BIOKAASUN TUOTANTOPROSESSI JA -TEKNOLOGIAT



Samankaltaiset tiedostot
Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla

Siipikarjanlannasta biokaasua

Maatilatason biokaasuratkaisut

Biokaasuprosessin materiaalivirtojen. mahdollisuudet

Yleistä biokaasusta, Luke Maaningan biokaasulaitos

Ajankohtaista mädätteiden käytöstä

Prosessoimalla lannasta ja muusta eloperäisestä materiaalista biokaasua ja ravinnetuotteita markkinoille. Sari Luostarinen

Biokaasu nyt ja tulevaisuudessa tuottajan näkökulma

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

Biokaasuprosessi. prosessi. Maakunnallinen biokaasuseminaari, Frami,, Seinäjoki FM Teija Paavola skylän n yliopisto

Käytännön kokemuksia VamBion biokaasulaitokselta

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

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ

Kierrätysravinteita erilaisiin käyttötarkoituksiin. Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biokaasuyhdistyksen seminaari Messukeskus, Helsinki

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Biovakan yritysesittely

Mädätyksen lopputuotteet ja niiden käyttö Kehityspäällikkö Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biolaitosyhdistyksen teemaseminaari 7.11.

Lannan käsittelyteknologiat nykyajan maatilalla

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit

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

Biokaasuun perustuva lämpö- ja energiayrittäjyys

MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013

Biokaasulaskurin esittely

Lannan ja muiden eloperäisten materiaalien PROSESSOINTI

BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA

Biokaasua muodostuu, kun mikrobit hajottavat hapettomissa eli anaerobisissa olosuhteissa orgaanista ainetta

BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto

Biokaasun jakelu Suomessa

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Ympäristöliiketoiminnan kasvava merkitys

Liikennebiokaasu ja Suomi Joensuun tiedepuisto Biokaasun jakelu maakaasuverkossa Suomessa

Biokaasututkimus Suomessa Mitä selvitetään ja miksi? Onko meillä biokaasupotentiaalia?

- Vuonna 2014 Lapissa oli maatilaa:

JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA BIOKAASUNTUOTANNOSSA JA MAANPARANNUKSESSA

Biokaasun mahdollisuudet päästöjen hillitsemisessä

Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen

Keski-Suomen biokaasupotentiaali raaka-aineiden ja lopputuotteiden hyödyntämismahdollisuudet

KUIVAKÄYMÄLÄT KÄYTTÖÖN

BIOKAASUN JA MAAKAASUN KYTKENTÄ Case Nastola. Maakaasuyhdistyksen kevätkokous Björn Ahlnäs Gasum Oy

Biokaasuseminaari

Biokaasun jakelu Suomessa

Kerääjäkasveista biokaasua

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Lannan käsittelyn tekniikat ja kannattavuuden edellytyksiä

JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA ENERGIANTUOTANNOSSA JA PELTOVILJELYSSÄ

REKITEC OY/Tero Savela Kalajoki

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Biokaasu prosessitekninen näkökulma Juha Luostarinen, Metener Oy

Jätteestä energiaa ja kierrätysravinteita BioGTS Oy

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Biokaasu sisältää tavallisesti. Biokaasuntuotannon perusteita. Biokaasua muodostuu. Miksi biokaasua tuotetaan?

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista?

Kiertotalous alkaa meistä Bioenergian kestävyyden arviointi Kommenttipuheenvuoro

Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä

Taaleritehtaan Biotehdas investoi biokaasulaitoksiin Suomessa. Eeli Mykkänen, VamBio Oy Keski-Suomen energiapäivä

ENERGIAA JÄTEVESISTÄ. Maailman käymäläpäivän seminaari - Ongelmasta resurssiksi

Biokaasulaskuri.fi. Markku Riihimäki Erika Winquist, Luonnonvarakeskus

Yhdyskuntalietteen käyttö

Lantalogistiikka-hanke: Naudan lietelannan kuivajae biokaasulaitoksen lisäsyötteenä

Sanna Marttinen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT)

Kymen Bioenergia Oy NATURAL100

Joutsan seudun biokaasulaitos

Haminan Energia Biokaasulaitos Virolahti

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Biokaasun tuotanto- ja käyttömahdollisuudet Jouni Havukainen

Kotieläinkeskittymän ravinteiden uusjako kehitystä kestävästi

Virolahden biokaasulaitokselta biokaasua jakeluverkkoon

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Toteutussuunnitelma omakotitalon biokaasutuotannosta

RAVINNEVISIO. Tiina Mönkäre a, Viljami Kinnunen a, Elina Tampio b, Satu Ervasti b, Eeva Lehtonen b, Riitta Kettunen a, Saija Rasi b ja Jukka Rintala a

Päätösmallin käyttö lietteenkäsittelymenetelmän valinnassa

BIOKAASUNTUOTANTO SAARIJÄRVI

Kierrätyslannoitevalmisteiden kiemurat uusi opas kierrätysravinteiden tuottajille

Jätevesilietepohjaisen fosforin käyttökelpoisuus lannoitteena

Biolaitostuotteiden käyttö maataloudessa. Biolaitosyhdistyksen juhlaseminaari , Helsinki

Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus

JÄTTEESTÄ PUHTAITA AJOKILOMETREJÄ. Sanna Marttinen, MTT From waste to traffic fuel (W-FUEL)-hanke Työpaja Kotkassa

Kasvissivutuotteen hyödyntäminen maanparannusaineena. Marja Lehto, Tapio Salo

Sinustako biokaasuyrittäjä?

Maatalouden kuivamädätyslaitos Juha Luostarinen Metener Oy

Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus

Orgaanisten lannoitevalmisteiden tuotanto Honkajoen ja Huittisten biokaasulaitoksilla. Viljelijätilaisuudet

Kooste biokaasulaitosten kannattavuusselvityksistä Keski-Suomessa

Maatilojen biokaasulla energiaa, päästövähennyksiä ja ravinnekiertoja

Mädätteen käyttö lannoitteena Kiertotalouspäivät Juhani Viljakainen Tuotepäällikkö

Peltobiomassojen viljelyn vaikutus ravinne- ja kasvihuonekaasupäästöihin

Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet Juha Luostarinen

Kiintoaineen ja ravinteiden poiston tehostaminen yhdyskuntajätevedestä mikrosiivilällä. Petri Nissinen, Pöyry Finland Oy

Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa. Juha Luostarinen Metener Oy

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

Lannan hyötykäyttö ja tilayhteistyö

Biokaasua tiloilta Järkivihreä energiapäivä, Forssa

Biopolttoaineiden ympäristövaikutuksista. Kaisa Manninen, Suomen ympäristökeskus Uusiutuvan energian ajankohtaispäivät

Lannan ravinteiden hyödyntäminen

Biokaasu maatiloilla tilaisuus

Maatilojen biokaasulaitosten toteuttamismallit Erkki Kalmari

Öljyhuippu- ja bioenergiailta Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen ja biomassan hyödyntäminen sähköksi ja lämmöksi

Maatalouden sivuvirtojen hyödyntämisen haasteet

Siipikarjanlannan käsittely - elinkaariset ympäristövaikutukset. Suvi Lehtoranta Suomen ympäristökeskus Teholannan loppuseminaari

Transkriptio:

BIOKAASUN TUOTANTOPROSESSI JA -TEKNOLOGIAT Sari Luostarinen Erikoistutkija, FT KoneAgria-messut, 22.10.2009

Biokaasuteknologia Eloperäisen materiaalin mikrobiologinen hajotus Maatilojen raaka-aineet Eläintuotannon jätteet (lanta) Peltobiomassat (energiakasvit, kasvintuotannon jätteet ja sivutuotteet, ympäristönhoidolliset kasvit) Yhdyskuntien raaka-aineet Puhdistamo- ja saostuskaivoliete Biojäte Teollisuuden jätteet ja sivutuotteet Perustana hapeton eli anaerobinen mikrobiologinen toiminta Lopputuotteina Metaania sisältävä biokaasu (50-70 % CH 4 ) Ravinnerikas käsittelyjäännös Teija Paavola

Anaerobinen hajoaminen Mikrobien erittämät entsyymit pilkkovat orgaanisia yhdisteitä pienemmiksi, liukoisiksi osikseen; usein kiinteän materiaalin hajoamista rajoittava vaihe HYDROLYYSI Proteiinit Hiilihydraatit Rasvat Haponmuodostajabakteerit hajottavat liukoisia yhdisteitä lähinnä rasvahapoiksi, alkoholeiksi, vedyksi ja hiilidioksidiksi; yleensä nopea hajoamisen vaihe; inhibitioriski (rasvahapot, rikkivety, ammoniakki) ASIDOGENEESI Aminohapot, sokerit Ammoniakki Välituotteet (lyhytketjuiset rasvahapot) Rasvahapot, alkoholit Asetogeenit muodostavat asetaattia (etikkahappoa) joko rasvahapoista ja alkoholeista tai vedystä ja CO 2 :sta; tuottavat myös vetyä; inhibitioriski (vety) ASETOGENEESI Asetaatti Vety Metanogeenit tuottavat metaania pääosin asetaatista, mutta myös vedystä ja hiilidioksidista METANOGENEESI Metaani

Biokaasulaitos Kuva: Teija Paavola, Jukka Rintala, Sari Luostarinen Lannan käsittelyn & kasvien hajoamisen päästöjen vähentäminen Fossiilisten polttoaineiden korvaaminen ja päästöjen vähennys Energiakasvit Maatalous lanta kasvimassa Biohajoava jäte teollisuus yhdyskunnat Biokaasu prosessi Biokaasu Jäännös Ravinteet Org.aine Lämpö Lämpö & sähkö Liikennepolttoaine Maakaasuverkko Jätehuollon päästöjen vähentäminen Pelto Muu käyttö Ravinteiden ja orgaanisen aineen kierrätys, hygienisoituminen ja päästöjen vähennys

Biokaasun potentiaali Energiapotentiaali Suomessa Maatalous 2 8 TWh Lanta 1-2 TWh Peltobiomassat 1-6 TWh Yhdyskuntien ja teollisuuden jätteet ja sivuvirrat 1,8-2,5 TWh Ilmastonmuutoksen torjunta Päästöjen vähentäminen Ravinteiden kierrätys Fosfori uusiutumaton ja ehtyvä luonnovara Typpilannoitteiden tuotanto energiaintensiivistä Energiatehokkuus ja hajautettu tuotanto Uudet tuotantosuunnat ja elinkeinot Maaseudun elinvoimaisuuden säilyttäminen

Syöttömateriaalin valinta Muodostuminen: säännöllinen / kausittainen Syöttöfrekvenssi, varastointitarve Orgaanisen aineen koostumus ja määrä Hajoavuus, kuormitettavuus, metaanintuottopotentiaali Olomuoto ja ph Esikäsittelytarve (murskaus, erottelu, hygienisointi) Kuiva-ainepitoisuus (TS): kuiva- / märkäprosessi ph:n säätötarve tai prosessin puskurointitarve Ravinteet, hivenaineet Yleensä riittävät Ammoniakki-inhibitioriski Potentiaaliset inhibiittorit Prosessin toimivuus lyhyellä ja pitkällä aikajänteellä Oikea syöttösuhde: tarve yhdistellä tai laimentaa eri materiaaleja Yhteiskäsittelyn mahdollisuudet Porttimaksut, saatavuus, lisäenergia, kuljetustarve, varastoitavuus, vaikutukset jäännöksen käyttöön / levityspinta-alaan Materiaalivirtojen hallinta: jäännöksen hyödyntäminen Käsiteltävät ja käsitellyt massat (esim. tonnia per vuosi) Turvallisuus: hygienia, raskasmetallit, orgaaniset haitta-aineet Käyttökohde: oma käyttö / myynti, lainsäädännön vaatimukset Materiaali Teurastamojäte Biojäte Kasvibiomassat Puhdistamoliete Sian lietelanta Lehmän lietelanta Metaanintuottopotentiaali m 3 CH 4 /t orgaanista ainetta 570 500-600 300-500 200-400 300-400 100-250 m 3 CH 4 /t tuorepaino 150 100-150 30-150 5-12 17-22 7-14 1 m 3 CH 4 ~ 1 l kevyttä polttoöljyä ~ 10 kwh

Käsittelyjäännöksen laatu Ravinnetasapaino paranee Liukoisen typen osuus kasvaa ja hiili/typpi-suhde laskee Ammoniumtyppi suoraan kasvien käytettävissä Liukoistumisen määrä riippuu mm. raaka-aineista ja käsittelyprosessista Ammoniakin haihtumispotentiaali suurempi käsittelemättömään verrattuna Muut lannoitevaikutukseltaan tärkeät aineet ennallaan Kalium, fosfori, kalsium, magnesium, mikroravinteet Maaperän humuspitoisuus nousee Väkilannoitteiden tarve laskee Tasalaatuisempi ja juoksevampi kuin raaka-aineensa Hygienisoituminen, rikkakasvinsiementen ja tuholaisten tuhoutuminen Fytotoksisten yhdisteiden väheneminen Joidenkin orgaanisten haitta-aineiden hajoaminen (fenolit, ftalaatit) Petri Kapuinen Perttu Virkajärvi

Biokaasuprosessit Mesofiilinen (35-38 C) tai termofiilinen (55 C) prosessi Kuiva- tai märkäprosessi Kuiva: kuiva-ainepitoisuus 20-40%, siirrot hihnoilla tms., ympin kierrätys, sekoittamisen haasteet Märkä: kuiva-ainepitoisuus <15%, täyssekoitteisuus, oikovirtaus Panosprosessi vs. jatkuvatoiminen prosessi Panos: täyttö > kaasuntuotto > tyhjennys, kaasuntuoton tasaamiseksi oltava useita reaktoreita Jatkuva: syöttö ja poisto säännöllisesti, yleensä joko jatkuvasekoitteinen tai tulppavirtaus

Maatilakohtainen / tilojen yhteinen biokaasulaitos Suomessa noin 10 maatilakohtaista laitosta Tilakohtaisia ja tilakeskittymien laitoksia suunnitteilla Syöttömateriaalit Yleensä lähinnä tilan / osakastilojen oma (liete)lanta ja/tai kasvibiomassa Mahdollisesti myös tilojen ulkopuolista materiaalia Riskit hygieniassa ja jäännöksen laadussa huomioitava Biokaasun hyödyntäminen tilalla / osakastiloilla tai myynti Jäännöksen hyödyntäminen tilalla / osakastiloilla tai markkinoille saattaminen Tilakohtaiset: yleensä oma käyttö, jatkojalostuksena ehkä separointi Tilojen yhteiset: lähtökohtana yleensä oma käyttö, mutta jatkojalostus erilaisiksi ravinnetuotteiksi mahdollista Metener Oy MTT Maaningan tilakohtainen laitos

Jätevedenpuhdistamon lietemädättämö Suomessa 14 lietemädättämöä jätevedenpuhdistamoilla Tavoite yleensä Puhdistamon tuottaman lietteen stabilointi ja määrän vähentäminen ennen kuivausta ja jatkokäsittelyä Kompostointi, kalkkistabilointi, terminen käsittely, rakeistus, Energiantuotto puhdistamon tarpeisiin Lisämateriaaleja otetaan vastaan muutamiin mädättämöihin Saostuskaivolietteet, rasvakaivolietteet ja teollisuuden sivuvirrat Biokaasun energian käyttö puhdistusprosessissa Sähkö ja/tai lämpö, joskus myös höyry Jäännös yleensä jatkokäsittelyn kautta viherrakentamiseen ja maisemointiin Biovakka Suomi Oy:n Turun laitos

Keskitetty biokaasulaitos Suomessa seitsemän laitosta toiminnassa, useita suunnitteilla Erilaisten materiaalien yhteiskäsittely Maatalouden, yhdyskuntien ja teollisuuden materiaalit Hygienisointi lähes poikkeuksetta tarpeen Tavoite yleensä Jätteen käsittely porttimaksusta Biokaasutuoton maksimointi ja energian myynti Osa laitoksen omaan toimintaan Käsittelyjäännöksen / ravinnetuotteiden markkinoille saattaminen erilaisin jatkojalostusmenetelmin Esim. typen konsentrointi erilaisin menetelmin, rakeistus Biovakka Suomi Oy:n Vehmaan laitos Teija Paavola

Kiitos! Yhteydenotot: sari.luostarinen@mtt.fi 040 355 7028 Käytetyt kuvat: Sari Luostarinen (jollei toisin mainita)