MAA- JA ELINTARVIKETALOUDEN TUTKIMUSKESKUS BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA Elina Virkkunen, vanhempi tutkija MTT Sotkamo p. 040 759 9640 22.3.2013 MTT Agrifood Research Finland 22.3.2013 MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013 Marjojen ja vihannesten viljelytutkimus Biokaasu- ja energiakasvitutkimus Rehukasvien viljelytutkimus Maaseutupolitiikan tutkimus Tiedonsiirto alueen maaseutuyrittäjille Pystymme ottamaan uusia toimialueita ja tarvittaessa linkittämään Kainuuseen koko MTT:n osaamisen. Toimialat ja niiden painoarvot vaihtelevat rahoitustilanteesta riippuen. Liikevaihto vajaa 1 000 000. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 2 tutkimuskeskus 1
MTT Sotkamo: Resurssit 2013 - Toimitilat: Päärakennus, konehalli-paja, konekatoksia - 40 ha peltoa koetoimintaan 0-3 km säteellä tutkimusasemasta - Pilottibiokaasureaktori - Henkilökuntaa vuodenajasta riippuen 15-30 - 7 tutkijaa - 3 tutkimusmestaria - 2 toimistosihteeriä - 2 muuta ympärivuotista Mitä on biokaasu? Kaasuseos, joka sisältää syntypaikasta riippuen 40-70 % metaania 30-60 % hiilidioksidia Pieniä määriä muita kaasuja, kuten rikkivetyä Syntyy hapettomissa oloissa, kun pieneliöt mädättävät eloperäistä ainesta Kaatopaikoilla, soilla, eläinten suolistossa Tuotettu metaani Suomessa Suurin osa kaatopaikoilta Keskitettyjä laitoksia Maatilalaitoksia 12 (Saksassa 7 000) Suomessa sähkötariffi vain isoille laitoksille (100 kva) Investointituki 15 % + korkotuki 20 % MTT Agrifood Research Finland 4 tutkimuskeskus 2
Biokaasun käyttömahdollisuudet Lämmöntuotanto: kaasupoltin Yhdistetty lämmön ja sähköntuotanto: kaasumoottori, kaasuturbiini Sähköä 30-40 %, lämpöä 50-60 % Liikennepolttoaineena tai injektoidaan maakaasuverkkoon Poistetaan hiilidioksidi, rikkivety, epäpuhtaudet ja kosteus Paineistetaan Kuvat MTT/Pekka Heikkinen Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 5 Miksi biokaasua? Omavaraisuus lämpö ja sähkö, myös liikennepolttoaine Uusia myyntituotteita Maatilalla on raaka-aineet omasta takaa Ravinnekiertojen sulkeutuminen Ravinteet muuttuvat käyttökelpoisempaan muotoon (typpi) Keinolannoitteiden tarve vähenee Käsiteltävien materiaalien hygienisoituminen Alhaiset metaani-, hiilidioksidi-, hiukkas-, typenoksidi- ja hajupäästöt (vrt. avoin lietesäiliö) Tuotanto hajautettua, harvaanasutut alueet hyötyvät, raha jää aluetalouteen Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 6 tutkimuskeskus 3
Esimerkkejä metaanituotoista (Sari Luostarinen ja Ville Pyykkönen) 1 m 3 lietelantaa (ka. 7 %) = 12 m 3 metaania = 12 litraa kevyttä polttoöljyä =120 kwh energiaa 1 lehmä tuottaa 25 m 3 lietelantaa/v. = 300 m 3 CH 4 = 300 litraa k.p.ö. = 3 MWh/v 5 lehmää = 16 MWh/v = 1 omakotitalon tai 1 auton kuluttama energia Paali säilörehua (800 kg, ka. 30 %) = 80 m 3 CH 4 = 800 kwh energiaa 1 ha nurmea (20 t/ha, 6 t ka/ha) = 2000 m 3 CH 4 = 20 MWh energiaa = yli 1 auto tai yli 1 omakotitalo Vrt. pinokuutiometri kuivaa koivupilkettä vastaa energialtaan 170 litraa k.p.ö. = 1700 kwh Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 7 Maatilakohtainen biokaasulaitos MTT Maaninka Sähkö/lämpö koeasemalle Lietesäiliö Uusi pihattonavetta Tekninen tila, jossa -kaasun mittaus -automaatio- ja prosessinhallintalaitteet -kaasun käsittely -CHP-laite (sähkön ja lämmön yhteistuotanto) Biokaasureaktori/ kaasuvarasto Kasvibiomassan syöttö Jälkikaasuallas/ kaasuvarasto Lietelinja Käsitelty materiaali varastoaltaisiin ja peltolevitykseen Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 8 tutkimuskeskus 4
ÄPYLI, MTT Sotkamo Tilavuus 4 m3 Valmistui 2008 Syöte kuivaa ÄPYLI MTT Agrifood Research Finland 22.3.2013 9 SYÖTE KUIVA AINEPITOISUUS 20,9 ± 2,5 % 10 JÄÄNNÖS KUIVA AINEPITOISUUSPITOISUUS 11,3 ± 2,3 % tutkimuskeskus 5
Reaktorikokeet Jatkuvatoimiset koejaksot à 3 4 kk Massan poisto ja syöttö joka päivä Syötteinä kuivalanta ja kalanperkuujäte SYÖTE NAUDAN KUIVALANTA KUIVALANTA + KALANPERKUUJÄTE 10 % KUIVALANTA + KALANPERKUUJÄTE 25 % METAANIA 22 m 3 / tonni märkäp. 57 m 3 / tonni märkäp. 84 m 3 / tonni märkäp. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 11 Biojäte ja hepolanta 1.11.2011-31.12.2014 280 000, Kainuun ELY-keskus, EAKR Biojätteen biokaasutus Hevosenlannan tuubikompostointi Kainuun tallien lantahuollon kartoitus MTT Agrifood Research Finland 12 tutkimuskeskus 6
Hevosenlannan tuubikompostointi Koetuubit kompostoituvat vuoden Eri lantaseoksia Kainuun tallien lantahuollon kartoitus Pekka Heikkinen Henri Karjalainen Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 27.3.2013 13 Kalmari, Laukaa Vuorenmaa, Haapavesi Riihimäki, Halsua tutkimuskeskus 7
Merkittäviä askeleita ja upeita esimerkkejä Kainuussa Itä-Suomen ensimmäiset maatilareaktorit Suomussalmella - Haatajan tilalle 2009 - Moilasen tilalle 2011 MTT Agrifood Research Finland 15 Teija Paavola Intia -yhden perheen biokaasulaitos 16 David Fullford tutkimuskeskus 8