Matkaraportti Biokaasumatka Haminaan ja Laukaaseen 28.06.2016 29.06.2016 VuoGas Nurmi -hanke Olli Hyvärinen, Janne Kelavuori ja Elina Virkkunen Kuvat: Antti Hautala, Timo Karjalainen Jakelu 1.7.2016 VuoGas Nurmi hanke Luonnonvarakeskus Sotkamo Kipinätie 16, 88600 Sotkamo
1. Matkan tarkoitus ja osallistujat 3 2. Matkaohjelma ja vierailukohteet... 4 3. Haminan Energia Oy, Hamina 5 4. Metener Oy, Laukaa. 9 5. Yhteenveto 12 Kuva 1. Opintomatkalaiset Haminan Energia Oy:n biokaasulaitoksen edessä. 2
1. Matkan tarkoitus ja osallistujat Opintomatkan tarkoitus oli järjestää yrittäjille ja muille alan toimijoille mahdollisuus tutustua Haminan Energia Oy:n ja Metener Oy:n kuivamädätysperiaatteella toimiviin biokaasulaitoksiin. Matkalla perehdyttiin laitosten tekniikkaan, toimintaperiaatteisiin sekä taloudellisiin asioihin. Opintomatkan järjesti VuoGas Nurmi hanke, jota hallinnoi Luonnonvarakeskus Sotkamo. Hanketta rahoittaa Euroopan aluekehitysrahasto Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen kautta. Omarahoitusosuudesta vastaavat Kainuun jätehuollon kuntayhtymä Ekokymppi, Maatalouskoneiden Tutkimussäätiö, BioGTS Oy, Sotkamon kunta, Gasum, Envitecpolis Oy ja Luonnonvarakeskus. Matkalle osallistuivat: Riku Venhola, Baltic Sea Action Group (Haminassa mukana, oma kyyti) Aimo Korhonen, Vuokatin Nurmi Oy (Laukaassa mukana, oma kyyti) Timo Karjalainen, Cemis Oulu Timo Heusala, ELBio Ky Jarmo Ahola, Jahotec Oy Janne Göös, Jahotec Oy Pekka Raappana, Jahotec Oy Ilkka Kovalainen, Tyrnävän biohanke (Laukaassa mukana, oma kyyti) Markku Pelkonen, Jahotec Oy, (mukana Haminassa ja Laukaassa omalla kyydillä) Antti Hautala, Luke Janne Kelavuori, Luke Olli Hyvärinen, Luke Elina Virkkunen, Luke Lämmin kiitos kaikille mukana olleille! 3
2. Matkan ohjelma Tiistai 28.6.2016 klo 7:30 Lähtö Kajaanin linja-autoasemalta klo 8:45 Kahvitauko, Väisäsen kotiliha, Iisalmi klo 11:30 Lounastauko, Punaisen piipun kievari, Juva, lounas omakustanteinen klo 14:40 Saapuminen Haminan Energian biokaasulaitokselle, Rekkatie 11, Virolahti. Laitoksen esittelee BioGTS Oy (Päivi Pokka) klo 17:00 Siirtyminen Haminaan (25 km) ja majoittuminen Hotelli Seurahuoneelle Keskiviikko 29.6.2016 klo 8:45 Lähtö hotellilta klo 10:30 Kahvitauko, Kahvila-ravintola la Kar de Mumma, Hartola klo 12:10 Saapuminen Metenerille Laukaaseen. Tutustuminen biokaasulaitokseen ja tankkausyksikköön, Juha Luostarinen ja Erkki Kalmari klo 14:30 Lounas Varjolan tila, Kuusa, lounas omakustanteinen klo 19:00 Perillä Kajaanin linja-autoasemalla Kuva 2. Erkki Kalmari ja Juha Luostarinen kertoivat Metener Oy:llä kaasualan näkymistä. 4
3. Haminan Energia Oy Haminan Energia Oy aloitti ensimmäisenä Suomessa maakaasun paikallisjakelun 1982, ja tällä hetkellä se on Suomen merkittävin maakaasun paikallisjakeluyhtiö. Vaikka maakaasu onkin yhtiön tärkein liiketoimi, kehittää se jatkuvasti uusia liiketoimintamalleja, esim. biokaasun tuotantoa. Vastikään BioGTS Oy toimitti Haminan Vironlahdelle biokaasulaitoksen, joka otettiin käyttöön marraskuussa 2015. Opintomatkamme alkoi Vironlahdella Päivi Pokan esittelemän biokaasulaitoksen toiminnan tutustumisella. Alkuperäinen investointi laitokseen oli viisi miljoonaa, mistä työ- ja elinkeinoministeriö avusti 28 %. Suunnitelman mukaan biokaasulaitos toimii kuivamädätysperiaatteella, ja sinne syötetään nurmea (6000 tn/vuosi), biojätettä (6500 tn/vuosi) ja elintarviketeollisuuden sivuvirtaa (6500 tn/vuosi), eli yhteensä noin 19000 tn syötettä vuodessa. Vierailumme aikana laitokseen syötettiin lähinnä yhdyskuntajätettä. Syöttövarastossa oli kolme tuontiaukkoa, mistä jäte kipattiin varaston lattialle, josta jäte taas poimittiin kärryllä ja nostettiin syöttöpöydälle. Nurmelle ja yhdyskuntajätteelle oli omat syöttöpöydät, ja molemmat syötteet Kuva 3. Syöttöyksikön lattialla lojuva yhdyskuntajäte. Kuva 4. Vasemmalla syöttöpöytä yhdyskuntajätteelle ja oikealla syöttöpöytä nurmelle. 5
Kuva 5. Biokaasulaitoksen kuiva käsittelyjäännös. Kuva 6. Biokaasulaitoksen sähkögeneraattori. menivät hygienisointiyksikön läpi reaktoreihin. Lisäksi yhdyskuntajätteestä separoitiin muovi erillisessä yksikössä mädätyksen jälkeen. Vironlahdella jätettä ja nurmea ei mädätetä yhdessä, vaan molemmille syötteille on omat reaktorit. Laitoksen mädätysprosessi on termofiilinen. Kolmesta reaktorista tulevan biokaasun metaanipitoisuus on BioGTS:n verkkosivujen mukaan 70 %, mutta vierailun aikana valvomossa kävi ilmi, että metaanipitoisuus reaktoreissa kävi maksimissaan noin 64 %:ssa. Haminan Energia Oy:n arvion mukaan verkkoonsyöttökapasiteetti kaikista kolmesta reaktorista on noin 10 GWh, vaikkakin useita paljon toisistaan eroavia arvioita on annettu (mm. 14 GWh ja 19 GWh). Reaktoreiden jälkeen kierroksemme jatkui kohti generaattoria ja lämpökattila-yksikköä. Biokaasujalostamo toimii paineenvaihteluabsorptiolla (PSA). Lopputuote sisältää 98 % metaania. Kaasun lisäksi laitoksen tulisi tuottaa vuosittain käsittelyjäännöstä, jossa on 20 000 kg typpeä ja 2000 kg fosforia, ja jota voidaan käyttää peltojen lannoitukseen. Päivin mukaan nestemäisen käsittelyjäännöksen säilöntäkapasiteetti on 40 l, kun taas kuivan jäännöksen 600 l. Nestemäinen käsittelyjäännös säilötään kaasuvaraston alla ja kuiva jäännös kerätään reaktorien takana olevalle lavalle, josta paikalliset maanviljelijät sen voi tulla hakemaan lannoitusta varten. Kuivassa käsittelyjäännöksessä oli paljon muovisilppua, joten ainakin tällä hetkellä se on käyttökelvotonta lannoitustarkoitukseen. Kierroksen lopuksi Päivi Pokka vei meidät laitoksen valvomoon jossa joimme kahvit, tutustuimme BioGTS:n esitteisiin ja laitoksen ohjelmointiin. 6
Kuva 7. Valvomon näyttö. 7
Kuva 8. Haminan Energia Oy:n biokaasulaitoksen eri komponentit. Kuva Olli Hyvärinen 8
4. Metener Oy Yrityksen toimitilat sijaitsevat Laukaalla Kalmarin tilan yhteydessä ja yritys on tilan yksityishenkilöiden omistama. Biokaasua tilalla on tuotettu vuodesta 1998 lähtien ja vuonna 2002 käyttöön otettiin myös biokaasun tankkausasema. Vuonna 2011 tilalta myytiin polttoainetta 1 gigawattitunnin edestä, joka vastaa noin 110 000 litraa bensiiniä. Yrityksen toiminta on lähtenyt liikkeelle tilan perheen omasta käytännönläheisestä mielenkiinnosta tekniikkaan. Metener on puhunut hajautetun energiatuotannon sekä järkevän biotalouden puolesta jo melkein kaksikymmentä vuotta. Yritys toimittaa biokaasulaitoksia asiakkailleen joko kokonaisratkaisuina tai komponentteina, merkittävimpänä osana biokaasun jakeluasemat sekä automaatio. Yritys tarkkailee kotimaisia biokaasumarkkinoita sekä tekee tutkimus- ja muuta yhteistyötä kansainvälisillä markkinoilla, esimerkkinä tutkimus Agaavekasvien soveltuvuudesta biokaasureaktoreihin Meksikossa. Kuva 9. Juha Luostarinen (vas.) ja Erkki Kalmari kertovat biokaasun jalostuksesta. Kuva Timo Karjalainen Kuva 10. Biokaasuautoja tilan parkkipaikalla. Kuva Timo Karjalainen Yrityksen esittelivät Erkki Kalmari (TJ, Metener Oy) sekä myynnistä vastaava Juha Luostarinen. Tilalla on oma biokaasun tankkausasema, johon Metener on toimittanut jo 400 asiakaskorttia tankkaajille. Kaasun puhdistus ja paineistus tilalla on jatkuvatoimista. Tilalla ja Metenerin henkilökunnalla on kuusi kaasukäyttöistä henkilöautoa sekä yksi Valtran kanssa yhteistyössä suunniteltu traktori. Traktori eroaa tavallisesta teknisesti vain imusarjaltaan, sekä sitä on tankattava noin 3-4 kertaa päivässä normaalissa käytössä. Uutuutena tilalla on myös biokaasulla kulkeva kuorma-auto. Kalmari kertoo, että uudehkon kaasukäyttöisen henkilöauton saa noin 16 000 eurolla. Sadan kilometrin ajo maksaa sellaisella autolla noin 4 9
euroa. Liikennebiokaasun myyntihinta on Luostarisen mukaan noin 90 /MWh, perinteisen bensiinin maksaessa noin 150 /MWh. Tilalla tuotetaan sähköä verkkoon silloin, kun sen markkinahinta on korkealla. Lämmön suhteen tila on omavarainen. Viljelyspintaalaa tilalla on noin 80 hehtaaria. Kuva 11. Traktoriin sijoitetut kaasusäiliöt. Kuva 12. Biokaasutraktori. Esittelyn alkuun pohdiskeltiin biokaasun tuotannon tämänhetkistä tilaa sekä tulevaisuutta Suomessa. Poliittinen ilmapiiri ja päätöksenteko biokaasun ympärillä ovat olleet Kalmarin mukaan aina huonoja. Erilaiset verotukset, kuten harkinnassa ollut biokaasun valmistevero sekä kaasuautojen käyttövoimaverot, ovat ongelmallisia kaasun tuottajien kannalta, hidastavat kaasuautokannan kasvua ja voivat mahdollisesti myös estää koko biokaasutuotannon. Maatiloille suunniteltavat biokaasureaktorit saavat investointituen. Takaisinmaksuaika venyy kuitenkin liian pitkäksi (yli 10 vuotta), ellei kaasua saa myytyä kannattavasti tilan ulkopuolelle. 10
Kuva 13. Panostoiminen kuivareaktori. Kuva Metener Oy, http://www.metener.fi/10066 Tilalla on ollut käytössä vuodesta 2015 lähtien uudentyyppinen, mesofiilinen, panostoiminen kuivareaktori. Reaktori kaasuttaa laskennallisesti nurmea noin 4 tonnia päivässä ja sitä on lastattu tähän mennessä kolme kertaa. Jokaisen vaihdon jälkeen tuotantomäärät ovat parantuneet edellisestä panoksesta opitun tiedon ansiosta. Reaktorin kapasiteetti on 720 m 3, jolloin yhden panoksen energiatuotto on noin 300 500 MWh. Vierailuhetkellä reaktori tuotti kaasua 164 kw teholla, käyttäen itse sähköä vain 1 kw:n verran. Sähköä tarvitaan nesteen kierrättämiseen biomassassa. Kaasun teho pyritään pitämään tasaisena koko panoksen viipymäajan verran. Reaktori hyödyntää tilan CHPgeneraattorilta tulevaa lämpöä. Kuva 14. Kuivareaktorin seinämän eristys. 11
Kalmarin mukaan reaktorityyppi on periaatteeltaan yksinkertainen, mutta sen hallinta on hankalaa. Siihen ei tarvitse tehdä päivittäistä työtä, ja reaktorin valvonta ja ohjaus onnistuu etänä. Reaktori toimi hyvin myös talvella. Reaktorissa voidaan käyttää syötteinä myös hevosenlantaa, olkea, elintarvike- ja teurasjätteitä sekä haketta. Tilalle on mahdollista rakentaa useampi samanlainen reaktori rinnan, jolloin kaasuntuottokapasiteettia voidaan lisätä, eikä panoksen vaihtaminen näy katkoksena kaasuntuotannossa. Panoksen vaihtamiseen kuluu 4 päivää, kaksi tyhjennykseen ja kaksi täyttöön. Kuva 3. Erilaisia käsittelyjäännöksiä. Kuva Timo Karjalainen. Kuva 16. Tankkausyksikkö.. Kuva 17. Käsittelyjäännös Kuva Metener Oy Kuva 18. Käsittelyjäännöksen lannoiteanalyysi. Lähde Metener Oy 12
6. Yhteenveto Opintomatkalla tutustuimme kahteen hyvin erilaiseen kuivamädätysperiaatteella toimivaan biokaasulaitokseen, toiseen Haminassa (Haminan Energia Oy) ja toiseen Laukaalla (Metener Oy). Haminan laitos oli kooltaan suurempi, ja se oli suunniteltu tuottamaan biokaasua teolliseen tarkoitukseen, kun taas Laukaan laitos oli maatilalaitos, joka tuotti biokaasua omaan käyttöön ja asiakkaiden polttoaineeksi. Sähkön pörssihinnan ollessa sopiva generaattorit polttivat kaasua myös sähköverkkoon. Haminan laitoksen on toimittanut BioGTS Oy ja Laukaan laitoksen Metener Oy. Muita eroja laitoksissa olivat esimerkiksi Haminan laitoksen jatkuva-syöttö ja Laukaan laitoksen panos-syöttö. Haminan reaktoreihin syötettiin nurmen lisäksi yhdyskuntajätettä, joiden mädättämisprosessi oli termofiilinen, kun taas Laukaan laitoksen mädättämisprosessi oli mesofiilinen. Haminan biokaasulaitoksesta jäi vielä paljon epäselvyyttä, koska paikalla ei ollut pätevää esittelijää. Joihinkin kysymyksiin saatiin vastauksia puhelimitse. Laukaan biokaasulaitoksen esittelijät kertoivat perusteellisesti henkilökohtaisista kokemuksistaan kuivamädätysprosessista sekä poliittisista vastoinkäymisistä. Kaiken kaikkiaan saimme tietoa, jota voimme käyttää oman biokaasulaitoksemme parantelemisen ideoinnissa. Suuret kiitokset kuuluvat Haminan Energia Oy:lle, BioGTS:lle sekä Metener Oy:lle kuin myös kaikille mukana olleille opintomatkalaisille. 13