Climate impact of biogas and recycled fertilizers production : case : Gasum Oy
Mallat, Sanni (2022)
Diplomityö
Mallat, Sanni
2022
School of Energy Systems, Ympäristötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022021018560
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022021018560
Tiivistelmä
This Master's thesis was done as a commission of Gasum Oy. The study examined the climate impact of biogas and recycled fertilizers production at Gasum's Lohja biogas plant and compared it to the climate impact of alternative fuels and mineral fertilizers production. The biogas plant processes biowaste and industrial slurries by anaerobic digestion. Biomethane and two nutrient-rich fertilizers are produced as a result of digestion. The study was carried out by identifying the emissions of the system through a lifecycle assessment using the Sulca-software. Emissions were allocated between biomethane, and fertilizer products based on their economic value.
Based on the results of the study, the production of biogas and recycled fertilizer causes much fewer emissions compared to the production of alternative fuels and mineral fertilizers. Emissions for raw digestate are 1,9 kg CO₂-eq/tonne of fertilizer, and 3,4 kg CO₂-eq/tonne of fertilizer for the dry fraction separated from the digestate. The emission of 15 g of CO₂-eq/MJ is allocated for biomethane. By using renewable biomethane and recycled fertilizers produced alongside it, a significant amount of emissions can be avoided. At the same time, the circular economy and the nutrient cycle are promoted. The results calculated in the study give a good direction on the emissions of the end-products, as well as the most significant environmental perspectives regarding the biogas process. Diplomityö toteutettiin Gasum Oy:n toimeksiantona. Työssä tutkittiin Gasumin Lohjan biokaasulaitoksella tuotettujen biometaanin ja kierrätyslannotteiden ilmastovaikutusta ja verrattiin sitä vaihtoehtoisten polttoaineiden ja mineraalilannoitteiden tuotannon ilmastovaikutukseen. Biokaasulaitos käsittelee biojätteitä ja teollisuuden lietteitä anaerobisesti mädättämällä. Mädätyksen avulla tuotetaan biometaania liikennekäyttöön, sekä kahta ravinnerikasta kierrätyslannoitetuotetta. Tutkimus toteutettiin selvittämällä systeemin päästöt elinkaariarvioinnin avulla Sulca-ohjelmaa käyttäen. Päästöt allokoitiin biometaanin ja lannoitetuotteiden välillä niiden taloudelliseen arvoon perustuen.
Tutkimuksen tulosten perusteella, biokaasun ja kierrätyslannoitteden tuotanto aiheuttaa moninkertaisesti vähemmän päästöjä vertailun kohteena olevien vaihtoehtoisten polttoaineiden sekä mineraalilannoitteden tuotantoon nähden. Päästöt raakamädätteelle ovat 1,9 kg CO₂-ekv/tonni lannoitetta, ja mädätysjäännöksestä erotetulle kuivajakeelle 3,4 kg CO₂-ekv/tonni lannoitetta. Biometaanille päästöjä allokoituu noin 15 g CO₂-ekv/MJ. Käyttämällä uusiutuvaa biometaania ja sen ohella tuotettuja kierrätyslannoitteita, voidaan välttää merkittävä määrä päästöjä ja edistää kiertotaloutta sekä ravinteiden kiertoa. Työssä lasketut tulokset antavat hyvin suuntaa lopputuotteiden päästöistä, sekä merkittävimmistä ympäristönäkökulmista biokaasuprosessiin liittyen.
Based on the results of the study, the production of biogas and recycled fertilizer causes much fewer emissions compared to the production of alternative fuels and mineral fertilizers. Emissions for raw digestate are 1,9 kg CO₂-eq/tonne of fertilizer, and 3,4 kg CO₂-eq/tonne of fertilizer for the dry fraction separated from the digestate. The emission of 15 g of CO₂-eq/MJ is allocated for biomethane. By using renewable biomethane and recycled fertilizers produced alongside it, a significant amount of emissions can be avoided. At the same time, the circular economy and the nutrient cycle are promoted. The results calculated in the study give a good direction on the emissions of the end-products, as well as the most significant environmental perspectives regarding the biogas process.
Tutkimuksen tulosten perusteella, biokaasun ja kierrätyslannoitteden tuotanto aiheuttaa moninkertaisesti vähemmän päästöjä vertailun kohteena olevien vaihtoehtoisten polttoaineiden sekä mineraalilannoitteden tuotantoon nähden. Päästöt raakamädätteelle ovat 1,9 kg CO₂-ekv/tonni lannoitetta, ja mädätysjäännöksestä erotetulle kuivajakeelle 3,4 kg CO₂-ekv/tonni lannoitetta. Biometaanille päästöjä allokoituu noin 15 g CO₂-ekv/MJ. Käyttämällä uusiutuvaa biometaania ja sen ohella tuotettuja kierrätyslannoitteita, voidaan välttää merkittävä määrä päästöjä ja edistää kiertotaloutta sekä ravinteiden kiertoa. Työssä lasketut tulokset antavat hyvin suuntaa lopputuotteiden päästöistä, sekä merkittävimmistä ympäristönäkökulmista biokaasuprosessiin liittyen.