MAAKAASU LIUSKEKAASU BIOKAASU SYNTEETTINEN BIOKAASU (BIO-SNG) EKOKAASU (sis. mm. erilaisia hiilivetyjä) NESTEYTETTY MAAKAASU (LNG) PAINEISTETTU MAAKAASU (CNG)
TEHOKAS KAASUN SIIRTOJÄRJESTELMÄ Väylä tulevaisuuden energiaratkaisuihin Biokaasu Bio-SNG Vety CO 2 - talteenotto (CCS, Carbon Capture and Storage) Maakaasu LNG Siirtologistiikan tehokkuus Energiatehokkuus Lähipäästöjen minimointi
TCM (1000 BCM) MAAKAASU MAAILMALLA
Lähde: World Energy Outlook, Special report 2011
Kaasun hankinnan lähteet alueittain Lähde: Energy Outlook 2030, BP 2011
MAAKAASUN TULEVAISUUDEN KYSYNTÄ EUROOPAN UNIONISSA Mrd. m 3 700 600 500 400 300 200 100 0 2008 2015 2020 2025 2030 2035 Lähde: World Energy Outlook, Special report 2011
UUSIA MAAKAASUN TOIMITUSREITTEJÄ EUROOPPAAN EU27: putkiverkoston pituus n. 2,03 milj. km (siirto & jakelu), 115 milj. asiakasta, maakaasu työllistää n. 266 000 ihmistä. Maakaasuvarastoja 130 kpl = 83,5 mrd. m 3 Uusia tuontikanavia suunnitteilla / rakenteilla Putkihankkeet 140 mrd. m 3 Nesteytetty maakaasu (LNG) 170 mrd. m 3 Tuotantolaitokset (12 maassa) 18 kpl v. 2010. Suunnitteilla / rakenteilla10 kpl. Vast.ottoterminaalit (23 maassa) 83 kpl v. 2010
LIUSKEKAASUESIINTYMÄT
Shale gas exploration sites in Europe Source: shalegas.com
HYDRAULINEN MURTAMINEN
A typical shale formation
MAAKAASU, PUHDISTETTU BIOKAASU JA BIO-SNG EIVÄT EROA KOOSTUMUKSELTAAN TOISISTAAN Maakaasu, puhdistettu biokaasu ja bio-sng ovat kaikki metaania (CH 4 ) Maakaasua syntyy maankuoren hiilivetykerrostumaan pitkäaikaisen hajoamisprosessin tuloksena. Maakaasu on fossiilisista polttoaineista kaikkein puhtain. Biokaasu syntyy luonnollisen mädäntymisprosessin lopputuotteena Bio-SNG on biopohjaista synteettisesti valmistettua maakaasua Biokaasu ja synteettinen maakaasu sisältävät alun perin metaanin lisäksi muita komponentteja, jotka puhdistusprosessissa poistetaan Maakaasu tuodaan Suomeen Venäjältä, biokaasu ja bio-sng ovat kotimaisia, uusiutuvia polttoaineita Kaikkien näiden kaasujen jakelu voidaan hoitaa maakaasuverkoston kautta ja samat käyttölaitteet soveltuvat suoraan kaikille Nesteytettynä bio- ja maakaasua voidaan kuljettaa säiliöautoilla, mikä mahdollistaa maakaasun toimitukset myös maakaasuverkon ulkopuolelle LNG on nesteytettyä maakaasua
Kotimaiset raaka-aineet Biokaasua voidaan tuottaa esim. jätteistä, energiakasveista tai puusta. Tuotantolaitokset sijaitsevat Suomessa Raaka-aine joko mädätetään tai kaasutetaan biokaasuksi Suomessa. Jakelu kaasuverkostoa pitkin Biokaasu voidaan siirtää käyttökohteisiin tehokkaasti kaasuverkoston avulla. Käyttö kotimaassa Käyttö yhtä monipuolista kuin maakaasullakin: - Liikenne - Energiantuotanto - Teollisuus Biokaasu on lähienergiaa Biokaasun tuotanto tuo investointeja Suomeen: se tarkoittaa uusia työpaikkoja ja mahdollisuuksia suomalaisen ympäristöteknologian kehittämiselle.
1 2 3 4 2011 Kouvolan Mäkikylän biokaasulaitos tuotannossa 2012 Espoon Suomenojan biokaasulaitos investointipäätös tehty 2014 Kouvolan II biokaasulaitos esiselvitys käynnissä 2016 Joutsenon biokaasua tuottava biojalostamo esiselvitys käynnissä
BIOKAASULAITOS HAVAINNEKUVA
BIOKAASULLA KULJETAAN
BIOKAASU VS. MAAKAASU Ainesosa Biokaasu Maakaasu Metaani 45-75 % 98,1 % Hiilidioksidi 25-50 % 0,04 % Typpi 0-20 % 0,8 % Happi 0-10 % 0,01 % Rikkivety 0-1000 mg/m3 Siloksaanit 0-50 mg/m3 - Kosteus On - Halogenoidut hiilivedyt Raskaammat hiilivedyt 0-1600 mg/m3-1% - - Ainesosa Biokaasu Maakaasu Metaani 95-98 % 98,1% Hiilidioksidi 0-3 % 0,04 % Typpi 0-2 % 0,8 % Happi 0-1 % 0,01 % Rikkivety Jälkiä - Siloksaanit Jälkiä - Kosteus Jälkiä - Halogenoidut hiilivedyt Raskaammat hiilivedyt Jälkiä - - 1 % Biokaasu voidaan jalostaa (upgreidata) lähes maakaasun veroiseksi Maakaasun lämpöarvo on 36 MJ/m 3, jalostetun biokaasun lämpöarvo on 34-35 MJ/m 3 Hyötysuhde n. 60-70% (raakakaasu putkikaasun veroiseksi)
PUUPOHJAISEN BIOKAASUN (SNG) VALMISTUS- PROSESSI ON YKSINKERTAINEN Pääsääntöisesti prosessin alkulämpö hoidetaan maakaasulla (850-900 o C) Kuivattu biomassa kaasutetaan hapen ja/tai vesihöyryn sekä hiilen kemiallisen reaktion tuottaman lämmön avulla tuotekaasuksi. Tuotekaasu joka sisältää pääasiassa vetyä (H 2 ), hiilimonoksidia (CO), hiilidioksidia (CO 2 ), vettä (H 2 O) ja metaania (CH 4 ) puhdistetaan epäpuhtauksista, esim. terva- ja rikkiyhdisteistä. Metanointi: tuotekaasu muutetaan nikkelikatalyyttien avulla metaaniksi. Metanointiprosessissa syntyvä lämpöä ja höyryä käytetään kaasutusprosessissa Jalostuksessa metaanipitoisuus nostetaan vähintään 95% poistamalla kaasusta hiilidioksidia ja vesihöyryä. Biomassa Bio-SNG Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö
EKOKAASU Lähde: Lahti Energia
EKOKAASU Lähde: Lahti Energia
YHTEENVETO Biokaasuilla on polttoaineena samat edut kuin fossiilisellakin maakaasulla: Korkea energiatehokkuus Ei aiheuta rikkidioksidi-, hiukkas- eikä raskasmetallipäästöjä Tehokas siirtojärjestelmä Monipuoliset käyttökohteet Suomessa valmistettavilla biokaasuilla on seuraavat lisäedut: Kotimainen polttoaine, mikä lisää kaasunhankinnan huoltovarmuutta Uusiutuva, hiilidioksidineutraali tai - negatiivinen polttoaine Raaka-aineena käytetään kotimaisia jätteitä, peltobiomassaa ja metsähaketta Biokaasujen raaka-aineen hankinnalla ja tuotannolla on huomattava työllistävä vaikutus Biopohjaisten kaasujen yhteenlaskettu potentiaali Suomessa on ainakin 15 TWh, mikä on noin kolmannes nykyisestä maakaasun käytöstä.
OIL LNG CNG ÖLJY Tiheys 0,85 kg/l Lämpöarvo 11,9 kwh/kg 159 litraa 1600 kwh LNG Tiheys 0,42 kg/l Lämpöarvo 13,7 kwh/kg 280 litraa netto 310 litraa brutto 1600 kwh CNG 200 bar Tiheys 0,73 kg/m 3 Lämpöarvo 10 kwh/m 3 800 litraa 1600 kwh
LNG:n varastosäiliöitä LNG:n vastaanottoterminaali Kaasun nesteytyslaitos
Suomessa on tarjolla nesteytettyyn maakaasuun liittyvää osaamista ja teknologiaa Viking Linen NB 1376 -matkustajalautta Rajavartiolaitoksen ulkovartiolaiva
LNG LAITOS PORVOOSSA Tuotanto 20.000 tn/a Korvaa vanhan laitoksen Toimii myös varajärjestelmänä siirtoverkolle Tuotesäiliöt 3 x 700 m3 Jäähdytysyksikkö
Säiliön tilavuus (54 m 3, 21 t LNG )
CNG ominaisuuksia Täyttöpaine ajoneuvokäytössä 200 bar Suhteellinen tiheys 0,56 (ilma=1) Syttymislämpötila 650 C vertaa diesel n. 340 C ja bensiini n. 250 C Syttymisalue 5 15til-% Henkilöautojen ominaisuuksia Tyypillisesti Bi-Fuel autoja (kaikki Suomessa myytävät mallit) Varapolttoaineena bensiini (säiliöt ajoneuvomallista riippuen 13-60 litraa) Maakaasulla toimintamatka 250-570 km + bensiinillä 200-800 km
Suodatinlappu, jonka läpi pakokaasut johdetaan VTT:n tekemissä pakokaasupäästömittauksissa. Hiukkaspäästöt (PM) määritellään suodatinlapun painon lisääntymisestä. Visuaalisestikin kuva kertoo selvän eron EURO2, EURO3 ja EURO4 dieselmoottoreiden sekä EURO5 maakaasun välillä. (Kaupunkilinja-autot)
MAA/BIOKAASUN LIIKENNEKÄYTTÖ, ESIMERKKEJÄ MAAILMALTA Lukuohje: MAA Ajoneuvot / Julkiset tankkausasemat Source: GVR March 2012 RUOTSI 36 381 / 130 SUOMI 1 000 / 17 USA 112 000 / 1 100 KANADA 14 300 / 80 SAKSA 95 000 / 900 SVEITSI 9 900 / 129 RANSKA 13 500/ 332 ITALIA 761 000 / 811 VENÄJÄ 100 000 / 250 UKRAINA 200 000 / 95 JAPANI 41 000 / 287 KOLUMBIA 349 000 / 651 BRASILIA 1 702 000 / 1 793 IRAN 2 859 000 / 1 800 PAKISTAN 2 850 500 / 3 330 BANGLADESH 200 000 / 600 KIINA 600 000 / 2 300 THAIMAA 268 000 / 419 Jussi Vainikka Gasum 03.03.2011 Jussi Vainikka Copyright Gasum ARGENTINA 2 044 000 / 1 902 30 INTIA 1 100 000 / 405
Tankkausasemia 17 kpl joista 1 kpl Haminan Energia /St1 1 kpl MSOY/St1
Imatralle valmistuu syksyllä 2012 maa- & biokaasun tankkausasema Havainnekuva tulevasta Imatran tankkausasemasta
Toivotan kaikille antoisaa neuvottelupäivien jatkoa! ari.seppanen@gasum.fi http://www.europeunconventionalgas.org/
http://www.hydraulicfracturing.com/pages/information.aspx