseen. Talviaikaan suurin osa (tai kaikki) menee lämpö-verkkoon. 70 kuutiometrin varaajasäiliö tasaa tehokkaasti kulutushuippuja eikä kattiloita tarvita. Menoveden lämpötila on 75 C myös talvella.