Maatilakohtaisen biokaasulaitoksen kustannustehokkuuden parantaminen

Abstract

Tämä opinnäytetyö on lähtenyt liikkeelle maanviljelijöiden kiinnostuksesta biokaasun tuotannon selvittämiseen. Saviselän kyläseura ry ja ProAgria - maaseudun kehittämiskeskus tilasivat opinnäytetyönä tehtävän esiselvityksen Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoululta.

Tavoitteena oli selvittää biokaasutuksen tekniikkaa ja säännöstöä, sekä vähentää biokaasulaitoksen investointikustannuksia ja lisätä sen käyttövarmuutta.

Opinnäytetyö sisältää biokaasutuksen perusteita, säännöstöä, biokaasulaitoksen yleiset toimintaperiaatteet, karkean kustannusarvion, taloudellisuuslaskelmia ja vinkkejä suunnitteluun. Työssä on käytetty hyväksi Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulun koelaitoksen käyttökokemuksia.

Pieniin kustannuksiin päästään kierrättämällä mädätettävästä lietelannasta vain kolmasosa reaktorin kautta. Pienikokoinen reaktori aiheuttaa alhaisemmat investointikustannukset. Loput kaksi kolmasosaa lietelannasta menee suoraan tilalla jo olevaan kelluvalla katteella varustettuun lietesiiloon. Siellä reaktorista tuleva hajonnut ja lämmin rejekti lämmittää ja tartuttaa lietelannan metaania tuottavilla mikrobeilla. Jälkireaktorissa navetasta tuleva liete ja reaktorista tuleva rejekti sekoittuvat. Jälkireaktorista saadaan kaasua kesäisin kuukausi, talvisin useita päiviä, vaikka varsinaisen reaktorin prosessi olisi pysähdyksissä. Tämä ominaisuus tekee prosessista käyttövarman. Prosessissa käytetään vain yhtä lietteen käsittelypumppua. Tämä alentaa investointikustannuksia, koska yhden pumpun hinta on useita tuhansia euroja. Kun laitoksen kaasuvarastona käytetään pvc-pussia, kustannukset eivät kohoa yhtä suuriksi kuin kaksikerros kupolirakenteisessa kaasuvarastossa.

This scholarly thesis was initiated by sorne farmers' interest in finding out the possibilities of biogas production. Saviselän kyläseura ry and Pro-agria - rural advicory center ordered a prelirninary disqusition, which was made as a scholarly thesis in Central Ostrobothnia university of applied sciences.

The target was to clear up the technology and regulations ofthe biogas production, and also to decrease the capital costs of biogas plant and to increase the working reliability.

This scholarly thesis contains the basics of the biogas production, regulations, general operational principles of a biogas plant and a rough cost estirnate. There are also economic efficiency calculations and some advice to help in designing a biogas plant. The experiences on operating the pilot plant of Central Ostrobothnia university of applied sciences have been used in this work.

The way to get to low costs is to circulate only one third of the slurry, which will be digested, through the reactor. The use of a small-size reactor results in lower capital costs. The rest two thirds of the slurry go direct to the farm's already existing decanting tank, which is equipped with a floating cower. Digested and warm reject corning from the reactor, warms up the slurry and adds methane productive microbes to it. The slurry, corning from the shed, and the reject, coming from the reactor, rnix in an after digester. The after digester produces gas för months in the summer, and för several days in the winter, even if the process of the actual reactor would not work. This property makes the process reliable. Only one slurry purnp is used in the process. This kind of an operation mode reduces capital costs, because one pump costs several thousands of euros. When PVC-sack is used as a gas storage of the plant, the costs will not be as considerable as they are in a two-layer cupola structure gas storage.