Page 1


Sisällysluettelo 1

2

3

4

5

6

7

Mitä biokaasu on, mistä sitä voi valmistaa ja mihin käyttää? ................................................. 5 1.1

Mitä biokaasu on? ................................................................................................................... 5

1.2

Mitä hyötyä maanviljelijälle on ryhtyä biokaasun tuottajaksi? .............................................. 8

Biokaasulaitostyypit ............................................................................................................. 9 2.1

Maatalouden biokaasulaitokset.............................................................................................. 9

2.2

Vedenpuhdistuslaitoksien biokaasulaitokset........................................................................ 10

2.3

Kaatopaikkalaitokset ............................................................................................................. 10

2.4

Yhteismädätyslaitokset ......................................................................................................... 10

2.5

Teollisuuden laitokset ........................................................................................................... 10

2.6

Biokaasulaitosten toimintamalli ........................................................................................... 11

Maatalouskokoluokan biokaasuteknologiat ........................................................................ 12 3.1

Märkämädätys ...................................................................................................................... 12

3.2

Kuivamädätys ........................................................................................................................ 12

3.3

Muuta tekniikoista ................................................................................................................ 13

Biokaasun hyödyntäminen.................................................................................................. 13 4.1

Sähkö ..................................................................................................................................... 13

4.2

Lämpö.................................................................................................................................... 13

4.3

CHP ........................................................................................................................................ 14

4.4

Liikennepolttoaineet ............................................................................................................. 14

4.5

Biokaasuverkko ja kaasun pullottaminen ............................................................................. 14

4.6

Lannoitteet ............................................................................................................................ 14

Biokaasulaitosten toimittajia .............................................................................................. 14 5.1

Kotimaisia laitostoimittajia ................................................................................................... 14

5.2

Eurooppalaisia biokaasulaitosvalmistajia ............................................................................. 17

Maatalouden biokaasulaitokset .......................................................................................... 18 6.1

Raaka-ainelähteet ................................................................................................................. 18

6.2

Laitostyyppejä ....................................................................................................................... 19

6.3

Biokaasun hyödyntäminen ja jatkojalostaminen .................................................................. 19

6.4

Maanparannusaineet ja lannoitteet ..................................................................................... 19

Maatalouskokoluokan biokaasulaitoksen suunnittelu ja rakentaminen ................................ 19 7.1

Suunnittelu ............................................................................................................................ 20

7.1.1 7.1.1.1 7.1.2

Laitostyypin ja koon määrittely..................................................................................... 20 Biokaasun tuotannon laskentamalli.......................................................................... 21 Laitostyypin ja laitostoimittajan valinta ........................................................................ 22 1


7.1.2.1

Märkämädätyksen ja kuivamädätyksen vertailu ...................................................... 22

7.1.2.2

Asiat, jotka pitää olla tiedossa laitostoimittajille ...................................................... 23

7.1.3

7.2

8

Luvat ja dokumentit projektin eri vaiheissa .................................................................. 24

7.1.3.1

Suunnitteluvaihe: ...................................................................................................... 24

7.1.3.2

Räjähdyssuojaus asiakirja (Atex) ............................................................................... 24

7.1.3.3

Rakennusvaihe .......................................................................................................... 25

7.1.3.4

Käyttöönottovaihe .................................................................................................... 25

7.1.3.5

Omavalvontasuunnitelma ......................................................................................... 26

7.1.3.6

Pelastussuunnitelma ................................................................................................. 27

Kustannukset ja rahoitus ...................................................................................................... 27

7.2.1

Omarahoitus ................................................................................................................. 27

7.2.2

Perinteinen lainarahoitus.............................................................................................. 28

7.2.3

Leasingrahoitus ............................................................................................................. 28

7.2.4

Joukkorahoitus .............................................................................................................. 28

7.3

Toteutus ................................................................................................................................ 29

7.4

Huolto ja ylläpito ................................................................................................................... 29

Lainsäädäntö ja vaatimustenhallinta................................................................................... 30 8.1

Ympäristölupa ....................................................................................................................... 30

8.2

Rakennuslupa ........................................................................................................................ 31

8.3

YVA ........................................................................................................................................ 31

8.4

Sivutuoteasetus..................................................................................................................... 31

8.5

Verotus .................................................................................................................................. 32

8.5.1

Välillinen verotus .......................................................................................................... 32

8.5.2

Arvonlisäverotus ........................................................................................................... 32

8.5.3

Biopolttoaineet ............................................................................................................. 32

8.6

Yhtiöjärjestelyt ja rahoitus .................................................................................................... 33

8.6.1

Yksi maatila ................................................................................................................... 33

8.6.2

Useampi maatila ........................................................................................................... 34

8.7

Tuet biokaasulaitokselle ....................................................................................................... 35

8.7.1

Syöttötariffituki ............................................................................................................. 35

8.7.2

Energiatuki .................................................................................................................... 36

8.8

Sähkön myynti ja verotus...................................................................................................... 36

8.8.1

Biokaasulaitoksen liittäminen sähköverkkoon ............................................................. 36

8.8.2

Sähkövero ..................................................................................................................... 37

8.8.3

Rekisteröinti .................................................................................................................. 37

8.8.4

Sähkön myynti............................................................................................................... 37 2


8.8.5 9

Lämmön myynti ............................................................................................................ 37

Laitosesimerkkejä ............................................................................................................... 37 9.1

Kohde 1: Meyn Milchhof Gbr, Marschacht, Saksa ................................................................ 37

9.2

Kohde 2: Kraft und Stoff Dannenberg GmbH& Co. KG, Dannenberg, Saksa ........................ 39

9.3

Kohde 3: Biogasanlage Jens Geveke, Saksa .......................................................................... 41

9.4

Kohde 4: Biogasanlage Jan Aden, Saksa................................................................................ 42

9.5

Kohde 5: Vadsbo Biogas AB, Mariestad, Ruotsi .................................................................... 44

9.6

Kohde 6: Vårgårda-Herrljunga biogas, Ruotsi ....................................................................... 44

9.7

Kohde 7: Salosen lypsykarjatila, Utajärvi, Suomi .................................................................. 46

9.8

Kohde 8: Huutolan tila, Suomussalmi, Suomi ....................................................................... 47

9.9

Kohde 9: BioHauki Oy, Mikkeli, Suomi .................................................................................. 48

LIITE 1 Hakemuslomakkeet LIITE 2 Ohjeita ja opastusta

3


Esipuhe Maatilojen biokaasutuotanto voi olla luonteva osa tilatoimintoja. Tiloilla syntyy biokaasutuotantoon soveltuvia jätteitä ja sivutuotteita, kuten kotieläinten lantaa ja kasvintuotannon sivuvirtoja, joille tarvitaan hyödyntämisratkaisuja. Biokaasuprosessin avulla niistä voidaan hyödyntää energiasisältö (biokaasun energia), orgaanisen aineksen (mädätysjäännös maanparannukseen) ja ravinteiden lisäksi (kasviravinteet). Nämä kaikki ovat maatiloille tarpeellisia hyödykkeitä, jotka olisi saatava käyttöön nykyistä tehokkaammin sekä maatalouden omavaraisuuden lisäämiseksi että ympäristövaikutusten hallitsemiseksi. Silti biokaasutuotanto, karjanlannasta ja muista maatalouden materiaalivirroista, on Suomessa vähäistä. Maatilakohtaisilla biokaasulaitoksilla pyritään yleensä mahdollisimman korkeaan energiaomavaraisuuteen. Samoin haetaan, käsittelyjäännöksen nousseen liukoisen typen pitoisuuden ja mahdollisesti kasveille käyttökelpoisemman fosforin ja typen suhteen kautta, hyötyä mineraalilannoitteita ja raakalantaa korvatessa. Lisäetua voi tulla myös esim. hajuhaittojen vähenemisestä, tasalaatuisemmasta ja helpommin levitettävästä jäännöksestä (verrattuna raakalantaan), paremmasta tilan sisäisestä hygieniasta sekä rikkakasvin siementen tuhoutumisesta. Näitä on kuitenkin useimmiten vaikea arvottaa rahallisesti suunniteltaessa investointeja. Maatilakohtaisten biokaasulaitosten investointikustannukset ovat varsin korkeita. Maatiloilla on kuitenkin usein valmiina laitoksessa vaadittavia osia, joiden tehokas hyödyntäminen laitossuunnittelussa voisi laskea investointihintaa. Biokaasun tuotanto on mahdollisuus, jota ei enää kannata jättää huomiotta. Tämän biokaasuoppaan avulla toivomme helpottavamme päätöksenne tekemistä. Investointi biokaasun tuotantoon on toimiva investointi maatalouden ja ympäristön kannalta.

4


1 Mitä biokaasu on, mistä sitä voi valmistaa ja mihin käyttää? Biokaasua syntyy, kun mikrobit hajottavat orgaanista eli eloperäistä materiaalia hapettomissa olosuhteissa. Kaasu koostuu pääosin metaanista ja hiilidioksidista. Biokaasua syntyy luonnossa esimerkiksi soissa, järvien pohjamudissa ja märehtijöiden pötsiseissä. Biokaasua voidaan tuottaa sulkemalla orgaanista materiaalia ilmatiiviisiin biokaasureaktoreihin. Biokaasun tuotantoon sopivat melkein kaikki biohajoavat materiaalit. Maatiloilta raaka-aineiksi saadaan esimerkiksi lantaa, kasvijätteitä ja erikseen biokaasutuotantoa varten viljeltyjä energiakasveja. Biokaasua voidaan tuottaa myös biojätteistä, puhdistamo- ja saostuskaivolietteistä sekä kaupan ja teollisuusyritysten biohajoavista sivuvirroista. Biokaasua voidaan hyödyntää monin tavoin. Sellaisenaan biokaasun metaanipitoisuus riittää suoraan hyötykäyttöön sähkön ja/tai lämmön tuotannossa. Ensin kuitenkin biokaasussa oleva rikkivety ja mahdollinen kosteus pitää poistaa. Biokaasu voidaan myös jalostaa puhtaaksi metaaniksi ja edelleen hyödyntää biopolttoaineina ja liikennepolttoaineina. Koska biokaasuprosessi on suljettu, mädäte sisältää raaka-aineen alun perin sisältämät ravinteet, kuten typen ja fosforin, se on hyvää lannoitetta. Mädätysprosessin aikana typpi on muuttunut nitraattimuodosta (NO₃-, NO₂-) kasvien nopeasti käytettävissä olevaan ammonium-muotoon (NH₄+), mikä parantaa lannoitusvaikutusta käsittelemättömään ainekseen verrattuna sekä vähentää typpivalumia vesistöihin. Myös hiilidioksidia voidaan hyödyntää esimerkiksi kasvien kasvun kiihdyttäjänä, jolloin puhutaan myös hiilidioksidilannoituksesta (kasvihuoneissa).

1.1 Mitä biokaasu on? Biokaasu koostuu lähinnä metaanista (CH₄) ja hiilidioksidista (CO₂) (taulukko 1). Reaktorilaitoksissa biokaasun metaanipitoisuus on yleensä 50–70 % ja hiilidioksidipitoisuus 30–50 %. Metaanin ja hiilidioksidin lisäksi biokaasu sisältää yleensä vesihöyryä (H₂O), typpeä (N₂), happea (O₂), vetyä (H₂), ammoniakkia (NH₃) ja rikkivetyä (H₂S). Yleensä niiden pitoisuudet ovat alle yhden prosentin. Biokaasun lämpöarvo on 4–6 kWh/m3n (14,4–21,6 MJ/m3n). Teoreettinen metaaninsaanto on suurin rasvoista (1 014 l/kg VS), sitten proteiineista (496 l/kg VS) ja hiilihydraateista (415 l/kg VS). VS tarkoittaa orgaanista ainesta.

Taulukko 1. Biokaasun keskimääräinen koostumus (Motiva, 2013). Aine

%

Metaani (CH₄)

55-75

Hiilidioksidi (CO₂)

25-45

Hiilimonoksidi (CO)

0-0,3

Typpi (N₂)

1-5

Vety (H₂)

0-3

Rikkivety (H₂S)

0,1-0,5

Taulukoissa 2 ja 3 on esitetty eri syötteiden metaanintuottopotentiaaleja sekä orgaanisen aineen pitoisuuksia. Taulukossa 4 on biohajoavien jätteiden ja kasvien kuiva-aineen pitoisuudet (TS) sekä orgaanisen aineksen osuus kuiva-aineesta. Taulukoissa 5 ja 6 on esitetty biokaasun saantoja eri jätejakeista sekä eläinten tuottamien orgaanisten jätteiden määriä. 5


Taulukko 2. Esimerkkejä eri syötteiden metaanintuottopotentiaaleista sekä orgaanisen aineen pitoisuuksia. Syöte Teurastamojäte

m³CH₄/t orgaanista ainetta 570

m³CH₄/t märkäpaino 150

Biojäte Energiakasvit Jätevesiliete

500-600 300-500 310-640

100-150 30-150 8-16

Lanta

100-400

7-20

Taulukko 3. Syötteiden orgaanisen aineen pitoisuuksia ja metaanin tuottopotentiaaleja. Kuiva-ainepitoisuus, TS, %

Orgaanisen aineen osuus, VS, %

VS/TS -suhde

VS kokonaispainosta, kg/t

CH₄ tuotto, l/kg VS

CH₄ tuotto, m³/t

Puhdistamoliete Lehmän lanta Biojäte Nurmi

5 6,5 40 40

3 5,3 28 27,9

60 82 70 93

30 53 210 279

150 175 550 400

5 9 116 112

Sokerijuurikas

20

17,9

89

179

229

41

Syöte

Taulukko 4. Biohajoavien jätteiden ja kasvien kuiva-ainepitoisuudet (TS) sekä orgaanisen aineksen (VS) osuus kuiva-aineesta (VS/TS). Ominaisuuksista on esitetty keskiarvo ja suluissa vaihteluväli. Jätteet

Kuiva-aine, TS, %

Orgaanisen aineksen osuus kuiva-aineesta, VS/TS %

26,4 (20-31) 11,3 (7,12-19) 34,5 (33,5-35)

90 92 74

18,5 (3-50)

70

Elintarviketeollisuuden puhdistamolietteet

10 (2-30)

70

Metsä- ja paperiteollisuuden puhdistamolietteet

2,5 (2-3)

70

Olki Nurmi

89,8 (89,6-90) 24 (17,4-43,7)

92 92

Naatit

11,6

85

Teurasjäte Kasvijäte Yhdyskuntabiojäte Yhdyskuntien puhdistamolietteet*

*Lietteiden kuiva-ainepitoisuuksissa on suuri vaihtelu, koska VAHTI-järjestelmässä, josta luvut on otettu, lietteiden kuivaainepitoisuuksista osa on ilmoitettu raakalietteille ja osa kuivatuille lietteille.

6


Taulukko 5. Esimerkkejä maatalousjätteiden biokaasun saannosta. Perusaine

Saanto, m³/kg kuiva-ainetta 0,6-0,7

Ruoho (runsaasti lannoitettu)

0,45-0,55 0,56/0,88* 0,25-0,35 0,35-0,66 0,77* 0,44*

Perunan lehdet ja varret Sokerijuurikkaan lehdet/sokerijuurikas Olki Puiden lehdet Sinimailanen Järviruoko Energiapaju

0,49*

Karjan lanta

0,4-0,7

*biokaasu m³/kg orgaanista ainetta (tuhkaton ja vedetön aines)

Taulukko 6. Eläinten tuottamat orgaanisten jätteiden määrät vuodessa. Eläin

Lantamäärä kg (k.a)/a

Biokaasua, m³/a

Sähköä, kWh

Lehmä

1600

640-1120

3392-5936

Sika

104

42-73

223-387

Emakko

336

136-235

721-1246

Kettu

18

7-13

37-69

Supi

20

8-14

42-74

Minkki

7,5

3-5

16-27

Kana

6,2

2-4

13-23

Kuva 1. Syötteen hajoamisprosessi anaerobisten bakteerien toimesta.

7


1.2 Mitä hyötyä maanviljelijälle on ryhtyä biokaasun tuottajaksi? Biokaasun tuotanto on nyt kannattavampaa kuin koskaan. Maatalouden biohajoavat jätteet ja ylimääräinen biomassa kannattaa hyödyntää biokaasun valmistuksessa. Niistä syntyy ympäristön kannalta positiivista toimintaa ja samalla taloudellista tuottoa. Biokaasun lisäksi laitoksessa syntyy maanparannukseen sopivia maanparannusaineita, jolla voi olla luomu-status, jos mädätettävä raakaaine ei sisällä kuin tiloilta saatavia kasvi- ja eläinperäisiä syötteitä. Biokaasulaitoksen rejektiä eli mädätejäännöstä voidaan käyttää maanparannukseen sellaisenaan, kompostoituna tai orgaanisiksi lannoitteiksi jalostettuna. Pienessä laitoksessa lähellä raaka-aineen syntypaikkaa tuotetun biokaasun energiatase on erinomainen, mutta pitkät kuljetusmatkat heikentävät sitä. Sama pätee bioenergiaan kaiken kaikkiaan. Jos biokaasua halutaan käyttää ajoneuvopolttoaineena, kaasun puhdistus ja paineistus kuluttavat energiaa ja heikentävät energiatasetta. Biokaasutuotannosta on seuraavanlaisia välittömiä ja nopeita hyötyjä: · · · ·

· · · · · ·

Käyttökohde lantamassalle, jolle ei ole tilalla tai lähiympäristössä levitysalaa tai markkinaa Lannan varastointitarve vähenee Lannan käsittelykustannukset pienenevät Saadaan orgaanista lannoitetta, joka tyypillisesti eroaa lannasta edukseen seuraavilta osin: - typen käyttökelpoisuus - tasalaatuisuus - rikkakasviriski pienempi - hajuhaitta pienempi Mahdollisuus lisätä myyntikasvivuosia luomutuotannon viljelykierrossa Lisätuloja hyvätuottoisista kesantonurmista Mahdollista ulkoistaa kesantonurmien hoitoniitto Työhuippujen tasaaminen Edullisempia tuotantopanoksia Energiaomavaraisuus

Välillisiä ja pidemmän aikavälin etuja ovat esimerkiksi: · · · · · · ·

Apilapitoisen kesantonurmen typensidonnan paraneminen Mahdollisuus parantaa viljelykiertoa kannattavasti Mahdollistaa kaasukäyttöisten tai Dual Fuel- työkoneiden hankinnan ja käytön Vähäisempi riippuvuus fossiiliperäisten lannoitteiden hinnan vaihteluista Viljelysmaan kasvukunnon paraneminen Ravinnepotentiaalin kertyminen peltoon pitkävaikutteisesti Kasvipatologisen paineen väheneminen

8


Kuva 2. Syötteet ja tuotokset biokaasuprosessissa

2 Biokaasulaitostyypit 2.1 Maatalouden biokaasulaitokset Maataloudessa syntyy runsaasti erilaista biohajoavaa jätettä. Laitoksen tuleekin pystyä käsittelemään eläinperäisiä ja kasviperäisiä jätteitä. Niihin ei tule sekoittaa kunnallisia jätevesilietteitä, jotta biokaasutuksen rejekti olisi hyödynnettävissä peltolannoituksessa. Laitokset voivat olla sekä kuiva- että märkämädätyslaitoksia. Kokoluokan tulee olla suhteutettu eläinkasvatuksen ja/tai kasvien kasvatuksen määrään. Yleensä maatalouskokoluokan laitokset lasketaan pieniksi biokaasulaitoksiksi. Kun toimintaan osallistuu useampi maatila yhdessä, silloin voidaan ruveta jo puhumaan keskisuurista biokaasulaitoksista.

9


Kuva 3. Maatalouden biokaasuprosessi

2.2 Vedenpuhdistuslaitoksien biokaasulaitokset Jätevedenpuhdistusprosessissa syntyvän lieteen sisältämä orgaaninen aines voidaan hyödyntää mädättämällä liete ja syntyvä biokaasu kerätä talteen lämmön ja sähkön tuotantoa varten. Laitoksesta syntyvä rejekti ei ole sopiva peltolannoitekäyttöön, sen mahdollisesti sisältämien lääkejäämien, raskasmetallien ja muiden myrkyllisten aineiden takia.

2.3 Kaatopaikkalaitokset Kaatopaikalla biohajoava jäte tuottaa metaania ja hiilidioksidia. Kaasu vahingoittaa ilmakehää ja on siksi nykysäännösten mukaan kerättävä talteen. Samalla vähennetään tehokkaasti hajuhaittoja. Kaatopaikkakaasua kerätään Suomessa pääsääntöisesti imukaivoilla ja biokaasupumppaamon avulla. Kaatopaikkakaasun käsittelylaitokseen kuuluu kaasun mittaus- ja analysointi, kondenssiveden poisto ja vähintään soihtupoltin kaasun hävittämiseksi. Kerätty kaasun voidaan myös hyödyntää monin eri tavoin: lämpönä, sähkönä ja/tai liikennepolttoainejalostuksessa.

2.4 Yhteismädätyslaitokset Orgaanista yhdyskuntajätettä, jätevesilietteitä ja maatalouden sivuvirtoja sekä lantaa sekaisin kierrättäviä laitoksia kutsutaan yhteismädätyslaitoksiksi. Nämä laitokset voivat toimia kunnallisina tai yksityisinä teollisuustuottajina (esim. Gasum Oy).

2.5 Teollisuuden laitokset Teollisuuden biojätelaitokset hyödyntävät teollisuudessa syntyviä orgaanisia sivuvirtoja ja biojätettä. Paperi- ja selluteollisuudessa biokaasutusta hyödynnetään lähinnä jätevesien puhdistuksessa (erilaiset lietteet). Teollisessa biokaasun valmistuksessa voidaan hyödyntää lisäksi elintarviketeollisuuden sivuvirtoja ja orgaanista yhdyskuntajätettä. Näissä laitoksissa raja yhteismädätyslaitoksiin on välillä häilyvä.

10


2.6 Biokaasulaitosten toimintamalli Biokaasulaitokset toimivat periaatteessa saman prosessin mukaisesti. Prosessi voidaan yleistää kuvassa 4 esitetyn kaavion kaltaiseksi. Riippuen siitä, mitä prosessissa halutaan tuottaa, prosessin loppupää voi muotoutua erilaiseksi. Kaasun jalostusaste ja mädätejäännöksen hyödyntäminen voi vaihdella suurestikin.

Kuva 4. Biokaasuprosessin vaiheet

11


3 Maatalouskokoluokan biokaasuteknologiat Biokaasun tuotantoprosessit jaetaan kahteen päätyyppiin syötteen kuiva-ainepitoisuuden mukaan, märkä- ja kuivamädätykseen. Mädätys voidaan toteuttaa joko panosprosessina tai jatkuvatoimisena prosessina. Perinteinen märkämädätys hyödyntää pumpattavissa olevia syötteitä, joiden kuivaainepitoisuus on yleensä alle 15 %. Kuivamädätyksessä kuiva-ainepitoisuus on yli 20 %, yleensä 22-40 %. Materiaaleiksi sopivat oljet, lanta ja muu orgaaninen jäte. Biokaasun tuotantoprosesseja voidaan jaotella myös prosessin vaatiman lämpötilan mukaan, käytännössä mesofiilisiin (32-42 °C) ja termofiilisiin (50-60 °C) prosesseihin. Lämpötilan määrittää käytetty mikrobikanta ja sen vaatimat elinolosuhteet. Suomessa käytetään usein mesofiilistä prosessia, joka ei vaadi niin paljon lämmittämistä ja sitä kautta energiaa. Termofiilinen prosessi on kuitenkin tehokkaampi, ja lietteen viipymäaika prosessissa on puolet tai jopa kaksi kolmasosaa lyhyempi kuin mesofiilisessa prosessissa. Termofiilisen prosessin haittapuolena on herkkyys häiriöille.

3.1 Märkämädätys Märkämädätyksessä syötteen kuiva-ainepitoisuus on siis alle 15 %, ja sen tulee olla pumpattavassa muodossa. Märkämädätys on tällä hetkellä suosituin biokaasuprosessi. Reaktorit ovat rakenteeltaan yksinkertaisia ja melko varmatoimisia. Ne sopivat hyvin myös pienten raaka-ainemäärien käsittelyyn. Biokaasun tuotto ja raaka-aineen hajoaminen on tasaista. Märkäprosessissa lämmitysenergian tarve on noin 30 % systeemin tuottamasta energiasta. Märkämädätys sopii lietemäisille raaka-aineille, kuten lietelannalle, ja jotka sisältävät vain vähän kuiva-ainetta. Reaktoriin voidaan lisätä myös peltobiomassoja, mikä lisää kaasun tuotantoa vaikuttamatta reaktorin kokoon. Märkämädätysprosessit ovat yleensä aina jatkuvatoimisia. Märkämädätyksessä voidaan hyödyntää myös kuivajakeita, sekoittamalla sitä lietteeseen murskauksen ja sekoituksen kautta. Kiintoainepitoisuus ei kuitenkaan saa nousta liian suuriksi, ettei pumpattavuus kärsi. Mädätteen hyötykäyttö saattaa tuottaa jonkin verran ongelmia. Evira ei hyväksy nestemäisen lannoitteen peltolevitystä, jos se sisältää yhdyskuntajätelietteitä yli 10 %. Mutta kun pysytään maataloudesta syntyvissä syötteissä, tätä ongelmaa ei ole.

3.2 Kuivamädätys Kuivamädätyksessä kuiva-ainepitoisuus on siis yli 20 %, ja materiaaleiksi sopivat maataloudessa syntyvät oljet, lanta ja muut orgaaniset jätteet. Prosessin vesitilavuus on määräävä tekijä energiankulutuksessa, joten kuivamädätyksessä tarvittava energia on pienempi kuin märkämädätyksessä. Kuivaprosessissa lämmitysenergian tarve on noin 10 % systeemin tuottamasta energiasta. Vesitilavuus vaikuttaa suoraan myös tarvittavaan reaktorikokoon, joten kuivamädätysprosessissa reaktorikoot ovat pienempiä kuin märkäprosessissa. Kuivamädätyksessä biomateriaalin pumpattavuus ei ole tarpeen, joten vettä ei tarvitse käyttää biomateriaalin laimentamiseen. Kuivamädätyksen vahvuuksia ovat myös helpommin hallittavissa oleva biomassan viipymäajan hallinta (retentio), säädetty syöttö ja yksinkertainen esikäsittely. Märkämädätysprosessit ovat yleensä siis jatkuvatoimisia, mutta kuivamädätyksessä käytetään myös panosprosesseja, jotka ovat toistaiseksi yleisimpiä. Panosreaktorit ovat edullisia rakentaa, mutta tasaisen biokaasun tuotannon saavuttamiseksi tarvitaan useampia reaktoreita, jolloin kustannuksetkin kasvavat. 12


Jatkuvatoimisessa kuivamädätysprosessissa biokaasun tuotto on tasaista, kun sekoitus on riittävää ja syötettävä biomateriaali tasalaatuista. Jatkuvatoimisessa kuivamädätysprosessissa käytetään yleensä vertikaalista tai horisontaalista putkireaktoria, jolloin ohi- tai paluuvirtauksia ei reaktorissa voi syntyä. Tämän ansiosta raakaa mädättämätöntä biomassaa ei pääse sekoittumaan mädätejäännökseen. Kuivamädätyksessä pienempi vesimäärä helpottaa myös mädätejäännöksen jälkikäsittelyä ja hyödyntämistä lannoitteena. Evira ei hyväksy peltolevitystä, jos mädätejäännös sisältää yhdyskuntajätelietteitä yli 10%. Rajoitteita peltolevitykseen ei ole, jos yhdyskuntajätteitä ei ole syötteenä.

3.3 Muuta tekniikoista Biokaasutekniikassa hyödynnetään siis anaerobisten bakteerien luonnollista kykyä tuottaa orgaanisesta aineksesta metaania mädätyssäiliön (biokaasureaktori) hapettomissa olosuhteissa. Biokaasuprosessissa voi olla ennen varsinaista mädätyssäiliötä sekoitussäiliö, jossa syötemassa sekoitetaan tasaiseksi. Lisäksi voidaan tarvita hygienisointia, mikäli prosessissa hyödynnetään esimerkiksi elintarviketeollisuuden sivuvirtoja tai biojätteitä. Mädätyssäiliö on yleensä horisontaalinen sylinterimäinen säiliö, joka on lämpöeristetty, ja jossa on sekoitin sekä lämmitysputket. Säiliö on tiivistetty kahdella kalvolla. Alemman kalvon alla oleva tila toimii kaasuvarastona ja ulompi kalvo suojaa säältä. Säiliöt voivat olla myös vertikaalisia, jolloin kaasun keräys tapahtuu erillisiin säiliöihin. Yleisin biokaasulaitostyyppi on täysisekoitteinen, jossa uusi biomassa syötetään jo mädätyksessä olevaan biomassaan (märkäprosessit). Sekoitus varmistaa sen, että bakteerit pääsevät kosketuksiin hajotettavan biomassan kanssa. Mädätyssäiliöstä liete pumpataan jälkikaasutusaltaaseen, jossa loput (10-25 %) kaasuntuotannosta tapahtuu. Tuotettu biokaasu voidaan hyödyntää liiallisen kosteuden ja rikkivedyn poiston jälkeen sellaisenaan lämmön ja sähkön tuotannossa tai jatkojalostaa edelleen metaaniksi. Yksi tapa jaotella tekniikoita on myös vertailla syötteen syöttötapaa ja kiertoa prosessissa. Laitteisto voi toimia tulppavirtaus periaatteella, panossyötteisenä tai se voi olla jatkuvasyötteinen.

4 Biokaasun hyödyntäminen 4.1 Sähkö Biokaasulaitoksessa muodostuva biokaasu voidaan syöttää yksinkertaisen puhdistuksen jälkeen polttomoottorigeneraattoriin sähköntuotantoon. Samalla syntyvä hukkalämpö voidaan ottaa talteen ja käyttää hyödyksi lämmityksessä. Sähkön voi hyödyntää omassa käytössä tai myydä.

4.2 Lämpö Biokaasu voidaan myös syöttää suoraan lämmityskattilaan kaasupolttimelle lämmöntuotantoon. Tuotettu lämpö voidaan hyödyntää omassa käytössä tai myydä.

13


4.3 CHP Yleinen biokaasun hyödyntämistapa on edellä mainittujen yhdistelmä, yhdistetty lämmön- ja sähköntuotanto eli CHP (combined heat and power). Tällöin saadaan tuotettua järkevästi sekä sähköenergiaa että lämpöä.

4.4 Liikennepolttoaineet Biokaasua jatkojalostamalla, eli puhdistamalla se puhtaaksi metaaniksi, on mahdollista valmistaa biometaania hyödynnettäväksi liikenneajoneuvoissa sekä maatalous- ja metsätalouskoneissa. Liikennepolttoaineena voidaan hyödyntää paineistettua biometaania (pressurized biogas eli PBG) tai nesteytettyä biometaania (liquified biogas eli LBG).

4.5 Biokaasuverkko ja kaasun pullottaminen Jalostettua biometaania voidaan hyödyntää myös rakentamalla biokaasulaitoksen lähialueelle kaasuverkon, jonka avulla voidaan jakaa biometaania useisiin eri käyttökohteisiin. Biometaania voivat hyödyntää esimerkiksi lähialueen omakotitalot lämmityksessä ja ruoan valmistuksessa. Biometaania verkkosiirron vaihtoehtona voi olla myös sen pullottaminen. Pullotettua biometaania voidaan hyödyntää tavanomaisen pullokaasun tapaan.

4.6 Lannoitteet Biokaasuprosessista jäljelle jäänyt rejekti voidaan hyödyntää sellaisenaan maanparannusaineena, mutta se voidaan myös edelleen jatkojalostaa lannoitteiksi. Kiintoaines voidaan rakeistaa, ja rejektistä erotetusta vedestä voidaan valmistaa edelleen fosfori- ja typpilannoitteita.

5 Biokaasulaitosten toimittajia 5.1 Kotimaisia laitostoimittajia BioGTS BioGTS® Biokaasulaitos on jatkuvatoiminen tulppavirtausmenetelmällä toimiva mädättämö. Heiltä on saatavilla myös Bioboksi™ pienemmille syötemäärille. Mädätysprosessi voi olla sekä termofiilinen että mesofiilinen prosessi. Laitokseen soveltuvat laajalti erilaiset syöteraaka-aineet, ja se soveltuu hyvin myös useiden perinteisissä biokaasulaitosprosesseissa ongelmia aiheuttavien materiaalien käsittelyyn. Syötteen kiintoainespitoisuus voi olla jopa 35 %. Syötteen määrä on helposti skaalattavissa. Heiltä löytyy esimerkkilaitoksia 800-1000 tonnista aina 19 500 tonniin per vuosi, ja saatavilla on jopa 73 000 t/v hyödyntävä laitoskokonaisuus. Lisätietoa löytyy yrityksen internetsivuilta: http://biogts.fi/biokaasulaitos. 14


Doranova Teollisuuskokoluokan biokaasulaitostoimittaja. Lisätietoa yrityksestä löydät yrityksen internetsivuilta: http://doranova.fi/uusiutuva-energia-ja-jatteenkasittely/.

Eneferm ENEFERM BIO 100 on jatkuvatoimiseen kuivamädätysprosessiin perustuva biokaasulaitos. Laitoskokonaisuus on modulaarinen, sarjavalmisteinen ja konttipohjainen. Raaka-aineena voidaan käyttää lähes kaikkia eloperäisiä jätteitä tai peltobiomassoja. Prosessi ja laitoksen mitoitus on optimoitu nurmibiomassan (säilörehun) ja kuivalannan (tai lietteen separoitu kuivajae) sekoitukselle (80/20). Prosessi on termofiilinen (55 °C) ja kaikki syötettävä raaka-aine esikäsitellään ja hygienisoidaan ennen mädätysprosessia. Eneferm Oy:n ratkaisun merkittävimpinä etuina ovat vähäinen prosessienergian tarve, reaktorin lyhyt viipymäaika ja erittäin tarkka prosessilämpötilojen hallinta. Mädätejäännös käsitellään siten, että lopputuotteena tuotetaan rakeistettua luonnonmukaista lannoitetta. Näistä edellä kuvatuista hyödykkeistä luonnonmukaisen lannoitteen arvo on kokonaistaloudellisesti erittäin merkittävä loppuasiakkaalle. Lisää Enefermin laitoksesta löytyy heidän internetsivuiltaan: http://eneferm.fi/.

Envor Protech Envor Protech Oy on Suomen johtava biokaasulaitostoimittaja, jolla on yli 20 vuoden kokemus erityyppisten biokaasulaitosten suunnittelusta, toteutuksesta ja operoinnista sekä kotimaassa että ulkomailla. Envor on kehittänyt korkeakuormitteista EPAD-biokaasuteknologiaa (Envor Protech Advanced Digestion), joka on todistetusti luotettava ja kustannustehokas menetelmä energian ja lannoitteiden tuottamiseksi biohajoavasta jätteestä. EPAD-prosessi soveltuu monipuolisesti eri jätejakeiden käsittelyyn. Käsiteltäviä biohajoavia materiaalivirtoja voivat olla mm. maatalouden biojätteet, kauppojen ja teollisuuslaitosten elintarvikejäte, yhdyskuntien erilliskerätty biojäte, jätevedenpuhdistamoiden lietteet kuin myös teollisuuden lietteet ja sellu- ja paperiteollisuuden lietteet. EPAD-prosessi 15


voidaan ajaa sekä lämpöolosuhteissa.

mesofiilisissä

Lisätietoa yrityksestä www.envorprotech.fi.

löydät

tai

yrityksen

termofiilisissä internetsivuilta:

Metaenergia (Demeca) Metaenergian Kiintomädätys® on vuosien kokemuksen myötä kehitetty teknologia, joka yhdistää märkä- ja kuivamädätysmenetelmien edut (muistuttaa kiintoainespitoisuutensa puolesta märkämädätystä). Menetelmää voi kutsua sakeamassamädätykseksi. Mädätysmassan tulee kuitenkin pysyä aina pumpattavassa muodossa. Mädätysprosessi on mesofiilinen. Kiintomädätykseen soveltuvat märät ja kuivat syötejaokkeet, esim. karjan lanta (lietelanta tai lietelanta ja kuivalanta sekoitettuna), ylijäämärehut ja heinäbiomassa. Syötteen määrä on noin 7000 m3/vuosi. kiintoainespitoisuuden tulee olla 10-20%.

Syötteen

Lisätietoa Metaenergiasta löytyy heidän internetsivuiltaan: http://www.demeca.fi/biokaasu.

Metener Metener rakentaa sekä kuivamädätyslaitteistoja.

märkämädätyslaitteistoja

että

Metenerin kuivamädätysprosessissa hyödynnetään kertasyötteistä panosmädätystä, eli reaktori ladataan ja tyhjennetään kerralla. Sekoittimia tai syöttölaitteita ei ole, joten laitoksen energiankulutus ja huollontarve on pientä. Prosessiin soveltuvia syötteitä ovat kasvibiomassat kuten nurmi, olki, järviruoko ja kuivalannat kuivikkeella tai ilman. Syötteen kiintoainespitoisuus on korkea. Märkämädätyslaitteistoa hyödynnetään lietteiden käsittelyssä. Prosessi on jatkuvatoiminen, ja reaktoria syötetään päivittäin. Prosessi voi olla mesofiilinen tai termofiilinen. Märkämädätyslaitteiston syötteeksi käyvät sian- ja naudanliete, jätevesiliete, biojäte ja elintarviketeollisuuden sivutuotteet. Kuivalannat ja kasvibiomassat sopivat prosessiin rajoitetusti. Lisää Metenerin laitoksista löytyy heidän internetsivuiltaan: http://www.metener.fi/5. 16


Watrec Teollisuuskokoluokan biokaasulaitostoimittaja. Lisätietoa yrityksestä löydät http://www.watrec.com/.

yrityksen

internetsivuilta:

Pellon Group Pellon Group valmistaa tulppavirtausperiaatteella toimivaa jatkuvatoimista, horisontaalista kuivamädätysreaktoria, joka toimii termofiilisellä lämpöalueella. Kuivamädätysreaktori on tilavuudeltaan 75 kuutiota (vastaa kahta 1000 kuutioista märkämädätysreaktoria). Konttiin rakennettu biokaasureaktori sopii erinomaisesti myös isomman, modulaarisesti koottavan biokaasulaitoksen rungoksi. Laitteistoon soveltuvia syötteitä ovat kotieläinten lannan lisäksi myös muut kuivat orgaaniset syötteet. Syötteeksi kelpaa separoitu ja selkeytetty lietelannan kuivafraktio, kuivikelanta tai esimerkiksi säilörehu. Laitteisto on vielä pilotointivaiheessa. Lisää laitteistosta löytyy Pellon Groupin esitteestä: https://www.pellon.fi/tiedostopankki/209/Pellon_Natural_Sol utions___Tekniikkaa_kotielaintiloille_2016.pdf.

Muita uusia yrityksiä: Bio JJJJ Oy: http://biojjjj.yhteystietopalvelu.com/index.php.

5.2 Eurooppalaisia biokaasulaitosvalmistajia Euroopasta löytyy runsaasti maatalouskokoluokan biokaasulaitosten toimittajia. Saksalaisia toimijoita markkinoilla on paljon. Tähän on listattu eri selvityksistä ja intranet haun perusteella löydettyjä laitostoimittajia. Lisätietoa löytyy kyseisten toimittajien internet-sivuilta. agriKomp, Saksa (http://www.agrikomp.com/index.php/) Aria Energies, Ranska (http://aria-enr.fr/) Organic Waste Systems OWS, Belgia (http://www.ows.be/biogas-plants/) BioConstruct GmbH, Saksa (http://www.bioconstruct.com/) Biogest Energie- und Wassertechnik GmbH, Itävalta (http://www.biogest.at/) Bio4Gas Express GmbH, Saksa (http://www.bio4gas.eu/ 17


Biovec, Espanja (http://biovec.net/) Bekon GmbH, Saksa (http://www.bekon.eu/en/) ComBiGaS A/S, Tanska (http://www.combigas.dk/EN.aspx) Ecobiogas, Espanja (http://www.ecobiogas.es) Eisenmann, Saksa (https://www.eisenmann.com/en/products-and-services/environmentaltechnology/biogas-plants-and-biowaste-fermentation-plants.html) EnviTec Biogas GmbH, Saksa (http://www.envitec-biogas.com/) Helector, Saksa/Kreikka (http://en.helector.gr/technology/arthro/anaerobic_treatment_of_organic_waste-15380716/) HoSt, Hollanti (https://www.host.nl/en/ Lipp GmbH, Saksa (http://www.lipp-system.de/?lang=en) Lundsby Biogas A/S, Tanska (http://lundsbybiogas.dk/en/) PlanET Biogastechnik GmbH, Saksa (http://en.planet-biogas.com/) Pöttinger, Itävalta (http://mobigas.poettinger-oneworld.at/en/) Sauter Biogas GmbH, Saksa (http://www.sauter-biogas.com/) Schmack-Biogas, Viessmann Group (EUCOlino, COCCUS Farm), Saksa (http://www.schmackbiogas.com/en.html) Strabag Umwelttechnik GmbH, Saksa (www.strabagumwelttechnik.com/databases/internet/_public/content.nsf/web/ENSTRABAGUMWELTTECHNIK.COMN-biogasanlagen.html) WELTEC BIOPOWER, Saksa (http://www.weltec-biopower.com/) Xergi A/S, Tanska (https://www.xergi.com/farmers.html) Zorg Biogas AG, Sveitsi (http://zorg-biogas.com/?lang=en) Ökobit, Saksa (http://www.oekobit-biogas.com/en/)

6 Maatalouden biokaasulaitokset 6.1 Raaka-ainelähteet Maataloudessa syntyy runsaasti erilaisia orgaanisia sivuvirtoja: lietelantaa, kuivalantaa, ylimääräistä tai pilaantunutta rehua, kasvijätteitä ja eläinten teurastuksesta syntyviä jätteitä. Maatiloilla on mahdollista myös kasvattaa energiakasveja biokaasutusta varten. Eri jakeiden suhteet voivat vaihdella suurestikin riippuen laitostyypistä (märkä, kuiva, panos, jatkuvatoiminen) tai saatavilla olevasta mädätysraaka-aineesta. Puuraaka-aineen hyödyntäminen (puru/hake/puulaji) on haastavaa, joten sen määrä pidetään hyvin alhaisena nykyisillä mädätysmenetelmillä.

18


6.2 Laitostyyppejä Maatalouskokoluokan laitokset voivat olla syötteen syötön osalta panossyötteisiä tai jatkuvatoimisia ja kuivamädätys, märkämädätys tai kuiva- ja märkämädätyksen kombinaatio (sakeamassamädätys) prosessin osalta. Laitosratkaisut voivat olla kokonaan paikalla rakennettuja, konttiratkaisuja (konttimoduulit) tai niiden välimuotoja.

6.3 Biokaasun hyödyntäminen ja jatkojalostaminen Maatalouskokoluokan laitoksissa tuotetaan biokaasusta ensisijaisesti lämpöä, sähköä tai molempia (CHP) omaan käyttöön. Jos laitos on niin suuri, että biokaasua syntyy reilusti yli oman tarpeen, silloin kannattaa miettiä myös sähkön tai biokaasun myyntiä sekä metaanin jalostusta biopolttoaineiksi. Kyseeseen tulisi biokaasun puhdistus, jalostus ja paineistus (PBG, LBG) ja polttoaineaseman pystyttäminen. Yksi vaihtoehto on myös biokaasuverkon rakentaminen naapurustoon.

6.4 Maanparannusaineet ja lannoitteet Maatilalle tuottoa synnyttää myös biokaasulaitoksesta syntyvä rejekti. Sitä voidaan hyödyntää sellaisenaan suoralannoitteena, rejektiä voidaan hyödyntää kompostoinnissa tai siitä voidaan valmistaa orgaanisia lannoitteita (esim. typpi ja fosfori). Biokaasuprosessissa vapautuvaa hiilidioksidia voidaan hyödyntää kasvihuoneviljelyssä. Mahdollisuudet ovat siis moninaisia.

7 Maatalouskokoluokan biokaasulaitoksen suunnittelu ja rakentaminen Biokaasulaitoksen toteutus voidaan jakaa kolmeen eri vaiheeseen: Toteuttamisselvitykseen, itse laitoksen rakentamiseen sekä lopuksi laitoksen käynnistämiseen ja käyttöön (kuva 5). Toteuttamisselvityksessä selvitetään etukäteen mahdollisen laitoksen toteuttamisen kannattavuus. Selvityksessä katsotaan alkutilanne, saatavilla olevat biokaasun syöteraaka-aineet, vertaillaan teknologiaratkaisuja ja lasketaan kannattavuusluvut, eli tuleeko rakennettava laitos toimimaan kannattavasti ja onko investointi järkevällä pohjalla. Biokaasulaitoksen toteuttamisvaiheeseen kannattaa siirtyä vasta toteuttamisselvityksen jälkeen. Toteutus alkaa siitä, että päätetään rakentamisen aloittamisesta, ja päätetään se, että rakennetaanko itse vai tilataanko laitos valmiina ratkaisuna. Tarvittavat luvat tulee saada hankittua etukäteen, ja viranomaisdokumentit on laadittava aikataulun mukaisesti. Rakentaminen/rakennuttaminen sujuu silloin yleensä jouhevasti. Käynnistys on erittäin tärkeä vaihe biokaasulaitoksen toimivuuden kannalta. Käynnistyksessä kannattaa aina hyödyntää asiantuntija-apua. Laitoksen käynnistyksen yhteydessä etsitään, käytössä olevan syötteen pohjalta, parhaat mahdolliset reaktorin käyttöolosuhteet (esim. seossuhteet, pH, lämpötila, hivenaineet, kiertoaika), mahdollisimman hyvän biokaasutuotannon aikaansaamiseksi. Laitteiston perushoito tehdään yleensä itse, tietenkin määrätyt luvat tulee olla kunnossa osaa tehtäviä suoritettaessa. Osa huollosta tai koko huolto voidaan tietenkin järjestää laitostoimittajan/ konetoimittajien toimesta.

19


Kuva 5. Suunnittelun ja rakentamisen vaiheet.

7.1 Suunnittelu 7.1.1 Laitostyypin ja koon määrittely Biokaasulaitoksen rakentaminen ja sen toiminnan ylläpito ovat yhdistelmä taloudellisia ja teknisiä päätöksiä. Jotta maksimaalinen biokaasun tuotos täydellisen mädätyksen kautta saavutettaisiin, tarvitaan kooltaan tarpeeksi suuri bioreaktori, ja mädätysajan tulee olla tarpeeksi pitkä. Käytännössä laitossuunnittelu (reaktorin koko ja tyyppi) ja käytännöllinen mädätysaika perustuu kompromisseihin suurimman biokaasumäärän tuottamisen ja laitoksen käyttötalouden realiteettien välillä. Tämä asia huomioon otettaessa, orgaaninen massa on erittäin tärkeä huomioon otettava käyttöparametri. Se indikoi kuinka paljon kuivaa orgaanista materiaalia voidaan syöttää mädättämön bioreaktoriin määrätyssä ajassa (BR), alla kuvatun kaavan mukaisesti:

BR = m * c / VR BR = orgaaninen kuorma [kg/d*m³] m = syötteen massa aikayksikössä [kg/d] c = orgaanisen aineen osuus [%] VR = bioreaktorin tilavuus [m³] Tärkeä parametri biokaasureaktorin koon määrittämiseksi on myös syötteen hydraulinen kiertoaika HTR (hydraulic retention time). HRT on keskimääräinen aikajakso, jonka aikana syöte pidetään itse mädättämössä. HRT korreloi bioreaktorin tilavuuden ja syötteen syöttömäärän kanssa seuraavan kaavan mukaisesti: HRT = VR / V HRT hydraulinen kiertoaika [d = days] VR mädättämön tilavuus [m³] V syötteen tilavuus määrätyssä ajassa [m³/d] Edellä mainitun kaavan mukaisesti orgaanisen kuorman kasvaessa HTR lyhenee. Kiertoajan tulee olla tarpeeksi pitkä, jotta varmistetaan se, ettei mikro-organismeja poistu mädätysprosessista rejektin joukossa enempää, kuin niitä syntyy mädättämössä. Anaerobisten bakteerien määrän 20


kaksinkertaistuminen vaatii tavallisesti 10 päivää tai enemmän, riippuen olosuhteista. Lyhyt HRT mahdollistaa nopean uuden syötteen syöttämisen, mutta tuloksena on pienempi biokaasumäärä. Siksi on tärkeää sovittaa HRT aina kyseessä olevan syötteen koostumuksen mukaiseksi. Kun tiedetään haluttu HTR, päivittäinen syötemäärä ja syötteen koostumus, on mahdollista laskea laitoksessa tarvittavan bioreaktorin tilavuus. Taulukko 7. Tyypillisiä maataloustuotannossa syntyvien syötteiden arvoja (Finsterwalder 2008) Kuiva-aine DM [%] Karjan lanta Sian lanta Säilörehu Maissirehu

10 8 40 32

Orgaaninen kuiva-aine oDM [%] 75 75 85,6 95,4

Biokaasun saanto [m³/t oDM] 340 400 656 611

Biokaasua ”tuoreesta” raaka-aineesta [m³/t FF] 25 24 225 187

Metaanipitoisuus [%] 58 58 55 53

Jos halutaan määritellä sopiva biokaasulaitoksen koko, esimerkiksi sähköntuotantoa silmällä pitäen, kannattaa ensin tarkastella saatavilla olevaa syötemateriaalia. Seuraavat kaksi esimerkkiä näyttävät, kuinka voidaan laskea sopivat kapasiteetit sähköntuotantoon. Esimerkki biokaasulaitoksen koon arvioimisesta, kun syötteenä käytetään lantaa/lietelantaa: · ·

Päivittäinen lannan määrä (m³/d) tulee selvittää Kuiva-aineen (DM %) osuus lannasta/lietelannasta tulee määrittää

Jos lannan/lietelannan DM (dry material eli kuiva-aines) pitoisuus on 9-10%, potentiaalinen sähkön tuoton määrä saadaan kertomalla päivittäisen lannan tilavuus arvolla 2,4 kWel d/m³. Maitotila, jolla on 200 lypsylehmää tuottaa lietettä/lantaa noin 10 m³/d, jonka kuiva-ainepitoisuus (DM) in 10 %. Laskelma päivittäin saatavan sähkön kapasiteetistä olisi siis seuraava: 10 m³/d x 2,4 kWel d/m³ = 24 kWel Esimerkki biokaasulaitoksen koon arvioimisesta, kun syötteenä käytetään energiakasveja: · ·

Saatavilla oleva energiakasvin (esim. ylimääräisen heinän, viljan korret) viljelyala tulee määritellä hehtaareissa (ha) Potentiaalinen sähköntuotto per hehtaari vuodessa (kWel/ ha/ vuosi) arvioidaan, pohjautuen viljelyalan laatuun ja ilmasto-olosuhteisiin (sadon laatu ja määrä).

Oletetaan, että jokaiselta hehtaarilta saataisiin 2,5 kWel sähköä vuodessa, silloin mahdollinen sähköntuotantokapasiteetti lasketaan kertomalla viljelypinta-ala arvolla 2,5 kWel/ ha: 20 ha x 2,5 kW/ha = 50 kWel Kun yhdistetään lannan/lietelannan ja energiakasvien tulokset, saadaan tuloksena mahdollisen uuden biokaasulaitoksen energiantuottopotentiaali. Jos ensimmäisten laskelmien pohjalta näyttää siltä, että laitos tulisi olemaan liian pieni kannattaakseen, silloin kannattaa miettiä yhteistyötä useamman karjankasvattajan ja maanviljelijän kesken. Yhteistyömalli on erittäin yleinen Euroopassa.

7.1.1.1 Biokaasun tuotannon laskentamalli Biokaasun tuotannon kannattavuuden laskemiseksi luonnonvarakeskus eli LUKE:n on julkaissut biokaasulaskurin: http://portal.mtt.fi/portal/pls/portal/gas_mtt.gas_mtt_laskuri 21


Laskurilla voidaan arvioida eri syötteistä saatavissa olevaa metaanimäärää, vertailla eri energiantuotanto- ja hyödyntämismuotojen kannattavuutta sekä arvioida alustavasti investoinnin suuruutta ja kannattavuutta.

7.1.2 Laitostyypin ja laitostoimittajan valinta Laitostyypin ja laitostoimittajan valinta on seuraava vaihe, jos on todettu rakentamisen olevan kannattava ratkaisu. Laitostoimittajia löytyy nykyisin jo pitkä lista (katso kappale 5. Biokaasulaitosten toimittajia), niin suomalaisia kuin eurooppalaisia valmistajia. Periaatteena kannattaa pitää se, että hankkii Suomen leveyspiireillä toimivaa tekniikka. Laitostyyppien prosesseina voivat toimia perinteinen märkämädätys, kuivamädätys tai niiden yhdistelmä (esim. kiintomädätys Metaenergian malliin). Laitostyyppi kannattaa valita raakaainelähteen ja raaka-aineen saatavuuden pohjalta. Tekniikan toimintavarmuus on tärkeä kriteeri. Referenssilaitoksiin kannattaa siis tutustua. Kotimaisuus (paikallisten olosuhteiden tuntemus sekä käytön ja huollon järjestäminen) on myös yksi mahdollinen valintakriteeri.

7.1.2.1 Märkämädätyksen ja kuivamädätyksen vertailu Märkämädätys, syötteen vesipitoisuus > 85% Etuja • • • • • • • • •

Huomattavasti laajempi syötteiden määrä- monet useampivaiheiset biokaasulaitokset ovat tätä tyyppiä Sopii paremmin ”vahvoille” vesille, jotka sisältävät tahmeita ainesosia Helpompi sekoitettavuus mekaanisesti tai painepumpulla Helpompi kiinteän ja nestemäisen materian suhteen säätö pH:n, kuiva-aineen konsentraation, ammoniakin (NH₃) ja haihtuvien rasvahappojen (VOFA eli volatile fatty acids) helpompi kontrollointi Syötteen kuljetuksen helppous ja siten hygieenisempi Parempi materiaalin ja lämmön vaihto Vähemmän suolojen rikastumista, koska suolat pysyvät vedessä liuenneessa muodossa Kaasun turvallinen vapautuminen syötteestä

Haittoja · · · ·

Korkea energian kulutus: 30– 45% tuotetusta energiasta Sekoitus, mädätettävään syötemassaan voi syntyä kerroksellisuutta, joka aiheuttaa ongelmia kaasun muodostuksessa ja talteenotossa Vaahtoaminen voi aiheuttaa ongelmia Voi esiintyä hajuhaittoja.

Kuivamädätys, syötteen vesipitoisuus < 85% Etuja: · · · · ·

Laitoksen kompakti koko Matalat käyttökustannukset: luotettava tekniikka vähäisillä liikkuvilla osilla – hidas kuluminen, mutta vaatii modernin automaation rinnalleen Sopii paremmin kiinteille syötteille (esim. kasvibiomassa) Matala prosessienergian tarve (alle 15% tuotetusta energiasta) Ei vaahtoa 22


· · ·

Hajut vältettävissä Vähemmän ”häiritsevä” materiaali Joissain tapauksissa korkeampi kaasun tuotto ja parempi kaasun laatu (noin 80% metaanin osuus, noin 20 ppm H₂S), joten rikin poistoa ei aina välttämättä tarvita.

Haittoja: · · · · · · ·

Lisäkustannukset biomassan kuljettimista/syöttölaitteissa Energiaa kuluttava esikäsittely tarpeellista Sekoittaminen useimmiten vaikeaa Lietteen kierrättäminen ymppinä välttämätöntä Hetkittäinen inhibiitoreiden (prosessia estävien aineiden) rikastuminen prosessiin, esim. ammoniakki (NH₃) tai haihtuvat rasvahapot (VOFA) Lisäravinteiden lisääminen ja kaasujen poistaminen (CO₂/NH₄) voi olla ongelmallista Syötteen manuaalinen käsittely voi aiheuttaa hygieniaongelmia, hygienian ylläpitoon voi tarvita erityislaitteistoa.

Märkämädätyksen ja kuivamädätyksen yhdistelmä?? · ·

·

Sopii laajalle syötetyyppimäärälle Pohjana on märkämädätys, johon pystytään lisäämään perinteistä märkämädätystä enemmän kiintoainesta (esim. kuivalantaa ja kasvibiomassaa), kunhan syötemassa pysyy juoksevassa muodossa. Vaatii syöttölaitteiston, jossa on mukana kiintoaineksen sekoitusmahdollisuus

7.1.2.2 Asiat, jotka pitää olla tiedossa laitostoimittajille Kun lähdetään rakennuttajan/laitostoimittajan puheille, seuraavat tiedot olisi hyvä olla valmiina ja dokumentoituna: · · · · ·

·

Yrittäjän tiedot Yrityksen nimi ja tyyppi Milloin on tarkoitus aloittaa rakentaminen Tulevan laitoksen sijainti Tietoja kasvatettavista eläimistä, niiden rehuista ja muista tilalla kasvatettavista kasveista: o Kasvatettavat eläinlajit ja eläinten määrät o Kasvatettavat kasvilajit, määrät, käyttötarkoitus ja mahdolliset ylijäämätiedot (tonnia/vuosi) o Käytetäänkö pahnoja/imeytysmateriaaleja ja millaisia o Lannanpoistosysteemi (mekaaninen, veden avulla tai em. sekoitus) o Lannan määrät ilman vettä ja pahnoja/imeytysmateriaaleja (tonnia/päivä/vuosi) ja lannan kosteusprosentti (%) o Lietelannan määrä veden kanssa (tonnia/päivä) ja kosteusprosentti (%) o Lannan määrät pahnojen/imeytysmateriaalin ja veden kanssa (tonnia/päivä/vuosi) ja kosteusprosentti (%) o Onko lannanerotusjärjestelmiä o Lannanpoistosysteemin suunnitelmat tai jo olemassa olevat piirustukset Tietoja tilalla mahdollisesti syntyvästä teurasjätteestä tai muusta biojätteestä (mitä ja kuinka paljon?)

23


Tietoja mahdollisista hyödynnettävissä olevista lähialueen elintarviketeollisuuden/kaupan/ kunnan biojätteistä (mitä ja kuinka paljon?) Jo olemassa olevan toiminnan energiankulutus: o sähkö kWh/päivä/kuukausi/vuosi o lämpö kWh/päivä/kuukausi/vuosi o bensiini/diesel tonnia/päivä/kuukausi/vuosi o muut polttoaineet (esim. kaasua m³/vuosi) Rakennuspaikalla ja tilalla oleva valmis infrastruktuuri o Pannuhuone (lämmitysboilereiden määrä ja käyttöenergia) o Sähkönjakohuone (sähköjärjestelmän tyyppitiedot) o Mahdollisen lämpövoimalan tiedot (tyyppi, käytetty energiaraaka-aine) o Lietealtaat/kuivalantalat (kpl, tyypit ja tilavuudet) o Kasvihuoneet (pinta-ala) o Rehuvarastot (kpl, tyyppi ja tilavuudet) o Kaavapiirustukset, josta näkee biokaasulaitoksen suunnitellun sijainnin (liitteenä) o Viljelyala (pinta-ala) o Naapuritilat ja mahdolliset elintarviketeollisuuden toimipisteet 20-30 km säteellä. o Muuta tieto, jonka katsot tarpeelliseksi jakaa Biokaasulaitoksen rakentamiseen vaikuttavat syyt (arvioi 1 – 5 asteikolla, arvolla 5 suurin vaikutus) o Ekologisuus, jätteiden vähentäminen ja puhdistus o Energian tuotanto o Biolannoitteiden tuotanto o Hajuhaittojen vähentäminen o Muita syitä (mitä?) o

· ·

·

·

7.1.3 Luvat ja dokumentit projektin eri vaiheissa Luvat on haettava viimeistään projektin vaiheen mukaisesti. Luvat voi hakea myös aikaisemmassa vaiheessa, sillä lupien hakeminen liian myöhään voi viivästyttää projektin jatkumista.

7.1.3.1 Suunnitteluvaihe: ·

· ·

Ympäristölupa (Toholammin kunta, aluehallintovirasto: http://www.toholampi.fi/index.php?sivu=ymparistolupa, http://www.ymparisto.fi/fiFI/Asiointi_luvat_ja_ymparistovaikutusten_arviointi/Luvat_ilmoitukset_ja_rekisterointi/Ymp aristolupa/Miten_ymparistolupa_haetaan__ohjeet_ja_lomakkeet) Rakennuslupa (Toholammin kunnan rakennusvalvontaviranomainen: http://www.toholampi.fi/index.php?sivu=rakennuslupa) Mahdollinen YVA (ELY-keskus: http://www.ymparisto.fi/fiFI/Asiointi_luvat_ja_ymparistovaikutusten_arviointi/Ymparistovaikutusten_arviointi)

7.1.3.2 Räjähdyssuojaus asiakirja (Atex) Atex-nimitystä käytetään Euroopan yhteisön direktiiveistä 94/9/EY (laitedirektiivi) ja 1999/92/EY (työolosuhdedirektiivi), jotka koskevat räjähdysvaarallisia tiloja, niissä työskentelyä ja tiloissa käytettäviä laitteita (Atex = atmosphères explosibles). Direktiivien tarkoituksena on suojella räjähdysvaarallisissa tiloissa työskenteleviä ihmisiä, yhtenäistää EU:n jäsenvaltioiden

24


räjähdysvaarallisten tilojen ja niissä käytettävien koneiden ja laitteiden turvallisuusvaatimuksia sekä taata Ex-laitteiden (räjähdysvaarallisessa tilassa käytettävä laite tai suojausjärjestelmä) vapaa kauppa. Atex-työolosuhdedirektiivi koskee sellaisia tuotantolaitoksia ja työpaikkoja, joissa syttyvät nesteet, kaasut tai pölyt voivat aiheuttaa räjähdysvaaran. Työolosuhdedirektiivi saatettiin kansallisesti voimaan valtioneuvoston asetuksella (576/2003) 1.9.2003. Se on koskenut voimaantulopäivämäärästään lähtien uusia räjähdysvaarallisia tiloja sekä vanhoissa tiloissa tehtäviä muutoksia ja korjauksia. Räjähdyssuojausasiakirja laaditaan siis työpaikan henkilöturvallisuuden parantamiseksi. Asiakirjaan kirjataan työpaikan syttyvien, räjähdysvaaran aiheuttavien nesteiden, kaasujen ja pölyjen tunnistaminen, riskinarviointi sekä toimenpiteet räjähdysten estämiseksi ja räjähdyksiltä suojautumiseksi. Räjähdyssuojausasiakirja laaditaan itseä varten. Asiakirjaa ei toimiteta viranomaisille, mutta se on olennainen osa mm. laitoksen pelastussuunnitelmaa. Räjähdyssuojausasiakirjoihin liitetään tarvittaessa laitoksen puhtaanapito-ohjelma, sekä aluekuva pelastusteistä ja pohjakuva poistumis- ja ensisammutuskalustomerkinnöillä varustettuna. Puhtaanapito-ohjelma voi olla myös osa laitoksen kunnossapito-ohjelmaa. Aluekuva ja pohjakuvat voivat olla osana laitoksen pelastussuunnitelmaa. Toiminnanharjoittajan ja työnantajan on laadittava räjähdyssuojausasiakirja ennen laitoksen käyttöönottoa ja työn aloittamista! Lisää Atexista löytyy TUKESin julkaisemasta ”ATEX Räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuus”oppaasta: https://tukes.fi/Tiedostot/vaaralliset_aineet/esitteet_ja_oppaat/ATEX_opas.pdf

7.1.4 Rakennusvaihe · · · · ·

Eviran laitoshyväksyntä (laitoshyväksyntähakemuslomake: https://www.evira.fi/tietoaevirasta/lomakkeet-ja-ohjeet/kasvit/lannoitevalmisteet/). Ilmoitus energiamarkkinavirastolle (yli 1MVA laitokset) (energiamarkkinaviraston voimalaitosrekisteri: https://www.energiavirasto.fi/voimalaitosrekisteri). Ilmoitus Fingridille (Yli 1 MVA laitokset) (vapaaehtoinen mutta suotava ilmoitus, vapaamuotoinen ilmoitus: s-posti tai soitto) Sopimus laitoksen liittämisestä kantaverkkoon (paikallinen sähkönsiirtoverkon omistaja Korpelan voima (Korpelan energia): http://www.korpelanvoima.fi/Page.aspx?pid=302). Laitoksen tietojen toimittaminen kantaverkonhaltijalle (paikallinen sähkönsiirtoverkon omistaja Korpelan voima: http://www.korpelanvoima.fi/Page.aspx?pid=1380).

7.1.4.1 Käyttöönottovaihe ·

·

Valmisteverovelvolliseksi rekisteröityminen (Verohallinnon lomake 1300, valmisteverolupahakemus, jolla haetaan valtuutetun varastonpitäjän asemaa: https://www.vero.fi/tietoa-verohallinnosta/yhteystiedot-jaasiointi/lomakkeet/kuvaus/valmisteverolupahakemus_130/) Sopimus sähkön ostajan kanssa (käytännössä paikallinen sähkölaitos (Korpelan voima) tai myös vapaasti valittavissa)

25


7.1.4.2 Omavalvontasuunnitelma Orgaanisia lannoitevalmisteita tai niiden raaka-aineita valmistavan, teknisesti käsittelevän tai varastoivan toimijan on oltava elintarviketurvallisuusvirasto Eviran hyväksymä. Biokaasulaitoksen omavalvontasuunnitelma on kirjallinen kuvaus laitoksen toiminnasta, jossa on määritelty prosessin kriittiset valvontapisteet, niiden tavoitetasot ja toimenpiderajat sekä ohjeet ongelmatilanteita varten. Lisäksi suunnitelmassa on määritelty laitoksen puhdistus-, näytteenottoja tuhoeläintorjuntasuunnitelma. Omavalvontasuunnitelma tehdään laitoshyväksynnän (katso kappale 7.1.3.2 Rakennusvaihe) yhteydessä ja se hyväksytetään Eviralla. Hyväksynnän hakijan on osoitettava, että laitoksella syntyy turvallista ja käyttöön soveltuvaa lannoitevalmistetta tai sen raaka-ainetta. Hyväksyntäasian käsittelyn yhteydessä tarkastetaan muun muassa tuotantotilat, prosessin toiminta, omavalvonnan toteutus ja kirjanpito. Luettelot hyväksyntää hakeneista laitoksista sekä lannoitevalmistelain ja sivutuoteasetuksen mukaisista hyväksytyistä laitoksista on koottu Eviran sivuille. Hyväksynnän lisäksi lannoitetuotteille laaditaan tuoteseloste. Kun toiminnassa tapahtuu olennaisia muutoksia, on päivitetty omavalvontasuunnitelma toimitettava Eviraan. Hyväksytyn laitoksen on lisäksi ilmoitettava välittömästi valvovalle viranomaiselle kaikista toiminnan poikkeavuuksista, jotka merkittävästi vaikuttavat lopputuotteen laatuun.

Lannoitevalmisteita valmistavan toimijan on tunnettava lannoitevalmisteiden laadun kannalta kriittiset valmistus- ja käsittelyvaiheet ja valvottava niitä. Omavalvontajärjestelmä on työkalu, jolla toimija varmistaa, että lannoitevalmiste ja sen käsittely täyttävät niille lainsäädännössä asetetut vaatimukset. Käsiteltäessä eläimistä saatavia sivutuotteita omavalvontajärjestelmään on sisällytettävä myös HACCP-järjestelmä (Hazard Analysis and Critical Control Points) eli vaarojen arviointi ja kriittiset hallintapisteet. Omavalvontajärjestelmän tavoitteena on varmistaa, ·

·

·

etteivät taudinaiheuttajat pääse missään vaiheessa leviämään biokaasulaitokseen ja sieltä pois kuljetetuista tuotteista toisiin. Ohjelmassa on kuvattu rutiinit, joilla ehkäistään taudinaiheuttajien mahdolliset leviämistilanteet että biokaasulaitoksella käytössä oleva sisäinen valvontajärjestelmä vastaa kaikilta oleellisilta osilta EU-asetuksen tavoitteita ja vaatimuksia ja mahdollistaa sopeutumisen uusiin olosuhteisiin ja vaatimuksiin että laitoksella valmistettavien lopputuotteiden laatu pysyy korkeana.

Omavalvontavelvollisuudesta määritellään lannoitevalmistelaissa sekä sivutuoteasetuksessa. Lannoitevalmisteita valmistavan biokaasulaitosten omavalvontaa edellyttää lannoitevalmistelaki 539/2006 13§. Lannoitevalmistelain vaatima hyväksyntä koskee orgaanisten lannoitevalmisteiden valmistusta, jotka kuuluvat tyyppinimiryhmiin · · · · ·

IB1 orgaaniset eläinperäiset lannoitteet IB2 orgaaniset ei-eläinperäiset lannoitteet 3A2 orgaaniset maanparannusaineet 3A5 maanparannusaineena sellaisenaan käytettävät sivutuotteet 5A2 seosmullat.

Sivutuoteasetuksen (EY) N:o 1069/2009 mukainen hyväksyntämenettely koskee kaikkia laitoksia, jotka käsittelevät eläinperäisiä sivutuotteita lannoitevalmisteeksi tai sen raaka-aineeksi. Eläimistä saatavia 26


sivutuotteita ovat muut kuin ihmisravinnoksi eläimistä saatavat tuotteet, mukaan lukien lanta. Näitä ovat esimerkiksi kuolleet eläimet, entiset eläinperäiset elintarvikkeet, kompostointilaitoksiin menevä ruokajäte sekä teurastamon eläinperäinen sivutuote. Sivutuoteasetuksen tavoitteena on estää tautien leviäminen lannoitevalmisteen tai lannoitevalmisteen raaka-aineena käytettävien eläimistä saatavien sivutuotteiden välityksellä. Tämän varmistamiseksi eläinperäisiä sivutuotteita käsittelevän tuotantolaitoksen on oltava tarkastettu ja hyväksytty Eviran toimesta. Omavalvontasuunnitelman ja HACCP-järjestelmän ohjeet löytyvät Eviran lomakkeet ja ohjeet websivustolta: https://www.evira.fi/tietoa-evirasta/lomakkeet-ja-ohjeet/kasvit/lannoitevalmisteet/.

7.1.4.3 Pelastussuunnitelma Pelastussuunnitelman laatiminen perustuu lainsäädäntöön. Pelastuslain (379/2011) 15 §:ssä tarkoitettu pelastussuunnitelma biokaasulaitokselle on laadittava Pelastusasetuksen 407/2011 1§:n kohtien 10) yli 1500 neliömetrin teollisuus-, tuotanto- ja varastorakennuksiin; 12) kohteisiin, joissa vaarallisen kemikaalin vähäistä teollista käsittelyä ja varastointia saa harjoittaa vain tekemällä siitä vaarallisten kemikaalien ja räjähteiden turvallisuudesta annetun lain (390/2005) 24 §:ssä tarkoitetun ilmoituksen mukaisesti; Pelastusviranomaisille tehtävästä ilmoituksesta on selvittävä: · · · · · ·

Toiminnanharjoittajan nimi, yhteystiedot ja kotipaikka Biokaasulaitoksen sijainti Alueen vedenottamot, tärkeät ja muut vedenhankintaan soveltuvat pohjavesialueet sekä maaperän laatu Biokaasulaitoksessa käsiteltävät ja varastoitavat räjähdys- ja palovaaralliset kemikaalit sekä ympäristölle tai terveydelle vaaralliset kemikaalit Edellä mainittujen kemikaalien käyttölaitteissa sekä varastossa kerrallaan olevat suurimmat määrät Toiminnan aloitusajankohta

Kohteissa, joissa pelastussuunnitelma on jo tehty eläinsuojalle, täydennetään se biokaasulaitoksen osalta. Pelastussuunnitelma tulee toimittaa paikalliselle pelastusviranomaiselle. Ilmoitus on tehtävä hyvissä ajoin ennen teollisen käsittelyn tai varastoinnin aloittamista. Pelastusviranomaisen tulee tarkastaa kyseinen tuotantolaitos kolmen kuukauden kuluessa toiminnan aloittamisesta. Tarkastuksen voi tehdä myös tarkastuslaitos, mutta silloin toiminnanharjoittajan pitää lähettää tarkastuksessa laadittu pöytäkirja sekä selvitys havaittujen puutteiden korjaamisesta pelastusviranomaiselle.

7.2 Kustannukset ja rahoitus Rahoitusmalleja on useita, perinteisempiä ja uudempia rahoitusmalleja. Niitä ovat mm. omarahoitus, perinteinen lainarahoitus, leasingrahoitus ja joukkorahoitus.

7.2.1 Omarahoitus Omarahoituksessa laitos rahoitetaan jo hallussa olevalla omalla pääomalla.

27


Hyötyjä: · · ·

Ei rahoitusriskiä Ei rahoituskuluja Ei kuluja rahoituksen hankinnasta

Haittoja: ·

Riittävän suuren pääoman saaminen kasaan

7.2.2 Perinteinen lainarahoitus Perinteisessä lainarahoituksessa lainaa haetaan pankilta tai rahoituslaitokselta. Laitteisto tai muu maatilan omaisuus voi toimia vakuutena lainalle. Hyötyjä: · · ·

Vakiintunut rahoituskeino, menetelmät tuttuja rahoittavalle taholle Rahoitusta tarjoavia tahoja on paljon: pankit, rahoituslaitokset jne. Lainan korkojen vähennyskelpoisuus

Haittoja: · · · ·

Rahoituskustannukset Rahoitusriskit Vaatii suuren kertalainan, koska laitos on maksettava investoinnin alussa Laitoksen omistamisen riskit ja rahoitusriskit ovat samalla taholla

7.2.3 Leasingrahoitus Leasingrahoituksessa pankki ostaa laitteiston toimittajalta, ja vuokraa sitä rahoituksen hakijalle (maanviljelijän kanssa). Leasingkauden loputtua rahoituksen hakijalla on oikeus lunastaa laitos itselleen Hyötyjä: · · · ·

Riskit laitoksesta ovat rahoittajalla Ei sido lainanhakijan pääomia Selkeä kuukausimaksu laitoksesta, helpottaa hinnan laskemista Ei vaadi vakuuksia

Haittoja: · · ·

Hankala löytää tällaista rahoitusta tarjoavia tahoja Leasing usein perinteisiä rahoitusmuotoja kalliimpaa Pitkäaikaiseen sopimukseen sitoutuminen

7.2.4 Joukkorahoitus Rahoitus hankitaan osittain joukkorahoituksena. Tämä tarkoittaisi lainan hakemista joukkorahoitusmarkkinoilta, jossa useat piensijoittajat voivat yhdessä tarjota lainaa. Toinen vaihtoehto on yhtiöittää laitos ja jakaa osa yhtiön osakkeista rahoittajille, jolloin rahoitus olisi oman pääoman ehtoista, eikä lainaa. 28


Vieras pääoma (laina) Hyötyjä: · · ·

Edullisemmat ehdot kuin pankilta lainatessa Julkisuus Matalat rahoituskustannukset

Haittoja: · ·

Riskit rahoituksen saamisessa voivat viivästyttää hanketta Ei sovellu kaikkein pienimpiin hankkeisiin

Oma pääoma Hyötyjä: · · ·

Laajempi omistajapohja kantamassa riskejä Lainantarve pienempi tai olematon Julkisuus

Haittoja: · · · · · ·

Yhtiöittämistarve Soveltuu vain melko suuriin laitoksiin Laitoksen olisi tuotettava voittoa Kalliimpaa kuin lainarahoitus Rahoituksen hakijan sidonnaisuus laitokseen epäilyttävä sijoittajille sähkön suurimpana ostajana ja polttoaineen toimittajana Laaja omistajapohja aiheuttaa lisäkustannuksia yhtiön hallintoon

7.3 Toteutus Rakentamisen aloittamisen osalta tärkeä päätös on siis se, että rakentaako biokaasulaitoksen omatoimisesti, vaiko tilaa laitoksen valmiina pakettiratkaisuna biokaasulaitostoimittajalta. Rahoituksen tulee olla selvä ja luvat ja muut tarvittavat dokumentit kunnossa, ja sitten rakentaminen voi alkaa (rakennuslupa, ympäristölupa, Atex, omavalvontasuunnitelma ja HACCP, pelastussuunnitelma). Kun laitosta ollaan viimeisessä vaiheessa käynnistämässä, siinä kannattaa käyttää asiantuntijan apua. Jos käynnistystä ja säätöä ei suoriteta huolellisesti, laitoksen biokaasun tuotos voi jäädä tavoitearvoja huonommaksi ja aiheuttaa siten taloudellisia ongelmia.

7.4 Huolto ja ylläpito Biokaasulaitoksen huoltoa ja ylläpitoa varten kannattaa valmistella kunnossapito-ohjeistus. Siinä tulee ottaa huomioon myös tarvittava koneistus ja tarvittavat henkilöresurssit. Kunnossapito-ohjeistuksessa on hyvä olla kirjattuna ainakin seuraavat asiat: ·

Työkoneet ja niiden huoltosuunnitelman aikataulut 29


· · · · · ·

Biokaasulaitteiston osat ja niiden huoltosuunnitelman aikataulu Biokaasun hyödyntämis-/jalostuslaitteiston osat ja niiden huoltosuunnitelman aikataulu Turvalaitteiston tarkistusaikataulu Huoltoseisokkien aikataulutus Varastossa olevat tarpeelliset varaosat ja kriittisten varaosien toimitusaikataulut Työntekijöiden koulutukset

8 Lainsäädäntö ja vaatimustenhallinta 8.1 Ympäristölupa Biokaasulaitokseen sovelletaan ympäristönsuojelulakia (2 §), sekä jätelakia (2 §, 3 § 6-kohta). Toiminnassa käytettävät jätteet käsitellään poikkeuksellisesti jätelain mukaisina jätteinä, koska ne käsitellään biologisessa käsittelylaitoksessa. Ympäristönsuojelulain 27 § säätää luvanvaraisista laitoksista. Lupaa tarvitsevat laitokset nimetään saman lain liitteessä 1, jonka 13-kohdassa on jätteiden ammattimainen tai laitosmainen käsittely. Ammatti- tai laitosmainen käsittely ei kuitenkaan sovellu kaikkiin biokaasulaitoksiin, jos niissä käsitellään vain oman maatilan jätteitä, jotka ovat lantaa tai peltobiomassaa (eli pelloilta saatavaa kasvipohjaista jätettä). Useiden maatilojen yhteinen jätteiden käsittely vaatii ympäristöluvan. Muunlaisen jätteen käsittelyyn tarvitaan ympäristölupa. Epäselvissä tapauksissa ympäristöluvan tarve tulee selvittää kunnan ympäristönsuojelu-viranomaiselta, joka valvoo asiaa. Ympäristönsuojelulaissa direktiivilaitoksiksi luetaan eläinperäistä jätettä yli 10 tonnia vuorokaudessa käsittelevät laitokset, ja muiksi luvanvaraisiksi laitoksiksi luetaan alle 10 tonnia käsittelevät laitokset. Ympäristölupa tarvitaan siis biokaasulaitoksen käyttöönotolle. Lupa on saman lain mukaan oltava ennen laitoksen käyttöönottoa. Jos jätettä käsitellään alle 20 000 tonnia vuodessa, käsitellään ympäristölupa kunnan ympäristönsuojeluviranomaisten toimesta. Yli 20 000 tonnia vuodessa käsittelevän laitoksen luvat taas käsittelee valtion ympäristölupaviranomainen eli aluehallintovirasto. ELY-keskus valvoo lain noudattamista (Ympäristönsuojelulaki 21 §). Ympäristönsuojelulain 29§ edellyttää, että luvanvaraisen toiminnan muuttamiseen on oltava lupa. Tämä tarkoittaa, että jos biokaasulaitoksen toimintaa muutetaan merkittävästi, esimerkiksi laajennetaan jätteen käsittelymäärää tai muutetaan käytettävää tekniikkaa merkittävästi, on toiminnalle haettava uusi lupa. Jos biokaasulaitos rakennetaan eläinsuojan yhteyteen ja eläinsuojalla on lupa, on eläinsuojalle haettava uusi ympäristölupa, koska toimintaa muutetaan tällöin merkittävästi. Lupaviranomaisena toimii eläinsuojan ympäristöluvat myöntänyt lupaviranomainen (riippuu eläinten määrästä). Ympäristönsuojelulain 198 § mukaisesti toimintaa ei saa aloittaa, ennen kuin ympäristölupapäätös on lainvoimainen. Tämä siis edellyttää päätöksen valitusajan päättymistä, valitusaika ympäristölupaasioissa on 30 päivää luvan myöntämisestä. Annetussa päätöksessä on tieto siitä, milloin toiminta voidaan aloittaa. Tiivistettynä: ympäristölupaa on haettava biokaasulaitokselle, jos: · ·

Laitos rakennetaan eläinsuojan yhteyteen, ja eläinsuojalla on ympäristölupa Laitos käyttää muuta jätettä, kuin maatilan omien eläinten lantaa tai pelloilta saatavaa jätettä 30


Biokaasulaitos on rekisteröitävä kunnan ympäristönsuojeluviranomaiselle, jos sen teho on yli 5 MW. Ympäristölupa vaaditaan yli 20 MW tehoisille laitoksille, mutta maatilakokoisessa biokaasulaitoksessa tämä ei ole käytännössä mahdollista. Koska biokaasulaitoksesta ei aiheudu juurikaan haju- tai meluhaittoja, voidaan ympäristölupa myöntää usein selvityksillä, jotka on annettu jo eläinsuojan lupahakemusta varten. Lupaviranomainen antaa tarkempia tietoja vaadittavista selvityksistä.

8.2 Rakennuslupa Maankäyttö- ja rakennuslaki (Jatkossa MRL) säätää rakentamiseen vaadittavista luvista. MRL 125 § mukaan rakennuslupa tarvitaan rakennuksen rakentamiseen. Rakennus määritellään seuraavasti: ” Rakennus on asumiseen, työntekoon, varastointiin tai muuhun käyttöön tarkoitettu kiinteä tai paikallaan pidettäväksi tarkoitettu rakennelma, rakenne tai laitos, joka ominaisuuksiensa vuoksi edellyttää viranomaisvalvontaa turvallisuuteen, terveellisyyteen, maisemaan, viihtyisyyteen, ympäristönäkökohtiin taikka muihin tämän lain tavoitteisiin liittyvistä syistä. Rakennuksena ei kuitenkaan pidetä kooltaan vähäistä ja kevytrakenteista rakennelmaa tai pienehköä laitosta, ellei sillä ole erityisiä maankäytöllisiä tai ympäristöllisiä vaikutuksia.” MRL 125 § mukaan rakennuksen rakentamiseen on oltava rakennuslupa. Jos biokaasulaitos rakennetaan erikseen, joudutaan sille hankkimaan rakennuslupa. MRL 125 § mukaan rakennuslupa tarvitaan myös muutostyöhön, joka on rinnastettavissa rakennuksen rakentamiseen tai laajentamiseen. Jos eläinsuojan yhteyteen rakennettaan biokaasulaitos, on sille hankittava rakennuslupa. Vaikka biokaasulaitoksen rakentaminen ei rinnastuisi muutostyöhön, on sillä vaikutusta käyttäjien turvallisuutteen ja terveydellisiin oloihin, ja tämän vuoksi sille tarvitaan rakennuslupa MRL 125 § mukaan. Rakennusluvan myöntää kunnan rakennusvalvontaviranomainen (MRL 130 §). Koska kyseessä on toiminta, johon vaaditaan ympäristölupa, voidaan rakennuslupa-asia lykätä, kunnes ympäristölupaasia on ratkaistu. Tämän vuoksi ympäristölupa on suositeltavaa hakea ennen, tai samanaikaisesti rakennusluvan kanssa. Jos toimintaa ei kuitenkaan aloiteta heti laitoksen valmistuttua, voidaan rakennuslupa myöntää ilman ympäristölupaa. Paras menettely on kuitenkin hakea rakennus- ja ympäristölupa toiminnalle ennen suurempien investointien tekemistä. Tiivistettynä: rakennuslupa on aina haettava biokaasulaitoksen rakentamiselle, riippumatta rakennetaanko se erikseen vai eläinsuojan yhteyteen.

8.3 YVA Lain ympäristövaikutusten arvioinnista 3§ säätää ympäristövaikutusten arviointimenettelyn soveltamisesta. YVA-lain liitteen 1 kohdan 11 b mukaan yli 20 000 tonnin vuotuista jätemäärää biologisesti käsittelevälle laitokselle on tehtävä ympäristövaikutusten arviointimenettely. Tämä ei koske useimpia maatalouden jätelaitoksia. Jos tämä määrä ylittyy, on laitokselle tehtävä ympäristövaikutusten arviointi.

8.4 Sivutuoteasetus Sivutuoteasetuksen 9 artiklan mukaan lanta kuuluu asetuksen mukaiseen luokkaan 2. Saman asetuksen 13 artikla sallii lannan hävittämisen muuttamalla se biokaasuksi. Jos maanviljelijän eläimestä saadaan sivutuotetta, tai sivutuotetta (eli lantaa) on hänen hallussaan, katsotaan hänet asetuksen mukaiseksi toimijaksi. Jätteiden käsittely biokaasulaitoksessa katsotaan joissain tapauksissa 31


sivutuotelain (laki eläimistä saatavista sivutuotteista) mukaiseksi toiminnaksi. Tämän vuoksi laitoksen omistaja on velvollinen tekemään ilmoituksen toiminnan aloittamisesta elintarviketurvallisuusvirastolle (Evira), joka hyväksyy toiminnan. Toimintaa ei saa aloittaa ennen Eviran hyväksynnän saamista. Lupa on kuitenkin haettava vain, jos laitoksella käsitellään muitakin jätteitä kuin oman tilan lantaa tai peltojen biomassaa. Sivutuotteiden käsittelylle tarvitaan myös lupa, jos valmistetaan lannoitteita tai maanparannusaineita. Tiivistettynä: Biokaasulaitoksen käyttöönottoon on oltava Eviran lupa, jos laitoksella käsitellään muiden tilojen lantaa tai muuta polttoainetta kuin lantaa tai peltojen biomassaa. Lupa on oltava myös, jos mädätejäännöstä käsitellään maanparannusaineiksi tai lannoitteiksi.

8.5 Verotus 8.5.1 Välillinen verotus Välillisellä verotuksella tarkoitetaan arvonlisäveroa ja valmisteveroja. Biokaasulaitoksen toiminnasta voi syntyä välillisesti verotettavaa liikevaihtoa.

8.5.2 Arvonlisäverotus Jos liiketoiminnan liikevaihto on yli 10 000 € vuodessa, on toiminnasta maksettava arvonlisäveroa. Liikevaihtoa biokaasulaitoksesta ei synny, jos laitos toimii maatilan yhteydessä, ja tuottaa sähköä, lämpöä ja sivutuotteita maatilan käyttöön. Tällöin biokaasulaitoksella ei olisi arvonlisäverollisia vaikutuksia. Jos biokaasulaitos myy tuotteita ulkopuolisille, kuten esimerkiksi sähköä sähköverkkoon tai biopolttoaineita tai lannoitteita muille, ovat nämä arvonlisäverollisia myyntejä. Omana yhtiönään toimiva biokaasulaitos taas voi olla arvolisäverollinen toiminnastaan (Arvonlisäverolaki 3 §, jatkossa AVL). Sähkön ja lämmön myynti ovat 24% arvonlisäverokannan mukaan verotettavia tuotteita. Samoin yritys maksaisi jätteiden vastaanottamisesta saamastaan maksusta 24% arvonlisäveroa. (AVL 84 §) Erillisessä yhtiössä toimiva biokaasulaitos siis lisäisi laitoksen asiakkaiden valmisteverotaakkaa. Arvonlisäverotuksellisesti biokaasulaitoksen yhtiöittäminen siis kannattaa vain, jos arvonlisävero saadaan vyörytettyä maatilojen asiakkaille (AVL 102 §). Maatila on yleensä arvonlisäverollinen myynneistään, vaikka verokanta onkin alempi (AVL 85 §). Tällöin vero saadaan vyörytettyä eteenpäin, eikä arvonlisäverotuksellisia vaikutuksia yhtiöittämisestä ole. Arvolisäverollisuus lisää kuitenkin yhtiön hallinnollisia kustannuksia.

8.5.3 Biopolttoaineet Biopolttoaineiden verotus toteutetaan lain nestemäisten polttoaineiden valmisteverosta ja valmisteverolain mukaan. Maataloudenharjoittajien osalta sovelletaan myös lakia maataloudessa käytettyjen eräiden energiatuotteiden valmisteveron palautuksesta. Biopolttoaineiden valmistaminen aiheuttaisi valmisteverolain 8 § mukaan suoraan verovelvollisuuden, koska tuotteita valmistetaan väliaikaisen verottomuuden järjestelmän ulkopuolella. Valmisteverovelvollisuus syntyy vasta luovutettaessa polttoainetta kulutukseen, jos valmistaja hankkii luvat verottomaan varastoon (VVL 23-24 §). Valtuutetun varastonpitäjän lupa on haettava valmistettaessa biopolttoaineita. Lupa haetaan verohallinnolta. Biopolttoaineiden valmistajan on rekisteröidyttävä verohallinnolle valmisteverovelvolliseksi. Häneen sovelletaan verokausi-ilmoittajan säännöksiä. Tämä tarkoittaa, että ilmoitus on annettava kuukausittain, ellei verohallinto määrää pidemmästä ajasta. Verovelvollisuus koskee kaikkia valmistettuja biopolttoaineita. 32


8.6 Yhtiöjärjestelyt ja rahoitus Biokaasulaitos tuottaa toiminnassaan sähköä ja/tai lämpöä, sekä mahdollisesti biopolttoaineita ja lannoitteita. Panoksenaan laitos käyttää lantaa, kasvijätettä, energiakasveja ja mahdollisesti muuta orgaanista jätettä. Biokaasulaitos siis muuttaa pääsääntöisesti tällä hetkellä hyödyntämätöntä biomassaa rahanarvoisiksi tuotoksiksi. Tämä toiminta voisi itsessään toimia omassa yhtiössään, tai muun yhtiön tai elinkeinotoiminnan yhteydessä. Maatilan tapauksessa tämä toiminta olisi luonnollisesti maatilatoimintaa. Käytännössä maatila maksaisi biokaasuyhtiölle esim. lannan ja ylijäämärehun hävittämisestä, eli maatila maksaisi yhtiölle niiden vastaanottamisesta. Yhtiö voisi tuottaa voittoja, jos nämä maksut ja laitoksen tuottamat tuotteet olisivat arvokkaampia, kuin laitoksen kulut. Käyttökustannukset eivät olisi kovin suuria verrattuna hankintahintaan, joten riittävästi omalla pääomalla rahoitetulle yhtiölle voisi muodostua jakokelpoista voittoa.

8.6.1 Yksi maatila Biokaasutoiminnan yhtiöittäminen tarkoittaisi käytännössä sitä, että perustettaisiin osakeyhtiö, jonka toimialana olisi sähkön ja/tai lämmön sekä biotuotteiden valmistaminen, ja yhtiö omistaisi biokaasulaitoksen, ja ostaisi lannan maatilalta. Uuden yhtiön osakkeet omistaisi esimerkiksi maatilayrittäjä. Yhtiön tuottama voitto olisi jaettavissa maatilayrittäjälle. Yhden maatilan biokaasulaitoksen yhtiöittämisen etuja: ·

Kirjanpidon ja biokaasulaitoksen tuloksen selkeytyminen ja saaminen erilleen maatilan toiminnasta.

·

Biokaasulaitostoiminnan riskit eivät suoraa liittyisi maatilaan, yhtiöiden erillisyys pitäisi mahdolliset vastuut erillään maatilatoiminnasta. Vain osakeyhtiö vastaisi toiminnasta omalla omaisuudellaan.

·

Maatilan velat eivät rasittaisi biokaasulaitoksen rahoitusta.

·

Yhtiön olisi verotuksellisesti huomattavan selkeämpi myydä sähköä, lämpöä, biopolttoaineita ja muita tuotoksia ulkopuolisille toimijoille.

·

Lannan myymisen kustannukset yhtiölle olisivat vähennyskelpoisia.

Yhden maatilan biokaasulaitoksen yhtiöittämisen haittoja: ·

Osakeyhtiö maksaa saamistaan tuloistaan yhteisöveroa, ja osingonjako on pääomatuloa, josta maksetaan pääomatuloveroa. Verotuksellisesti tämä vaihtoehto voi joissain tapauksissa tulla kalliimmaksi, jos biokaasulaitos tuottaa toiminnassaan voittoa.

·

Perustettavan yhtiön ainoana omaisuutena olisi biokaasulaitos, ja siihen liittyvät koneet. Koska biokaasulaitteilla ei ole juurikaan arvoa jälleen myytynä, on ulkopuolisen vieraan pääoman rahoituksen (lainan) saaminen vaikeaa vakuuksien puuttuessa. Tämän vuoksi maatilayrittäjä joutuisi todennäköisesti takaamaan lainoja, mikä johtaisi siihen, että vastuiden erillisyys olisi rajoittunutta. Maatilan velat myös rasittaisivat takauksen arvoa, minkä vuoksi tätä rahoituksellista hyötyä ei välttämättä saataisi.

·

Osakeyhtiön perustamisesta ja hallinnoinnista aiheutuisi kustannuksia: perustamisen kustannukset, rekisteröintimaksut PRH:lle, vuosittaiset maksut ilmoituksista PRH:lle, mahdolliset arvonlisäveroon liittyvät lisävelvollisuudet sekä mahdolliset kustannukset tilintarkastuksesta. 33


Huomioitavaa: ·

Jos biokaasulaitos toimii omana yhtiönään, sen tuotosten ottamien maatilan omaan käyttöön vastikkeetta voi johtaa useisiin seuraamuksiin: o

Yhtiö joutuu maksamaan oman käytön arvonlisäveroa vastikkeetta luovutetuista tuotteista.

o

Vastikkeetta saadut tuotokset katsottaisiin maatilalle voitonjaoksi tai lahjaksi, joista on maksettava veroa

·

Maatalousjätteiden luovuttaminen yhtiölle ilman vastiketta voisi tarkoittaa biokaasuyhtiön maatilalle antamaa lahjaa, tai omaan käyttöön otettua palvelua, joista voisi aiheutua veroseuraamuksia.

·

Maatilalle lannan luovutuskustannukset olisivat verotuksessa vähennyskelpoisia

·

Lannan luovuttamiselle yhtiön kanssa olisi määriteltävä arvo, jonka mukaan siirtyisi rahaa tai muita panoksia. Näistäkin kaupoista olisi maksettava veroa (arvonlisävero, voitot tuloverotuksessa).

·

Mahdollisen arvonlisäverovelvollisuuden aiheuttamat kustannukset muiden hallintokustannusten päälle

·

Energiatehokkuuslaki tulisi sovellettavaksi

Paras tapa hoitaa yhtiöittäminen yhden maatilan osalta: ·

Maatila on ottanut lainan omiin nimiinsä, ja sen jälkeen rahoittanut biokaasuyhtiön toiminnan lainarahalla. Laina biokaasuyhtiölle kannattaa määrittää korottomaksi

·

Biokaasuyhtiö saa rahaa ottaessaan vastaan maatilan jätteitä, sekä myymällä eteenpäin sivutuotteita.

·

Biokaasuyhtiö voi poistaa aineellisen omaisuuden (laitteet ja rakennelmat) kymmenen vuoden ajan. Nämä poistot pitävät toiminnan tappiollisena, jolloin maksettavaa yhteisöveroa, tai jakokelpoista voittoa ei käytännössä synny. Korvaus lannan vastaanottamisesta kannattaa pitää niin alhaisena, että voittoa ei synny.

8.6.2 Useampi maatila Yhtiöittäminen voi kuitenkin olla paras ratkaisu eri rahoitus- ja omistusmallien tapauksessa. Hyötyjä, haittoja ja huomioitavia asioita olisivat, jos useampi maatila omistaisi yhteisen biokaasulaitoksen, joka käsittelisi näiden maatilojen jätteitä ja myisi sivutuotteita ulospäin: Hyötyjä: ·

Yhteisesti omistetun biokaasulaitoksen omistussuhteet olisivat yhtiömuodossa kaikkein selkeimmät.

·

Verotus osakeyhtiössä olisi huomattavasti selkeämpää, koska maatilan verotukseen vaikuttaisivat ainoastaan voitonjaot.

·

Laitoksen rahoittaminen usean maatilan yhteistoimintana mahdollistaisi suuremman rahoituksen hankkimisen, sekä oman että vieraan pääoman. 34


·

Osakeyhtiö pitäisi laitoksen vastuut erillään maatilojen vastuista sekä suojaisi yksittäisiä maatiloja muiden vaikeuksilta ja virheiltä.

Haittoja: ·

Voitonjaon epäselvyys: jaettaisiinko mahdolliset voitot sijoitetun pääoman vai laitokseen toimitetun raaka-aineen vai jonkin muun tekijän perusteella, osakeyhtiölaki rajoittaa voitonjakomuotoja.

·

Yhtiömuoto jäykistää päätöksentekoa jossain määrin.

·

Osakeyhtiö katsottaisiin erilliseksi liiketoiminnaksi ja elinkeinonharjoittajaksi, minkä vuoksi muiden tuotosten, kuin rahan jakaminen maataloudelle olisi verotuksellisesti ja yhtiöoikeudellisesti vaikeampaa.

·

Biokaasulaitoksen toiminta osakeyhtiössä voisi jossain tapauksessa olla verotuksellisesti kalliimpaa.

Huomioitavaa ·

Voitonjako voidaan tehdä vain osinkoina. Jos yhtiöstä halutaan saada hyötyä muussa suhteessa, voidaan tämä toteuttaa esimerkiksi sopimalla jätteen vastaanotosta saatavista korvauksista, tai lainaamalla yhtiölle rahaa eri määriä tai eri koroilla.

·

On suositeltavaa sopia selkeästi laitoksen rahoituksesta, omistussuhteista, voitonjaosta ja käyttöoikeudesta osakkaiden kesken, sillä jälkikäteen tällaiset riidat voivat tulla hyvin kalliiksi.

·

Omistussuhteiden jälkikäteinen muuttaminen voi aiheuttaa verotuksellisia seuraamuksia.

·

Yhtiö on suositeltavaa pitää tässäkin tilanteessa nollatuloksessa.

·

Nollatuloksen tapauksessa omistussuhde-erot kompensoidaan helpoiten sillä, että eniten lantaa ja jätettä laitokseen toimittava omistaa eniten. Omistusosuudet tulisi siis jakaa käytön suhteessa.

·

Maataloudenharjoittajien olisi todennäköisesti halvinta taata yhtiön laina yhdessä tai hakea yhdessä laina yhtiölle. Yhteisvastuullisuus toisaalta kasvattaa yhden maataloudenharjoittajan riskejä, mutta halventaa saatavan rahan ehtoja. Maataloudenharjoittaminen ei ole kovin riskialtista liiketoimintaa, joten riskit yhteisessä lainassa tai takauksessa ovat pienet.

·

Mahdollisen arvonlisäverovelvollisuuden aiheuttamat kustannukset tulevat muiden hallintokustannusten päälle

·

Energiatehokkuuslaki tulisi sovellettavaksi.

·

Sähkö olisi myytävä kantaverkkoon.

8.7 Tuet biokaasulaitokselle 8.7.1 Syöttötariffituki Valtion tukemaa syöttötariffitukea on mahdollista saada uusille biokaasulaitoksille, joiden teho on yli 100 kVA (kilovolttiamppeeria), ja tukea maksetaan 12 v. Biokaasulle tuen suuruus on 83,5 €/MWh ja 35


markkinahinnan erotus, eli tuottaja saa aina vähintään 83,5 €/MWh maksun sähköstä. Jos laitoksen hyötysuhde on yli 50 %, on mahdollista saada lisätukea 50 €/MWh. Järjestelmän piiriin pääsy edellyttää polttoaineiden ja tuotannon valvontaa energiamarkkinaviraston antamien ohjeiden mukaisesti. Tuen hakeminen melko vaikeaa, ja sen tekemisessä suositellaan hakemaan ulkopuolista konsultaatiota.

8.7.2 Energiatuki Energiatuki on tapauskohtaisesti harkittava tuki. Se voi olla enimmillään 40 % investoinnista. Alle 3 miljoonan euron investoinneissa tuen myöntää ELY ja sitä suuremmissa TEM (työ- ja elinkeinoministeriö). Tukea ei voida myöntää muuta tukea saaneelle biokaasuvoimalaitokselle. Tämä tuki on osoitettu kantaverkkoon tuotettavaa sähköntuotantoa varten. Biokaasulaitos voi saada myös MMM (maa- ja metsätalousministeriön) tukea, joka on maatalouden investointitukirahoitusta. Se on tarkoitettu ensisijaisesti maatilojen oman energiatuotannon tukemiseen.

8.8 Sähkön myynti ja verotus 8.8.1 Biokaasulaitoksen liittäminen sähköverkkoon Voimalaitoksella tarkoitetaan tässä biokaasulaitosta. · · · ·

· · · · · · ·

Voimalaitoksen saa kytkeä verkkoon vasta verkon haltijan annettua luvan siihen. Voimalaitoksen tiedot tulee toimittaa verkonhaltijalle. Verkon haltija avustaa yhteensopivuuden selvittämisessä. Verkonhaltijan tulee tehdä sopimus liittymisestä sähköverkkoon ja sähköverkossa toimimisesta jakeluverkonhaltijan kanssa. Korpelan voima kuntayhtymä on sähköverkkotoimija Toholammin ja lähikuntien alueella. Tämän lisäksi on tehtävä sopimus sähkön myynnistä sähkön ostajan kanssa. Tämä olisi käytännössä myös Korpelan voima kuntayhtymä. Käytännössä molempien edellä mainittujen tahojen kautta voidaan asioida samassa osoitteessa. Sähköä voidaan myydä kenelle tahansa sähkön ostajalle. Käytännössä helpointa on tehdä sopimus paikallisen suuren sähkömyyjän kanssa. Sähkön tuottaja huolehtii sähkön mittauksesta. Paikallinen verkonhaltija antaa tiedot ja ohjeet teknisistä vaatimuksista laitoksen liittämisestä verkkoon. Sähköasennukset saa tehdä vain henkilö tai yritys, jolla on sähköurakointioikeudet. Laitoksen tarkastusväli on 15 vuotta, jos pääsulakkeet ovat yli 35 ampeeria. Jos ne ovat sitä pienemmät, ei tarkastuksia tarvita. Tarkastukset tulee ilmoittaa Tukesille.

Neuvoja: · Ole ajoissa yhteydessä verkonhaltijaan. · Verkkoon liittäminen sujuu helpoiten, jos laitteiston toimittaja hoitaa sen verkonhaltijan kanssa. · Sähkön ostaa todennäköisimmin paikallinen sähkönmyyjä.

36


8.8.2 Sähkövero Sähköverolaissa on useita merkittäviä poikkeuksia pientuotannolle. Pientuotannoksi sähköverolaissa määritellään alle 800 000 kWh vuodessa tuottavat sähkölaitokset (Laki sähkön ja eräiden polttoaineiden valmisteverosta 2 § 5-kohta, jatkossa sähköverolaki). Pientuottaja ei joudu maksamaan valmisteveroa sähköstä, jonka luovuttaa sähköverkkoon (Sähköverolaki 7 § 2-kohta) tai jota hän ei luovuta sähköverkkoon (Sähköverolaki 7 § 5 –kohta).

8.8.3 Rekisteröinti Vaikka veroa ei tulisi maksettavaksi, on sähkön pientuottajan rekisteröidyttävä verovelvolliseksi verohallinnolle (Sähköverolaki 9 §), sekä annettava valmisteverolain mukainen ilmoitus verokausittain (valmisteverolaki 31 §), eli lähtökohtaisesti kuukausittain, verohallinto voi kuitenkin määrätä pidemmän ajan, mitä käytännössä onkin tehty pientuotannon kohdalla. Aika on enintään kalenterivuosi (Valmisteverolaki 31 §).

8.8.4 Sähkön myynti Sähkön myyntiä sääntelee sähkömarkkinalaki (jatkossa SML). Sähköverkkotoiminta on kyseisen lain mukaan luvanvaraista (SML 4 §). Sähköverkkotoimintaa ovat kaikki sähköverkon asettamiset muiden käyttöön tai muut sähkön siirtoon ja jakeluun liittyvät toimenpiteet sekä verkon rakentaminen ja muiden liittäminen verkkoon (sähkömarkkinalaki 3 § 6-kohta). Ainoa poikkeus sähköverkkotoiminnan luvanvaraisuudesta on kiinteistön tai sitä vastaavan kiinteistöryhmän sisäinen sähköntoimitus. Kiinteistöryhmän tunnusmerkkejä ovat toisiinsa rajautuminen ja sama omistaja tai yhteinen hallinta. Tämän vuoksi sähköverkkojen rakentaminen muihin kiinteistöihin ei ole käytännössä mahdollista lain puolesta. Sähköä tuottavan laitoksen omistaja ei vaikuta sähkömarkkinalain tulkintaan. Tämän vuoksi yhtiöittämisjärjestelyt eivät vaikuta mahdollisuuteen käyttää sähköä usealla kiinteistöllä. Sen sijaan yhteinen biokaasulaitos, jonka sähkö jaettaisiin omistajien kesken, ei nykylainsäädännön puitteissa ole mahdollinen, koska tämä edellyttäisi sähköverkkotoimintaa, johon tulisi hankkia energiaviraston luvat.

8.8.5 Lämmön myynti Lämmön myyntiin ja jakeluun muille tahoille sovelletaan energiatehokkuuslakia. Energiatehokkuuslaki antaa tiettyjä velvoitteita tuottajille. Velvoitteita ovat mm. mittauksen järjestäminen, laskutuksen toteutus vähintään neljästi vuodessa, kattavien tietojen (myös aiempien tietojen) toimittaminen lämmön kulutuksesta ja raportin toimittaminen energian kulutuksesta. Ja tämän lisäksi tiedot on toimitettava energiavirastolle pyydettäessä. Lämmön tuotannosta vain omaan käyttöön ei aiheudu velvoitteita.

9 Laitosesimerkkejä 9.1 Kohde 1: Meyn Milchhof Gbr, Marschacht, Saksa Vierailu Meyn Milchhof Gbr:n tilalla tapahtui 11.11.2017. Tila vastaa lähinnä maatalousyhtymää. Tuotantoeläimiä (lypsykarjaa) yhtymällä on noin 340 kappaletta ja nuorta karjaa noin 169 kpl. Viljelyala on 200 ha, josta 120 ha pysyvästi nurmella, 15 nurmen uudisalaa, 15 ha vehnää ja 50 ha maissia.

37


Kohteen biokaasulaitoksen laitteistotoimittaja on PlanET Biogastechnik GmbH (taulukko 8). Laitoksen käyttöönottovuosi on 2014. Reaktorin koko on 1 200 m³ ja varastoaltaat yhteensä 5 000 m³ (puolen vuoden rejektimäärät) (kuva 6). Syötteenä käytetään pelkästään karjan lietelantaa, joka pumpataan suoraan navetasta biokaasulaitokseen. Syötemäärä on noin 10 000 m³/vuodessa. Syötteen kuivaainepitoisuus reaktorissa on 8 %. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Laitoksella tuotetaan sähköä Saksan sähköverkkoon ja lämpöä omaan käyttöön. Mädätejäännös hyödynnetään omalla tilalla lannoitekäytössä. Laitoksen investointikustannukset olivat noin 600 000 €. Käyttökustannukset ovat vaihdelleet 80 000100 000 € välillä vuodessa. Tuottoa biokaasusta on saatu non 140 000 € vuodessa, eli tulos ennen veroja on ollut noin 30 000- 60 000 € vuodessa. Kun laitoksen investointikustannukset on kuoletettu, tuotto tulisi nousemaan yli 60 000 € vuodessa. Tuotossa tulee huomioida Saksan syöttötariffituet. Laitoksessa käytetään kolmenlaista rikinpoistolaitteistoa rinnakkain. Itse reaktorissa mädätteen pinnalla on hapetuskalvo, ja reaktorin yläosassa on biosuodatin. Lisäksi käytössä on erillinen suodatin, jossa hyödynnetään rautakloridilla kyllästettyjä puupellettejä suodatusaineena. Suodatusmateriaali hyödynnetään rikkilannoituksessa. Laitoksella on myös mietitty maissin hyödyntämistä mädätyksessä. Tällöin lisäinvestointi olisi noin 140 000 €. Tällä katettaisiin varastoaltaiden kattaminen (viipymäajan lisääminen ja siten suurempi kaasun talteenotto) ja laitteistoinvestoinnit (murskain/sekoitin ja syöttölaitteisto). Laitos on pitkälle automatisoitu ja vaatii yrittäjältä päivässä vain noin 15 minuutin työpanoksen. Taulukko 8. Meyn Milchhof Gbr:n biokaasulaitteiston tietoja. Laitetoimittaja

PlanET Biogastechnik GmbH, http://www.planet-biogas.com

Käyttöönottovuosi

2014

Investointi (€)

600 000 €

Liikevaihto / tulot biokaasusta (€) 140 000 € 80 000-100 000 € (Huom! Kaikki kustannukset, ml. lainana lyhennykset, Käyttö- ja ylläpitokustannukset korot jne., 30 000-60 000 € tulosta vuodessa ->vastaa 80 lehmän (€/v) vuosituotosta) Syötteet Pelkästään lietelanta, pumpataan suoraan navetasta biokaasulaitokseen Syötemäärät (m³/v tai t/v)

10 000 m³/v

Kuiva-ainepitoisuus (%)

Reaktorissa 8 % ja varastoaltaissa 6 %

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

Reaktori 1 200 m³, varastoaltaat (2 kpl) 3 000 ja 2 000 m³, varastoaltaat mitoitettu puolen vuoden lietemäärälle

Reaktorin lämpötila (°C)

42 °C

Biokaasun tuotto (m³/t)

40 m³/t

Metaanipitoisuus (%)

50 %

Kaasun rikkivetypitoisuus (ppm)

1 000 ppm -> generaattorille menevän kaasun pitoisuus alle 40 ppm Tariffisähkö, 75 kW generaattori Lämpö käytetään talvella biokaasulaitoksen lämmittämiseen, kesällä ei kaikelle lämmölle ole käyttöä. Mädätejäännös (kaikki) lannoitteeksi omille pelloille

Lopputuotteet Lopputuotteiden myyntihinnat

Sähkö 24,5 snt/kWh, takuuhinta 20 vuotta (Saksa)

Sähkön omakäyttö (%)

5%

Päivittäinen työaika

15 minuuttia

38


Kuva 6. Meyn Milchhof Gbr:n biokaasulaitteiston reaktorirakennus (Ilkka Kovalainen, 2017).

9.2 Kohde 2: Kraft und Stoff Dannenberg GmbH& Co. KG, Dannenberg, Saksa Vierailu Kraft und Stoff Dannenberg GmbH& Co. KG:n biokaasulaitoksella tapahtui 11.11.2017. Yritys on osakeyhtiömuotoinen, ja se kerää maataloustuottajilta maatalouspohjaisia biosyötteitä. Yritys ostaa osan syötemateriaalistaan ja osan se saa ilmaiseksi. Myös elintarviketeollisuuden jätettä hyödynnetään biokaasun tuotannossa. Kohteen laitos on rakennettu itse, ja sen käyttöönottovuosi on 2007 (taulukko 9). Laitoksessa on kaksi reaktoria sarjassa. Reaktorit ovat molemmat 2 200 m³ kokoisia ja rejektin varastoallas on 3 600 m³. Syötteitä ovat mm. kanan lanta, kuivalanta, sokerijuurikkaan naatit ja elintarviketeollisuuden biojätteet. Syötteen määrä on noin 30 000 tonnia vuodessa. Syötteen kuiva-ainepitoisuus syöttölaitteella on noin 33 %, jossa tapahtuu syötteen optimointi (nesteytys ja homogenisointi), ensimmäisessä reaktorissa noin 14 % ja toisessa reaktorissa 12 %. Prosessilämpötila on mesofiilinen.

Kuva 7. Kraft und Stoff Dannenberg GmbH& Co. KG:n biokaasulaitteiston reaktorirakennuksia (Ilkka Kovalainen, 2017).

39


Taulukko 9. Kraft und Stoff Dannenberg GmbH& Co. KG:n biokaasulaitteiston tietoja. Laitetoimittaja

Rakennettu itse

Käyttöönottovuosi

2007

Investointi (€)

3 500 000 €

Liikevaihto / tulot biokaasusta (€)

3 000 000 €

Käyttö- ja ylläpitokustannukset (€/v)

Reaktorin lämpötila (°C)

Ei dataa Kananlanta (ostohinta 10 €/t, maissi, kuivalanta, sokerijuurikkaan naatit (ostohinta 27 €/t) elintarviketeollisuuden biojätteet -> syötteet tulevat hyvin epätasaisesti laitokselle, tämän vuoksi laitoksella on koko vuoden suuruinen varasto. 30 000 t/v (85 t/d), 2 automaattista syöttölaitetta, syöttölaitteen esikuvana on ollut sikojen liemiruokinta (reaktorin pohjalta kierrätetään syöttölaitteelle neste, joka sekoitetaan syöttöpöydän syötemassaan, jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 33 %. Syöttölaitteeseen tullessa 33 %, syöttölaitteen jälkeen 1. reaktorissa 14 %, 2. reaktorissa 12 % ja varastoaltaassa 8 % 1. reaktori 2 200 m³, 2. reaktori 2 200 m³ ja 3. varastoallas 3 600m³, reaktoreissa yhdet isot sekoittimet ja varalta kaksi pienempää sekoitinta, sekoitus on jatkuvaa. Mesofiilinen

Viipymäaika (pv)

1. ja 2. reaktori 25 pv

Biokaasun tuotto (m³/t)

800 m³/t

Metaanipitoisuus (%)

Amiinipuhdistuksen jälkeen 99 % biometaania kaasuverkkoon

Kaasun rikkivetypitoisuus (ppm)

1. reaktorissa 80 ppm -> aktiivihiilen jälkeen 0 % Sähkö (50 % kaasusta sähköksi), 2 kpl 345 kW generaattoria, lämpö omaan käyttöön (90 % itse) Liikennebiometaani (50 % kaasusta) amiinipuhdistus (myös vesipesua mietitty), kaasuverkkoon 700 mbar paineella Mädätejäännös (27 000 t/v) maatiloille ravinnekäyttöön Tariffisähkö 21 snt/kWh Biometaani 1,09 €/kg + 22 snt/kg energiavero +19 % alv Mädätejäännös 5 snt/t (Saksa) 6% 1 täysipäiväinen henkilö (yrittäjä itse) ja tarpeen mukaan 5 palkattua henkilöä

Syötteet

Syötemäärät (m³/v tai t/v)

Kuiva-ainepitoisuus (%) Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

Lopputuotteet

Lopputuotteiden myyntihinnat Sähkön omakäyttö (%) Päivittäinen työaika

Laitoksen investointikustannukset olivat 3 500 000 €. Tuotto biokaasusta on noin 3 000 000 € vuodessa. Tuotossa tulee huomioida Saksan syöttötariffituet. Laitoksella tuotetaan sähköä Saksan sähköverkkoon, lämpöä omaan käyttöön ja jalostetaan biometaania liikennepolttoaineeksi omille liikennepolttoaineasemille ja myytäväksi paikallisen kaasuverkon kautta. Mädätejäännös myydään maatiloille maanparannusaineiksi. Laitos vaatii yhden täysipäiväisen työntekijän. Lisäksi hyödynnetään viittä työntekijää tarpeen mukaan.

40


9.3 Kohde 3: Biogasanlage Jens Geveke, Saksa Vierailu Biogasanlage Jens Geveken biokaasulaitoksella tapahtui 13.11.2017. Laitos ei ole ollut lähtökohtaisesti maatilalaitos, vaan se on perustettu suoraan biokaasulaitokseksi. Eli syötteet on hankittu alusta lähtien ulkopuolisista lähteistä. Syötteinä oli käytetty aiemmin mm. maissia ja lietelantaa, mutta nykyisin on keskitytty kuivalantaan ja nurmisäilörehuun. Laitoksella on tehty paljon tutkimustyötä. Biokaasulaitoksen on toimittanut BioConstruct GmbH. Laitos on otettu käyttöön 2005 (taulukko 10). Aluksi oli rakennettu yksi laitosyksikkö, mutta myöhemmin on rakennettu kaksi reaktoria lisää. Investointi oli 2 500 000 € (500 000 € osuus johtui laitoksen suunnittelusta myös tutkimuskäyttöön). Käyttökustannuksiksi on arvioitu 80 000 € vuodessa, mutta käytännössä siihen ei ole päästy, vaan kuluja on joka käyttövuotena syntynyt enemmän. Tuottoa biokaasusta on saatu noin 850 000 – 1 000 000 € vuodessa. Tuotossa tulee huomioida Saksan syöttötariffituet. Taulukko 10. Biogasanlage Jens Geveke:n biokaasulaitteiston tietoja. Laitetoimittaja

Bioconstruct, http://www.bioconstruct.com

Käyttöönottovuosi

2005 2 500 000 €, vastaavan laitoksen saa normaalisti noin 2 000 000 €:lla, mutta tällä laitoksella tehty paljon tutkimus- ja kehitystyötä, ja siten hinta on korkeampi Ollut parhaimmillaan 1 000 000 €, mutta pudonnut 880 000 €, kun syötettä on vaihdettu, kannattavuus on parantunut Tavoite 2 snt/kWh (tuotettu sähkö) eli 80 000 €/v, tavoitteeseen ei kuitenkaan ole päästy ((Huom, summa ei käsitä kaikkia kustannuksia) Kuivalanta (70 %) ja nurmisäilörehu (30 %)

Investointi (€) Liikevaihto / tulot biokaasusta (€) Käytttö- ja ylläpitokustannukset (€/v) Syötteet Syötemäärät (m³/v tai t/v)

Kuiva-ainepitoisuus (%)

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³) Reaktorin lämpötila (°C) Viipymäaika (pv)

15 000 t/v (50 t/pv) Syötettävän materiaalin kuiva-ainepitoisuus 19 %, syöttöä säädetään reaktoreissa olevien syöttölaitteiden vastuksen perusteella, eli kun reaktoreissa oleva aines on riittävän paksua, syötelaitteiden virrankulutus kasvaa ja tämän perusteella tiedetään, että reaktoreissa on riittävästi kuiva-ainesta Reaktorit 3*1 000 m³ (rinnan) ja yksi jälkikaasutussäiliö 1 000 m³ 38 °C, kesällä lämpötila nostetaan 50 °C, joka lisää kaasuntuotantoa (15 % enemmän kaasua) Reaktoreissa 50 pv ja jälkikaasutussäiliössä 20-25 pv

Sähkön omakäyttö (%)

51-52 % 200 ppm, puhdistus tapahtuu reaktoreiden yläosassa olevilla biosuodattimien/-verkon avulla, lisäksi rautaoksidipuhdistus Tariffisähkö, 500 kW Lämpö, toimitetaan 17 taloudelle+ 1,6 km päässä olevalle tilalle (maitotila, konepaja ja toimisto) Mädätysjäännös 12 000 t/v (20-25 % kiinteää ja 75-80 %) Sähkö 20-24,5 snt/kWh Lämpö 27 €/kk/talous Mädätysjäännös palautuu maatiloille ravinnekäyttöön noin 10 km:n säteelle 10 %

Päivittäinen työaika

Yrittäjä + 2 työntekijää (kuljetukset)

Metaanipitoisuus (%) Kaasun rikkivetypitoisuus (ppm)

Lopputuotteet

Lopputuotteiden myyntihinnat

41


Kuva 8. Biogasanlage Jens Geveken biokaasulaitos (Ilkka Kovalainen, 2017).

Laitoksen kolme reaktoria ovat kooltaan 1 000 m³ kukin, ja jälkikaasutussäiliö on myös 1000 m³ kokoinen. Käytettävän syötteen määrä on noin 15 000 tonnia vuodessa. Syötteen kuiva-ainepitoisuus on 19 %. Prosessilämpötila on talviaikaan mesofiilinen, ja lämpötila nostetaan termofiiliseksi kesäksi. Laitoksella tuotetaan sähköä Saksan sähköverkkoon, lämpöä lähitalouksille, ja mädätysjäännös annetaan takaisin maatilayrittäjille, joilta syöte on hankittu. Laitoksen erikoisuutena on se, että syötettä ei murskata ennen bioreaktoriin syöttämistä, vaan vasta ennen jälkikaasutussäiliöön syöttämistä. Laitoksen hoitaminen vaatii yhden täysipäiväisen työntekijän sekä 2 kuljetustyöntekijää.

9.4 Kohde 4: Biogasanlage Jan Aden, Saksa Vierailu Jann Aden biokaasulaitoksella tapahtui 13.11.2017. Tuotantoeläimiä (lypsykarjaa) yhtymällä on noin 60 kappaletta, lisäksi myös nuorta karjaa ja sonnit. Viljelyala on 120 ha. Biokaasulaitoksen on toimittanut Sauter Biogas GmbH. Laitos on otettu käyttöön 2010 (taulukko 11). Laitoksen reaktorin koko on 2 400 m³. Syötteenä käytetään lietelantaa, joka pumpataan suoraan navetasta, kuivalantaa, nurmea sekä maissia. Syötemäärä on noin 3 300 m³ liete- ja kuivalantaa sekä 3 000 tonnia maissia ja nurmea vuodessa. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Laitoksella tuotetaan sähköä Saksan sähköverkkoon ja lämpöä lähitalouksille lämpöverkon kautta. Mädätysjäännös käytetään pääsääntöisesti omilla pelloilla, ylimäärä annetaan maatilayrittäjille, joilta syötteitä on hankittu. Laitoksen investointikustannukset olivat noin 1 000 000 €. Käyttökustannukset ovat vaihdelleet 12 000- 24 000 € välillä vuodessa. Tuottoa biokaasusta on saatu noin 450 000-500 000 € vuodessa. Tuotossa tulee huomioida Saksan syöttötariffituet. Laitoksen erikoisuutena on se, että syötettä ei sekoiteta biokaasureaktorissa sekoittimilla, vaan sekoitus tapahtuu Sauter Biogasin kehittämällä sprinklerilaitteistomenetelmällä.

42


Laitoksen hoitaminen vaatii noin yhden tunnin päivässä, jos kaikki toimii normaalisti. Taulukko 11. Biogasanlage Jan Aden biokaasulaitteiston tietoja. Laitetoimittaja

Sauter Biogas GmbH, http://www.sauter-biogas.com

Käyttöönottovuosi

2010

Investointi (€)

1 000 000 €

Liikevaihto / tulot biokaasusta (€)

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

450 000-500 000 €/v 12 000-24 000 €/v, pumppu on keskeinen huollettava osa, ja tiivisteitä menee 2-3 vuodessa (a' 600 €). (Huom! Summa ei käsitä kaikkia kustannuksia) Lietelanta, kuivalanta, maissi + nurmiseos Lietelanta 2 000 m³/v Kuivalanta 300 m³/v Maissi + nurmiseos 3 000 t/v Keskimäärin 10 %, vaihtelee reaktorissa suurestikin eri kerroksissa, mädätejäännöksen kuiva-ainepitoisuus 7 % Reaktori 2 400 m³

Reaktorin lämpötila (°C)

37 °C

Viipymäaika (pv)

160 pv, vaihtelee reaktorin eri osissa

Metaanipitoisuus (%)

53 %

Kaasun rikkivetypitoisuus (ppm)

Sähkön omakäyttö (%)

0 ppm Tariffisähkö 250 kW Lämpö läheiselle koululle ja lähitaloihin (kuljetetaan kaukolämpönä putkea pitkin, eli biokaasulaitoksella lämmönvaihdin) Sähkö 24,5 snt/kWh Lämpö 3 snt/kWh 5%

Mädätejäännöksen ravinnepitoisuudet

Nestejae: typpi 4,5 %, fosfori 3 % ja kalium 6 %

Päivittäinen työaika

1 h/pv, kun toimii normaalisti

Käyttö- ja ylläpitokustannukset (€/v) Syötteet Syötemäärät (m³/v tai t/v) Kuiva-ainepitoisuus (%)

Lopputuotteet

Lopputuotteiden myyntihinnat

Kuva 9. Biogasanlage Jan Adenin biokaasulaitos (Ilkka Kovalainen, 2017)

43


9.5 Kohde 5: Vadsbo Biogas AB, Mariestad, Ruotsi Vierailu Vadsbo Biogas AB Mariestadin biokaasulaitoksella tapahtui 28.3.2017. Vadsbo Biogas AB:n biokaasulaitos on yhteisyritys, jonka omistavat Vadsbon kasvinviljely-yhtiön viljelijät sekä Swedish Biogas International (Gasum Oy). Vuonna 2014 valmistuneelle laitokselle pumpataan kahdesta navetasta naudan lietelantaa, ja yhdeltä tilalta kuljetetaan sianlantaa. Lannan osuus syötteistä oli 95 %. Lisäksi mädätetään nurmisäilörehua. Reaktoreihin syötetään noin 20 tonnia kuivalantaa sekä 180 tonnia lietelantaa vuorokaudessa. Laitoksella on kaksi 5000 m3 reaktoria sarjassa. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Taulukko 12. Vadsbo Biogas AB biokaasulaitteiston tietoja Laitos

Vadsbo Biogas AB (50% Gasum Oy)

Käyttöönottovuosi

2014

Syötteet

Kuivalanta, lietelanta (nauta ja sika), nurmisäilörehu

Syötemäärät (m³/v tai t/v)

20 t/vrk kuivalantaa, 180 t/vrk kuivalantaa

Metaanin tuottotavoite (Nm³/v)

1 500 000 Nm³/v (15 GWh/v)

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

kaksi 5000 m³ reaktoria sarjassa

Reaktorin lämpötila (°C)

Mesofiilinen

Lopputuotteet

Biokaasu, luomulannoittet

Kuva 10. Vadsbo Biogas AB Mariestadin biokaasulaitos (Suomen Metsäkeskus 2017).

Metaanin tuotantotavoite 1 500 000 Nm³ vuodessa (15 GWh). Mädätysjäännös hyödynnetään luomuviljelyssä.

9.6 Kohde 6: Vårgårda-Herrljunga biogas, Ruotsi Biokaasulaitoshankkeen aloittivat Vårgårda-Herrljungan viljelijät ja paikallinen kehitysyhtiö Innovatum. Swedish Biogas International AB alkoi rakentaa laitosta tammikuussa 2013 viljelijöiden omistamalle taloudelliselle yhdistykselle (ekonomisk förening) ja laitos valmistui 2014. Taloudellinen yhdistys on se elin, jossa omistajat tekevät sopimuksia ja jolla ohjataan koko toimintaa. Talousriskien pienentämiseksi perustettiin myös hankeyhtiö ja käyttöyhtiö.

44


Laitoksella on kaksi mädätysreaktoria rinnakkain. Syötettä syötetään noin 55 000 m³/vuosi, josta 85 % on karjanlantaa ja loput kananlantaa, elintarviketeollisuuden biojätettä sekä säilörehua. Ruotsissa lanta on hygienisoitava (1h 70 °C), jos sitä tulee yli 3 tilalta. Kaikki muut syötteet hygienisoidaan, paitsi nurmisäilörehu ja tietyt leipomotuotteet. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Laitoksella tuotetaan raakabiokaasua ja se jalostetaan liikennebiokaasuksi eli biometaaniksi (>97 %). Rejekti palaa maanviljelijöille maanparannusaineiksi. Biokaasulaitoksen rakentaminen maksoi 73 miljoonaa kruunua (noin 7,33 miljoonaan euroa). Sillä on 31 omistajaa, joista kaksikymmentä on maanviljelijöitä. Yrityksellä on 3 vakituista työntekijää ja valvontaringissä 5 henkilöä. Taulukko 13. Värgårda-Herrljunga biogas biokaasulaitteiston tietoja. Laitos

Vårgårda-Herrljunga biogas

Käyttöönottovuosi

2014

Investointi (€)

Syötemäärät (m³/v tai t/v)

noin 7 330 000 € Karjan lanta (85 %), kanan lanta, elintarviketeollisuuden biojäte, säilörehu 55 000 m³/v

Metaanin tuottotavoite (Nm³/v)

2 000 000 Nm³/v (20 GWh/v)

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

2 bioreaktoria rinnakkain

Reaktorin lämpötila (°C)

Mesofiilinen Biokaasu, liikennebiokaasu (97 % metaani), rejekti maanparannusaineiksi 3 työntekijää + 5 henkilön valvontarinki

Syötteet

Lopputuotteet Työnpanos

Kuva 11. Vårgårda-Herrljunga biogasin biokaasulaitos (pirkanmaanmetsat.galleria.fi, 2017)

Vårgårda-Herrljunga biogasin biokaasulaitoksella tuotetaan metaania 17 GWh vuodessa – tavoitteena on tuottaa 2 miljoonaa Nm3 (20 GWh). 45


9.7 Kohde 7: Salosen lypsykarjatila, Utajärvi, Suomi Kormun kylällä sijaitsee Salosen lypsykarjatila, jossa karjaa on kaiken kaikkiaan melkein 300 kappaletta. Nurmea viljellään noin 200:lla hehtaarilla. Metaenergian (Demeca Oy) toimittama biokaasulaitos on käynnistynyt 2017. Syötteenä hyödynnetään maatilalla muodostuvaa lietelantaa, ylijäämärehua ja suojakaistaniiton satoa. Laitteisto koostuu biokaasureaktorista ja kahteen merikonttiin rakennetuista syötteen esikäsittelylaitteistosta ja kaasun puhdistus- ja energiantuotantolaitteistosta. Laitos hyödyntää Metaenergian itse kehittämää kiintomädätysmenetelmää. Prosessiin pystytään sekoittamaan enemmän kiintoainesta kuin perinteisessä märkämädätyksessä. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Laitoksessa käytetään syötteenä naudan lietelantaa noin 6000 m³, 200 tonnia kuivalantaa ja säilörehua noin 650 tonnia vuodessa. Laitoksen perustamiskustannukset ovat noin 400 000 €. Tukea investointi on saanut 35 %. Laitoksen ylläpitokustannukset ovat noin 6 300 € vuodessa. Laitosinvestoinnin takaisinmaksuaika on arvioitu olevan noin 8,5 vuotta. Laitoksella tuotetaan sähköä ja lämpöä omaan käyttöön CHP-yksiköllä. Sähkövoimalan nimellisteho on 50 kW. Lämpö (100 kW) otetaan talteen generaattorin hukkalämmöstä ja siirretään tilan lämmitysverkostoon. Lisäksi laitoksessa on 180 kW lämmityskattila. Sähkön ylijäämä myydään valtakunnanverkkoon (0,04 €/kWh). Omalla sähköntuotannolla säästetään sähkön ostosta noin 20 000 €/vuosi ja lämmöntuotannossa 10 000 €/vuosi. Positiivinen lannoitevaikutus on noin 6 000 €/vuosi. Taulukko 14. MTY Salosen lypsykarjatilan biokaasulaitoksen tietoja. Laitostoimittaja

Metaenergia (Demeca Oy)

Käyttöönottovuosi

2017

Investointi (€)

400 000 €, tukea 35 %

Syötteet

Lietelanta, ylijäämärehu, suojakaistaniiton sato

Syötemäärät (m³/v tai t/v)

Lietelanta 6 000 m³/v, kuivalantaa 200 t/v ja säilörehua 650 t/v

Tuotto

Sähköntuotanto n. 230 MWh/v, Sähkön säästö 20 000 €/v, lämpö säästö 10 000€/v ja lannoitesäästö n. 6 000 €/v

Reaktorin lämpötila (°C)

oletus noin 77 000 m³/v 3 lietesäiliötä, joista liete pumpataan laitoksen bioreaktoriin ja edelleen varastoaltaisiin Mesofiilinen

Lopputuotteet

Lämpö, sähkö (ylijäämä myydään), lannoite

Ylläpitokustannukset

noin 6 300 €/v Valvontakäynti kerran päivässä, kuivan syötteen lisäys joka toinen päivä

Biokaasun tuotto Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

Työnpanos

46


Kuva 12. Salosen lypsykarjatilan biokaasulaitos (Maaseudun tulevaisuus, 2017).

9.8 Kohde 8: Huutolan tila, Suomussalmi, Suomi Huutolan lypsykarjatilalle on rakennettu vuonna 2012 tilan isännän itse suunnittelema ja rakennettu pieni maatilakokoluokan biokaasulaitos. Tilalla on noin 55 lypsävää lehmää ja saman verran nuorta karjaa. Tilan noin 80 hehtaarilla kasvatetaan nurmisäilörehua. Reaktoreita laitoksessa on yksi. Se on rakennettu 500 m³ lietesäiliöstä. Tarvittava syöte pumpataan suoraan navetasta reaktorisäiliöön. Lisäsyötteenä käytetty ylimääräinen tai huonolaatuinen säilörehu syötetään reaktoriin kierukkakuljettimella. Prosessilämpötila on mesofiilinen. Laitoksen rakentamiskustannukset olivat noin 262 000 €, sisältäen uuden lietesäiliön (2000 m³) ja 1/3 apevaunun hinnasta. Hanke on saanut 15 % investointituen, 75 % korkotukilainan Syntyvä biokaasu muutetaan biokaasuagrikaatilla sähköksi, ja syntyvä hukkalämpö hyödynnetään oman tilan lämmitystarpeisiin. Sähköverkko on yhteydessä valtakunnan verkkoon, ja sitä voidaan joko syöttää tai ottaa valtakunnan verkosta automatisoidun sähkönkulutuksen ohjauksen avulla. Biokaasua voidaan polttaa tarvittaessa myös lämpökattilan kaasupolttimella. Sähköntuotanto on noin 130 000 kWh vuodessa. Rejekti käytetään omilla pelloilla maanparannusaineiksi. Taulukko 15. Huutolan tilan biokaasulaitoksen tietoja. Laitostoimittaja

Itse rakennettu

Käyttöönottovuosi

2012

Investointi (€)

262 000€, 15 % investointituki, 75 % korkotukilaina

Syötteet

Karjan lietelanta, ylimääräinen säilörehu

Syötemäärät (m³/v tai t/v)

noin 7 m³/vrk > 2 555 m³/vuosi

Tuotto

Sähköntuotto noin 130 MWh/vuosi, lämpöä yli oman tarpeen

Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³)

2000 m³ lietesäiliö ja 500 m³ reaktori

Reaktorin lämpötila (°C)

Mesofiilinen

Lopputuotteet

Sähkö, lämpö, maanparannusaineet

Työnpanos

noin 20 min/päivä + 1 h huoltotoimenpiteet per viikko

47


Kuva 13. Huutolan tilan biokaasulaitos (Envitecpolis youtube-video, kuvakaappaus 2017).

Laitos vaatii työpanosta noin 20 minuuttia päivässä, ja lisäksi viikossa noin yhden tunnin huoltotoimenpiteet.

9.9 Kohde 9: BioHauki Oy, Mikkeli, Suomi BioHauki Oy:n omistajia ovat Etelä-Savon Energia Oy sekä 14 muuta mikkeliläistä toimijaa, lähinnä alueen maanviljelijöitä. Laitoksen on toimittanut BioGTS, ja se on otettu käyttöön 2017. Laitos on tulppavirtaukseen perustuva kuivamädätyslaitos. Reaktoreita on kaksi. Vuosittainen syöttömäärä 1. vaiheessa: 7 700 t/v. Biokaasun arvioitu vuosituotto on noin 780 000 Nm³ biokaasua. Syötteinä käytetään pääasiassa naudan lantaa ja kanan lantaa sekä jonkin verran elintarviketeollisuuden sivuvirtoja. Laitteistoon kuuluu mukana myös lämpökontti ja liikennekaasun puhdistusyksikkö sekä tankkausasema. Separoitu nestejae käsitellään myös jälkikaasutusreaktorissa Luomutilojen karjanlanta jalostuu rakenteilla olevassa biokaasulaitoksella biokaasuksi, jota jalostetaan liikennepolttoaineeksi ja käytetään osin sellaisenaan lämmön tuotantoon, joka johdetaan kaukolämpöverkkoon. Sivutuotteena syntyvä mädätejäännös soveltuu luomukelpoiseksi lannoitteeksi. Raaka-aineiden hajuhaitat minimoidaan suljetun vastaanottorakennuksen paineenhallinnalla ja otsonoinnilla. Laitoksen investointi on ollut noin 3 000 000 €, josta energiatukea on saatu 450 000 €.

48


Taulukko 16. BioHauki Oy:n biokaasulaitoksen tietoja. Laitostoimittaja

BioGTS

Käyttöönottovuosi

2017

Investointi (€)

noin 3 000 000 €, energiatuki 450 000 € Naudan lanta, kanan lanta, elintarviketeollisuuden sivuvirtoja 1. vaihe n. 7 700 t/v, suunniteltu max 19 500 t/v

Syötteet Syötemäärät (m³/v tai t/v) Biokaasun tuotto Reaktori-/varastoallastilavuudet (m³) Reaktorin lämpötila (°C) Lopputuotteet

noin 780 000 Nm³/v Vastaanottosäiliöt 2*325 m³, reaktorit 2* 840 m³, jälkikaasutusreaktori, lopputuotteiden varastointialtaat 2*323 m³ Mesofiilinen Biokaasu, liikennepolttoaineet, lämmön tuotanto kaukolämpöverkkoon, luomulannoite

Kuva 14. Biohauki Oy:n biokaasulaitos (BioGTS, 2017)

49


LIITE 1. Hakemuslomakkeet ·

· · ·

· · · · ·

Ympäristölupa (Toholammin kunta, aluehallintovirasto: http://www.toholampi.fi/index.php?sivu=ymparistolupa, http://www.ymparisto.fi/fiFI/Asiointi_luvat_ja_ymparistovaikutusten_arviointi/Luvat_ilmoitukset_ja_rekisterointi/Ymp aristolupa/Miten_ymparistolupa_haetaan__ohjeet_ja_lomakkeet) Rakennuslupa (Toholammin kunnan rakennusvalvontaviranomainen: http://www.toholampi.fi/index.php?sivu=rakennuslupa) Mahdollinen YVA (ELY-keskus: http://www.ymparisto.fi/fiFI/Asiointi_luvat_ja_ymparistovaikutusten_arviointi/Ymparistovaikutusten_arviointi) Laitoshyväksyntälomake Evira: https://www.evira.fi/globalassets/tietoa-evirasta/lomakkeetjaohjeet/kasvit/lannoitevalmisteet/lomakkeet/elinkeinotoiminta/12608_03_laitoshyvaksyntah akemuslomake_fi.doc Ilmoitus energiamarkkinavirastolle (yli 1MVA laitokset) (energiamarkkinaviraston voimalaitosrekisteri: https://www.energiavirasto.fi/voimalaitosrekisteri). Ilmoitus Fingridille (Yli 1 MVA laitokset) (vapaaehtoinen mutta suotava ilmoitus, vapaamuotoinen ilmoitus: s-posti tai soitto) Sopimus laitoksen liittämisestä kantaverkkoon (paikallinen sähkönsiirtoverkon omistaja Korpelan voima (Korpelan energia): http://www.korpelanvoima.fi/Page.aspx?pid=302). Laitoksen tietojen toimittaminen kantaverkonhaltijalle (paikallinen sähkönsiirtoverkon omistaja Korpelan voima: http://www.korpelanvoima.fi/Page.aspx?pid=1380). Valmisteverovelvolliseksi rekisteröityminen (Verohallinnon lomake 1300, valmisteverolupahakemus, jolla haetaan valtuutetun varastonpitäjän asemaa): https://www.vero.fi/tietoa-verohallinnosta/yhteystiedot-jaasiointi/lomakkeet/kuvaus/valmisteverolupahakemus_130/)

50


LIITE 2. Ohjeita ja opastusta Opas biomassojen ominaisuuksista syötteenä ja lannoitteena: http://energiatehokkaasti.fi/sites/energiatehokkaasti/files/maatalouden_biomassat_biokaasulaitoks essa_opas09s_korjattu_1.pdf Tietoa Atexista löytyy TUKESin julkaisemasta ”ATEX Räjähdysvaarallisten tilojen turvallisuus”oppaasta: https://tukes.fi/Tiedostot/vaaralliset_aineet/esitteet_ja_oppaat/ATEX_opas.pdf Omavalvontasuunnitelman ja HACCP-järjestelmän ohjeet löytyvät Eviran lomakkeet ja ohjeet websivustolta: https://www.evira.fi/tietoa-evirasta/lomakkeet-ja-ohjeet/kasvit/lannoitevalmisteet/. Suomen biokaasuyhdistys: http://www.biokaasuyhdistys.net/

51

Biokaasuopas  

Opas maatiloille biokaasutuotannon aloittamiseksi. Maatiloilla syntyy biokaasutuotantoon soveltuvia jätteitä ja sivutuotteita, kuten kotiel...

Biokaasuopas  

Opas maatiloille biokaasutuotannon aloittamiseksi. Maatiloilla syntyy biokaasutuotantoon soveltuvia jätteitä ja sivutuotteita, kuten kotiel...

Advertisement