From Waste to Traffic Fuel W-Fuel Biometaanin tuotannon ja käytön ympäristövaikutusten arviointi 12.3.2012 Kaisa Manninen MTT
Sisältö Laskentaperiaatteet Perus- ja metaaniskenaario Laskennan taustaa Tulokset Yhteenveto
Laskentaperiaatteet Tavoitteena oli laskea biometaanin valmistuksen ja käytön elinkaariset kasvihuonekaasupäästöt ja energiatase perus- ja metaaniskenaariossa. Ympäristövaikutuksia tarkasteltiin ilmastonmuutos vaikutusluokan kannalta. CO 2 -, CH 4 - ja N 2 O- kasvihuonekaasut otettiin mukaan tarkasteluun. Tulokset on esitetty CO 2 -ekvivalenttina. Greenhouse gas emission GWP (Global warming potential) Carbon dioxide CO 2 1 Methane CH 4 25 Nitrous oxide N 2 O 298
Biokaasun tuotannon ja käytön hiilijalanjäljen laskenta Yksinkertaistettu kaaviokuva (kehdosta hautaan -tarkastelu) Loppusijoittaminen Raakaaineiden hankinta - Säilörehun viljely - Biojätteen keräys jne. Raaka-aineiden kuljetus biokaasulaitokselle Biokaasun tuotanto ja jalostus Biokaasun jakelu/kuljetus ja myynti Biokaasun käyttö - Liikennepolttoaine - Mädätteen käyttö maanparanteena
Perusskenaario
Material transportation CO 2 eq emissions Manure Silage - No cultivation Straw Tops and other agricultural waste and by-products Sludge Biowaste Raw materials Extraction/purchase Transportation Raw material use Compost Incineration Soil amendment etc. Use Use Use Energy Energy use in whole product system Petrol/diesel production and use Fuel energy -Production and use Electricity - Production Heat - Production
Metaaniskenaario
Material transportation CO 2 eq emissions Biogas Biomethane Manure - Cowshed - Storage Silage - Cultivation - Harvesting Straw - Cultivation - Harvesting Tops and other agricultural waste and by-products - Harvesting Sludge Biowaste - Collection Raw materials Extraction/purchase Transportation Biogas production Biogas upgrading Refuelling station Soil amendment -Spreading -Volatilised emissions Final disposal Biogas production and upgrading Compensated electricity and heat production Emissions from biomethane transportation use Fuel energy -Production and use Electricity - Production Heat - Production Biomethane distribution and use phase Energy Energy use in whole product system
Laskennan taustaa Laskenta perustuu tutkimustuloksiin ja olemassaolevaan tietoon Täydennetty asiantuntijalausunnoilla, oletuksilla ja kirjallisuuslähteillä. Laaja tuotejärjestelmä, joten joitakin yksinkertaistuksia tehty. Tärkeimmät kriittiset oletukset: Energian käyttö: Suomen keskimääräinen sähkötuotanto, lämpö tuotettu hakekattilalla. Teknologiavalinnat: esim. biokaasulaitoksen energiankulutustiedot. Korvausprosessit (energiantuotanto perusskenaariossa vs. biokaasua metaaniskenaariossa). Biokaasun loppukäyttö (liikennekäyttö, ajoneuvotyyppi).
Päästövähennys vastaa yli 100 000 bensiiniä käyttävän henkilöauton vuosittaisia päästöjä Kymenlaakso Salo Turku Base case, total t, CO 2 192 220 195 520 266 200 Methane case, total t, CO 2 62 890 62 260 92 880 Emission reduction 67 % 68 % 65 % Number of petrol cars, 20 000 km/a 32 000 33 000 43 000 Share of region's total number of cars 34 % 85 % 29 % Energy consumption/energy production 20 % 18 % 22 % Laskennassa huomioitu myös alueilla tuotettu kaatopaikkakaasu. Helsingin alueella tilanne on erilainen, koska biokaasua tuotetaan ja käytetään paljon jo perusskenaariossa.
Raaka-ainekohtaiset päästökertoimet metaaniskenaariossa Biowaste Liquid manure, pig Silage Kotka Salo Turku kg,co 2 -eq/t 117 264 233 g,co 2 -eq/mj 33 76 67 kg,co 2 -eq/t g,co 2 -eq/mj kg,co 2 -eq/t g,co 2 -eq/mj 51 140 113 30
Kokonaispäästöt perus- ja metaaniskenaariossa 300 000 Raw material transportation Raw material extraction Petrol/diesel car traffic emissions Biomethane transportation Reject transportation Biomethane car traffic emissions Emission reduction 250 000 200 000 t, CO 2 -eq. 150 000 100 000 50 000 - Kymenlaakso Salo Turku Kymenlaakso Salo Turku Base case Methane case
g,co 2 /MJ Biokaasulaitoskohtaiset päästöt Kymenlaaksossa metaaniskenaariossa 60 50 40 30 20 10-2,6 6,0 3,8 7,4 7,0 5,9 3,6 4,8 4,8 2,5 6,4 3,3 7,4 3,8 MW
t, CO 2 -eq. Helsingin alue 60000 Total 40000 20000 0 N-ferilizer compensation Diesel replaced with biogas Traffic emissions of biomethane busses Other Raw material transportation -20000 Heat compensation from energy production -40000 Heat consumption -60000 Ämmässuo biogas plant Viikinmäki Blominmäki Agriculture mass biogas plant Total Helsinki region Electricity compensation from energy production Electricity consumption
Yhteenveto Metaaniskenaarion käsittelytapa on perusskenaariota parempi vaihtoehto ilmastonmuutoksen kannalta. Päästövähenemä noin 65% jokaisella alueella. Biokaasun liikennekäytön lisäksi, biokaasulaitokselta tulevaa mädätettä voidaan käyttää maanparanteena korvaamaan kemiallisia lannoitteita. Jos raaka-aineita käytetään jo perusskenaariossa energiantuotantoon, on tärkeää, että myös metaaniskenaariossa korvaava energia on uusiutuvilla energialähteillä tuotettua.
Contact information Researcher Kaisa Manninen GSM +358 400 148 623 kaisa.manninen@mtt.fi