Projekti
Maatilan biokaasutuotannon kannattavuuden parantaminen skaalaamalla in situ –metanointi pilotilta maatilamittakaavaan - Metanointi maatilalla -
Rahoitusohjelma
Lyhenne
Projektityyppi
Vahvuusala
Toteutusaika
1.10.2022 - 31.12.2024
Yksikkö
Rahoitusohjelma
Manner-Suomen Maaseudun kehittämisohjelma
Projektin kuvaus
Hankkeessa tutkittiin metanoinnin vaikutusta keskikokoisen kokoluokan maatilan biokaasutuotannon kannattavuuteen. Laskentamalleissa käytettiin erilaisia teknologisia ratkaisuja, erilaisia tiloja ja erilaisia taloudellisia reunaehtoja, kuten energian hintoja ja rakentamiskustannuksia.
Hanke pilotoi in situ -metanointia, jolta pohjalta metanointia skaalattiin maatilamittakaavan biokaasulaitokseen. Tavoitteena oli rakentaa yhdelle tilalle rinnakkaisena investointihankkeena biokaasulaitos metanointijärjestelmineen.
Hankkeessa päivitettiin jo olemassa oleva biokaasupilottilaitteisto lanta-rehu-seokselle sopivaksi, optimoitiin mädätysparametrit ja kehitettiin mädätyksen ohjausta.
Hankkeen viestinnän tavoitteena oli tavoittaa biokaasuinvestoinnista kiinnostuneita tiloja ja levittää tietoa in situ -metanoinnin taloudellisista- ja turvallisuusvaikutuksista maatilaympäristössä.
Hanke edisti Maaseuturahaston elpymisvarojen tavoitteiden mukaista vihreää taloutta.
Hankkeen toteuttavassa Maaseudun innovaatioryhmässä (EIP-ryhmä) toimivat Paavolan Maitotila, BGCNordic Oy ja Jyväskylän ammattikorkeakoulu Oy (Jamk). Jamk oli hankkeen päätoteuttaja.
Lisätietoja antavat:
Tero Lahti, Paavolan Maitotila, tero.lahti(a)gmail.com, puh. 040 083 0979
Henri Viiru, BGCNordic Oy, henri(a)bgcnordic.com, puh. 045 106 0673
Marianne Reinikka, projektipäällikkö, Jamk, etunimi.sukunimi(a)jamk.fi, puh. 040 183 7085
Hankkeen tulokset julkaistiin Jamkin kanavilla ja linkit julkaisuihin on koottu tälle sivulle. Julkaisut ovat vapaasti saatavilla. Arvioitu julkaisupäivä on 31.12.2024.
Projektin tulokset
Metanointi maatilalla -hanke tuotti tietoa metanoinnin kannattavuudesta ja turvallisuudesta maatilaympäristössä.
Hankkeessa tutkittiin metanointia pilottikokoluokan biokaasulaitoksella. Kokeissa kehitettiin ja testattiin biokaasureaktorin prosessin etähallintaa. Tehdyt mädätyskokeet tuottivat tärkeitä käytännön havaintoja metanoinnin sopivuudesta maatilaympäristöön. Hankkeessa saatiin myös kokemuksia termofiilisesta mädätysprosessista maatilakokoluokan biokaasulaitoksessa Paavolan maitotilalla.
Laitteistopäivitysten yhteydessä pilottikokoluokan reaktorille asennettiin pinnankorkeusanturi sekä pH-, lämpötila- ja johtokykyanturit prosessin seuraamisen avuksi ja kemikaalipumput prosessin kemikaaleilla säätämistä varten. Myös reaktorin etävalvontaa ja logiikkaa päivitettiin. Laitteistopäivitysten todettiin olevan järkeviä ja helpottavan prosessin seurantaa ja työtä.
Varsinainen metanointikoe toteutettiin syksyllä 2024. Kokeen ylösajovaihe kesti kuusi viikkoa (2 x HRT) ja varsinainen koeajo kolme viikkoa (1 x HRT). Syötteenä käytettiin naudan lietelantaa ja nurmirehua. Vetyä syötettiin reaktoriin ylösajon alusta asti. Vedynsyöttö aloitettiin varovasti pienillä määrillä ja maksimisyöttömäärä kokeen aikana oli 14 litraa vuorokaudessa. Vedynsyöttö lopetettiin koeajon jälkeen viikoksi, jonka jälkeen se aloitettiin uudestaan. Koeaika oli lyhyt, eikä siitä voida tehdä täydellisiä päätelmiä, mutta tuloksista nähdään muutokset ja suuntaviivat. Keskimäärin syötetystä vedystä sitoutui metaaniksi tarkastelujaksolla (koeviikot 6-9) 50 prosenttia. Metaanintuotto tarkastelujaksolla oli 62 prosenttia. Metaanipitoisuus laski välittömästi vedynsyötön lopettamisen jälkeen (vk 9). Puolentoista viikon aikana pitoisuuden lasku oli 8 prosenttia.
Hankkeessa tehdyt havainnot eivät kannusta aloittamaan metanointia maatilaolosuhteissa ainakaan hankkeen kokeissa käytetyllä tavalla. Metanointi voi olla maatilaolosuhteissa haasteellista ja se voi myös muodostaa turvallisuusriskin. Vety on energiatiheä, kevyt ja ohut kaasu, jolla on laaja syttymisalue. Kaasuuntunut vety muodostaa hapen kanssa räjähtävän seoksen, jonka sytyttämiseen tarvitaan vain hyvin pieni määrä energiaa. Vedyn kanssa on siis toimittava erittäin huolellisesti ja vedynsyötössä käytettävien laitteistojen on oltava moitteettomassa kunnossa, jotta kaasuvuotoja ei pääse tapahtumaan. Myös vedynsyöttömäärien kanssa on oltava huolellinen, eikä syötössä saa olla suurta vaihtelua. Räjähtävien kaasujen kanssa on huomioitava myös ATEX-määräykset.
Kokeissa aikaansaatu metaanipitoisuuden nousu ei ollut niin merkittävä, että toiminnalle saataisiin riittävää kannattavuutta maatilaolosuhteissa.
päivitetty 8.1.2025