Matkaraportti Biokaasu-opintomatka Jyväskylään 15.-16.12.2016 Poveria biomassasta -hanke järjesti 15.-16.12.2016 opintomatkan Jyväskylän alueelle, jossa ollaan käynnistämässä liikennebiokaasun tuotantoa laajan yhteistyön tuloksena. Matkalla kuultiin kokemuksia tästä prosessista ja onnistumiseen vaikuttaneista tekijöistä. Lisäksi tutustuttiin maatilakokoluokan biokaasutuotantoon sekä hankkeisiin, joissa edistetään polttopuun vientiä Keski-Euroopan markkinoille ja metsäenergian keinokuivausta mm. aurinkoenergialla. Tarkempi matkaohjelma liitteenä. Luke:n Maaningan biokaasulaitos Luke:n Maaningan maatilakohtaisessa biokaasulaitoksessa käsitellään tutkimusnavetan lypsylehmien lietelanta ja toimipisteen kasvibiomassoja. Biokaasuprosessi tuottaa uusiutuvaa energiaa, nostaa toimipisteen energiaomavaraisuutta, sulkee ravinnekiertoja ja vähentää ympäristövaikutuksia. Laitoksessa tuotettu energia hyödynnetään sähkönä ja lämpönä toimipisteessä, ja jäännöksen jäljelle jäänyt orgaaninen aines ja ravinteet palautetaan peltoon. Sitä kautta ne kiertävät suoraan kasvustoon sekä navetan kautta eläinten rehusta lannaksi ja jälleen biokaasulaitokseen. Pihattonavetassa on 100-120 lehmää, joiden tuottama lietelanta kerätään lietekuilun kautta esisäiliöön (100 m 3 ), josta se pumpataan betonirakenteiseen märkäprosessiin perustuvaan biokaasureaktoriin (300 m 3 ). Kasvibiomassa syötetään apevaunulla silputtuna suoraan reaktoriin automatisoidulla syöttölaitteella. Muodostuva biokaasu kerätään reaktorisäiliön suojakuvun alla olevaan kaasuvarastoon.
Käsittelyjäännös virtaa ylivirtauksena jälkikaasualtaaseen (300 m 3 ), jossa muodostuva biokaasu kerätään myös hyödynnettäväksi. Lopulta jäännös pumpataan varastoaltaisiin ja käytetään pelloilla. Jäännös voidaan myös separoida kuiva- ja nestejakeiksi, ja näin maksimoida varastoaltaiden käyttökapasiteetti ja lisätä jäännöksen käyttömahdollisuuksia pelloilla. Biokaasun metaani hyödynnetään energiana toimipisteessä 80 kw lämpökattilaa (lämmön tuotanto) ja 63 kw CHP-laitetta (sähkön ja lämmön yhteistuotanto) käyttäen. CHP-laitteen tuottamasta energiasta 30 % (max 20 kw) on sähköä ja loput lämpöä. Laitoksen on suunnitellut ja rakentanut vuonna 2009 laukaalainen Metener Oy. Kokonaishankintahinta on ollut 350 000. Hanke on saanut investointitukea 40%. Laitos tuottaa lietelannasta metaania keskimäärin 12 Nm 3 /tuoretonni ja 200 Nm 3 /tonni orgaanista ainetta. Laitoksen mitoitus ja kapasiteetti ovat vuosittaisen keskimääräisen perussyöttömateriaalien mukaisia: lehmän lietelantaa 3500 m 3 /vuosi (100-120 lypsävää) ja kasvibiomassaa 300 tn/vuosi (14 ha nurmea). Lietelannasta ja nurmisäilörehusta (orgaanisesta kuormituksesta keskimäärin 30 % rehusta) laitos tuottaa vuosittain nettoenergiaa noin 400 MWh. Tuotetulla energiasisällöllä voisi esimerkiksi kattaa noin kahdenkymmenen omakotitalon keskimääräisen energian tarpeen. Tutkimusnavetan energiantarpeesta täyttyy tällä tuotoksella 90%. Kuva 1. Maaningan biokaasulla toimiva lämmityskattila. päästöjä ympäristöön. Prosessi parantaa lannan lannoitusvaikutusta mm. hajottamalla orgaanista typpeä liukoiseen ammoniummuotoon. Ammoniumtyppi on kasveille suoraan käyttökelpoinen, joten jäännös on lannoitusvaikutukseltaan raakalantaa parempaa. Oikealla levitysmenetelmällä ja -ajankohdalla voidaan varmistaa, että suurempi osa ravinteista on suoraan kasvin käytettävissä. Tämä vähentää Biokaasulaitoksella tehdään jatkuvasti tutkimusta, joka tähtää maatilojen biokaasulaitosten toiminnan tehostamiseen niin tekniikan kuin operoinnin osalta. Erityisesti on keskitytty laitoksen energiataseen kehittämiseen eli prosessiin käytetyn energiamäärän minimointiin. Myös prosessi mahdollisuuksia ravinnekierroissa kehitetään, samoin nurmimassojen hyödyntämistä lannan lisämateriaalina. Perjantain seminaari Perjantai-aamupäivän seminaarissa hotelli Alexandran tiloissa kuulimme esitykset Keski-Suomen biokaasuekosysteemistä, biomassan kuivausmenetelmistä, klapiverkostojen luomisesta sekä lyhyet terveiset biotalouden kuulumisista ja Keski-Suomen metsien käytöstä Suomen Metsäkeskuksen Veli-Pekka Kauppiselta ja
Seija Tiitinen-Salmiselta. Seminaarin esitykset ovat ladattavissa Poveria biomassasta -hankkeen sivuilta osoitteesta www.pikes.fi/en/poveria-biomassasta. Keski-Suomen biokaasuekosysteemi Keski-Suomen biokaasuekosysteemiä esitteli Keski-Suomen liiton Outi Pakarinen. Jyväskylän seudulle on suunnitteilla useampia uusia biokaasulaitoksia ja liikennebiokaasun tankkausasemia. Alueellinen jäteyhtiö Mustankorkea Oy rakentaa biokaasulaitoksen, jonka on tarkoitus tuottaa biojätteistä liikennebiokaasua. Myös Äänekosken uuden biotuotetehtaan yhteyteen on suunnitteilla biokaasulaitos sellutehtaan jätevesilietteiden käsittelyyn. Biokaasua on tarkoitus myydä liikennepolttoaineeksi ja käyttää myös tehtaan ajoneuvoissa ja kuljetuskalustossa. Lisäksi Gasum on perustamassa Jyväskylään nestemäisen ja paineistetun maakaasun tankkausasemaa vuonna 2017. Asemalla on mahdollista jakaa myös paikallista biokaasua esimerkiksi konttikuljetusten avulla. Useissa Keski-Suomen muissakin kunnissa on herännyt kiinnostus biokaasun tuotantoon ja käyttöön liittyen. Keski-Suomen biokaasupotentiaaliksi on arvoitu noin 460 GWh/v, joka vastaa 46 miljoonaa litraa öljyä. Tällä hetkellä biokaasua tuotetaan Keski-Suomessa 33 GWh/v CHP-tuotantoon ja 4 GWh liikennepolttoaineeksi kahdella tankkausasemalla. Alueella on n. 80-100 biokaasuautoa. Mahdollisia biokaasun käyttökohteita tulevaisuudessa ovat mm. teollisuuden prosessilämpö, kiinteistöjen lämmitys ja käyttö liikennepolttoaineena. Vuosina 2017-2018 on tarkoitus lisätä erityisesti liikennebiokaasun tuotantoa, niin että tuotanto olisi yhteensä yli 40 GWh. Jyväskylän kaupunki on sitoutunut tavoittelemaan jätteettömyyttä ja päästöttömyyttä. Yksi kaupungin strategian kärjistä on resurssien viisas käyttö. Resurssiviisaustiekartan hyväksyessään kaupunki on lupautunut edistämään biokaasun käyttöä. Kaupunki onkin päättänyt varmistaa biokaasuajoneuvojen määrän kasvun tulevissa jäteauto-, kuljetus- ja joukkoliikennekilpailutuksissa. Jyväskylän kilpailuttamien kuljetusten energiatarve on ainakin noin 30 GWh vuodessa. Biokaasun käytössä on paljon mahdollisuuksia myös alueen yrityksille, julkisille toimijoille ja kuntalaisille. Biokaasun käyttöä voidaan hyödyntää yritysten (tai kunnan) imagon rakentamisessa ja markkinoinnissa. Biokaasuteknologian ympärille liittyy paljon myös uusia liiketoimintamahdollisuuksia, kuten ravinteiden kierrätykseen, hiilidioksidin hyötykäyttöön, biokemikaalien tuotantoon, energian varastointiin jne. Lisätietoa 31.10.2016 päättyneestä Keski-Suomen biokaasuekosysteemi -hankkeesta voi lukea tästä LIN- KISTÄ. Biomassan kuivaus VTT:n Jyrki Raittila esitteli puun keinokuivauksen perusteita ja aurinkoenergian käyttöä kuivauksessa. VTT on tutkinut useissa hankkeissa energiapuun kuivumiseen vaikuttavia tekijöitä ja erilaisia kuivaustapoja. Keinokuivaus nopeuttaa kuivumista ja mahdollistaa puun myyjille ympärivuotisen toiminnan. Se myös parantaa polttoaineen lämpöarvoa, jolloin kattilasta saadaan enemmän tehoa ja polttoaineen kulutus laskee. Raittilan esitykseen sisältyi kuivauksen teoriaa ja kuvauksia erilaisista kuivuriratkaisuja, joista tarkempaa tietoa luentomateriaalista. Laskentaesimerkissä klapin lämminilmakuivauksen kustannukseksi saatiin 6,7 /i-m 3. Kylmäilmakuivauksen kustannus on noin 1 /i-m 3 luokkaa. VTT:llä on tutkittu myös aurinkoenergian hyödyntämistä keinokuivauksessa. Aurinkoenergian hyödyntäminen kuivaukseen on kustannustehokas keino energian varastointiin kesästä talveen. Kuivaus tehdään siten,
että aurinkokeräinten tuottama lämpö ohjataan kuivurin kuivausilman lämmitykseen. VTT:n pilotti-kuivauslaitteistolla voidaan kuivata n. 1-2 m 3 haketta kerrallaan. Kuivausilma voidaan lämmittää aurinkokeräimillä tai sähkövastuksilla, joilla voidaan simuloida hallitusti koeajoon halutut olosuhteet. Klapiverkostojen luominen Suomessa ja maailmalla SSYP Kehitys Oy:n Pasi Sironen esitteli Keski-Suomalaista selvityshanketta, jonka tavoitteina on klapitoiminnan kehittäminen Pohjoisessa Keksi-Suomessa. Hankkeessa selvitetään mm. ulkomaan markkinoita, logistiikkaa, markkinointia ja myyntiä sekä taloudellista kannattavuutta. Hankkeen kotisivut löytyvät tästä LINKISTÄ. Klapin kysyntä on ulkomailla runsasta, hankkeesta on oltu alustavasti yhteydessä mm. Saksaan, Norjaan, Espanjaan ja Lähi-Itään. Hintataso on osoittautunut ulkomailla hyväksi, mutta markkinoiden kartoittaminen vie aikaa ja resursseja. Tuotannon tehokkuus on tulevaisuudessa välttämättömyys kannattavalle toiminnalle. Tähän sisältyy myös klapin keinokuivaus. Hanke on herättänyt paljon kiinnostusta kalpi-yrittäjien keskuudessa ja hankkeen toiminnassa on mukana yli 40 yrittäjää. Jatkossa suunnitelmissa on laittaa alulle laajempi selvityshanke klapiin liittyvän vientitoiminnan ja kansainvälistymisen kehittämiseksi. Hanke on mahdollista toteuttaa yhteishankkeena muiden alueiden kanssa. Kalmarin biokaasutila Kalmarin tilan biokaasulaitoksia ja liikennebiokaasuasemaa meille esitteli itse tilan isäntä Erkki Kalmari. Erkki kertoi aluksi lyhyesti tilan vaiheista ja biokaasu-alan haasteista ailahtelevaisessa poliittisessa ilmapiirissä. Poliittinen päätöksenteko on Kalmarin mukaan ollut biokaasun ympärillä kehnoa Suomessa mm. verotuksen ja maatilalaitosten investointituen osalta. Investointituen edellytyksenä on, että tilalla tuotettua kaasua ei myydä tilan ulkopuolelle. Erkki Kalmari on tehnyt kehitystyötä maatilabiokaasulaitosten parissa jo lähes 20 vuotta. Kalmarin tilan ensimmäinen biokaasulaitos on otettu käyttöön vuonna 1998, jolloin rakennettiin märkäprosessiin perustuva laitos. Nykyisin vanhemman märkälaitoksen lisäksi tilalla on tilan yhteydessä toimivan Metener Oy:n kehittämä uusi panostoiminen kuivamädätyslaitos. Liikennebiokaasun tankkausasema tilalla avattiin vuonna 2002. Metener Oy toimittaa biokaasulaitoksia ja muuta biokaasuun liittyvä tekniikkaa asiakkailleen Suomeen ja ulkomaille. Tällä hetkellä tärkeitä kasvavia markkina-alueita ovat Kiina ja muut Itä-Aasian maat.
Kuva 2. Liikennebiokaasun jalostuslaitteisto Kalmarin tilalla. Tilan liikennebiokaasun tankkausasemalla on noin 400 tankkauskortin omistavaa asiakasta, joista aktiivisia tankkaajia on n. 100 kpl:tta. Liikennebiokaasua on myyty viime vuosina noin 1 000 1 200 MWh/v. Tilalla on käytössä Valtran kanssa yhteistyössä suunniteltu biokaasutraktori sekä biokaasulla toimiva kuormaauto. Bensalitraa vastaava määrä biokaasua maksaa noin 0,9. Biokaasu jalostetaan liikennepolttoaineeksi soveltuvaksi biometaaniksi Metenerin omalla puhdistustekniikalla. Liikennekäytön lisäksi kaasua poltetaan CHP-laitteessa, jonka tuottamaa sähköä ja lämpöä hyödynnetään tilan omaan kulutukseen. Kaasua johdetaan myös tilan lähettyvillä sijaitseville kahdelle omakotitalolle ja yhdelle maatilalle, joissa sitä käytetään polttokattiloissa lämmitykseen. Uuden kuivamädätyslaitoksen kehitystyö aloitettiin jo vuonna 2005 ja se on ollut täysimittaisena käytössä tilalla vuodesta 2015 lähtien. Reaktori soveltuu kuivien biomassojen kuten nurmen ja olkien mädätykseen. Koska prosessi toimii panostoimisesti, tehdään biomassan purku ja syöttö manuaalisesti muutaman kuukauden välein. Tästä syystä kaasun laatu ja tuottonopeus vaihtelee panoksen iän myötä, ja sen seurauksena vakaata kaasun tuottoa tavoiteltaessa panoksia on oltava useampi rinnakkain. Reaktorin kapasiteetti on 720 m 3, yhden panoksen energiantuotto on noin 300-500 MWh. Panoksen vaihtamiseen kuluu aikaa 4 päivää, kaksi tyhjennykseen ja kaksi täyttämiseen. Reaktorissa mädätettävää massaa ei sekoiteta lainkaan, vaan massasta suoneita puristenesteitä kierrätetään puskurisäiliön kautta massan pinnalle. Nesteen kiertoa säätämällä voidaan hallita mädätysprosessia. Reaktori kuluttaa yksinkertaisen toimintaperiaatteen ansiosta hyvin vähän energiaa. Sähköä kuluu ainoastaan nesteen kierrättämiseen biomassassa. Biokaasun metaanipitoisuus on reaktorissa ollut parhaimmillaan 80 %.
Kuva 3. Kalmarin tilan kuivareaktori. Kuva: Kirsi Järvikylä, Suomen Metsäkeskus. Yhteenveto Matkalla saimme tutustua biokaasuntuotantoon käytännössä maatilamittakaavassa ja kuulimme Jyväskylän alueen suunnitelmista biokaasun käytön ja tuotannon lisäämiseksi lähivuosina. Maaningan vierailu sopi hyvin matkan ensimmäiseksi kohteeksi, koska laitosesittelyn yhteydessä saimme lyhyen oppitunnin biokaasuntuotannon teoriasta. Jyväskylän esimerkki osoittaa, että biokaasun läpilyönti on mahdollista, kun useat tahot sitoutuvat samoihin tavoitteisiin paikallisen energiantuotannon ja kiertotalouden edistämiseksi. Jyväskylässä on tehty biokaasuun liittyvä tutkimusta ja taustatyötä jo pitkään, mikä on lisännyt ihmisten tietoutta biokaasun hyödyistä. Erityisesti politiikkojen ja päättäjien valistaminen biokaasuntuotannon aluetaloudellisista vaikutuksista ja ympäristöhyödyistä on ollut tärkeää. Raportin kirjoittivat: Antti Niemi Yritysasiantuntija PIKES Oy/Poveria biomassasta -hanke puh. 050 341 6088 antti.niemi@pikes.fi Esa Kinnunen Bioenergian ja biotalouden asiantuntija Suomen Metsäkeskus/Poveria biomassasta -hanke puh. 029 432 5011 esa.kinnunen@metsakeskus.fi
Biokaasu-opintomatka Jyväskylään 15. 16.12.2016 Poveria biomassasta -hanke järjestää opintomatkan Jyväskylän alueelle, jossa ollaan käynnistämässä liikennebiokaasun tuotantoa laajan yhteistyön tuloksena. Kuulemme matkan aikana kokemuksia tästä prosessista ja onnistumiseen vaikuttaneista tekijöistä. Lisäksi tutustumme maatilakokoluokan biokaasutuotantoon sekä hankkeisiin, joissa edistetään polttopuun vientiä Keski-Euroopan markkinoille ja metsäenergian keinokuivausta mm. aurinkoenergialla. Lähdemme matkalle Nurmeksesta, bussin kyytiin pääsee myös Lieksasta ja Joensuusta. Matkaohjelma: To 15.12. Lähtö klo 11.00 Nurmeksen ABC:lta, klo 11.45 Lieksan ABC ja noin klo 13 Joensuu, Raviradan parkkipaikka klo 15.00 Maaningan biokaasulaitos Ville Pyykkönen (Halolantie 31 A, 71750 Maaninka) Majoitus hotelli Alexandra Jyväskylä Pe 16.12. Hotelli Alexandra, kokoustilat klo 8:30 11:00 Outi Pakarinen, Keski-Suomen liitto, Keski-Suomen biokaasuekosysteemi Jyrki Raitila, VTT, Biomassan kuivausmenetelmät Pasi Sironen, SSYP Kehitys Oy, Klapiverkostojen luominen Suomessa ja maailmalla Veli-Pekka Kauppinen, Metsäkeskus, Ajankohtaista biotaloudesta klo 11:00 12:00 Ruokailu, hotelli tai muu paikka klo 12:30 13:30 Kalmarin biokaasutila, Juha Luostarinen, Metener Oy klo 13:30 Kotimatka Joensuun ja Lieksan kautta Nurmekseen Kuva: biokaasuauto.fi Ilmoittautumiset 7.12.2016 mennessä Antti Niemelle sähköpostilla tai puhelimitse: antti.niemi@pikes.fi, puh. 050 341 6088. Ilmoita erikoisruokavalio. Mukaan mahtuu 20 henkilöä ilmoittautumisjärjestyksessä. Matka on osallistujalle omakustanteinen ja sen hinta on kahden hengen hotellihuoneissa 54,50 euroa/hlö. Ruokailut eivät sisälly matkan hintaan paitsi hotelliaamiainen. Tervetuloa!