Biokaasun rooli kiertotaloudessa

Samankaltaiset tiedostot
Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Biomassaresurssin kokonaishyödyntäminen

ENKAT hanke: Biokaasun tuotantoketjun energiatase ja kasvihuonekaasupäästöt. MMM Mari Seppälä Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos

Jätteestä liikennepolttoaineeksi

Sinustako biokaasuyrittäjä?

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin

Keski-Suomen biokaasupotentiaali raaka-aineiden ja lopputuotteiden hyödyntämismahdollisuudet

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit

Biometaanin tuotannon ja käytön ympäristövaikutusten arviointi

Biokaasun mahdollisuudet päästöjen hillitsemisessä

Sinustako biokaasuyrittäjä?

BiKa-hanke Viitasaaren työpaja Uusiutuvan energian direktiivi REDII ehdotus

Biokaasulaskuri.fi. Markku Riihimäki Erika Winquist, Luonnonvarakeskus

Maailman hiilidioksidipäästöt fossiilisista polttoaineista ja ennuste vuoteen 2020 (miljardia tonnia hiiltä)

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Maapallon kehitystrendejä (1972=100)

Biokaasu nyt ja tulevaisuudessa tuottajan näkökulma

Biokaasun jakelu Suomessa

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Maatilojen biokaasulaitosten toteuttamismallit Erkki Kalmari

Biokaasun jakelu Suomessa

Sanna Marttinen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT)

SATAKUNNAN BIO- JA KIERTOTALOUDEN KASVUOHJELMA. Koordinaattori Sari Uoti

Väestön kehitys maapallolla, EU-15-maissa ja EU:n uusissa jäsenmaissa (1950=100)

TEHOLANTA SEMINAARI Biokaasun tuotannon kannattavuus

BIOENERGIASTA VOIMAA ALUETALOUTEEN SEMINAARI Kainuun liikennebiokaasutiekartta liikennebiokaasun tuotanto Kainuussa

Lantalogistiikka-hanke: Naudan lietelannan kuivajae biokaasulaitoksen lisäsyötteenä

Täyttä kaasua eteenpäin Keski-Suomi! -seminaari ja keskustelutilaisuus Hotelli Rantasipi Laajavuori, Jyväskylä

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Kaasukäyttöisen liikenteen mahdollisuudet. Parlamentaarinen liikenneverkkotyöryhmä

BIOKAASUNTUOTANTO SAARIJÄRVI

Biokaasun tuotanto on nyt. KANNATTAVAMPAA KUIN KOSKAAN Tero Kemppi, Svetlana Smagina

Jätteestä liikennepolttoaineeksi hanke näyttää vihreää valoa biokaasun liikennekäytölle

BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto

BIOJALOSTAMOITA POHJOISMAISSA

Biokaasuntuotannon alueelliset mahdollisuudet Pohjois Savossa

Biokaasulaitoksen sijoituspaikaksi Mänttä

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Biokaasun tuotanto ja käyttö Suomessa. Prof. Jukka Rintala Ympäristötieteet Jyväskylän yliopisto

Maailman hiilidioksidipäästöt fossiilisista polttoaineista ja ennuste vuoteen 2020 (miljardia tonnia) Yhteensä Teollisuusmaat Kehitysmaat Muut

Joutsan seudun biokaasulaitos

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ

Energiantuotanto ja ravinnekierto maatilalla Case Palopuron agroekologinen symbioosi

Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen

Liikennebiokaasu ja Suomi Joensuun tiedepuisto Biokaasun jakelu maakaasuverkossa Suomessa

Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus

BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA

Mitä uutta kaasualalla? Tallinna

Uusiutuvan energian trendit Suomessa. Päivitetty

Virolahden biokaasulaitokselta biokaasua jakeluverkkoon

Biokaasun mahdollisuudet ja potentiaali Keski-Suomessa Outi Pakarinen, Suomen Biokaasuyhdistys ry

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista?

Kunnalliset jätevedet resurssina

Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Biokaasun tuotanto- ja käyttömahdollisuudet Jouni Havukainen

Maatalouden haastavien jakeiden sekä vesistömassojen hyödyntäminen energiana, maanparannusaineena ja ympäristöpalveluina Juha Luostarinen

RAVINNE- JA ENERGIAOMAVARAINEN RUOKAJÄRJESTELMÄ

Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla

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

Bioenergiaan liittyvät uudet liiketoimintamahdollisuudet

Uusiutuvan energian trendit Suomessa. Päivitetty

Fortum Otso -bioöljy. Bioöljyn tuotanto ja käyttö sekä hyödyt käyttäjälle

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Peltobiomassojen hyödyntäminen biokaasun tuotannossa. Annimari Lehtomäki Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos

BIOKAASUN ENERGIATEHOKKAAT KÄYTTÖRATKAISUT Energiatehokas vesihuoltolaitos

BIOMODE Hankeohjelma biokaasun liikennekäytön kehittämiseksi

Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

- Vuonna 2014 Lapissa oli maatilaa:

Maailman hiilidioksidipäästöt fossiilisista polttoaineista ja ennuste vuoteen 2020 (miljardia tonnia)

Lannasta kanna(avas* biokaasua? Mahdollisuudet

Biokaasua yritysten kuljetuksiin ja energian tuotantoon Oulun alueella

Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet Juha Luostarinen

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Biobisnestä Pirkanmaalle

Yleistä biokaasusta, Luke Maaningan biokaasulaitos

BIOKAASUN NYKYTILA,KEHITTÄMISTOIMENPITEET JA HYÖTYKÄYTÖN EDISTÄMINEN

Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa. Juha Luostarinen Metener Oy

Haminan Energia Biokaasulaitos Virolahti

Biokaasusektorin viestit vaaleihin 2019

Maatalouden kuivamädätyslaitos Juha Luostarinen Metener Oy

Energia ja ilmastonmuutos- maatilojen uusiutuvan energian ratkaisuja

Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus

Kokoeko-seminaari. Kaasutankkausverkoston laajeneminen ja sen edellytykset

PVO-INNOPOWER OY. Tuulivoima Suomessa ja maailmalla Tuulta Jokaiselle, Lapua Suunnitteluinsinööri Ari Soininen

Kymen Bioenergia Oy NATURAL100

Biokaasu traktori on jo teknisesti mahdollinen maatiloille Nurmesta biokaasua, ravinteet viljelykiertoon - seminaari

Maatalouden biokaasulaitos

Kiertotalous maataloudessa

METSÄT JA ENERGIA Kannattaako keskittyä hajautettuun? Pekka Peura

EKOENERGO OY SÄHKÖN JA LÄMMÖN TUOTANNON VAIHTOEHTOJEN VERTAILU HELSINGIN SEUDULLA Asko Vuorinen Ekoenergo Oy

Transkriptio:

Biokaasun rooli kiertotaloudessa Saija Rasi Tuotantojärjestelmät Biojalostusteknologiat ja tuotteet saija.rasi@luke.fi p. 0295326469 Luonnonvarakeskus

Mitä on kiertotalous? Pyritään maksimoimaan tuotteiden, komponenttien ja materiaalien sekä niihin sitoutuneen arvon kiertoa taloudessa mahdollisimman pitkään Tuotanto ja kulutus synnyttävät mahdollisimman vähän hukkaa ja jätettä. 7.11.2018 Luonnonvarakeskus

Sisältö Biokaasun monet käyttömahdollisuudet Biokaasutalouden hyödyt Kansainvälinen biokaasuyhteistyö Käytännön esimerkkejä Luonnonvarakeskus

Biokaasun monet käyttömahdollisuudet Luonnonvarakeskus

Biokaasuprosessi Biohajoava jäte Teollisuus Yhdyskunnat Energiakasvit Maatalous Lanta Sivutuotteet Biokaasuprosessi Hiilidioksidin hyödyntäminen Teollisuus Kasvihuoneet Kylmäsäilytys P2G Biokaasu CH 4 CO 2 Jäännös Ravinteet Orgaaninen aine Energiaa Lämpö Lämpö ja sähkö Alueverkko Maakaasuverkko Liikennepolttoaine Pelto Muut käyttömahdollisuudet

Biokaasulaitos osana kiertotaloutta Al Seadi ym 2018

Ajureita Energia turvallisuus Energia turvallisuus Vähennetään tuontiriippuvuutta Tasainen energiantuotanto Energian tuotanto vastaamaan kulutusta Sähköverkon tasapainottaminen muiden uusiutuvien rinnalla Joustava energiantuotanto sähköverkkoon Mahdollisuus siirtyä fossiilivapaaseen energiantuotantoon

Sähkö: perinteinen käyttötapa & haasteet Alhainen hyötysuhde Tarve käyttää lämpöä, joka ei aina ole mahdollista laitoksen sijainnin vuoksi vaihtoehtona tuottaa biometaania ajoneuvokäyttöön tai maakaasuverkkoon -sijainti Hyötysuhdetta voidaan kasvattaa keskitetyillä biokaasulaitoksilla tai keskitetyillä CHP yksiköillä biokaasuverkkoa hyödyntäen Mm. Saksassa mahdollisuus saada sähköstä parempaa tuottoa tuottamalla ns. piikkienergiaa

Sähkön tuotanto ja kulutus tarve piikkienergian tuotannolle Source: Agora Energiewende: Germany in June 2013

Tuulivoiman tuotto ja sähkön kulutus 3 viikon jaksoissa Tanskassa Marraskuussa 2012 & 2020 2012 2020 Source: Sørensen, Nordic Biogas Conf. 2014

Mahdollisuus? Voidaanko biokaasua käyttää sähköverkon vaihtelujen tasaamiseen? On kokeiltu nostaa biokaasun varastointikapasiteettia ja vaihtelevaa biokaasun tuotantoa Suurempi tuotto joustavasta sähköntuotannnosta voisi parantaa biokaasulaitosten kannattavuutta Haaste suunnitella ja operoida laitoksia

Varastointi ja siirretty käyttö Yksittäiset biokaasulaitokset puskurivarastolla Ryhmä biokaasulaitoksia & yhteinen kaasuvarasto (kaasukello)

Varastointi kapasiteetteja CAES: compressed air energy storage PHS: pumped hydro storage Source: Specht et al, 2011

Biokaasun jalostaminen ajoneuvokäyttöön tai maakaasuverkkoon Erilaisia jalostusteknologioita Vesipesu Amiinipesu PSA Membraanit Kryogeeninen CO 2 edelleen käyttöön e.g. Power to gas

Power-to-gas Option: H 2 by electrolysis from variable output renewables (e.g. solar and wind) + CO 2 from upgrading of biogas (Sabatier process): 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2H 2 O ( H = 165.0 kj/mol) Option: In-situ H 2 reaction with CO 2 in digester to give "upgraded biogas" in single step* A perspective on the potential role of biogas in smart energy grids * Haldor Topsøe, Nordic Biogas Conf. 2014 IEA Bioenergy Task 37 Publication Persson et al., 12-2014, (ISBN 978-1-910154-13-7)

Biokaasuprosessilla tuotettavat muut tuotteet Prosessin hyödyntäminen arvokomponenttien tuottamiseen Biomaterials e.g. biowaste, sludges, side streams Anaerobic digestion Volatile fatty acids e.g. acetic, propioni, butyric acids Chemical transformation Biomaterials, -chemicals, -fuels Biogas (methane, carbon dioxide) Luonnonvarakeskus

Mahdollisuuksia kaupunkiympäristössä www.bestfinalreport.fi Luonnonvarakeskus

Biokaasutalouden hyödyt Luonnonvarakeskus

Merkitys energiantuotannossa Teoreettinen biokaasupotentiaali on noin 24 TWh, teknistaloudellinen noin 10 TWh 86% potentiaalista maataloudessa 1,5 TWh lannoista 7,3 TWh energiakasvit ja kasvijäte Teknistaloudellinen potentiaali CHP-tuotannossa vastaisi 3% kokonaissähkönkulutuksesta Suomessa Liikennekäytössä sama määrä vastaisi noin 14% liikennepolttoaineen kulutuksesta Suomessa

Tuotetun energian täysimääräinen käyttö maatiloilla haastavaa Esimerkki: biokaasulaitoksen sähkön nettotuotto ja maatilan sähkönkulutus Sähkönkulutukseen vaikuttaa mm. eläinten laiduntaminen Esimerkki: Biokaasulaitoksen lämmön nettotuotto ja maatilan lämmönkulutus Winquist ym. 2015

Esimerkki Kuva: Saija Rasi Kuva: Jari Lindeman 1 ha timotei nurmea 36 000 50 000 km

Merkitys KHK-päästöille REDII direktiivin mukaan päästövähennys fossiilisiin verrattuna tulee liikenteen kaasumaisille polttoaineille olla vähintään 65 % (v. 2021 alkaen) Kivennäismaa Maltillinen typpilannoitus keväisin Hyvin kalkittu maa Nurmirehun säilöntä (apilanurmi kuitenkin vaikeampi säilöä kuin nurmi) Kolmen vuoden viljelykierto Sähkön tarve ostosähkönä (Suomen keskimääräinen sähköntuotanto) Lämpö puuhakkeella Ei metaanivuotoja Jäännöksen käyttöä ei huomioitu Jalostus ja paineistaminen laskettuna keskimääräisenä ostosähkönä

Esimerkki (1) -76 % Kivennäismaa Maltillinen typpilannoitus keväisin Hyvin kalkittu maa Nurmirehun säilöntä (apilanurmi kuitenkin vaikeampi säilöä kuin nurmi) Kolmen vuoden viljelykierto Sähkön tarve ostosähkönä (Suomen keskimääräinen sähköntuotanto) Lämpö puuhakkeella Ei metaanivuotoja Jäännöksen käyttöä ei huomioitu Jalostus ja paineistaminen laskettuna keskimääräisenä ostosähkönä

Esimerkki (2) Orgaaninen maa Maltillinen typpilannoitus keväisin Hyvin kalkittu maa Nurmirehun säilöntä (apilanurmi kuitenkin vaikeampi säilöä kuin nurmi) Kolmen vuoden viljelykierto -53 % Sähkön tarve ostosähkönä (Suomen keskimääräinen sähköntuotanto) Lämpö puuhakkeella Ei metaanivuotoja Jäännöksen käyttöä ei huomioitu Jalostus ja paineistaminen laskettuna keskimääräisenä ostosähkönä

Merkitys ravinteiden kierrätykselle Photo: Arja Seppälä Hyvin suunniteltu biokaasun tuotanto voi lähialueen peltoviljelyn kanssa muodostaa lähes suljetun ravinnekierron Ravinteiden hyödyntämisen suunnittelussa on ohjenuorana nitraattiasetus ja ympäristökorvausjärjestelmä

Tuotantoeläimien keskittyminen keskittää myös ravinteita Lannan sisältämä fosfori riittäisi korvaamaan Suomessa käytetyn fosforilannoitteen Tarvitaan taloudellisesti toimivia prosesseja ravinteiden konsentroimiseen Markkinoille sopivat ja helposti kuljetettavat lannoitevalmisteet Ylivainio ym. 2014

Muita hyötyjä KHK vähennys Energia turvallisuus Metaanin ja hiilidioksidin käyttö uusina materiaaleina Ruoka, rehu, kemikaalit Energiavarasto (P2G) Jätevirtojen käsittely Orgaaniset jätteet Jätevedet Haja-asutusalueille uutta liiketoimintaa Luonnonvarakeskus

Kansainvälinen biokaasuyhteistyö: IEA Bioenergy Task 37: Energy from Biogas An international working group which covers the anaerobic digestion (AD) of biomass feedstocks The main interests are the production of biogas for use directly for heat and power, upgrading of biogas to biomethane, utilisation of biogas/biomethane for electricity grid balancing and high quality digestate that can be used as biofertiliser Task 37 addresses the whole biogas production chain from feedstock collection and pretreatment to biogas upgrading, biofertiliser application and process chain sustainability. Members from 14 countries http://www.iea-biogas.net/

Osallistuvat maat: Australia Itävalta Brasilia Tanska Ranska Suomi Saksa Irlanti Korea Norja Ruotsi Sveitsi Alankomaat Iso-Britannia Viro Kanada Intia

Käytännön esimerkkejä Luonnonvarakeskus

Kalmarin tila, Laukaa

Palopuro, Hyvinkää Helenius ym. 2017

Lopuksi Biokaasuprosessia tulisi tarkastella kokonaisuutena eikä vaihtoehtoisesti energiantuotantolaitoksena, maatalouden investointina, jätteenkäsittelylaitoksena tai lannoitevalmisteen tuotantolaitoksena Biokaasun ympäristöhyödyt, kuten hajuhaittojen väheneminen ja lannan ravinnearvon paraneminen sekä ravinnekierron edistäminen tunnetaan ja tunnustetaan hyvin, mutta niitä ei käytännössä huomioida tukia myönnettäessä. Kokonaisvaltainen ajattelutapa edellyttäisi joustavuutta ja poikkisektoriaalista asiantuntemusta ja ajattelua myös hallinnossa.

Kiitos! saija.rasi@luke.fi Photo: www.valtra.fi