1. syötteiden vastaanotto, käsittely, hygienisointi ja siirto reaktoriin

Biojäte vastaanotetaan ja tyhjennetään jätepakkareista jätteelle varattuihin siiloihin. Jätevesilietteelle on varattu oma siilonsa. Biojäte siivilöidään ennen reaktoriin kuljettamista, koska se sisältää jonkin verran muuta kuin mätänevää biojätettä (mm. muoveja). Jätevesiliete hygienisoidaan ennen mädättämistä lämmittämällä massaa.

Reaktoriin ajettavan massan nestepitoisuuteen vaikuttaa se, onko mädätysprosessi kuiva- vai märkämädätys. Massan tulee olla kosteaa, jotta mikrobitoiminta on optimaalista. Nesteenä käytetään esimerkiksi lietettä.

2. mädätys reaktoreissa

Syötteet ajetaan sisään reaktoriin. Tila on hapeton. Reaktorin sisällä ropelit siirtävät massaa hitaasti toisesta päästä toiseen. Reaktori on jatkuvatoiminen, eli syöttöpäästä otetaan jatkuvasti uutta massaa sisälle ja poistopäästä ajetaan jo mädätettyä massaa ulos.

Mädäntyessä¹ syötteistä irtoaa metaania, hiilidioksidia, vettä ja pieniä määriä muita kaasuja (esimerkiksi happea) ja jäljelle jää kiintoaine, jota kutsutaan mädätteeksi.

Kaasut kulkeutuvat reaktorista putkea pitkin kaasun välivarastoon, kaasupalloon. Tässä vaiheessa kaasu on raakakaasua, eli sisältää metaania ja muita mädätyksen aikana syntyneitä kaasuyhdisteitä.

Mädäte ajetaan separointitilaan, jossa neste ja kiintoaine erotellaan toisistaan.

1 Anaerobisen biohajoamisen pääreaktiot ovat hydrolyysi, happokäyminen, asetogeneesi ja metanogeneesi. Hydrolysaatiossa syntyy monomeeriyhdisteitä, vetyä ja vettä. Happokäymisessä muodostuu rasvahappoja, alkoholeja, ketoneja, hiilidioksidia ja vettä. Asetogeneesivaiheessa mikrobit hajottavat reaktiotuotteita asetaatiksi. Viimeisessä vaiheessa metanogeenit hajottavat kolmannen vaiheen tuotteet lopputuotteiksi, metaaniksi ja hiilidioksidiksi.

Lähde: Hanna Prokkola, Toivo Kuokkanen ja Ulla Lassi: Anaerobinen biohajoaminen, Oulun yliopisto, Tammikuu 2012

3. reaktorituotteiden käsittely

Kaasua välivarastoidaan kaasukuvussa (kutsutaan myös kaasupalloksi). Pallossa on pieni paine, joka pitää sen pyöreänä silloinkin, vaikka se ei olisi täynnä kaasua.

Kaasukuvun biokaasu on noin puoliksi metaania ja loput muita yhdisteitä. Kun puhutaan biokaasusta, se tarkoittaa oikeasti raakabiokaasua, mutta kansankielessä biokaasu usein sekoittuu myös tankattavaan biometaaniin, josta on poistettu muut yhdisteet, ja metaanipitoisuus on yli 96 %.

Mädäte siirretään erilliseen rakennukseen, jossa siitä erotellaan linkoamalla neste ja kuiva-aine. Mädätetty kuiva-aine poikkeaa mädättämättömästä niin, että se ei haise läheskään yhtä voimakkaasti. Se soveltuu siis erinomaisesti esimerkiksi maanparannusaineeksi.

Ensisijaisesti kaasua pyritään jalostamaan biometaaniksi, mutta tilanteissa, joissa syntyy kaasun ylituotantoa tai jalostusyksikkö ei toimi odotetusti, kaasua poltetaan. Biojalostamo myös käyttää lämmittämiseen omatuottamaansa kaasua.

4. kaasun jalostaminen

Kaasu jalostetaan poistamalla siitä muut yhdisteet, mm. hiilidioksidi, rikkiyhdisteet ja vesi. Raakabiokaasu on 50-60 % metaania, ja jalostamalla siitä saadaan yli 96 % biometaania.

Kaasunjalostusyksikössä kaasu hajustetaan, koska maakaasuasetuksen mukaan kaiken biometaanin tulee olla hajustettua turvallisuussyistä. Hajustamalla kaasu esimerkiksi vuodot on helpompi havaita.

Biometaani on valmista tankattavaksi. Biometaani paineistetaan korkeaan yli 200 baarin paineeseen ja varastoidaan joko tankkausaseman pullovarastoon tai siirtokonttiin, josta se jatkaa matkaansa muille asemille.

BIOKAASUN HYÖDYT JA HAASTEET

Laitoksen positiiviset alueelliset vaikutukset ovat moninaisia.

• Laitos vähentää maatalouden ympäristöpäästöjä, kun biomassaa (esim. lantaa) kerätään talteen kaasutuotantoa varten.
• Energiantuotannon sekä -käytön hiukkas- ja hiilidioksidipäästöt vähenevät.
• Ajaessa biokaasulla fossiilisia liikennepolttoaineita voidaan korvata vähäpäästöisellä biokaasulla. Biokaasun päästöt esimerkiksi fossiiliseen dieseliin verrattuna ovat laskentatavasta riippuen noin 90 prosenttia pienemmät koko polttoaineen elinkaarella. Biokaasu tuottaa vähiten lähipäästöjä kaikista Suomen markkinoilla olevista polttoaineista.
• Biokaasu on kotimainen polttoaine. Biokaasu valmistetaan ja myydään paikallisesti. Jalostamo tuo työpaikkoja alueelle. Samalla se tuo vakautta aluetalouteen, kun myydyn kaasun tulot ja verot jäävät Mikkelin seudulle. Biokaasunjalostamo lisää erityisesti maaseudun elinvoimaisuutta. Tuotannon huoltovarmuus kasvaa, kun tuotanto ja prosessin ammattilaiset ovat molemmat paikallisia.
• Biokaasu on kotimainen energialähde, joka lisää energiaomavaraisuuttamme. Kansallinen energia- ja ilmastostrategia 2016 (vuonna 2020 aloitetaan uuden strategian valmistelu) linjaa, että Suomi pyrkii hiilineutraaliuteen pitkällä aikajänteellä. Tämä tarkoittaa, että biokaasun tuotantoa ja käyttöä kasvatetaan. Lainsäädäntöön pyritään vaikuttamaan niin, että se tukisi biokaasun tuotantoa ja käyttöä. Vuoteen 2030 mennessä tavoitellaan, että Suomessa olisi 50 000 kaasuautoa.
• Biokaasu on myös turvallinen polttoainemuoto, koska jalostetun biokaasun poltosta auton moottorissa ei synny myrkyllisiä pakokaasuja, vaan pelkkää hiilidioksidia ja vesihöyryä. Biokaasulla toimiva moottori on myös hiljaisempi kuin esimerkiksi dieselpolttomoottori.
• Biokaasuntuotantoprosessissa hyödynnetään lantaa ja lietettä, jolloin niiden hajuhaittoja saadaan vähennettyä. Tuotannosta syntyvä mädäte (lanta ja liete, josta on hapettomissa oloissa poistettu metaania) on selvästi hajuttomampaa kuin lanta ja liete sellaisenaan. Ne ovat erinomaisia luonnonmukaisia lannoitteita esimerkiksi pelloille.
• Kaasun valmistuksen teknologioita kehitetään yhä. BioHauki on mukana kehittämässä uusia ekologisia teknologioita, joilla saadaan vähäpäästöisimpien polttoaineiden joukkoon kuuluvaa biokaasua aikaiseksi.