Satafood ry biokaasulaitosmatka Etelä-Saksaan

Transkriptio

1 Matkaraportti Maaseudun ydinvoimaa biojalostamoista hanke Satafood ry biokaasulaitosmatka Etelä-Saksaan

2 Satafood kehittämisyhdistys ry järjesti yhdessä Ukipolis Oy:n ja Sastamalan seudun yrityspalveluiden kanssa opintomatkan Etelä-Saksan biokaasulaitoksille Matkaohjelmaan kuului varsin paljon erityyppisiä biokaasulaitoksia aina pienestä maatilamittakaavan laitoksesta teollisuuskokoluokkaan. Tässä raportissa on esitelty pääkohdat kustakin laitoksesta yleisellä tasolla. Tiistai Rosenheim Rosenheim on noin asukkaan kaupunki Münchenin eteläpuolella, jossa on 140 biokaasulaitosta. Vierailumme kohteena olevassa 4000 asukkaan kylässä laitoksia oli 14 kpl. Työttömyysaste alueella on vain 1,5 %. Usein töissä käydään tilan ulkopuolella, maanviljelys ja biokaasulaitos ovat sivuelinkeinoja. Kasvukausi on huhtikuusta lokakuun loppuun ja parhaillaan olikin menossa sadonkorjuu ja rehunteko. Nurmea voidaan korjata jopa 6 kertaa kasvukauden aikana. Maatilan keskikoko on ha ja 25 lehmää. Saksassa sähköntuotannon tariffi on pienen mittakaavan laitoksilla snt/kwh ja alv 19 %. Päivään kuului viisi yksinkertaista, tee se itse -periaatteella toteutettua laitosta. Laitoksia esittelemässä oli Herra Christian Rinser, joka oli vastuussa laitosten suunnittelusta ja toteutuksesta yhdessä generaattorirakentajan kanssa. Pienin heidän rakentama laitos oli 35 lehmän maatilalle. Herra Rinser oli vahvasti sitä mieltä, että biokaasu täytyy pitää pienen mittakaavan tuotantona. 1. Kohde Reaktori 500 m 3, kaasu- ja lietevarasto (=jälkikaasuallas) 1200 m 3. Termofiilinen prosessi. Tilalta lähtivät lehmät biokaasulaitoksen myötä. Syötteinä maissi ja lehmänlanta. Koko tilan peltopinta-ala 33 ha oli maissilla ja lehmänlanta tuli naapuritilan 150 eläimen navetasta. Sähköteho 2 x 40 kw. Lämpöä reaktorin lämmitykseen. 2

3 2. Kohde Lypsykarjatila 60 eläintä. Reaktori ja jälkikaasuallas. Syötteinä maissi ja lehmänlanta. Sähköteho 75 kw biokaasulla, lisäksi aurinkopaneelit. Laitos maksanut euroa. Herra Rinser kertoi, että karkeasti ottaen tämän kokoluokan biokaasulaitoksessa 1/3 tuloista menee laitoksen omaan käyttöön, 1/3 kunnossapitoon ja 1/3 on voittoa. 3 Reaktorin kaasutilasta otettiin säännöllisesti näyte ruiskulla ja biokaasun rikkivetypitoisuus määritettiin puristamalla kaasu ampullin läpi, jolloin matriksin värjäytyminen osoitti biokaasussa olevan rikkivedyn pitoisuuden. Generaattorivalmistajat asettavat usein rikkivetypitoisuudelle rajan 200 ppm, jotkin sallivat jopa 900 ppm. Biokaasun rikkivetypitoisuutta säädellään reaktoriin syötettävän ilman määrällä, ilman ilmalisäystä biokaasun rikkivetypitoisuus olisi 2000 ppm.

4 3. Kohde Tilalla pääelinkeino oli varaosien myynti, maatila ja biokaasulaitos olivat sivuosassa. Ei eläimiä. Peltopinta-ala 15 ha. Syötteinä maissi 1/3 ja nurmisäilörehu 2/3. Laitos maksoi euroa + verot. Sähköteho 40 kw. Biokaasulaitos oli 3 vuotta vanha, reaktori 4 metriä maan alla. Muoviset lämmitysputket olivat betoniseinien sisässä. Reaktorissa 150 vrk viipymä, minkä takia ei tarvita erillistä jälkikaasuallasta. Metaanista 80 % saadaan 80 vrk sisällä. 4

5 4. Kohde Herra Christian Rinserin oma tila. 1 ha metsää ja 10 ha omaa peltoa + 74 ha vuokralla 20 eri maanomistajalta. Peltoalasta 50 ha oli nurmella ja loput maissilla. Rosenheim:ssa alkaa olla jo pula pelloista. Lehmiä oli 65, maidontuotanto litraa vuodessa. Vuonna 1998 Saksaan tuli ensimmäinen uusiutuvan energian laki, jonka seurauksena Christian Rinserin isä aloitti biokaasuntuotannon. Ensimmäinen ajatus oli käyttää biokaasua lämmitykseen. Sähköteho ensimmäisessä laitoksessa oli 15 kw. Tilalla on museoituna ainakin epävirallisesti Saksan ensimmäinen biokaasulaitos. Reaktori ja jälkikaasuallas. Syötteet maissi ja lehmänlanta. Sähköteho 2 x 40 kw. Biokaasulämpöä hyödynnetään maissin kuivaukseen. Autotallissa oli kuivamassa 15 hehtaarin maissinjyvät. 5

6 5. Kohde Lypsykarjatila lypsyrobotilla. Sähköteho 80 kw. Lisäksi lämmitysenergiaa taloille laitoksen ympärillä. Mesofiilinen reaktori ja jälkikaasuallas, viipymä yhteensä 140 vrk. Biokaasua 55 m 3 /h. 6

7 Keskiviikko Kohde, Asum Nawaro Gmbh Isäntä on ollut kalkkunankasvattaja jo 20 vuotta. Vuonna 2004 tulivat sähköteholtaan 400 kw aurinkopaneelit. Biokaasulaitos rakennettiin v.2006 ja se palkittiin Saksan tehokkaimpana v.2008 Biokaasulaitoksen sähköteho 550 kw. Syötteinä maissi (saksalaisille nawaro) ja kalkkunanlanta, suhteessa 65 % maissia ja 35 % lantaa. Kokonaisteholtaan 1,3 MW vaakareaktori. Metaanipitoisuus 52 %. Apevaunulla syötetään maissi-lantaseosta kerran tunnissa. Vuorokaudessa seosta menee 26 tn. Kalkkunanlanta antaa prosessin tarvitsemat mineraalit, joita ei tarvitse erikseen lisätä. Lämpöä käytettiin hakkeen kuivaukseen sekä parsapellon lämmittämiseen. Näin parsa kypsyi 6 viikkoa tavallista aikaisemmin eli jo helmikuun lopussa ja siitä sai paremman hinnan. Lämmitysputket olivat cm maan alla ja yksi putki / parsapenkki. Maissinjyvät jauhettiin hienoksi jauhoksi, joka oli varsinaista power sekoitusta biokaasureaktoriin. Isäntä oli biokaasulaitokseensa tyytyväinen muuten, mutta kertoi vaakareaktorin suurten sekoittajien vievän paljon sähköä. Koko laitoksen oma sähkönkulutus oli 7 % laitoksen tuottamasta sähköstä. Biokaasuntuotanto on isännän mielestä helpompaa kuin kalkkunankasvatus, joten kalkkunapuolta hän ei aio laajentaa enää. Saksassa maissin hinta on noussut lisääntyneen käytön vuoksi ja myös biokaasulaitosten hinta on noussut 4000 eurosta 5000 euroon / tuotettu sähkö kw. Aurinkoenergiasta saa 28 snt/kwh, kun siitäkin sai ennen 57 snt/kwh. Laitos maksoi 2,5 miljoonaa. Suunnittelu ja toteutus Rückert Gmbh. 7

8 2. kohde, AgriKomp GmbH valmistama laitos Kompakti valmislaitos sikalan yhteydessä (1800 sikaa). Termofiilinen vaakareaktori ja CHP olivat kontissa, jonka lisäksi jälkikaasuallas/2.reaktori. Yhteensä viipymä 160 päivää. Schnell dual-fuel generaattori, sähköteho 75 kw. Kaikki sähkö myydään ja oma käyttö ostetaan verkosta, kuten Saksassa on tapana. Sianlannasta, jota syötettiin 15 m3 päivässä, saadaan kw sähköä. Loppusähkö tuli maissista 2500 tn/pv. Koko laitos maksoi 0,5 miljoonaa. 8

9 3. kohde, maatalousoppilaitos Suosittu retkikohde, laitoksen esittelijällä opastuksia 2-5 / pv. Reaktoriin syötetään 3 tn maissia, 3 tn lehmänlantaa ja 6 tn nurmea päivässä. Reaktori 800 m3, jälkikaasualtaat 1800 m3 ja 3000 m3. Ensimmäisen jälkikaasualtaan jälkeen mädäte separoitiin ja nestejae meni viimeiseen, suurimpaan säiliöön, josta tuli vielä 5-10 % biokaasua. Biokaasu liikkui vapaasti 2. ja 3. säiliöiden välillä, jotka toimivat siis kaasuvarastoina. Sekä neste- että kiintojae menivät peltolevitykseen. Sähköteho 290 kw. Lämmitykseen käytettiin biokaasua sekä talvella 8000 m3 haketta. Biokaasulaitoksen hinta 3,1 miljoonaa. 9

10 Torstai kohde Laitos on toiminut jo 10 vuotta ja on ensimmäisiä kananlantaa hyödyntäviä biokaasulaitoksia Saksassa. Kanala, jossa on kanaa, sijaitsee 8 km päässä biokaasulaitoksesta. Peltopinta-ala 220 ha. Perheyritys, yksi ulkopuolinen työntekijä. Alkuvaiheessa oli vaikeuksia saada lupia naapurustolta ja haasteena myös se, että laki muuttuu koko ajan. Sähköteho alkuvaiheessa 220 kw, nyt 370 kw, tavoitteena jopa 600 kw. Syötteet kananlanta, karjanlanta ja maissi. Vaakareaktorit, pystyreaktori (kuvassa RF) ja kolme jälkikaasuallasta (NG 1,2,3). Viipymä vaakareaktoreissa 18 vrk, jälkikaasualtaiden viipymää ei laskettu. Lisäksi Endlager josta peltolevitykseen lähtee mädätettä m3 vuodessa. Kananlannan käyttö on vaatinut kekseliäisyyttä hajun ja hiekan takia. Hiekan poistoon vaakareaktoreista on oma systeeminsä. Reaktorin pohjalla on ns. kaapijat, jotka keräävät hiekan keskelle allasta, josta se ruuvilla poistetaan reaktorista. Tästä huolimatta jälkikaasualtaisiin kertyy hiekkaa. Tulevat muutokset: käsityötä vähennetään, hankitaan uusi muuntaja ja uusia sekoittimia sekä kuivuri. Maissin käyttöä lisätään. Isännän mielestä on paras, että biokaasulaitos on eläinten yhteydessä eli maissin ohella käytetään myös lantaa. 10

11 2. Kohde Biokaasulaitos 120 lehmän maitokarjatilalla. Sähköteholtaan 210 kw generaattori oli tilan yhteydessä. Lisäksi 3,5 km kaasuputki kasvihuoneelle, jossa toinen generaattori, teholtaan 600 kw. Syötteinä karjanlanta (lain mukaan vähintään 30 %) ja maissi 27 tn/vrk. Nämä syötettiin reaktoriin samalla suurella apevaunulla. Reaktorin rakenne oli poikkeava sisältäen sekä termofiilisen että mesofiilisen alueen. Syöte meni ensin sisinnä olevaan termofiiliseen säiliöön, josta se siirtyi uloimpana olevaan mesofiiliseen renkaaseen. Koko biokaasulaitos sisälsi vain yhden pumpun. Metaanista 80 % tuli reaktorista ja loput jälkikaasualtaista (2 kpl). Kasvihuoneelle menevälle kaasulle tehtiin paineenkorotus ja puhdistus. Rikkivetyä poistettiin ilman lisäyksen lisäksi myös aktiivihiilisuodattimella. Saadusta lämpöenergiasta % meni prosessin lämmitykseen. Biokaasulaitoksen liikevaihto 1,2 1,3 miljoonaa. 11 Lisäksi torstaina illalla oli Rückert-Naturgas GmbH -suunnittelutoimiston edustajan luento hotellilla.

12 Perjantai Kohde, Schmack-Biogas GmbH Osa Viessmann-konsernia. Suunnittelutoimisto, jossa oli 240 suunnittelijan ja insinöörin lisäksi 15 henkilön biokaasulaitoksiin erikoistunut laboratorio. Toimiston lähellä oli heidän suunnittelemansa suuren kokoluokan biokaasulaitos, joka tuotti 10 MW teholla biokaasua e-on:n kaasuverkkoon. Syötteinä oli ainoastaan maissi, tonnia vuodessa. Parhaillaan oli menossa sadonkorjuu ja traktorit toivat maissia sadoilta eri tiloilta säilöttäväksi aumoihin biokaasulaitoksen yhteyteen. Lanta sisältää biokaasuntuotantoprosessin tarvitsemat mineraalit, mutta tässä tapauksessa, kun lantaa ei haluttu käyttää lainkaan, tarvittiin tueksi laboratorio. Biokaasua saatiin 220 m 3 tonnista maissia. Metaanipitoisuus 55 %. Maissin syöttöön oli useita syöttölaitteita, jotka samalla punnitsivat syötteen määrän. Vaakareaktori ja useita pystyreaktoreita, ei jälkikaasutusta. Viipymästä oli tingitty tavoiteltaessa suurta tehoa ja kuormitusta. Tämän kaltainen laitos on laitoksen esittelijän mukaan kannattava vasta yli 1 MW lähtien. Ei kannata harkita pienemmälle mittakaavalle. 12

13 Perjantaina iltapäivän ohjelmassa oli nopea vierailu Regensburg:in vanhassa historiallisessa kaupungissa sekä siirtyminen lentokentälle ja paluulento takaisin Suomeen. Matka oli osallistujien mukaan hyvin järjestetty ja erittäin onnistunut. Saimme kattavan kuvan Saksalaisesta biokaasuntuotannosta monessa eri kokoluokassa ja monilla eri syötteillä. Matkalla mukana olleet yrittäjät saivat paljon uutta tietoa biokaasuteknologiasta, josta on heille apua omien investointiensa suunnittelussa. 13 Raportin laatineet: Johanna Kalmari-Harju Jani Suoniemi