Typen talteenotto lantaperäisestä nesteestä – tekninen toteutettavuus ja prosessin kannattavuusarvio

Suomessa käytetään maataloudessa epäorgaanista väkilannoitetyppeä noin 135 000–180 000 tonnia vuosittain (Eurostat 2015a), mikä on noin 65 % maatalousmaahan kokonaisuudessaan lisätystä typestä. Perinteisesti epäorgaanisen lannoitetypen valmistukseen kuluu suuri määrä energiaa, joka on käytännössä valmistettu fossiilisilla polttoaineilla. Esimerkiksi Suomen lannoitemarkkinoille typpi sidotaan epäorgaanisiin lannoitteisiin maakaasulla tuotetun energian avulla ja kuljetetaan pääosin Venäjältä ammoniakkina Suomeen lannoitteiden valmistusta varten. Synteettistä väkilannoitetyppeä voitaisiin korvata ainakin osittain kierrätystypellä. Typen erottaminen ja talteenotto sivuvirroista voidaan nähdä myös puhdistusprosessina. Hallitsemattomasti jätevesien tai jätteiden mukana vesistöön jouduttuaan ravinteet aiheuttavat vesistöjen rehevöitymistä. Jalostamattomina näillä sivuvirroilla, esim. lannalla, on jalostettua tuotetta suurempi riski joutua vesistöihin. Viljelyn vaatimuksiin kehitettyinä lannoitteina typpi palautuu viljelykasvien kautta suuremmalla osuudella ravintoketjuun. Vuosina 2014–2015 käynnissä olleessa Täsmätyppi -hankkeessa (Typpilannoitteiden valmistus lantaperäisistä materiaaleista, YM RaKi) tarkasteltiin ammoniakkistrippauksen toteuttamista ja sen kustannuksia. Pilot-kokeiden pohjalta tehtiin kustannusten arviointi sekä kannattavuuslaskelmat maatila- ja teollisessa mittakaavassa tapahtuvaan ammoniakkistrippaukseen. Lisäksi tehtiin kirjallisuusselvitys erilaisten pesuliuosten käytöstä ammoniakin talteenotossa ja muodostuvien typpituotteiden käytettävyydestä maataloudessa. Hankkeen koeajoissa osoitettiin, että typen poisto nestejakeesta strippaamalla on teknisesti valmis menetelmä toteutettavaksi. Stripperillä päästiin yli 90 % erotustehokkuuksiin ja myös konsentroidumman ammoniumsulfaattiliuoksen valmistus olisi ollut mahdollista, jos typpipitoista nestejaetta olisi käsitelty suurempia määriä. Prosessin kannattavuus löytyy tällä hetkellä pikemminkin typen poistossa jätejakeesta kuin typpilannoitteen valmistuksessa, mutta samalla kun uusiutuvan energian tuotanto ja kierrätysravinteiden hyödyntäminen lisääntyvät, myös typen strippaukselle saattaa löytyä sovelluskohteita, joissa strippaus osana muuta prosessia on kannattavaa.201

Enriching Everyday Experience with a Digital Service: Case Study in Rural Retail Store

A novel omnichannel service concept was developed and piloted in the context of everyday retail service environment. A starting point for the new service was a need to provide the customers of a small rural retail store with wider selection of goods through integrating web shopping interface to the store’s service processes. One of the driving design principles was to achieve a seamless service experience by a fusion of web and physical retail channels. The findings from the case study were analysed from the viewpoint of store customers and personnel. Over half of the interviewed customers stated they were likely to use the novel retail service in the future. Previous experience with online shopping appeared to have a direct, positive effect on the customers’ willingness to adopt the service into use. The hands-on demonstration was proved to be an advantageous way for introducing the novel service to potential users. Personnel’s attitudes towards the service concept were in general enthusiastic and positive; however the service also invoked some initial concerns mostly related to additional work load. The personnel also clearly appreciated the positive effects of the new service on the store and customers

Use of laboratory anaerobic digesters to simulate the increase of treatment rate in full-scale high nitrogen content sewage sludge and co-digestion biogas plants

201

Effects of seasonal and local co-feedstocks on the performance of continuous anaerobic digestion of cattle slurry

The study's aim was to assess the robustness of farm-type anaerobic digestion with cattle slurry as the main feedstock under the change of co-feedstock type and quality. Fish biomass, rainbow trout offal, potato, and reindeer offal were investigated as possible co-feedstocks in a 428-day semi-continuous reactor experiment. Using fish biomass or rainbow trout offal as co-feedstock (19 % of VS of the feed) produced an average of 220 and 305 L CH4/kg VS compared to the 201 L CH4/kg VS for the manure control. For other co-feedstocks, the differences were not statistically significant. Despite recommendations to acclimate biogas process to new feedstocks with caution, no disturbances in the biogas process were observed, even with sudden changes in co-feedstocks. The use of locally available and seasonal co-feedstocks improved the agronomic quality of the digestates and could be important in securing farms' supply of and self-sufficiency in both energy and fertilizers

Maatilojen biokaasuntuotannon mahdollisuudet Lapissa

Biokaasun tuotanto maatiloilla edistää osaltaan paikallista hajautettua energiantuotantoa ja ravinteiden kierrätystä. Maatilakokoluokan biokaasulaitosinvestointeja on kuitenkin rajoittanut taloudellisen kannattavuuden saavuttaminen, ja Lapissa biokaasulaitoksia on vielä muuta maata selvästi vähemmän. Lapissa muodostuu alueelleen ominaisia biohajoavia massoja, kuten poro- ja kalatalouden sivuvirtoja, joista osa on tähän asti ollut heikosti hyödynnettyjä. Maatilat biokaasun tuottajina Lapissa -hankkeen (2017–2020) tavoitteena olikin selvittää lappilaisten maatilojen biokaasuntuottomahdollisuuksia huomioiden myös alueelle ominaiset lisäsyötemahdollisuudet. Lapissa maatalous perustuu nurmenviljelyyn ja nurmea syöviin eläimiin, ja 90 % maakunnan alueella muodostuvasta lannasta on naudanlantaa. Maatilojen biokaasulaitoksen kannalta keskeisimpiä sivuvirtoja alueella ovat peltobiomassat, matkailun biohajoava jäte sekä poro- ja kalasivuvirrat. Näistä suurimmat muodostumismäärät ja metaanintuottopotentiaali on peltobiomassoilla. Kokonaismääränä kala- ja porotalouden sivuvirrat eivät ole välttämättä kovin suuria, mutta niillä voi paikallisesti olla suurikin merkitys ja ne tarjoaisivat maatilojen biokaasulaitoksille runsaasti biokaasua tuottavan lisäsyötteen. Oman haasteensa lisäsyötteiden käytölle tuo joidenkin sivuvirtojen muodostuminen jaksottaisesti vain osan aikaa vuodesta. Sivuvirtojen käyttöä lantaan pohjautuvan biokaasuprosessin lisäsyötteenä tutkittiin kokeellisesti laboratoriomittakaavassa. Panoskokeissa selvitettiin erilaisten sivuvirtoina muodostuvien lisäsyötteiden metaanintuottopotentiaalit, jotka kaikki osoittautuivat lannan metaanintuottopotentiaalia korkeammiksi. Lisäksi lisäsyötteistä analysoitiin ravinnepitoisuudet ja koostumus. Lisäsyötteiden käyttöä tutkittiin myös jatkuvatoimisilla reaktorikokeilla, joilla simuloitiin maatilamittakaavan biokaasuntuotantoa vaihtuvilla, jaksottaisilla lisäsyötteillä. Lisäsyötteet paransivat metaanintuottoa ja mädätteen ravinnepitoisuuksia, ja biokaasuprosessi kesti lisäsyötteiden vaihdot testatulla maltillisella lisäsyöteosuudella. Hankkeessa luotiin laskennalliset maatilamallit kahdelle eri maitotilakokoluokalle, pieni tila 60 lypsävää ja iso tila 180 lypsävää. Malleilla kuvattiin maatilamittakaavan biokaasulaitoksen kannattavuutta kyseisissä kokoluokissa ja kannattavuuteen vaikuttavia tekijöitä, mm. lisäsyötteiden käytön vaikutuksia. Pienessä tilakoossa lisäsyötteet noin kaksinkertaistaisivat energiantuotannon, mutta kokonaisuudessaan pienen tilan biokaasulaitos jäi kuitenkin kauas kannattavasta. Isommalla nautatilalla biokaasulaitoksen kannattavuus oli saavutettavissa etenkin, jos käytössä nykyisellään oli kallis lämmitysenergiamuoto. Lisäsyötteiden käyttöön liittyvän hygienisointiyksikön merkitystä tarkasteltiin kannattavuuslaskelmien avulla. Hygienisointia vaativa, mutta ilmainen poron teurasjäte osoittautui kannattavammaksi lisäsyötteeksi kuin säilörehunurmi. Hygienisointiyksikön kannattavuuden edellytyksiksi osoittautuivat mm. riittävän suuri laitoskokoluokka, investointituet sekä korkeahko tuotetun energian hinta ja hyödyntämisaste.202

Harnessing biogas plants for the production of value-added products

2nd Bioeconomy Congress, 12-13th September 2017, University of Hohenheim, Stuttgart, Germany201