Biokaasun tuotannon mahdollisuudet Pyhännällä: raaka-aineiden saatavuus, energiapotentiaali ja käsittelyjäännöksen hyödyntäminen
Kangas, Eveliina (2023)
Kangas, Eveliina
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304195625
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304195625
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä selvitettiin biokaasun tuotantopotentiaalia Pyhännän kunnassa Pohjois-Pohjanmaalla. Vuonna 2018 tehdyssä selvityksessä todettiin, ettei toiminnan aloittaminen olisi ollut kaikilta osin kannattavaa. Selvityksen jälkeen kunnan elintarviketeollisuus on laajentanut toimintaansa ja paikallisilla viljelijöillä on herännyt kiinnostusta peltobiomassojen viljelyyn biokaasulaitoksen käyttöön. Kunnassa on myös vuonna 2020 tehty aluevaraus biokaasulaitokselle ja ajatuksena on ollut hyödyntää biokaasua Pyhännän elintarviketeollisuudessa.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää biokaasun tuotantoon soveltuvien raaka-aineiden saatavuutta, saatavilla olevien raaka-aineiden metaanintuottopotentiaalia ja käsittelyjäännöksen käyttömahdollisuuksia Pyhännällä. Selvitys tehtiin ensisijaisesti yhden keskitetyn biokaasulaitoksen tarpeita ajatellen. Opinnäytetyössä ei tarkemmin käsitelty tuotettavan kaasun energiakäyttöä ja työstä rajattiin pois yhdyskuntien ja elintarviketeollisuuden jätevesilietteiden käyttö biokaasun tuotannossa.
Selvitystä varten pyhäntäläisille maanviljelijöille tehtiin kysely, jossa kartoitettiin maataloudesta saatavat biomassat biokaasulaitoksen käyttöön sekä kiinnostus biokaasun tuotantoon osallistumiseen. Elintarviketeollisuuden sivuvirtojen määrien arviointiin käytettiin Siikalatvan kunnan hallinnoiman kiertotaloushankkeen aineistoa ja yhdyskuntien biojätteen määrien arviointiin Luonnonvarakeskuksen biomassa-atlasta. Työn teoriataustassa hyödynnettiin aiheeseen liittyviä julkaisuja ja tutkimuksia.
Saatujen tulosten perusteella voitiin päätellä, että biokaasun tuotantoon soveltuvia raaka-aineita on saatavilla huomattavasti aiempaa enemmän, joten energiapotentiaali on aiempaa suurempi. Tässä työssä arvioidulla metaanintuotolla voitaisiin kattaa osa elintarviketeollisuuden lämmön ja höyryn tuotantoon kuluvasta energiasta. Tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, ettei käytettävissä oleva peltopinta-ala riitä käsittelyjäännöksen levittämiseen, joten sen hyödyntämisestä kiinnostuneita viljelijöitä tarvitaan lisää.
Biokaasun tuotannon aloittaminen Pyhännällä vaatii vielä lisäselvityksiä, joista tärkeimpiä ovat biokaasun tuotannon kannattavuuden arviointi ja metaanintuottopotentiaalin käytännön määritykset. Raaka-aineiden metaanintuottopotentiaali ja paras metaania tuottava syöteseos voidaan selvittää laboratoriotutkimuksilla. This thesis investigates biogas production potential in Pyhäntä municipality in Northern Ostrobothnia. A previous report published in 2018, states that the operation would not be profitable. After the survey, the municipality's food industry has expanded its operations and local farmers have become interested in the cultivation of field biomass to be used in the biogas plant. The municipality has also reserved an area for a biogas plant in 2020, and the idea was to utilise biogas in local food industry.
The aim of this thesis was to find out the availability of feedstock suitable for biogas production, the methane production potential of the available feedstock and the possibilities of using the processing residue in Pyhäntä. The study was done with a premise to utilise one centralised biogas plant. The thesis does not discuss how the produced biogas will be used. The use of sewage sludge in biogas production is also omitted.
For the thesis, a survey was conducted for the farmers of Pyhäntä. The survey inquired the amount of biomass available for biogas plant and the farmers’ willingness to be involved in biogas production. The material of the circular economy project managed by Siikalatva municipality was used to estimate the amounts of side streams from the food industry, and the Biomass Atlas of the Natural Resources Centre was used to estimate the amounts of biowaste from communities. Publications and studies related to the topic were utilised in the theoretical background of the work.
Based on the results obtained, it can be concluded that there is significantly more feedstock available for biogas production than before and therefore also the energy potential is greater. The methane yield estimated in this work could cover part of the energy needed for heat and steam production in the food industry. However, based on the results, it seems that there is not enough agricultural field area to spread the processing residue, so more farmers interested in its utilisation are needed.
Further investigations are still required before biogas production in Pyhäntä can begin. The most important topics that need to be looked at are the profitability of biogas production and determining the methane production potential. The methane production potential of the feedstock and the best mix of feedstock can be determined through laboratory studies.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää biokaasun tuotantoon soveltuvien raaka-aineiden saatavuutta, saatavilla olevien raaka-aineiden metaanintuottopotentiaalia ja käsittelyjäännöksen käyttömahdollisuuksia Pyhännällä. Selvitys tehtiin ensisijaisesti yhden keskitetyn biokaasulaitoksen tarpeita ajatellen. Opinnäytetyössä ei tarkemmin käsitelty tuotettavan kaasun energiakäyttöä ja työstä rajattiin pois yhdyskuntien ja elintarviketeollisuuden jätevesilietteiden käyttö biokaasun tuotannossa.
Selvitystä varten pyhäntäläisille maanviljelijöille tehtiin kysely, jossa kartoitettiin maataloudesta saatavat biomassat biokaasulaitoksen käyttöön sekä kiinnostus biokaasun tuotantoon osallistumiseen. Elintarviketeollisuuden sivuvirtojen määrien arviointiin käytettiin Siikalatvan kunnan hallinnoiman kiertotaloushankkeen aineistoa ja yhdyskuntien biojätteen määrien arviointiin Luonnonvarakeskuksen biomassa-atlasta. Työn teoriataustassa hyödynnettiin aiheeseen liittyviä julkaisuja ja tutkimuksia.
Saatujen tulosten perusteella voitiin päätellä, että biokaasun tuotantoon soveltuvia raaka-aineita on saatavilla huomattavasti aiempaa enemmän, joten energiapotentiaali on aiempaa suurempi. Tässä työssä arvioidulla metaanintuotolla voitaisiin kattaa osa elintarviketeollisuuden lämmön ja höyryn tuotantoon kuluvasta energiasta. Tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, ettei käytettävissä oleva peltopinta-ala riitä käsittelyjäännöksen levittämiseen, joten sen hyödyntämisestä kiinnostuneita viljelijöitä tarvitaan lisää.
Biokaasun tuotannon aloittaminen Pyhännällä vaatii vielä lisäselvityksiä, joista tärkeimpiä ovat biokaasun tuotannon kannattavuuden arviointi ja metaanintuottopotentiaalin käytännön määritykset. Raaka-aineiden metaanintuottopotentiaali ja paras metaania tuottava syöteseos voidaan selvittää laboratoriotutkimuksilla.
The aim of this thesis was to find out the availability of feedstock suitable for biogas production, the methane production potential of the available feedstock and the possibilities of using the processing residue in Pyhäntä. The study was done with a premise to utilise one centralised biogas plant. The thesis does not discuss how the produced biogas will be used. The use of sewage sludge in biogas production is also omitted.
For the thesis, a survey was conducted for the farmers of Pyhäntä. The survey inquired the amount of biomass available for biogas plant and the farmers’ willingness to be involved in biogas production. The material of the circular economy project managed by Siikalatva municipality was used to estimate the amounts of side streams from the food industry, and the Biomass Atlas of the Natural Resources Centre was used to estimate the amounts of biowaste from communities. Publications and studies related to the topic were utilised in the theoretical background of the work.
Based on the results obtained, it can be concluded that there is significantly more feedstock available for biogas production than before and therefore also the energy potential is greater. The methane yield estimated in this work could cover part of the energy needed for heat and steam production in the food industry. However, based on the results, it seems that there is not enough agricultural field area to spread the processing residue, so more farmers interested in its utilisation are needed.
Further investigations are still required before biogas production in Pyhäntä can begin. The most important topics that need to be looked at are the profitability of biogas production and determining the methane production potential. The methane production potential of the feedstock and the best mix of feedstock can be determined through laboratory studies.