Biokaasuun perustuva lämpö- ja energiayrittäjyys Lämpöyrittäjätapaaminen 10.12.2008 Saarijärvi, Bioenergiakeskus, Kolkanlahti Eeli Mykkänen Jyväskylä Innovation Oy 1
Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen hanke käynnissä Biokaasuntuotannon energiapotentiaalin kartoitus, optimaalinen laitosten sijoitus Keski-Suomessa Biokaasulaitoksen edellytysten selvittäminen Jyväskylän seudun jätehuoltoratkaisuissa Biokaasulaitoksen edellytysten selvittäminen Saarijärven seudulla Kannattavuusselvitysten ja toteutussuunnitelmien laatiminen potentiaalisille biokaasulaitos-investointikohteille Opintomatkojen järjestäminen Tiedonjako eri kanavia hyödyntäen Hankkeen kesto 1.2.2008 31.8.2009 Budjetti yht. 248 000, Keski-Suomen liiton myöntämä EAKR-rahoitus 2
Biokaasuprosessin raaka-aineet Biohajoavat jätteet Maatilat: lannat, lietteet, kasvijätteet, eläinperäiset jätteet Yhdyskunnat: biojäte, puhdistamolietteet, saostuskaivolietteet Teollisuus, yritykset: elintarvikejätteet, biohajoavat sivuvirrat Porttimaksut, energian ja lannoite/maanparannusaineen tuotto, kestävä jätehuolto, suljettu ravinnekierto, ympäristövaikutusten vähentyminen 3
Biokaasuprosessin raaka-aineet Viljeltävät energiakasvit Kasvilajin valinta - suuri hehtaarisato - hyvin sulava, korjuu nuorena kasvustona - vaatimaton, vähän käsittelykertoja vaativa - esim. nurmiheinä, rehumaissi Varastointi säilörehuna esim. laakasiiloon Partikkelikoon pienennys - tarkkuussilppuri - apevaunu Kasvimassan huomioiminen biokaasulaitoksen tekniikassa 4
Eri materiaalien metaanintuottopotentiaaleja Materiaali Metaanintuottopotentiaali m 3 CH 4 /tvs m 3 CH 4 /t märkäpaino Teurastamojäte 570 150 Biojäte 500-600 100-150 Peltobiomassat 300-500 30-150 Puhdistamoliete 200-400 5-12 Sianlanta 300-400 17-22 Lehmänlanta 100-250 7-14 5 1 m 3 CH 4 ~ 10 kwh (~1 l kevyttä polttoöljyä) (lähde: Lehtomäki, Paavola, Luostarinen, Rintala 2007: Biokaasusta energiaa maatalouteen raaka-aineet, teknologiat ja lopputuotteet. Jyväskylän yliopiston Bio- ja ympäristötieteiden laitoksen tiedonantoja 85.)
6 Biokaasuprosessi
Biokaasuprosessi Prosessityypit - märkä- / kuivaprosessi - jatkuvatoiminen- / panosprosessi - yksivaiheinen- / kaksivaiheinen Prosessin olosuhteet ja operointi - 37 C (mesofiilinen) tai 55 C (termofiilinen) - ph ~ 7, prosessi yleensä luontaisesti puskuroituva - tasainen syöttö reaktoriin - jatkuva sekoitus - olosuhteiden seuranta/tarkkailu Biokaasulaitoksen pääyksiköt - vastaanotto- / sekoitussäiliö, biokaasureaktori, varasto- /jälkikaasuuntumisallas, kaasuvarasto, energiayksikkö 7
Biokaasuprosessin lopputuotteet Biokaasu - 50-75 % CH4 - CO2, vesihöyry, H2S Biometaani, kaasuverkkoon 8 Lannoite, maanparannusaine Sähkö, lämpö Ajoneuvopolttoaine
Lämmön / prosessihöyryn tuotanto Suoraan raakakaasusta Kaasupoltin 9
CHP -tuotanto, lämmön ja sähkön yhteistuotanto Kaasumoottori (mäntämoottori) - kipinäsytytteinen: 100 % kaasua hyödyntävä - dual fuel -diesel: 10 % dieseliä / kasviöljyä, 90 % kaasua - 1/3 sähköä, 2/3 lämpöä (isossa kokoluokassa sähköteho suurempi) - raakakaasusta poistetaan H 2 O ja suuret H 2 S-pitoisuudet Mikroturbiini - pieni kokoluokka, voi laittaa useita yksikköjä rinnakkain - korkeat investointikustannukset - alhainen huollon tarve - raakakaasusta poistetaan H 2 O ja suuret H 2 S-pitoisuudet Polttokenno - tuottaa myös vähän lämpöä 10
CHP-yksikkö kaasumoottori 11
12 CHP-yksikkö Mikroturbiini
Liikennebiokaasun tuotanto Biokaasun puhdistus (CO 2, H 2 O, H 2 S, haittayhdisteet) ja paineistus 200 bar Biometaani vastaa käytännössä fossiilista metaania, maakaasua CH 4 :lla lyhin mahdollinen hiilivety-ketju, kaasumainen polttoaine puhdas ja tehokas palaminen, hiukkaspäästöt ~0 Bi-fuel -automalleja paljon kaikissa kokoluokissa, myös raskas liikenne, bussit, jäteautot Biokaasun tankkausasemia Suomessa 1 kpl (Laukaa) - 15 biokaasuautoa, 1 taksi, 1 jakeluyrittäjä Maakaasun tankkausasemia Suomessa 10 kpl (Etelä-Suomi) - yht. n. 300 kaasuautoa Maailmalla kaasuautoja liikenteessä n. 7 milj. (kesäkuu 2007) 13
Biokaasuautoja 14
Biokaasuntuotannon hinta ja kannattavuus Tarkasteltava tapauskohtaisesti Korkeahko alkuinvestointi Hyvin monia vaikuttavia tekijöitä: - kokoluokka - tekniikka - porttimaksut / ostettava raaka-aine - laitoksen sijainti suhteessa lähtöaineisiin/lopputuotteiden hyödyntämiseen - lopputuotteiden hyödyntämisaste: sähkö, lämpö, liikennepolttoaine, lannoite/maanparannusaine - investointituki, syöttötariffi - biokaasuntuotantoon läheisesti liitetyt muut liiketoiminnot 15
Biokaasualan näkymät valoisat Maailmanmarkkinat teknologialle ja osaamiselle erittäin lupaavat Biokaasulaitoksia koskevan lainsäädännön ja tukipolitiikan muutokset Kiristyvä lainsäädäntö mm. jätteenkäsittelyssä Euroopan komission uusiutuvan energian velvoite -Suomessa käytetystä energiasta 38 % oltava uusiutuvilla tuotettu v. 2020 Kiinnostus biokaasuntuotantoon ja -yrittäjyyteen voimakasta Biokaasun liikennekäyttö kiinnostaa laajasti Biokaasuteknologia valmista Biokaasuntuotannon moninaiset edut Biometaanin edut (vrt. muihin biopolttoaineisiin) 16
Kiitos! Eeli Mykkänen Jyväskylä Innovation Oy projektipäällikkö, energia- ja ympäristöteknologia eeli.mykkanen@jklinnovation.fi 040-7774327 17