BIOKAASU Energiaa orgaanisesta materiaalista Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO Niemitalo V 2012
Prosessi YKSINKERTAISIMMIL- LAAN REAKTORI ON ASTIA, MISSÄ BIOJÄTE SIIRRETÄÄN PAINOVOIMAISESTI SISÄÄN JA ULOS (sekoitus??) PAINOVOIMAISESTI KAASUKUPU ON KAASUN MÄÄRÄN MUKAAN NOUSEVA ALTA AVOIN ASTIA ATEX-MÄÄRÄYKSET???
BIOKAASUTUS VS. MUUT MENETELMÄT (lähde: bioenergiatieto.fi) BIOKAASUTUS ON ERITTÄIN KILPAILUKYKYINEN NOPEASTI HAJOAVIEN JÄTTEIDEN HYÖDYNTÄMISESSÄ
TUOTANTO (Lähde Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 14) Suhde: 1 m 3 biokaasua ~0,5 l kevyttä polttoöljyä
KÄYTTÖ (Lähde Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 14)
Prosessi Biokaasu on anaerobisesti tapahtuvan biokemiallisen ja mikrobiologisen hajotuksen lopputuote Prosessi tapahtuu myös luonnossa (esim. suot, vesistöt) ja mm. märehtijät ovat käveleviä biokaasureaktoreita Yleensä lopputuotteessa on 60-70 % metaania (CH4) ja 30-40 % hiilidioksidia
Prosessi
Prosessi Joka vaiheelle on oma spesifinen bakteerikantansa -> prosessiketjun on oltava katkeamaton! Lämpötilaspesifisyys; edellyttää vakaata ympäristöä (mesofiilinen ~35 C, termofiilinen ~55 C) Em. syistä johtuen prosessi on erittäin herkkä syötteiden ja lämpötilan muutoksille
SYÖTTEISTÄ Periaatteessa kaikki orgaaninen aines käy C/N suhde oltava noin 20-30; lisähiiltä saadaan kasvimateriaalia lisäämällä ja typpeä eläinperäisellä materiaalilla ph tulisi pysyä lähellä neutraalia nopea muutos aiheuttaa prosessin pysähtymisen ( menee hapoille ) Häiriötilanteessa yleensä ainoa keino on aika ja syötteen lisäämisen lopettaminen
SYÖTTEISTÄ Em. syistä vakaa perussyöte ja siihen tulevat pienet lisäsyötevolyymit ovat aina varmin toimintamalli Perussyötteenä voi olla lietelanta tai esim. jätevedenpuhdistamon liete (haitta-aine-/ inhibiittoriongelma??) Logistisesti heikkotuottoinen perussyöte ratkaisee yleensä laitoksen sijoituksen
SYÖTTEISTÄ (lähde: bioenergiatieto.fi)
SYÖTTEISTÄ (lähde: Lehtonen 2006) Bruttomääräisenä reilun hehtaarin säilörehutuotolla voitaisiin lämmittää yksi keskikulutuksinen omakotitalo Itse prosessi vie kuitenkin 30-?? % bruttotuotosta Nurmiheinän varastointi vaatii säilöntäaineet, jotta metaanituotto ei laske merkittävästi; tällöin varastointilämpötilalla ei ole juurikaan merkitystä Eri syötteiden keskinäiset suhteet ja vuorokautiset syötemäärät vaikuttivat metaanisaantoon eri seoksille omat reseptit.
KULJETUSMATKAVERTAILU (Virtanen, P. 2011. Biokaasulaitoksen sijainnin mittatyökalu)
BIOJÄTEPOTENTIAALI LAPISSA ENERGIAPOTENTIAALI 12000 10000 MWh 8000 6000 4000 2000 PELTOBIOM. LANTA TEURASJ. + KALAJ. YH-JÄTE ELINTARVIKEJÄTE 0 KEMI-TORNIO ITÄ-LAPPI TORNIONLAAKSO POHJOIS-LAPPI ROVASEUTU TUNTURI-LAPPI
BIOKAASUN TUOTANNON KANNATTAVUUS Soveltuvuudessa tulee tarkastella tuotantosuunnan omaa lämmön- ja sähköntarvetta maitotilalla ja emakkosikalassa tarvitaan lämmintä vettä ja sähköä ympäri vuoden (liikennepolttoaine?) Tilanne muuttuu ulkopuolisten syötteiden ja vihermassan hyödyntämisen kautta paremmin kannattavaksi Elintarvikejätteen hyödyntäminen keskeinen tekijä väestökeskittymien lähialueella biojätteen kaatopaikkasijoituksen kiellot tulevaisuudessa
LAITOSTYYPPEJÄ
MAATILAVAIHTOEHTO (Imppola ym. 2010: OPINTOMATKA RUOTSIN JA SUOMEN BIOKAASULAITOKSIIN. )
LAPPIA/ OPETUSMAATILA
RAAKA-AINEEN ESIKÄSITTELYÄ yhdyskuntajätettä lisäsyötteenä
RAAKA-AINEEN HYGIENISOINTI
PROSESSI rikkibakteereja reaktorin sekoitus Rejektin suodatusta CHP-tuotantoa
RAAKA-AINEEN KÄSITTELYÄ KAUPALLISILLA KOMPONENTEILLA Syötteiden pumppauksen säätelyyn käytetyt (sikalan ruokintajärjestelmän) luistiventtiilit eivät toimi pitkää heinää tms. sisältävillä syötteillä
LAKIPYKÄLIÄ/ MÄÄRÄYKSIÄ Jätevesilietteen (ei koske omaa jätevettä) kaasutuksen rejektivettä ei saa sellaisenaan käyttää lannoitteena Ulkopuoliset syötteet/ rejektin vienti ulos edellyttää laitoshyväksyntää Kasviperäinen raaka-aine ei tarvitse hygienisointia Luokan 1 eläinperäisiä sivutuotteita EI SAA MILLOINKAAN KÄYTTÄÄ SYÖTTEINÄ Luokan 2 eläinperäiset sivutuotteet painesteriloitava Luokan 3 eläinperäiset sivutuotteet: 12 mm:n palakoko, 1 tunti +70 C (Luokitukset löytyvät mm. EY 1069/2009 asetuksesta) Hygienisointikäsittely = lannoitekelpoisuus Eläinperäisten syötteiden käyttö aiheuttaa 21 vrk:n varoajan nurmirehun käytölle (laidunnus, korjuu) Jätevesilietteen lannoitekäyttö edellyttää joko termofiilisen prosessin tai mesofiilinen prosessi + lämpökäsittely (>80 C 10 min) tai kompostointi 6 kk ja vanhennus 2 v tai hygienisointi +70 C 30 min.
LUETTAVAA
LUETTAVAA Annimari Lehtomäki 2006. Biogas Production from Energy Crops and Crop Residues. Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science 163. Aili Möttönen 2011. Biokaasuntuotanto kuivamädätysreaktorissa. Syötteinä naudan kuivikelanta ja lohenperkuujäte. Oulun yliopisto, Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto, Kandidaatintyö 178 Tuomo Vilkkilä 2007. Biokaasulaitos esimerkkimaatilalle. Esiselvitys. Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Luonnonvarainstituutti. Bioenergiakeskuksen julkaisusarja (BDC-Publications) Nro 28 Virtanen Pirjo. 2011. Biokaasulaitoksen sijainnin mittatyökalu. Laureaammattikorkeakoulu. Hyvinkää Niina Huikuri2007. Biokaasun tuotanto lehmän-lannalla ja teurasjätteellä. Ympäristöteknologian seminaari, Joensuu. Pohjois-Karjalan Ammattikorkeakoulu Imppola, R ja Virkkunen, E. 2010: Matkaraportti. Opntomatka Ruotsin ja Suomen biokaasulaitoksiin 1.-5.11.2010. Oulun seudun ammattikorkeakoulu ja MTT. Moniste. 28 s.
Kiitokset