Biokaasunjalostusyksikön hukkalämmön talteenoton kannattavuus
Kurkinen, Ensio (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051311299
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051311299
Tiivistelmä
Opinnäytetyön taustalla oli biokaasulaitoksen energia- ja kustannustehokkuuden parantaminen. Työn tavoitteena oli tehdä laskentamalli biokaasun jalostusyksikön hukkalämmön talteenoton kannattavuudesta PI-kaavion ja energiataselaskennan pohjalta. Tavoitteena oli, että laskentamallia voidaan hyödyntää myös muissa hukkalämpöä tuottavissa kohteissa.
Energia- ja kannattavuuslaskenta tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla. Kannattavuustarkastelu suoritettiin vertaamalla lämmön talteenoton investointikustannuksia jalostuksen tuottamaan lisäarvoon. Laskennassa tarkasteltiin teoreettisesti kompressorin energiavirtoja ja hukkalämmön hyödyntämisen potentiaalia. Hyödynnettävissä olevaa hukkalämpötehoa verrattiin biokaasulaitoksen tarvitsemaan lämmitystehoon, jota arvioitiin tarkastelemalla reaktorin hukkalämpötehoa, biologista lämmöntuotantoa ja syötteen lämmityksen vaatimaa tehoa. Kannattavuutta tarkasteltiin kolmella hukkalämmön hyödyntämisasteella.
Laskennan tulokset osoittivat, että kompressorin hukkalämmön hyödyntämisellä voidaan parantaa biokaasulaitoksen kannattavuutta. Lämmön talteenoton vuotuiset investointikustannukset olivat huomattavasti pienemmät verrattuna järjestelmän lisätuottoon. Hukkalämpöenergia oli kuitenkin merkittävästi pienempi verrattuna biokaasuprosessin vuotuiseen lämmöntarpeeseen, minkä vuoksi järjestelmään tarvitaan muita myös muita lämmönlähteitä.
Energia- ja kannattavuuslaskenta tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla. Kannattavuustarkastelu suoritettiin vertaamalla lämmön talteenoton investointikustannuksia jalostuksen tuottamaan lisäarvoon. Laskennassa tarkasteltiin teoreettisesti kompressorin energiavirtoja ja hukkalämmön hyödyntämisen potentiaalia. Hyödynnettävissä olevaa hukkalämpötehoa verrattiin biokaasulaitoksen tarvitsemaan lämmitystehoon, jota arvioitiin tarkastelemalla reaktorin hukkalämpötehoa, biologista lämmöntuotantoa ja syötteen lämmityksen vaatimaa tehoa. Kannattavuutta tarkasteltiin kolmella hukkalämmön hyödyntämisasteella.
Laskennan tulokset osoittivat, että kompressorin hukkalämmön hyödyntämisellä voidaan parantaa biokaasulaitoksen kannattavuutta. Lämmön talteenoton vuotuiset investointikustannukset olivat huomattavasti pienemmät verrattuna järjestelmän lisätuottoon. Hukkalämpöenergia oli kuitenkin merkittävästi pienempi verrattuna biokaasuprosessin vuotuiseen lämmöntarpeeseen, minkä vuoksi järjestelmään tarvitaan muita myös muita lämmönlähteitä.