Biokaasulaitoksen suunnittelu maatilayritykselle

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimii Välimäen tila Satakunnasta. Tila on tavanomaisessa tuotannossa. Viljelyksessä on perusviljakasveja sekä kasvatuksessa broilereita ja lihasikoja. Opinnäytetyö käsittelee maatilatason biokaasulaitoksen suunnittelua kyseiselle maatilalle. Biokaasu koostuu pääasiassa metaanista ja hiilidioksidista. Kaasuseos syntyy, kun mikrobit ruokaillessaan hajottavat orgaanista ainetta hapettomassa tilassa. Biokaasu ei lisää toiminnallaan kasvihuonekaasuja. Työssä esitellään kolmea eri tekniikkaan perustuvaa biokaasulaitosta.

Työ on ajankohtainen maailman muuttuessa koko ajan hiilineutraalimpaan suuntaan. Kallistuvat energiakustannukset pistävät miettimään tällaista kiertotalouteen pohjautuvaa uusiutuvan energian tuotantomuotoa. Biokaasulaitoksen rakentaminen ei tapahdu käden käänteessä vaan ottaa oman aikansa. Biokaasulaitoksen rakentamisen suunnitteluvaiheessa on huomioitava useita näkökulmia, joita työssä on käsitelty. Työssä käydään läpi millaisen laitoksen rakentaminen olisi järkevää sekä lasketaan tilan energiatarpeen mukaan laitoksen optimaalinen koko. Laskelmissa on mukana kaksi toiminnoillaan hieman eroavaa biokaasulaitosta. Laskelmilla selvitetään saatavien syötteiden metaanintuottopotentiaaleja sekä niistä saatavaa energiaa. Laskelmilla kyetään määrittelemään myös tarvittavan biokaasulaitoksen suuruusluokkaa. Tarvittavat lupa-asiat sekä kannattavuuteen liittyvät laskelmat on hyvä huomioida ja toteuttaa hyvissä ajoin.

Kyseiselle maatilalle biokaasulaitos investointina olisi mielestäni kannattava. Investointiin saa huomattavan tuen ja tilasta tulee energiantuotannon suhteen omavarainen. Laskelmat myös näyttivät vihreää valoa. Lannan osalta lannoitearvo nousee jonkin verran. Tämä liittyy lähinnä typen liukoistumiseen prosessin aikana. Hajuhaitat sekä lietteen levitys helpottuvat lietteen notkistuessa. Kaikin puolin biokaasulaitos on mielenkiintoinen kokonaisuus, jolla saadaan tuotettua arvokasta energiaa ”jätteitä” hyödyntämällä. Lähitulevaisuudessa biokaasulaitosten määrä tulee lisääntymään maatiloilla.

The commissioning party for the thesis is the Välimäki farm in Satakunta. The farm operates in conventional production, cultivating basic variety of grains and raising broilers and pigs. This thesis deals with the design of a farm-level biogas plant for the farm in question. Biogas primarily consists of methane and carbon dioxide. The gas mixture forms when microbes break down organic matter in an anaerobic environment. Additionally, biogas production does not contribute to greenhouse gas emissions. In the thesis three different technologies for biogas plant are introduced. This work is topical as the world moves toward greater carbon neutrality. Rising energy costs are also a reason to consider renewable energy production based on circular economy principles. Constructing a biogas plant is not an instantaneous process and takes time. During the planning phase, several factors need to be considered and they are briefly discussed in the thesis. This work studies the feasibility of constructing a sensible facility and calculates the optimal size of the plant based on the farm`s energy needs. Two slightly different biogas plant configurations are included in the calculations. These calculations determine the methane production potential from available inputs and the resulting energy output. These calculations help to determine the necessary scale for the biogas plant. It is also essential to consider the necessary permits and profitability-related considerations and implement them well in advance. Investing in a biogas plant for this farm would be profitable. Despite the significant initial investment, the farm would receive substantial support and becomes self-sufficient in terms of energy production. The calculations indicate positive outcomes. Regarding manure, its fertilizer value increases somewhat due to nitrogen becoming more soluble during the process. Additionally, the biogas plant would ease up odour issues, and the application of slurry would be easier with its improved consistency. Overall, a biogas plant is an interesting solution that allows valuable energy production by harnessing “waste” resources. In the near future, biogas plants will increase on farms.