Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon

1. Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon

2. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT
on Suomen johtava ruokajärjestelmän vastuullisuutta,
kilpailukykyä ja luonnonvarojen kestävää hyödyntämistä
kehittävä tutkimuskeskus. Tuotteitamme ovat uusiutuviin
luonnonvaroihin liittyvät innovaatiot ja ratkaisut.
MTT yhdistyy 1.1.2015 Metsäntutkimuslaitos Metlan, Riista- ja
kalatalouden tutkimuslaitos RKTL:n ja maa- ja
metsätalousministeriön tilastopalvelujen Tiken kanssa
muodostaen Luonnonvarakeskuksen,
jonka toiminta kattaa laajasti biotalouden
toimintakentän.

3. Tutkimusta ja kehitystyötä
• MTT on kehittänyt bioenergian ja ravinteiden kierrätyksen
tutkimusalustan, jossa tutkimme ja kehitämme ratkaisuja ja
järjestelmiä hajautetun bioenergian tuotantoon.
• Osaamiseemme kattaa koko ketjun raaka-aineista
lopputuotteiden - energia ja ravinteet - hyödyntämiseen.
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 3

4. Bioenergian ja ravinteiden kierrätyksen
tutkimusalusta
• Käytössämme on:
• Biokaasulaboratorio
• Kaksi maatilamittakaavan biokaasulaitosta (liete- ja
kuivaprosessi)
• Eri kokoluokan laitteistoja esikäsittelystä tuotteiden
jatkojalostukseen
• Pyrolyysilaitteisto ja ammoniakin strippauslaitteisto esim.
biokaasulaitoksen käsittelyjäännöksen jatkokäsittelyyn
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 4

5. Tarjoamiamme palveluja
• Raaka-aineiden ominaisuuksien määritys, mm.
metaanipotentiaali
• Laboratorio- ja pilot-mittakaavan biokaasureaktorikokeet
• Laboratorioanalytiikka
• Säilöntäkokeet esimerkiksi vihermassoille
• Lannoitevalmisteiden valmistus- ja käyttökokeet
• Laitoskohtaiset ja aluetason kannattavuustarkastelut ja
ympäristövaikutusten arviointi
• Tilaustutkimukset asiakkaan tarpeiden mukaisesti
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 5

6. Ratkaisu uusiutuvan energian varastointiin

7. Miten varastoida uusiutuvia energianlähteitä?
• Uusiutuvan energian tuotannon kasvaessa myös tarve
tuotetun energian varastointiin kasvaa
• Uusiutuva energia ei ole varteenotettava vaihtoehto, ellei
tuotettua energiaa pystytä varastoimaan ja hyödyntämään
suuressa mittakaavassa
• Uusiutuvien ja hiilineutraalien liikennepolttoaineiden tuotto on
myös nouseva trendi
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 7

8. Uusiutuvia energianlähteitä hyödyntävä
teknologia
• MTT:n ratkaisu hyödyntää uusiutuvia energialähteitä
synteettisen maakaasun tuotannossa, tuottamalla metaania
hiilidioksidista ja vedystä
• Hiilineutraalilla teknologialla on mahdollista muuntaa
uusiutuvaa energiaa, esimerkiksi tuuli- ja aurinkovoimaa,
helpommin varastoitavaksi metaaniksi
• Teknologiaa voidaan hyödyntää myös biokaasun ja
synteesikaasun (puukaasu) reformointiin puhtaaksi metaaniksi
• Tuotettu metaani voidaan hyödyntää jo olemassa olevassa
maakaasuinfrastruktuurissa
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 8

9. Yksinkertainen ja kustannustehokas
• MTT:n teknologia tarjoaa yksinkertaisen ja kustannuksiltaan
edullisen ratkaisun puhtaan metaanipolttoaineen tuottoon
• Hyödynnämme sovellukseen erityisesti suunniteltua
kiintoainereaktoria, joka tuottaa metaania (CH4) tunnettujen
luonnossa esiintyvien metaanimikrobien avulla
• Vedyn metanointi tapahtuu yhdessä hiilidioksidin (CO2)
kanssa. Tarvittava hiilidioksidi voidaan ottaa esimerkiksi
teollisuuden päästölähteestä
• Sovelluksen vahvuutena on hiilidioksidin sitominen, jolla on
mahdollista toteuttaa hiilineutraali polttoainekierto
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 9

10. © MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 10

11. Lukuisia sovellusmahdollisuuksia
• Teknologiaa voidaan soveltaa CO2 -pitoisen synteesi- ja
biogaasun reformointiin puhtaaksi metaaniksi
• Mikä tärkeintä, teknologiaa voidaan hyödyntää CO2 –päästöjen
sitomiseen päästölähteistä.
• Vetyä ja hiilidiksidia sisältävät syötekaasut voidaan valita
vapaasti, mikä tekee teknologiasta erittäin joustavan
• Tuotettua metaania voidaan energiakäytön lisäksi hyödyntää
esimerkiksi mikrobiologisessa proteiinintuotannossa ja
kemianteollisuudessa (muovit, polymeerit jne.)
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 11

12. © MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 12

13. Yksinkertainen, kustannustehokas ja kestävä
• Metallipohjaisiin katalyytteihin nähden MTT:n ratkaisu on
yksinkertainen, kustannustehokas ja syöttökaasujen
epäpuhtauksille sietokykyinen
• MTT:n kiintoainereaktori on lähes huoltovapaa ja
energiatappiot ovat vähäisiä
• Teknologian etuja ovat myös alhainen toimintalämpötila ja
paine
© MTT Agrifood Research Finland 10/31/2014 13

14. Etsimme yhteistyökumppaneita
hiilineutraalin teknologian
pilotointiin ja teknologian
skaalaukseen
Kiinnostuitko? Tule keskustelemaan
kanssamme MTT:n osastolle, E816.
Tervetuloa!

15. VuoGas
Testaus- ja toimintaympäristö
biokaasualan toimijoille

16. Energiaa nurmesta
• Tarve
• Siirrytään fossiilisesta energiasta uusiutuvaan käyttöön
• Ravinteiden kierrätys
• Tukea yritysten t&k&i-toimintaa ja julkista päätöksentekoa
• Tarvitaan esimerkkejä ja edelläkävijöitä
• Toimenpiteet
• Nurmea käyttävän, siirrettävän biokaasulaitoksen rakentaminen
• Nurmentuotannon optimointi
• Hyödyt
• Biokaasun tuotannossa hallitaan koko ketjua ”pellolta auton tankkiin”
• Prosessijäännöstä käytetään peltojen lannoitteena
• Saadaan selville biokaasulaitoksen kannattavuus ja voidaan arvioida
kestävyyttä
• MTT Sotkamo siirtyy lämmöntuotannossa polttoöljystä biokaasuun
© Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 31.10.201
16
4

17. VuoGas testaus- ja toimintaympäristö
• Maatilakokoluokan biokaasureaktori (72 m3) käynnistyy syksyllä
2014
• Syötteenä säilörehu ja haluttaessa muita syötteitä
• Kuivamädätysprosessi, tulppavirtausperiaate, 30 vrk viipymä
• Reaktori on sijoitettu siirrettävään konttiin
• Biokaasulla korvataan polttoöljy, energiantuotto 260 MWh/a
• Käytetään rakennusten lämmittämiseen ja tulevaisuudessa auton ja
traktorin polttoaineeksi
• Prosessijäännös lannoitteeksi
© Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 31.10.201
17
4

18. Biokaasuprosessi muuttaa nurmen
biokaasuksi ja lannoitteeksi
http://www.youtube.com/watch?v=st6351vHeGg
© Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 31.10.201
18
4