Liquid fertilizer products from anaerobic digestion of food waste: mass, nutrient and energy balance of four digestate liquid treatment systems

201

Nutrient recycling – from vision to practice

Nutrient losses to water need to be reduced. This can be accomplished by sustainable use of nutrients and by recycling the nutrients contained in organic side streams. Researchers propose specific actions to speed up the changes needed for better nutrient recycling in Finland.201

Biokaasuketjun ravinne- ja energiataseet sekä ilmastovaikutukset

201

Biokaasulaitokset - syötteistä lopputuotteisiin

Työn tavoitteena oli tarkastella lantaa käsittelevän biokaasulaitoksen kokonaisketjua raaka-aineiden hankinnasta tai varastoinnista lopputuotteiden käyttöön sekä tunnistaa ketjun energia- ja ravinnetaseiden sekä ympäristövaikutusten näkökulmasta parhaat toimintatavat. Työ jakautui kahteen osaan: osa 1 tarkastelee laitosta (käsittelykapasiteetti 19 500 t/a), jonka pääsyöte on lanta ja vertailee kolmen lisäsyötteen vaikutusta taseisiin ja ympäristövaikutuksiin. Osa 2 tarkastelee erilaisia käsittelyjäännöksen jatkojalostusvaihtoehtoja kokoluokaltaan 100 000 t/a biokaasulaitoksessa. Biokaasulaitoksen taseet ja ympäristövaikutukset riippuvat käytetyistä syötteistä ja prosesseista, joten tämän työn tuloksia ei voi suoraan yleistää koskemaan yksittäisiä laitoksia. Tulokset osoittavat kuitenkin eri osaprosessien suhteellista merkitystä taseiden ja ympäristövaikutusten kannalta. Lietelannan lisäsyötteinä käytetyillä lietelannan kuivajakeella, HVP-nurmella ja elintarviketeollisuuden sivutuotteella oli vain pieni vaikutus käsittelyjäännöksen ominaisuuksiin, kun lisäsyötteen määrä oli alle 20 % kokonaismäärästä. Syötteiden massasta noin 8 % muuttui biokaasuksi ja 92 % muodosti käsittelyjäännöstä. Käsittelyjäännös voidaan separoida neste- ja kuivajakeiksi tuotteen kuljetettavuuden ja käytettävyyden parantamiseksi. Käsittelyjäännöksen separoinnissa noin 80 % massasta päätyy nestejakeeseen ja 20 % kuivajakeeseen. Ravinteista noin 70 % kokonaistypestä päätyy nestejakeeseen ja 70 % fosforista kuivajakeeseen. Lietelannan lisäsyötteet tuottivat 37–53 % biokaasulaitoksella muodostuvasta metaanin kokonaismäärästä, vaikka niiden osuus oli vain alle 20 % syötteiden kokonaismassasta. Tarkastelluissa biokaasuketjuissa koko ketjun energiankulutus oli 23–35 % tuotetun biokaasun energiasisällöstä, jolloin ylijäämäenergiaa jäi 65–77 %. Ympäristövaikutusten kannalta kaikki tarkastellut biokaasuketjut olivat parempia verrattuna referenssitilanteeseen. Biokaasuketjujen ilmastovaikutukset olivat negatiiviset, eli ketjussa syntyvät päästöt olivat pienemmät kuin korvattavien tuotteiden (mineraalilannoitteet ja fossiilinen energia) päästöt. Sekä ilmastonmuutos- että rehevöitymistarkastelussa suurin osa ketjun ympäristövaikutuksista aiheutui ravinteiden peltokäytöstä. Käsittelyjäännöksestä separoitujen jakeiden jatkojalostuksella voidaan vähentää kuljetettavan massan määrää ja siten kuljetuskustannuksia. Ravinteiden fraktiointi ja konsentrointi parantavat ravinteiden käytettävyyttä sekä lannoituskäytössä että teollisuuden sovellutuksissa. Kokoluokaltaan 100 000 t/a laitoksen kokonaisketjussa tuotetun biokaasun energiasisällöstä noin 23 % kului varsinaisen biokaasuprosessin toimintaan ja käsittelyjäännöksen separointiin. Nestejakeen jatkojalostusprosessit kuluttivat energiaa 10–14 % ja tuotteiden kuljetukset ja peltolevitys 5–9 % syötteiden energiasisällöstä. Ylijäämäenergian osuus oli 58–62 %, kun kuivajakeelle ei tehty jatkojalostusta. Jatkojalostuksen osalta merkittävin päästöjen aiheuttaja oli sekä ilmastovaikutuksen että rehevöittävän vaikutuksen osalta jakeiden peltokäyttö. Ilmastovaikutusten osalta myös kemikaalien käytöllä on suuri merkitys.201

Biokaasuyrittäjän toimintaympäristö Suomessa - Kokemuksia MMM:n investointiavustusjärjestelmästä 2008–2010

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) selvitti maa- ja metsätalousministeriön toimeksiannosta ministeriön rahoittamien biokaasulaitosten toteutumista. Työssä haastateltiin myönteisen avustuspäätöksen saaneita yrittäjiä sekä biokaasulaitosten perustamiseen tai toimintaan liittyviä päättäjätahoja. MMM:n biokaasulaitosten investointiavustushauissa 2008–2010 myönteisen avustuspäätöksen sai 23 hanketta, joista kesäkuussa 2013 oli toteutunut tai toteutumassa 8 kpl. Yksi laitoksista toteutui muulla rahoituksella ja loput 14 hanketta peruuntuivat. Yrittäjien motiivit biokaasuhankkeeseen ryhtymiseen vaihtelivat. Biokaasulaitos nähtiin useimmiten osana muuta yritystoimintaa. Sillä haluttiin tuottaa energiaa maatilan tai yritysten tarpeisiin ja sen avulla haluttiin parantaa lannan ravinnearvoa ja ravinteiden kierrätystä. Selvityksessä kävi ilmi, että biokaasulaitoksen rakentaminen edellyttää toimijalta oma-aloitteista tiedonhakua ja vahvaa asiaan perehtymistä. Keskeinen syy biokaasuhankkeiden peruuntumiseen oli useimmiten riittävän kannattavuuden puuttuminen. Edellytyksenä maatilojen biokaasulaitosten kannattavalle toiminnalle on riittävä ja ennustettava kate. Se saavutetaan sähkön, lämmön ja tulevaisuudessa mahdollisesti myös liikennepolttoaineen myynnillä, laitosten käsittelyjäännöksistä tuotettujen lannoitevalmisteiden myynnillä sekä porttimaksuilla, joita saadaan lisäsyötteiden vastaanottamisesta. Biokaasulaitosten huomattavan suuri in-vestointikustannus suhteessa liikevaihtoon korostaa riittävän katteen merkitystä biokaasulaitoksen toiminnassa. Hallinnollisina epäkohtina haastateltavat toivat esiin mm. sähkön omakäytön verotukseen liittyvät epäselvyydet sekä lannan ja biokaasulaitoksissa käsitellyn lannan eriarvoisen aseman maatalouden ympäristötukijärjestelmässä. Haastatellut päättäjätahot näkivät biokaasualan tulevaisuuden positiivisena kannattavuuteen liittyvistä haasteista huolimatta. Biokaasulaitosten toiminnan kannattavuuden kannalta laitoksen käsittelyjäännöksen tuotteistaminen lannoitevalmisteiksi arvioitiin tulevaisuudessa tärkeämmäksi kuin energian tuotanto. Käsittelyjäännöksen jatkojalostusteknologioiden tutkimus- ja kehitystyön sekä kierrätysravinteiden käytön tukeminen olisivatkin tärkeitä siksi, että ne mahdollistaisivat myyntituottojen saamisen käsittelyjäännöksistä tulevaisuudessa. Tärkeäksi kehityskohteeksi haastatteluista nousi esiin myös energiantuotannon tukijärjestelmien kehittäminen. Biokaasualan kasvua edistäisi myös uusi kokonaisvaltaisempi ajattelutapa, jossa biokaasulaitos-ta tarkasteltaisiin energia-, maatalous-, jätehuolto- ja ravinteiden kierrätys -osioista muodostuvana kokonaisuutena. Tämä mahdollistaisi myös biokaasun ympäristöhyötyjen huomioimisen paremmin tukipolitiikassa. Pitkäjänteinen tukipolitiikka ja riittävän suuri tukitaso ovat selvityksen perusteella edellytyksiä maatilojen biokaasulaitosten määrän kasvuun. Biokaasulaitosten kannattavuutta voidaan kasvattaa myös epäsuorien ohjauskeinojen avulla.&nbsp