Gasum uppför biogasanläggning i samarbete med Stora Enso i Nymölla

Stora Enso valde att inleda samarbete med Gasum AB – och satsa på ett projekt med Gasum som byggherre och anläggningsägare. Bild: Christian Strandberg

Hos Stora Enso i Nymölla byggs en anläggning som ska producera biogas ur en del av det avloppsvatten som annars renas i brukets externa reningsanläggning. Därmed kommer denna reningsanläggning att avlastas samtidigt som biogas motsvarande mer än 75 GWh per år produceras.

AV KJELL-ARNE LARSSON

STORA ENSO med bruket i Nymölla har under många år haft planer på att producera biogas ur avloppsvatten. Bland annat användes en pilotanläggning för att testa och verifiera. Planen var sedan att bygga en fullstor anläggning i egen regi. Stora Enso valde dock att inleda samarbete med Gasum AB – och satsa på ett projekt med Gasum som byggherre och anläggningsägare. – Vi utförde sedan ytterligare förstudier som innefattade analys och utvärdering av olika avloppsflöden från fabriken, berättar Christian Strandberg, Gasums projektledare för bygget av anläggningen hos Stora Enso i Nymölla. Det var viktigt att kartlägga respektive flöden, deras innehåll och egenskaper.

Hur skulle substrat i form av avloppsvatten processas och utnyttjas? Att producera biogas ur avlopp från en massafabrik kräver en process som klarar det mycket utspädda substratet. Detta jämfört med andra rötningsbara avfall som oftast hanteras i form av slam eller organiskt hushållsavfall, alternativt jordbruksgrödor.

”Vi utförde sedan ytterligare förstudier som innefattade analys och utvärdering av olika avloppsflöden från fabriken. Det var viktigt att kartlägga respektive flöden, deras innehåll och egenskaper.” /Christian Strandberg, projektledare, Gasum

Där används CSTR – Continuous Stirred Tank Reactor – medan exempelvis avloppsvatten från en massafabrik kräver en mycket snabbare process – som kan benämnas High Rate Reactor.

På världsmarknaden finns flera leverantörer av anläggningar för High Rate processer. En av dem är det nederländska företaget Paques som nu är leverantör av den fullstora anläggning som uppförs i Nymölla, och som blir en av de största i världen från Paques.

FLERA PROCESSTEG Gasums undersökning av olika delströmmar från fabriken var viktig. Som substrat behövs avloppsvatten med högt innehåll av

organiskt nedbrytbart material, dvs. höga värden på COD. Däremot ska vattnet inte innehålla fibrer, eftersom dessa riskerar att slå ut biogasprocessen i High Rate Reactor. I den aktuella anläggningen ska delströmmar motsvarande 50 000 kubikmeter per dygn från fabriken gå till biogasanläggningen, medan övriga delströmmar går direkt till externreningen. Detta kräver en del ombyggnader i fabrikens rörsystem, för att leda rätt avloppsvatten till biogasprocessens första steg, som utgörs av en bufferttank. Någon avvattning av substratet görs inte.

I bufferttanken tillsätts kväve- och fosfornäring för att ge bra förhållanden för bakterierna i det följande reaktorsteget. Vid behov justeras pH. Reaktorerna – det finns två parallellkopplade – bygger på tekniken Upflow Anaerobic Sludge Bed. Bädden i en reaktor består av 1 600 kubikmeter bakteriegranulat som bildar ett skikt i reaktorn. Substratet pumpas in nedtill och bakterierna omvandlar organiskt material till biogas. Flödet fortsätter uppåt där biogasen samlas. Trixet är att hålla bädden fluidiserad utan att bakteriegranulatet försvinner med vattenströmmen. Träfibrer förstör processen genom att bakterier börjar växa på fibrerna som bildar klumpar och följer med flödet. Därför krävs substrat där allt organiskt material finns löst i vatten.

Temperaturen i reaktorn regleras genom att inströmmande substrat, som är lite varmt, kyls till lagom nivå. Det kyls mer på sommaren och mindre på vintern.

Förstudier och beräkningar visar att 50-60 procent av det organiska materialet kommer att omvandlas till biogas – COD minskar med 50–60 procent. Vattenflödet går vidare till den vanliga externa reningen och de organiska resterna tas om hand där. Tack vare biogasanläggningen minskar belastningen på >>

Substratet samlas först i bufferttanken längst till höger innan det leds till biogasprocessen. Två parallellkopplade reaktorer syns i mitten. Rå biogas samlas i toppen av reaktorerna och går vidare till rening. Bild: Gasum

externreningen avsevärt och dessutom behöver mindre näring tillsättas för att bakterierna i externreningen ska trivas. Därmed görs flera besparingar, samtidigt som biogasanläggningen producerar mer än 15 ton biogas per dygn, vilket omräknat till energi är mer än 75 GWh per år.

RENINGEN AV GASEN Den producerade biogasen genomgår flera reningssteg. I en biologisk skrubber avlägsnas merparten av svavelväte. Vidare finns ett kolfilter och ett membranfilter som tar bort ytterligare svavelväte samt vatten och koldioxid. Sista resterna av koldioxiden tas bort i ett PTSA-steg – Pressure Temperature Swing Absorption. Koldioxid får inte finnas med när biogasen därefter förvätskas. Det görs i en anläggning som levereras av Air Liquide Advanced Technologies.

Den färdiga flytande biogasen kan sedan transporteras från anläggningen med tankbil. – Vi kommer att distribuera gasen till vårt nät av tankningsstationer runt om i landet, berättar Christian Strandberg. Vår närmaste station ligger i Kristianstad, men det finns inte underlag att förbruka allt det nya tillskottet av gas där. Gasen från Nymölla kommer ju att räcka för driften av 150 tunga lastbilar.

WIN WIN-SITUATION – Stora Enso är en mycket bra partner som liksom vi arbetar för att ersätta fossila bränslen i samhället. Våra förstudier visade också att deras avloppsvatten är ett bra substrat med högt COD och som kan ge mycket biogas. Biogasanläggningen kan också ses som en del av externreningen. Fossilfritt och värdefullt bränsle kan produceras samtidigt som bruket avlastar sin nuvarande reningsanläggning. Detta blir något som båda vinner på, avslutar Christian Strandberg, projektledare hos Gasum AB.

Eftersom den anläggning som nu byggs kommer att bli unik i Sverige, är en inte så kvalificerad gissning att många andra industrier liknande Stora Enso i Nymölla kommer att visa stort intresse för anläggningen när den står klar.

Den producerade råa biogasen uppgraderas i flera reningssteg för att slutligen förvätskas till flytande biogas. Bild: Gasum

Flera processteg • Kväve- och fosfornäring tillsätts • Vid behov justeras pH • Temperaturen på substratet regleras • Det organiska materialet i substratet omvandlas till biogas • Biogasen renas • Biogasen förvätskas till flytande biogas • Vattenflödet går vidare till den vanliga externa reningen och de organiska resterna tas om hand där

FAKTA Stora Enso Nymölla, nybyggnad av biogasanläggning Byggtid: byggstart maj 2019 Byggherre: Gasum AB Byggentreprenörer: Byggstyrkan AB, Peab Anläggning AB, Abetong AB Processutrustning: Paques BV, Air Liquide Advanced Technologies Värde: 270 miljoner kronor, där Naturvårdsverkets ”Klimatklivet” bidrar med 121 Mkr