Jätevirroista metaania

bioenergia Navetannurkille kohonneiden reaktorirakennelmien vaihtoehdoksi on kehitelty kotimainen laiteratkaisu, jossa yhdistyy biokaasun tuotantoon tarvittava reaktori, metaanin valmistus ja kaasun jakeluasema.

Järjestelmän sydän on konttireaktori, jossa yhdyskuntien tai maatalouden jätejakeista, kuten kasveista, lannasta, jätevesiliemistä tai elintarvikejätteistä tuotetaan lämmitykseen tai liikennekäyttöön soveltuvaa metaania. Rakenne perustuu moduuleihin, joita voidaan liittää yhteen tai käyttää erikseen.

Biomassa syötetään kontin toisesta päästä mekaanisilla syöttölaitteilla. Materiaali sekoittuu ja kulkee reaktorin ­läpi, jolloin mikrobit pääsevät siihen käsiksi ja muodostuu biokaasua.

Lannoite talteen

Lannoitteeksi kelpaava jälkimädäte poistetaan reaktorin toisesta päästä. Hajuhaittojen minimoimiseksi syöte voidaan ohjata reaktoriin alipaineistetussa kuljetuskontissa, samoin kuin käsitellä ­mädätysjäännös.

Reaktori toimii kuivaprosessiperiaatteella. Etuna perinteiseen märkäprosessiin on, ettei tarvetta nesteen lisäykselle ole kuivillakaan syötemateriaaleilla.

Yhtiön mukaan kuivaprosessi sietää myös paremmin epäpuhtauksia, kuten hiekkaa, muovinpaloja ja paperia. Märkäprosessissa ne voivat aiheuttaa reaktorin toimintaa haittaavia kerrostumisongelmia.

”Syntyneestä mädätteestä saadaan erilleen typpipitoinen nestemäinen rejektivesi ja fosforia sisältävä kiinteä jae. Näin voidaan vähentää synteettisesti tuotettujen lannoitteiden käyttöä viljelyssä”, sanoo BioGTS Oy:n kehitysjohtaja Annimari Lehtomäki.

Lyhenne GTS tulee englannin sanoista green technology solutions.

”Maailman fosforivarastot ovat rajallisia, ja on mahdollista että väkilannoitteiden kallistuessa biokaasuprosessissa ­käsitellyn lannan arvo tulee nousemaan”, Lehtomäki uskoo.

Älykästä kaasunkäsittelyä

Pelkkä modulointi ei riitä vaativassa kaasutusprosessissa, vaan tarvitaan soveltuva tekniikka. Tavoitteena on tuotekaasun korkea metaanipitoisuus ja lopputuotteen joustava säädettävyys laitteiston säätöjä muuttamalla.

”Reaktoria voi käyttää jatkuvatoimisesti, mutta kaasuvarastojen täyttyessä kaasun jalostuslaitteisto voidaan sammuttaa ja käynnistää uudelleen ilman viivettä. Laitteisto on etävalvottu ja automatisoitu”, Lehtomäki mainitsee.

Laitteistoja on asennettu tähän mennessä kuuteen kohteeseen Suomessa. BioGTS-konseptilla on toteutettu esimerkiksi Haminan Energian biokaasulaitos Virolahdella, jossa syötteinä käytetään elintarviketeollisuuden sivuvirtoja, kaupan ja ravintoloiden biojätteitä sekä nurmea.

”Laitoksen käsittelykapasiteetti on noin 19 500 tonnia syötettä vuodessa. Jalostettu biometaani syötetään maakaasuverkkoon ja hyödynnetään pääasiassa liikennepolttoaineena sekä lämmityskäytössä”, Lehtomäki kertoo.

Toisen esimerkin, Paraisilla toimivan Qvidja Kraft Oy:n hankkeessa reaktoriin on yhdistetty kuivatislaus- eli pyrolyysilaite ja biometanointi. Parhaillaan tutkitaan, kuinka metaanimikrobit, jotka tuottavat metaania suolla, valmistaisivat reaktorissa biometaania hiilidioksidista ja vedystä.

Näiden avulla biokaasun saantoa biokaasulaitoksissa voidaan nostaa yli 60 prosenttia. Kyseessä on pilottitila, jonka on määrä tuottaa lämpöä, ja osa energiasta menee liikennekäyttöön oman tankkausaseman kautta. Loppumädäte menee lannoitteeksi.

Bioboksin tuottaman kaasun energiasisältö riippuu syötteestä ja on noin 500‑1 000 megawattituntia vuodessa. Keskimäärin energiamäärä riittäisi lämmön ja sähkön yhteistuotantona noin 18 omakotitalon tarpeisiin tai 300 henkilöauton ajoihin vuodeksi. Laitoksen oma sähkönkulutus on noin 54 megawattituntia, mikä vuositasolla maksaa noin 6 500 euroa.

Hintaa boksilla on noin 700 000 euroa, ja taloudellisesti kannattavaan operointiin riittää Lehtomäen mukaan noin 700 biojätetonnin syötemäärä vuodessa. Määrä syntyy esimerkiksi 15–20 hehtaarin viljelyksistä tai 50 lypsylehmän lannasta. Käyttökustannukset ovat vuodessa noin 1 500 euroa, mikä koostuu lähinnä laitteiston käyttämästä sähköstä.

Kuriositeetista kuluttajakäyttöön

”Konseptin tavoite on tuoda hajautettu biokaasutuotanto navetan perukoilta valtaväylien varteen ja asutuskeskusten yhteyteen. Tuotanto, jalostus ja jakelu voivat olla vaikkapa valtatien varrella maakunnissa, jossa syöte lanta ja biomassat ovat lähellä”, Lehtomäki sanoo.

Yhdyskuntabiojätteiden tai jätevirtojen kaasutus taajamissa mahdollistaa biometaanin syöttämisen kaasuverkkoon ja sen jakelun ajoneuvokäyttöön. Visio ei tosin ratkea yksin BioGTS-konseptin avulla. Tarvitaan vielä toimiva ja kannattava ketju uusituvan energian tuottajalta loppukuluttajalle.