Oulun yliopistossa tutkitaan biokaasulaitoksen mädätysprosessin tehostamista rakentamalla siitä digitaalinen malli, joka voidaan sovittaa mille tahansa biokaasulaitokselle.
Mallin avulla voidaan ennustaa biokaasulaitoksen toimintaa, optimoida hyvin erilaisten raaka-aineiden kulutusta ja kaasuntuottoa ja vähentää ilmastopäästöjä.
Suurin hyöty ennustavasta optimoinnista saadaan laitoksissa, joiden raaka-ainejakauma ja määrä vaihtelee paljon viikoittain tai kuukausittain.
Kun orgaanisen materiaalin kuormitus pidetään koko ajan sopivana, biokaasun määrä maksimoituu ja mädätejäännöksen ympäristöpäästöt minimoituvat.
”Tämä parantaa biokaasulaitoksen kannattavuutta ja lyhentää takaisinmaksuaikaa, jolloin pienemmätkin toimijat hyötyvät”, sanoo tutkijatohtori Petri Österberg.
Malli päivittyy automaattisesti
”Yksinkertaisimmillaan laitoksen prosessimallille annetaan syötetietona, kuinka paljon mitäkin raaka-ainetta biokaasuprosessiin on syötetty sekä mikä on kaasun tuotantomäärä kunakin hetkenä”, kuvailee professori Mika Ruusunen.
”Mitä enemmän tietoa prosessista malli saa, sen paremmin sillä voidaan ennustaa prosessin käyttäytymistä.”
Jokaisella raaka-aineella on erilainen metaanintuottopotentiaali painoa kohden. Kun niitä syötetään sekaisin, kuormitus voi vaihdella paljonkin, vaikka syötetty massa olisi sama.
Malliin voidaan lisätä vaikkapa mädätysprosessin kemiallista analyysitietoa esimerkiksi haihtuvista rasvahapoista tai tuotetun kaasun laadusta ja jopa säätietoja.
Malli päivittyy automaattisesti prosessista kertyvällä datalla.
Bakteereille pitää tarjoilla ihanteellinen ruoka-annos
Biokaasulaitoksen reaktorissa bakteerit käyttävät sinne syötettyä orgaanista materiaalia ravintonaan.
”Raaka-ainetta pitää syöttää jatkuvasti niin paljon, että kaikilla bakteereilla on riittävästi syötävää, jotta bakteeripopulaatio tuottaa mahdollisimman paljon biokaasua”, Österberg selvittää.
Jos ravintoa toisaalta syötetään liikaa, osa jää hyödyntämättä.
Silloin mädätejäännökseen jää orgaanista materiaalia, joka mätänee myöhemmin jo pellolle levitettynä, ja metaania vapautuu ilmakehään.
Raaka-aineiden laaja kirjo
Biokaasulaitosten raaka-aineina käytetään perinteisesti lantaa, nurmea ja ylivuotista rehua.
Raaka-aineiksi sopivat myös erilaiset elintarviketeollisuuden jakeet, kuten teuras- ja kalanperkuujäte, leipomoiden sivuvirrat, ruokaöljyt, juustohera sekä vihannesten ja hedelmien kuoret.
Periaatteessa kaikki, mikä kotitaloudessa voidaan lajitella biojätteeseen, sopii myös biokaasuntuotantoon.
Oululaismallia on tähän mennessä kokeiltu Viskaalin tilan biokaasulaitoksessa Muhoksella.
Seuraavassa vaiheessa mallia testataan useassa laajaa raaka-ainejakaumaa käyttävässä biokaasulaitoksessa vähintään vuoden ajan.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
