SELVITYS LIIKENNEBIOKAASUN JAKELUSTA JA LIIKETOIMINNASTA KESKI SUOMESSA Saija Rasi saija.rasi@jyu.fi Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos Ympäristötiede ja -tekniikka 10.12.2009
TAVOITE JA TOIMENPITEET Keski-Suomen potentiaalisen biokaasuverkon teknistaloudellinen ja liiketaloudellinen toteutusanalyysi, jonka perusteella alan toimijat ja rahoittajat voivat edetä tarkempaan suunnitteluun ja toteutukseen Suunnitelma sisältää Biokaasun tuotantokapasiteetin ja raaka-aineet Biokaasun siirto-, puhdistus- ja tankkausjärjestelmien kustannukset Esityksen biokaasun käyttäjistä, kaasun jalostuksen ja jakelun omistus- ja sopimusjärjestelyistä Verrataan kaasun puhdistuksen ja jakelun eri sijoitusja jakelujärjestelmiä ja kustannuksia Keski-Suomen biokaasupotentiaaliin verraten Haastatellaan potentiaalisia liikennepolttoainemetaanin suurkäyttäjiä Käyttökalusto ja käyttömäärät
BIOKAASUN PUHDISTUS LIIKENNEPOLTTOAINEEKSI JA KAASUN JAKELU KESKI SUOMESSA Saana Ahonen Veli-Heikki Vänttinen Saija Rasi Jukka Rintala Bio- ja ympäristötieteiden laitos Ympäristötiede ja -tekniikka
TAVOITE Selvittää ja verrata eri menetelmiä biokaasun puhdistukseen biometaaniksi Selvittää biokaasun puhdistuksen kustannuksia Laskea Keski-Suomessa tuotetun biokaasun puhdistuksen kustannuksia Tutkia biokaasun siirron ja jakelun mahdollisuuksia ja kustannuksia
BIOKAASUN PUHDISTUSMENETELMÄT Raaka biokaasu on puhdistettava maakaasua vastaavaksi ennen kuin sitä voidaan käyttää polttoaineena Hiilidioksidin, rikkivedyn, ammoniakin, partikkeleiden ja veden poistaminen Käytetyimmät menetelmät CO 2 poistoon ovat vesiabsorptio ja paineenvaihteluadsorptio (PSA) Muita tekniikoita ovat absorptio orgaanisilla liuottimilla, membraanisuodatus ja jäähdytysprosessit
VESIABSORPTIO Sekä CO 2 että H 2 S liukenevat paremmin veteen kuin metaani Vesiabsorptiossa paineistettu biokaasu johdetaan absorptiokolonniin sen alaosasta ja paineistettu vesi yläosasta Hiilidioksidi liukenee veteen, jolloin biokaasun metaanisisältö kasvaa Erityisen kannattavaa kohteissa, joissa vettä on tarjolla edullisesti eikä veden regeneraatiota tarvitse suorittaa, kuten jätevedenpuhdistamoilla
PAINEENVAIHTELUADSORPTIO (PSA) Biokaasu johdetaan esimerkiksi aktiivihiilen tai molekyyliseulan läpi, jolloin hiilidioksidi kiinnittyy adsorbtiomateriaalin pinnalle, ja puhdistettu kaasu kerätään talteen Paineenvaihteluadsorptiossa adsorptio tapahtuu korkeassa paineessa ja adsorbtiomateriaalin regenerointi tapahtuu painetta laskemalla PSA-prosessilla biokaasusta on mahdollista poistaa hiilidioksidin lisäksi vesi, partikkelit, rikkivety, siloksaanit ja halogenoidut yhdisteet Rikkivety yleensä kuitenkin poistetaan ennen PSAprosessia koska se voi kyllästää adsorptiomateriaalin
BIOKAASUN PUHDISTUSLAITOSTEN MAHDOLLISET LUKUMÄÄRÄT KESKI SUOMESSA Biokaasua Primäärienergia Nm 3 /vuosi GWh/vuosi Maatalouden jätemateriaalit ja energiakasvit 67 600 000 405 Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit 9 070 000 54 Mustankorkea Oy:n kaatopaikkakaasu 3 100 000 19 Yhteensä 79 770 000 478 n. 30 000 henkilöautoa vuodessa! Puhdistuslaitoksen kapasiteetti (Nm 3 /h) biokaasua 50 100 250 500 1000 1500 2000 Laitosten lukumäärä 187 94 37 19 9 6 5
BIOKAASUN PUHDISTUKSEN INVESTOINTIKUSTANNUKSET Lähde: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, Oberhausen
KAASUNPUHDISTUSMENETELMÄT JA KUSTANNUKSET Keski-Suomessa tuotetun biokaasun puhdistuksen investointikustannukset eri kokoisilla puhdistuslaitoksilla
KAASUNPUHDISTUSMENETELMÄT JA KUSTANNUKSET Keski-Suomessa tuotetun biokaasun puhdistuksen kokonaiskustannukset eri kokoisilla puhdistuslaitoksilla
BIOKAASUN PUHDISTUKSEN KOKONAISKUSTANNUKSET Puhdistuslaitoksen kapasiteetti (Nm 3 /h) biokaasua 250 500 1000 1500 2000 CO 2 -puhdistuksen kustannukset c/kwh 2.23 1.66 1.37 1.25 1.20 CO 2 -puhdistuksen kustannukset /Nm 3 0.22 0.17 0.14 0.13 0.12 Lähde: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, Oberhausen
KAASUN SIIRTO JA TANKKAUSKUSTANNUKSET Biometaani voidaan kuljettaa putkessa tai paineistetussa, vaihtolavan tavoin toimivassa pullopatterissa Biometaania voidaan myös syöttää maakaasuverkkoon Pullopatterikuljetus investointina edullisempi kuin siirto putkella, mutta kuljetuskustannukset suuremmat Tankkausaseman investointikustannuksia: Varikkoasema busseille/jäteautoille/muulle raskaalle kalustolle Pieni julkinen (tankkaus klo 21-06 välillä) tankkausasema Vuosivolyymi MNm 3 2.5 - Kapasiteetti Nm 3 /h 800 100 (4 barg imupaineella) Kokonaisinvestointi (sis. tekniikka, rakentaminen, projekti) 1 200 000 600 000 Käyttökustannukset c/nm 3 10 20
LAITOSKOKO ESIMERKKEJÄ KESKI SUOMESSA KUNTA Biokaasua Puhdistuslaitos kapasiteetti Puhdistuslaitoksen investointikustannus Puhdistuslaitoksen kokonaiskustannus CH 4 - käyttöisiä hlö autoja vuodessa m 3 /h m 3 /h Milj. /vuosi /m 3 JYVÄSKYLÄ 1660 1500 1,7-2,9 980 000 0,13 4900 JÄMSÄ 870 ÄÄNEKOSKI 555 LAUKAA 630 500 1,2 430 000 0,17 1600 HANKASALMI 560 JOUTSA 310 KEURUU 390 250 1,0 290 000 0,22 800 UURAINEN 220
POTENTIAALISTEN SUURKÄYTTÄJIEN NÄKEMYKSIÄ BIOKAASUN LIIKENNEKÄYTÖSTÄ Antti Saari Sini Eronen Franziska Wagner Tiina Onkila Hanna-Leena Pesonen Taloustieteet
TAVOITE JA TOTEUTUS Haastatteluja Jyväskylän ja Jämsän seuduilla mahdollisille suurkäyttäjille Tavoitteena selvittää potentiaalisten suurkäyttäjien näkemyksiä biokaasun käyttöönotosta liikennepolttoaineeksi Haastattelut toteutettiin loka-marraskuussa 2009 teemahaastatteluina
BIOKAASUN KÄYTÖN MAHDOLLISUUDET Kaikilla haastateltavilla positiivinen asenne aiheeseen Osa haastateltavista koki biokaasun käytön aloittamisen helpommaksi henkilöautoliikenteessä kuin raskaassa liikenteessä Hinnan vakaus koettiin positiivisena Lähes kaikki kokivat biokaasun käyttöön liittyvät imagotekijät merkittäviksi biokaasun valinnassa Ympäristöasioiden merkitys potentiaalisille suurkäyttäjille vaihteli Paikallisuus koettiin positiiviseksi, mutta ei merkittäväksi polttoaineen valinnassa
BIOKAASUN KÄYTÖN HAASTEET Ajoneuvojen sopivuus käyttötarkoitukseen Jälkimarkkinat Julkisen sektorin organisaatiossa kilpailuttaminen Tankkauspaikan sijainti Polttoaineen saatavuuden varmuus (paikallisuus) Verotukseen liittyvät kysymykset Tarvitaan alueellisia suunnannäyttäjiä Haasteet ajosäteessä
YHTEENVETO Biokaasun vastaanotto tutkituissa organisaatioissa oli erittäin positiivinen Haasteena nähtiin sopivien ajoneuvomallien niukkuus Molemmilta tutkituilta alueilta puuttuu jakeluyrittäjä kartoitetaan kansainvälisiä esimerkkejä, miten jakeluyrittäjät ovat tulleet markkinoille Italia, Itävalta, Sveitsi, Ruotsi, Saksa Ainoastaan Ruotsissa merkittävästi edistytty biokaasun liikennekäytössä
landfill WWTP Farm biogas plant
Kiitos!