Millaiset biometaanin nesteytysprosessit sopisivat Pohjanmaalle? – teknistaloudellinen selvitys valmistui

Vaasan yliopiston teknistaloudellinen selvitys biometaanin nesteytysprosesseista on valmistunut. Mukaan valikoitui viisi pienimuotoiseen tuotantoon parhaiten sopivaa nesteytystekniikkaa, joista raportti esittelee prosessikuvaukset ja esimerkkejä maailmalta. Taloudellisessa selvityksessä edullisimmat elinkaarikustannukset saatiin käänteiseen Rankine-kiertoon perustuville kylmäaineseosprosesseille.

Yksi yliopiston Uusiutuvat energiat -tutkimusryhmän ja VEBIC-tutkimusalustan yhteistyössä toteuttaman Biokaasun hyödyntämismahdollisuudet Pohjanmaalla -hankkeen tavoitteista oli tutkia uuden alueellisen nesteytetyn biokaasun infrastruktuurin toteutettavuutta Pohjanmaalle.

Kasvihuonepäästöjen vähentäminen ilmakehästä ja fossiilisten polttoaineiden korvaaminen uusiutuvilla polttoaineilla ovat keskeisessä roolissa Suomen ja EU:n ilmastotavoitteissa. Biokaasulla voi olla merkittävä rooli näiden tavoitteiden saavuttamisessa. Jotta biokaasun käyttö olisi realistinen vaihtoehto esimerkiksi raskaan tieliikenteen käyttövoimaksi, on erityisesti nesteytetyn biometaanin (LBM) tarjontaa kasvatettava merkittävästi. LBM soveltuu hyvin myös lähimerenkulun polttoaineeksi. Energiatiheys on suuri, ja kasvihuonekaasujen lisäksi vähenevät myös rikki-, hiukkas- ja typen oksidien päästöt.

Biometaanin nesteytyksessä on pieneen mittakaavaan liittyviä haasteita

Nesteytysteknologiat ovat vakiintunutta tekniikkaa maakaasupuolella. Biometaanin nesteytys kuitenkin poikkeaa LNG-ratkaisuista ennen kaikkea mittakaavaltaan.

– Infrastruktuurin kehittymistä hidastavat etenkin pienen mittakaavan tuotantoon liittyvät teknistaloudelliset haasteet.  Avain pienimuotoisen nesteytyshankkeen onnistuneeseen optimointiin onkin löytää sopiva tasapaino teknisten, operatiivisten ja taloudellisten ominaisuuksien välillä, kertoo projektitutkija Kirsi Spoof-Tuomi Vaasan yliopistosta.

Teknisten, operatiivisten ja taloudellisten ominaisuuksien punnitsemisen yhteydessä tulisi Spoof-Tuomen mukaan ottaa huomioon ainakin prosessin yksinkertaisuus, helppo käyttö ja huolto sekä prosessin turvallisuus ja tehokkuus.  Huomioida pitäisi myös investointikustannukset, kylmäaineen saatavuus ja laitteistojen tilavaatimukset. Tärkeitä seikkoja ovat myös teknologian kypsyys ja luotettavuus sekä skaalautuvuus tai modulaarinen suunnittelu, jolla laitoksen kokoa ja kapasiteettia voitaisiin tarvittaessa kasvattaa helposti.

Spoof-Tuomi kertoo, että nämä tavoitteet huomioitiin, kun hankeraporttiin valittiin viisi pienimuotoiseen tuotantoon parhaiten soveltuvaa nesteytystekniikkaa. Prosessikuvausten lisäksi raportti esittelee esimerkkejä näihin tekniikkoihin perustuvista, jo olemassa olevista biometaanin nesteytyslaitoksista niin Pohjoismaissa kuin muualla maailmassa. Myös saatavilla olevia kaupallisia ratkaisuja ja laitetoimittajia kartoitettiin.

Kustannuksia arvioitiin elinkaarikustannusmallilla

Selvityksen taloudellisessa osassa eri nesteytysprosessien kustannuksia arvioitiin elinkaarikustannusmallilla, joka on hyödyllinen työkalu analysoitaessa investointikustannusten ja tulevien käyttökustannusten välisiä kompromisseja. Edullisimmat elinkaarikustannukset saatiin käänteiseen Rankine-kiertoon perustuville kylmäaineseosprosesseille.

Prosessien vertaamiseksi edelleen laskettiin kullekin prosessille nesteytyksen tasoitetut kustannukset yksikössä €/MWhLBM. Nämä tasoitetut nesteytyskustannukset edustavat myös keskimääräistä tuotosta, joka vaaditaan alkuinvestoinnin ja operointikustannusten kattamiseen projektin odotetun eliniän aikana. Lopuksi taloudellisen arvioinnin tuloksia laajennettiin herkkyysanalyyseillä.  Tapaustutkimus perustui Pohjanmaan olemassa olevaan biokaasun tuotantokapasiteettiin.

Raportti on englanninkielinen. Suomenkielinen tiivistelmä tullaan julkaisemaan hankkeen loppuraportissa.

Biokaasun hyödyntämismahdollisuudet Pohjanmaalla -hanke käynnistyi 1. maaliskuuta 2020, ja se päättyy 28. helmikuuta 2022. Hankkeen kokonaisbudjetti on runsaat 314 000 euroa, josta ulkoisen rahoituksen osuus on runsaat 269 000 euroa. Hanke on saanut rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastolta.

Image
biogas utilisation, key areas

Lisätiedot

Kirsi Spoof-Tuomi, projektitutkija, Vaasan yliopisto, puh. 029 449 8322, sähköposti: kirsi.spoof-tuomi (@) univaasa.fi

Uutisen pääkuva: Wärtsilän Norjaan toimittama biokaasun nesteytyslaitos. Laitos toimittaa biopolttoainetta linja-autoille. kuva: Wärtsilä

Toimijat
Uusiutuvat energiat
VEBIC
Tekniikka ja innovaatiojohtaminen