JÄTTEESTÄ PUHTAITA AJOKILOMETREJÄ Sanna Marttinen, MTT From waste to traffic fuel (W-FUEL)-hanke Työpaja Kotkassa 30.9.2010
W-FUEL edistää biokaasun tuotantoa ja liikennepolttoainekäyttöä Teemme Kymenlaakson alueella ja viidellä muulla alueella suunnitelmat: Biojätteiden ja lietteiden synnyn ehkäisystä Biokaasun tuotannosta Biokaasun liikennepolttoainekäytöstä Sekä arvioimme suunnitelmien ympäristö-, talous- ja aluevaikutukset
PROJEKTIN RESURSSIT MTT Koordinaattori Sanna Marttinen Tieteellinen johtaja Jukka Rintala 6 tutkijaa, joilla asiantuntemusta Biokaasun tuotannosta ja liikennepolttoainekäytöstä Ympäristövaikutuksista Talousvaikutuksista Maataloudesta Paikkatietojärjestelmistä ym. Tiedottaja ja talouspäällikkö Mahdollisuus ostaa asiantuntijapalveluita Lisäksi käytettävissä HSY:n (ja HSL:n) sekä virolaisten partnerien osaaminen
TÄNÄÄN KUULEMME JA KESKUSTELEMME Kaasuautojen käyttökokemuksista Biokaasun ja biometaanin tuotannosta ja ohjauskeinoista Kymenlaakson biometaanin tuotantopotentiaalista Miten biokaasun liikennekäyttö saadaan Kymenlaaksossa käyntiin Ja kaikesta muusta asiaan liittyvästä
Hankkeessa tarkastelemme Kymenlaakson Jäte Oy:n toiminta-aluetta Hamina, Iitti, Kotka, Kouvola, Miehikkälä, Pyhtää, Virolahti, Lapinjärvi
W-FUEL tutkittua tietoa biokaasualan toimijoille
PERUSTIETOA HANKKEESTA Nimi: From waste to traffic fuel (W-FUEL) Kesto: 1.9.2009 31.12.2011 Kokonaisbudjetti: 1 107 200 Rahoittajat: EU:n Central Baltic INTERREG IV A ohjelma 2007-2013, Suomen valtio ja projektin partnerit
PROJEKTIN ORGANISAATIO LEAD PARTNER MTT Agrifood Research Finland PARTNERS TUT, Tallinn University of Technology SEI-T, Stockholm Environment Institute YTV, Helsinki Metropolitan Area Council ADDITIONAL Ministry of Environment Turun Seudun Jätehuolto Oy PARTNERS Tallinn Environment Board Kymen Vesi Oy Lääne-Viru County Government Kymenlaakson Jäte Oy Rouskis Oy OÜ Mõnus Minek SEES Liikelaitos Salon Vesi AS Terts Baltic Biogas OÜ Finnish Biogas Association
TAUSTAA Biokaasu on puhtain polttoaine mitä nykymoottoreissa voidaan käyttää EU tavoite Nostaa uusiutuvien liikennepolttoaineiden osuus 10 %:iin 2020 mennessä. EU tavoitteita ja lainsäädäntöä Jätteiden synnyn ennalta ehkäiseminen ja kierrätyksen lisääminen Liikenteestä, jätteistä ja lannasta aiheutuvien päästöjen vähentäminen Uusiutuvien liikennepolttoaineiden tuottaminen Haasteena myös Lisätä ja monipuolistaa paikallista yritystoimintaan sekä lisätä työllisyyttä Kasvattaa alueellista energiaomavaraisuutta kestävällä tavalla
KOHDEALUEET SUOMESSA NELJÄN KUNNALLISEN JÄTEYHTIÖN JA KAHDEN VESILAITOKSEN TOIMINTA-ALUEET Pääkaupunkiseutu Turun seutu Salon seutu Kotkan seutu Väestömäärä noin 1,7 miljoonaa (1/3 Suomen väestöstä) VIROSSA KAKSI MAAKUNTAA Harjun maakunta Lääne-Virun maakunta Väestö noin 600 000 (45 % Viron väestöstä)
Kohdealueet ja maakaasuverkko Kartan lähde: www.gasum.com
BIOKAASUN TUOTANTO ON KESTÄVÄÄ JA YMPÄRISTÖYSTÄVÄLLISTÄ Tuotetaan paikallisesti kotimaisista raaka-aineista Jätemateriaaleista tuotettuna biokaasun ympäristötase on paras Myös energiakasveista voidaan tuottaa biokaasua kestävästi ruuan ja rehuntuotantoa tukien Biokaasuprosessi säilyttää ravinteet hyödynnettävässä muodossa toisin kuin poltto, joka hävittää typen Mahdollistaa ravinteiden kierrätyksen, parantaa erityisesti typen hyödynnettävyyttä kasvintuotannossa Biokaasuteknologian käyttöönotolla voidaan vähentää kasvihuonekaasupäästöjä korvaamalla biokaasulla fossiilisia polttoaineita korvaamalla kierrätysravinteilla keinolannoitteita, jolloin niiden tuotannon kasvihuonekaasupäästöt vähenevät jätehuollossa, korvaamalla energiaa kuluttavaa ja kasvihuonekaasupäästöjä tuottava kompostointiteknologiaa maataloudessa käsittelemällä lanta suljetussa biokaasuprosessissa sen sijaan että se varastoitaisiin avonaisissa altaissa
Käsittelyjäännöksen laatu Ravinnetasapaino paranee Liukoisen typen osuus kasvaa ammoniumtyppi suoraan kasvien käytettävissä Liukoistumisen määrä riippuu mm. raaka-aineista ja käsittelyprosessista Hiili/typpi-suhde laskee Muut lannoitevaikutukseltaan tärkeät aineet talteen eivät muutu käsittelyn aikana Kalium, fosfori, kalsium, magnesium, mikroravinteet Kuiva-ainepitoisuus pienenee lopputuote tasalaatuisempaa ja juoksevampaa Materiaalit imeytyvät maahan nopeammin hajut katoavat nopeasti levityksen jälkeen Käsittely hygienisoi materiaaleja, hajottaa rikkaruohonsiemeniä ja tuholaisia Maaperän humuspitoisuus nousee Vähentää lannan fytotoksisten yhdisteiden määrää Hajottaa joitakin orgaanisia haitta-aineita, kuten fenoleita Ammoniakin haihtumispotentiaali suurempi käsittelemättömiin verrattuna Eritystä huomiota varastointiin ja levittämiseen sijoittaminen
Biokaasuprosessin lopputuotteet kasvinravinteena Testattu laboratoriossa ja kenttäkokeissa useita vuosia ja verrattu väkilannoitteisiin Analyysimenetelmien vertailu Tärkeää erityisesti typpilannoituksen optimoinnin kannalta Lanta-analyysi: kuvaa kasvukauden aikana käytettävissä olevaa liukoisen typen määrää Lannoitevalmisteasetuksen mukainen 1:5 vesiuutto: kuvaa nopeasti käytettävissä olevaa typen määrää 1:60 vesiuutto: kuvaa kasvukauden aikana käytettävissä olevaa liukoisen typen määrää kg N/tuoretonni 14 12 10 8 6 4 2 0 13,3 9,0 6,8 5,1 4,4 3,1 3,2 2,8 2,9 2,4 2,1 2,3 2,0 1,9 2,0 1,6 1,7 1,8 1,4 1,5 Sianlietelanta Rejekti Pix-käsittelyllä Kuivajae Pix-käsittelyllä Kuivarakeen raaka-aine Kuivarae Lanta-analyysin kokonaistyppi Lanta-analyysin liukoinen typpi Liukoinen typpi 1:5 vesiuutolla Liukoinen typpi 1:60 vesiuutolla
Lopputuotteiden käyttö kasvinravinteena Biokaasuprosessin lopputuotteissa liukoinen typpi on pelkästään ammoniumtyppeä (väkilannoitteissa ammoniumnitraattina) Ammoniumtypen liikkuvuus maassa heikompi, jolloin sijoituksesta saatava etu korostuu Mullatun ammoniumtypen vaikutus on riippuvainen kylvön jälkeisistä sateista Nestemäiset tuotteet käyttäytyvät väkilannoitteiden tavoin sijoitettuna Erotellussa kuivajakeessa liukoinen typpi/kokonaistyppi -suhde nestemäistä lähtötuotetta alempi Kokonaistyppiraja 170 kg/ha rajoittaa useimmiten ensimmäisenä Liukoisen typen tavoitetasoon väkilannoitteella tai pelkkää liukoista typpeä sisältävällä orgaanisella lannoitteella? (Nitraattiasetuksen 6 :n tulkinta epäselvä) Raaka-aineiden vaikutus typen käyttäytymiseen Saattaa aiheuttaa hieman takapainotteista vaikutusta, mitä enemmän muuta kuin lantaa (tuleentuminen voi viivästyä pari päivää)
Kenttäkokeet ohralla Useita erityyppisiä orgaanisia lannoitevalmisteita Väkilannoitevertailu Nestemäisten sadontuottokyky väkilannoitteita vastaava Levitys kylvön yhteydessä kylvölannoittimella tai letkulevitys juuri ennen kylvöä 60 Satopoikkeama odotusarvosta, % 50 40 30 20 10 0-10 -20 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2_1 B2_2 B3_1 B3_2 C1 C2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 E1 E2 E3 E4 Käsittely A: Väkilannoiteportaat; B-C: nestemäisiä; D-E: kuivia
S. Luostarinen, 2009 MTT Maaningan maatilakohtainen biokaasulaitos: Käsittelyjäännöksen lannoitekäyttö Syöttö: lanta+kasvibiomassa Jäännöksen kuiva-ainepitoisuus noin 3% Tasalaatuisempaa ja helpommin käsiteltävää kuin raakalanta Sisältää kaikki syöttömateriaalien ravinteet Kokonaistypestä arviolta 30% enemmän liukoisena ja suoraan kasvien käytettävissä kuin raakalannassa Peltokokeet nurmen ja ohran tuotannossa menossa Vertailu raakalannan ja väkilannoitteiden käyttöön Levitys sijoittamalla maahan Alustavien tulosten mukaan ohran jyväsato optimaalista väkilannoitusta vastaava ja selkeästi parempi kuin raakalannalla (liukoinen typpi)
Tulevaisuus Jatkojalostusteknologioilla ja tuotteistamisella nykyistä spesifisempiin lopputuotteisiin Ravinnetaseet Olomuoto Käyttö- ja levitysmenetelmät Tutkimuksella lisätietoa Uusista raaka-aineista Energiatehokkaista jalostusketjuista Ravinteiden käyttökelpoisuudesta Loppukäytöstä Levitysteknologioista Mahdollisista riskeistä Maanparannusrae Lakeuden Etappi Oy
Hehtaarikohtainen energiakasveilla saatavissa oleva henkilöautokilometrimäärä eri tekniikoilla (FNR 2008)
Liikennepolttoaineen primäärienergiapanokset polttoaineen energiasisältöä kohti koko tuotantoketju huomioiden (1) Biokaasu timoteisäilörehusta Etanoli ohrasta Biodiesel rypsistä F-T diesel ruokohelvestä F-T diesel hakkuutähteistä NExBTL rypsistä Diesel (fossiilinen) Bensiini (fossiilinen) raaka-aineen tuotanto polttoaineen valmistus varastointi ja jakelu Lähteet: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 "Biokaasu: Luostarinen, J. 2007. Energiakasveista tuotetun biokaasun energiatase suomalaisessa maatilakokoluokan biokaasulaitoksessa. Pro Gradu -tutkielma, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos." "Muut: Mäkinen, T. ym. 2006. Liikenteen biopolttoaineiden ja peltoenergian kasvihuonekaasutaseet ja uudet liiketoimintakonseptit. VTT tiedotteita 2357." %
Liikennepolttoaineen primäärienergiapanokset polttoaineen energiasisältöä kohti koko tuotantoketju huomioiden (2) Huomioituja korvaushyötyjä biokaasulla keinolannoitteiden korvaaminen käsiteltyä materiaalia kierrättämällä etanolilla valkuaisen käyttö biodieselillä valkuaisen ja glyserolin käyttö NExBTL:lla valkuaisen käyttö Biokaasun pienempi primäärienergian kulutus johtuu alhaisemmista viljely- ja prosessipanoksista sekä suuremmista hehtaarisaannoista mm. monivuotisia kasveja, koko kasvi voidaan hyödyntää energiantuotannossa
KAASUAUTO ON VÄHÄPÄÄSTÖINEN CO2-päästöt biokaasulla 0 g/km ja maakaasulla 25 % pienemmät maakaasuun verrattuna Hiukkaspäästöt käytännössä 0 g/km Alhaiset typen oksidien päästöt Ilman laadun kannalta merkittävien myrkyllisten yhdisteiden (CO, O3, PAH, aldehydit) päästöt hyvin vähäiset vrt. nestemäisiin polttoaineisiin Melupäästöt etenkin raskaassa liikenteessä kuten busseissa ja jäteautoissa, selvästi tavanomaista alhaisemmat
YHTEYSTIEDOT www.wfuel.info Koordinaattori Sanna Marttinen MTT, H-talo 31600 Jokioinen GSM 040 352 9741 sanna.marttinen@mtt.fi