Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus Sanna Marttinen Jätehuoltopäivät Scandic Hotel Rosendahl, Tampere 5.-6.10.2011
Biokaasun energiapotentiaali Suomessa Teoreettinen 24,4 TWh (metaania 23,2 TWh + vetyä 1,2 TWh) Teknis-taloudellinen 9,2 TWh GWh/a Biojäte 463 (283) Teollisuuden jätteet (elintarvike ja muut) 558 (275) Sellu- ja paperiteollisuus (lietteet) 689 (635) Puhdistamolietteet 391 (224) Maatalous yhteensä (lannat, nurmet, oljet, muut) 21 728 (7 192) Kaatopaikkakaasut 514 Yhteensä 24 343 (9 297) Lähde: Tähti & Rintala 2010
Biokaasun energiapotentiaalin hyödyntäminen Suomen teknis-taloudellinen biokaasupotentiaali voitaisiin hyödyntää esim. sähkön ja lämmön yhteistuotannossa tai ajoneuvopolttoaineena: sähköä / lämpöä TAI autoja GWh/a kpl/a Biojäte 84 / 120 19 900 Teollisuuden jätteet (elintarvike ja muut) 82 / 117 19 300 Sellu- ja paperiteollisuus (lietteet) 189 / 270 44 700 Puhdistamolietteet 67 / 95 15 700 Maatalous yhteensä (lannat, nurmet, oljet, muut) 2 167 / 3 097 512 600 Kaatopaikkakaasut 153 / 219 36 200 Yhteensä 2 742 / 3 917 648 400 OLETUKSET: 15 % energiasta kuluu biokaasuprosessiin; hyötysuhteet: sähkö 35 %, lämpö 50 %, liikennepolttoaine 97 %; auton kulutus n. 7,1 m3/100km, ajoa vuodessa n. 16 500 km/auto Lähde: Tähti & Rintala 2010
Biokaasupotentiaalin alueellinen jakautuminen Lantoja ja peltobiomassoja eniten Länsi- ja Lounais-Suomessa Lähde: Tähti & Rintala 2010
Biokaasulaitosten määrä Suomessa Vuonna 2009 (Kuittinen, Huttunen & Leinonen, Biokaasulaitosrekisteri 13) Reaktorilaitoksia 31 kpl Kiinteitä yhdyskuntajätteitä käsiteltiin neljällä laitoksella: Biovakka Oy (Vehmaa); Laihian kunnan biokaasulaitos, Lakeuden Etappi (Ilmajoki) ja Stormossen (Vaasa) Yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilla 15 laitosta, maataloudessa 9 laitosta, Teollisuuden anaerobisia jätevedenpuhdistamoita 3 kpl Kaatopaikkapumppaamoita 35 kpl Vuonna 2010-2011 käynnistyi muutamia laitoksia Mm. Biokymppi Oy (Kitee), Satakierto Oy (Köyliö), Vambio Oy (Huittinen), Envor Biotech Oy (Forssa), Kymen Bioenergia Oy (Kouvola) Lisää laitoksia on suunnitteilla, mm. HSY on ilmoittanut rakentavansa biojätteen mädätyslaitoksen Ämmässuon jätteenkäsittelykeskukseen lähivuosina
Biokaasun tuotanto Suomessa v. 2009 Teknis-taloudellinen potentiaali n. 9 000 GWh Biokaasua tuotettu 645 GWh Ø 47 % tuotetusta ja 37 % hyödynnetystä biokaasusta peräisin Ämmässuon kaatopaikalta Hyödynnetty 436 GWh Hukattu ylijäämäpoltossa 208 GWh (32 %) Ø 34 % biokaasusta tuotettiin reaktorilaitoksissa, 66 % kaatopaikoilla Ø Yhteismädätyslaitoksilla (4 kpl) tuotettiin 24 GWh (6 %) Lähde: Kuittinen, Huttunen & Leinonen, Biokaasulaitosrekisteri 13
Biokaasu EU:ssa biokaasusektorilla ei ole koskaan tapahtunut niin paljon kuin nyt (Biogasbarometer 2009) Tavoite 2020: 175 TWh (15 Mtoe) (valkoinen kirja) Biokaasua tuotettiin 97 TWh (8,3 Mtoe) EUn alueella v. 2009 (kasvua 4,3 % edellisvuoteen) Suurin osa hyödynnetään sähkönä 25,2 TWh biokaasusähköä (kasvua 17,9 % edellisvuoteen) Useissa jäsenvaltioissa biokaasuntuotantoa tuetaan jäte- ja energiapoliittisista syistä. Erityisesti sähköntuotantoa on tuettu mm. syöttötariffeilla ja vihreillä sertifikaateilla. Energiakasvituet myös maatalouspolitiikkaa Puhdistus ajoneuvopolttoaineeksi vielä vähäistä 0,6 TWh liikennepolttoainetta (46 ktoe). 0,4 % EU:n liikenteen biopolttoaineista, lähes kaikki tuotettiin Ruotsissa Injektointi maakaasuverkkoon kiinnostaa Mm. Ruotsi, Saksa ja Hollanti haluavat biokaasun avulla vähentää riippuvuuttaan maakaasusta. Saksassa oli v. 2010 52 biokaasun puhdistuslaitosta. Verkkoon syötetty biometaani käytettiin lähinnä sähkön ja lämmön yhteistuotantoon. Biometaanille on lailla turvattu etuoikeus verkkoon pääsyyn ja iso osa kuluista on ohjattu verkonhaltijalle. Saksa on asettanut v. 2020 tavoitteeksi 2000 rikastuslaitosta ja 60 TWh biometaania verkkoon. Lähteet: Biogasbarometer 2009 ja Biofuelsbarometer 2010
Biokaasuntuotanto EU:n alueella (Biogasbarometer 2009)
EU:n suurimmat biokaasuntuottajat Saksa Euroopan johtava biokaasuntuottaja Biokaasun tuotannon pääasiallinen raaka-aine on maissi. Biokaasulaitoksia oli v. 2009 n. 5000, lähinnä maataloussidonnaisia, ja lisää rakennettiin. Tähän on päästy sähkönsyöttötariffin avulla. 16 000 työpaikkaa Isobritannia Panostaa kaatopaikkojen biokaasulaitoksiin, tukimuotona vihreät sertifikaatit Ranska Pääosin kaatopaikkabiokaasua, muutama kotitalousmittakaavan laitos Italia Panostanut maatalouden biokaasulaitoksiin anteliaalla sähkönsyöttötariffilla Useat maat kehittävät omaa biokaasuteollisuutta Uusia markkina-alueita mm. Itä-Euroopan maat, Aasia ja Pohjois-Amerikka Fraunhofer Umsicht Instituten tutkimuksen mukaan 2010 alussa Euroopassa oli n. 5 900 biokaasulaitosta, 2013 arvioidaan olevan 8 900 laitosta ja 2018 12 400 laitosta (sähköntuotannossa). Biokaasusektorilla arvioidaan tuolloin olevan 54 miljardin euron markkinat
Suomen tukipolitiikka Tukipolitiikka näkee biokaasuteknologian lähinnä energiantuotantona Sähkön tuotantotuki syöttötariffin muotoinen takuuhinta Takuuhinta 83,50 /MWh + lämpöpreemio 50 /MWh, kun hyötysuhde on vähintään 50 % (yli 1 kva laitoksissa 75 %) Laitoksen oltava uusi, ei saa sisältää käytettyjä osia ja sähköteho oltava vähintään 100 kva Sähkön kiinteä tuotantotuki entinen sähköverolain mukainen tuki 4,2 /MWh, jos laitos ei kuulu tuotantotukijärjestelmään Myös vanhat laitokset Investointituet Harkinnanvaraisia Lannoitevalmisteiden tuotantoa/ravinteiden kierrätystä biokaasulaitoksissa ei tueta
Tulevaisuus? Uusia raaka-aineita Pidemmälle jalostettuja lopputuotteita biokaasusta ja käsittelyjäännöksestä Biojalostamoita Tukiratkaisujen ohjausvaikutus? Taloudellinen ja ympäristöperusteinen kilpailukyky vaihtoehtoisiin biojätteiden käsittelymenetelmiin verrattuna?
Kuiva-/energiajätteessä on energiapotentiaalia Kuiva-/energiajätteen energiapotentiaali on arviolta kaksinkertainen verrattuna erilliskerätyn biojätteen potentiaaliin. Voitaisiin hyödyntää esim. anaerobivaiheen sisältävällä mekaanisbiologisella käsittelyllä tai osin kaatopaikalle sijoitettuna. (Tähti & Rintala, 2010) sibau-genthin.de asa-group.com
Kasveja biokaasuntuotantoon Kuvat Paavola, Rintala
Vesibiomassoja Kuva:Iiro Ikonen
Tehokkaampaa sähköntuotantoa biokaasusta Ämmässuon biokaasuvoimalaitos Sähköteho 15 MW Sähköntuotannon hyötysuhde >40 % Sähköauto tulee sähkö voidaan tuottaa myös biokaasulla auto.fi.msn.com sarlin.com
Biokaasun jatkojalostus: puhdistus biometaaniksi
Biometaanin jakelu tankkausasemilla tai injektointi maakaasuverkkoon goodnewsfinland.fi
Kaasulla kulkee Kuvat: www.liikennebiokaasu.fi
Synteettinen biometaani (bio-sng) Raaka-aineena kiinteä biomassa (metsätähteet, olki, energiakasvit, biojäte ) Valmistetaan termokemiallisesti (biokaasu valmistetaan mikrobiologisesti) Kaasutus à synteesikaasun (H2+CO) ja metaanin(ch4) seos à vedyn ja hiilimonoksidin metanointi metaaniksi Tekniikka soveltuu suuriin laitoksiin Biometaani, synteettinen biometaani ja maakaasu ovat laadullisesti lähellä toisiaan Voidaan hyödyntää maakaasuverkkoa talouselama.fi
Käsittelyjäännöksen jatkojalostusteknologioilla ja tuotteistamisella nykyistä spesifisempiin lopputuotteisiin Ravinnetaseet Olomuoto Ravinteiden käyttökelpoisuus Käyttö- ja levitysmenetelmät Mahdolliset riskit Maanparannusrae Lakeuden Etappi Oy
Biojalostamoissa biokaasuprosessi on usein yhtenä osaprosessina
Biokaasuteknologialla jätteistä energiaa ja kierrätysravinteita hsy.fi
Lähteet Tähti, H. ja Rintala, J. 2010. Biometaanin ja -vedyn tuotantopotentiaali Suomessa. Jyväskylän yliopiston Bioja ympäristötieteiden laitoksen tiedonantoja 90. Jyväskylän yliopisto. Kuittinen, V., Huttunen, M. J. & Leinonen, S. 2010: Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 13. Tiedot vuodelta 2009. Biogasbarometer EurObserv er November 2010 Biofuelsbarometer EurObserv er July 2011
Kiitos mielenkiinnosta! sanna.marttinen@mtt.fi