Biokaasua voidaan tuottaa erilaisista biohajoavista jätteistä, kuten tässä työssä tarkastelluista yhdyskuntien biohajoavista jätteistä ja jätevesilietteestä, maatilojen tuotantoeläinten lannasta ja teurasjätteistä. Tuotannon raaka-aineiden valinnassa tulee ottaa huomioon muun muassa syötteen happamuus, sekä kuiva-aineksen ja orgaanisen aineksen suhteet. Jätteiden käyttö biokaasun tuotannossa on perusteltua, sillä näin voidaan hyödyntää orgaanisen aineksen hajoamisessa muodostuneen metaanin energiasisältö energiantuotannossa. Metaani on voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi, joten sen hyödyntäminen energiana pienentää suoria metaanipäästöjä ilmakehään, jos vaihtoehtona olisi orgaanisen aineksen päätyminen kaatopaikalle.
Suomessa lannalla on suurin potentiaali biokaasun tuotannossa. Jätteiden mädätyksellä tuotetun biokaasun sisältämä polttoaine-energia vastaa 3 % energian kokonaiskulutuksesta, 11 % uusiutuvan energiankulutuksesta ja 6 % uusiutuvan energian tavoitteesta. Saksassa lannalla on suurin biokaasupotentiaali. Jätteistä saatava energia kattaisi Saksassa energian kokonaiskulutuksesta 5 %, tämän hetkisestä uusiutuvan energiankulutuksesta noin 38 % ja uusiutuvan energian tavoitteista noin 8 %. Intiassa suurin potentiaali on lannalla, ja jätteiden mädätyksestä muodostuvalla biokaasulla olisi potentiaalia korvata 18 % energian kokonaiskulutuksesta, 50 % nykyisestä uusiutuvan energian kokonaiskulutuksesta ja 46 % uusiutuvan energian tavoitteista. Jätteiden metaani riittäisi Suomessa 580 tuhannen, Saksassa 10 miljoonan ja Intiassa 109 miljoonan kaasuauton vuosittaiseen tarpeeseen auton kulutuksen ollessa 4 kg/100 km.
Tarkastellut maat sisältävät paljon hyödyntämätöntä potentiaalia biokaasun tuotannon osalta. Käytännössä biokaasua ei kuitenkaan pystytä hyödyntämään työssä laskettujen tulosten mukaisesti, sillä tuotantoa varten ei ole riittävästi biokaasulaitoksia ja hukkaenergiaa syntyy energianmuuntoprosesseissa väistämättä. Tulokset ovat kuitenkin suuntaa antavia, ja kertovat maiden osittain hyödyntämättömästä potentiaalista.
LÄHTEET
AGEB. 2018. Energy Consumption in Germany in 2018. [Verkkodokumentti]. [Viitattu
16.11.2019]. Saatavissa:
https://ag-energiebilanzen.de/index.php?article_id=29&fileName=ageb_jahresbericht2017_2018042 0_englisch.pdf
Auburger, S., Jacobs, A., Märländer, B. & Bahrs, E. 2016. Economic optimization of feedstock mix for energy production with biogas technology in Germany with a special focus on sugar beets – Effects on greenhouse gas emissions and energy balances. Renewable Energy, 89, pp. 1-11. doi:10.1016/j.renene.2015.11.042
Bioenergia. Biokaasun välivarastointi ja varastointi ajoneuvoissa. [Verkkoaineisto].
[Viitattu 29.10.2019]. Saatavissa:
http://www.bioenergia.fi/Biokaasun%20v%C3%A4livarastointi%20ja%20varastointi%20a joneuvoissa
Dewil, R., Appels, L. & Baeyens, J. 2006. Energy use of biogas hampered by the presence of siloxanes. Energy Conversion and Management, 47(13), pp. 1711-1722.
doi:10.1016/j.enconman.2005.10.016
Edenhofer, O. et al. 2015. Climate change 2014: mitigation of climate change (Vol. 3).
Cambridge University Press.
Eurofins. Tilastoja. Vuosien 2011-2015 lantojen tilavuuspainot. [Verkkoaineisto]. [Viitattu 5.11.2019]. Saatavissa: https://www.eurofins.fi/agro/tietosivut/tilastoja/
Eurostat. 2018a. Bovine population – annual data. [Verkkoaineisto]. [Viitattu 5.11.2019].
Saatavissa:
https://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=apro_mt_lscatl&lang=en
Eurostat. 2018b. Pig population – annual data. [Verkkoaineisto]. [Viitattu 5.11.2019].
Saatavissa:
https://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=apro_mt_lspig&lang=en
Eurostat 2018c. Slaughtering in slaughterhuses – annual data. [Verkkoaineisto]. [Viitattu
6.11.2019]. Saatavissa:
https://ec.europa.eu/eurostat/data/database?node_code=apro_mt_pann
Federal Ministry of the Environment, Nautre, Conservation and Nuclear Safety (BMU).
2018. Waste Management in Germany 2018.
Fletcher, K. 2017. European Biogas Association reports 17,376 biogas plants in EU.
Biomass magazine. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 11.10.2019]. Saatavissa:
http://biomassmagazine.com/articles/14141/european-biogas-association-reports-17-376-biogas-plants-in-eu
Gasum Biotehdas Oy. 2016. Oulun biokaasulaitoksen laajennushanke.
Ympäristövaikutusten arviointiselostus 2016. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 7.10.2019].
Saatavissa: https://www.ymparisto.fi/gasumbiotehdasoybiokaasulaitosYVA
Gebreeyessus, G., & Jenicek, P. 2016. Thermophilic versus mesophilic anaerobic digestion of sewage sludge: a comparative review. Bioengineering, 3(2), 15. [Verkkodokumentti].
[Viitattu 10.10.2019]. Saatavissa: https://www.mdpi.com/2306-5354/3/2/15
German Livestock. German poultry. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 11.11.2019]. Saatavissa:
http://www.germanlivestock.de/german-poultry.html
Ghosh, S. K., & Di Maria, F. (2018). A comparative study of issues, challenges and strategies of bio-waste management in India and Italy. Detritus, 1(1), 8.
Global Energy Statistical Yearbook. 2019. Total energy consumption. [Verkkosivusto]
[Viitattu 21.11.2019]. Saatavissa: https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html
Government Of India. 2012. 19 th Livestock Census-2012 All India Report.
[Verkkojulkaisu]. [Viitattu 7.11.2019]. Saatavissa:
http://dadf.gov.in/sites/default/filess/Livestock%20%205_0.pdf
Guthjahr & Müller-Schapher 2018. Treatment of Sewage Sludge in Europe: Status Quo and Perspectives of Energy and Phosphorus Recovery. ISBN 978-3-944310-42-8
Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY). 2011. Pääkaupunkiseudun biojätteen koostumus. Kotitalouksien ja palvelutoimialojen erilliskerätyn biojätteen lajittelututkimus.
[Verkkodokumentti]. [Viitattu 16.10.2019]. Saatavissa:
https://www.hsy.fi/sites/Esitteet/EsitteetKatalogi/Julkaisusarja/6_2011_Paakaupunkiseudu n_biojatteen_koostumus.pdf
Huttunen R. 2017b. Valtioneuvoston selonteko kansallisesta energia-ja ilmastostrategiasta vuoteen 2030. ISBN: 978-952-327-189-0. [Verkkojulkaisu]. [Viitattu 20.11.2019].
Saatavissa: http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/79189
Huttunen, M., Kuittinen, V. ja Lampinen, A. 2017a. Suomen biokaasulaitosrekisteri N:O 21, 8-9.. Itä-Suomen yliopisto. Saatavissa: http://epublications.uef.fi/pub/urn_isbn_978-952-61-2856-6/urn_isbn_978-952-61-2856-6.pdf¨
IEEFA. (Institute for Energy Economics and Financial Analysis. 2019. India ups renewable energy target to 500 GW by 2030. [Verkkoartikkeli]. [Viitattu 15.11.2019]. Saatavissa:
https://ieefa.org/india-ups-renewable-energy-target-to-500gw-by-2030/
IndexMundi. 2018. India animal numbers. Cattle total slaughter by year. [Verkkoaineisto].
[Viitattu 6.11.2019]. Saatavissa:
https://www.indexmundi.com/agriculture/?country=in&commodity=cattle&graph=total-slaughter
IndexMundi. 1984. India animal numbers. Swine total slaughter per year. [Verkkoaineisto].
[Viitattu 6.11.2019]. Saatavissa:
https://www.indexmundi.com/agriculture/?country=in&commodity=swine&graph=total-slaughter
IRENA. 2015. Renewable Energy Prospects: Germany, REmap 2030 analysis. International Renewable Energy Agency (IRENA), Abu Dhabi. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 20.11.2019]. Saatavissa: https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-pt-vue/irena_remap_germany_report_2015.pdf
Jayathilakan, K., Sultana, K., Radhakrishna, K. and Bawa, A.S., 2012. Utilization of byproducts and waste materials from meat, poultry and fish processing industries: a review. Journal of food science and technology, 49(3), pp.278-293.
Joshi, R. and Ahmed, S., 2016. Status and challenges of municipal solid waste management in India: A review. Cogent Environmental Science, 2(1), p.1139434.
Kahiluoto, H., Kuisma, M., Havukainen, J., Luoranen, M., Karttunen, P., Lehtonen, E. &
Horttanainen, M. 2011. Potential of agrifood wastes in mitigation of climate change and eutrophication – Two case regions. Biomass and Bioenergy, 35(5), pp. 1983-1994.
doi:10.1016/j.biombioe.2011.01.058
Kaltschmitt, M., Themelis, N.J., Bronicki, L.Y., Söder, L & Vega, L.A. 2013. Renewable Energy Systems. New York, NY: Springer New York : Imprint: Springer.
Kangas, A. et al. 2011. Energiatehokas lietteenkäsittely. Suomen ympäristö.
[Verkkodokumentti]. [Viitattu 14.10.2019]. Saatavissa:
https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/37060/SY_17_2011.pdf?sequence
Kiviluoma-Leskelä, L. 2010. Biokaasun tuottaminen ja hyödyntäminen Lappeenrannassa.
Diplomityö. Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yliopisto.
Koponen, K. & Nylund, N. 2012. Fuel and technology alternatives for buses: Overall energy efficiency and emission performance. Espoo: VTT.
Kymäläinen, M. & Pakarinen, O. 2015. Biokaasuteknologia: Raaka-aineet, prosessointi ja lopputuotteiden hyödyntäminen. Hämeenlinna: Hämeen ammattikorkeakoulu. ISBN 978-951-784-771-1.
Latvala, M. 2009. Paras käytettävissä oleva tekniikka (BAT): Biokaasun tuotanto suomalaisessa toimintaympäristössä. Suomen ympäristökeskus. [Verkkodokumentti].
[Viitattu 9.10.2019.]. Saatavissa:
https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/37998/SY_24_2009.pdf?sequence=1&isAl lowed=y
Lehto, M., Salminen, P., Valtari, H. and Venelampi, O., 2016. Opas pienteurastamon sivutuotteiden hyödyntämisestä ja hävittämisestä.
Lihatiedostus. Teurastuksen sivutuotteet. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 11.11.2019].
Saatavissa: https://www.lihatiedotus.fi/tilalta-kauppaan/teurastus/teurastuksen-sivutuotteet.html
Luonnonvarakeskus. Biomassa-atlas. Karttapalvelu. [Verkkoaineisto]. [Viitattu 29.10.2019]. Saatavissa: https://biomassa-atlas.luke.fi/
Luonnonvarakeskus. 2019. Kotieläinten lukumäärä. [Verkkoaineisto]. [Viitattu 5.11.2019].
Saatavissa: https://stat.luke.fi/kotielainten-lukumaara
Luostarinen, S., Tampio, E., Berlin, T., Grönroos, J., Kauppila, J., Koikkalainen, K., Niskanen, O., Rasa, K., Salo, T., Turtola, E. and Valve, H., 2019. Keinoja orgaanisten lannoitevalmisteiden käytön edistämiseen.
Lyng, K.A. and Brekke, A., 2019. Environmental Life Cycle Assessment of Biogas as a Fuel for Transport Compared with Alternative Fuels. Energies, 12(3), p.532.
Mittal, S., Ahlgren, E. O. & Shukla, P. 2018. Barriers to biogas dissemination in India: A review. Energy Policy, 112, pp. 361-370. doi:10.1016/j.enpol.2017.10.027
Motiva 2019a. Uusiutuva energia. [Verkkoaineisto]. Päivitetty 5.8.2019. [Viitattu 22.9.2019]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia
Motiva 2019b. Energialähteet. Diesel. [Verkkoaineisto]. Päivitetty 8.8.2019. [Viitattu
30.10.2019]. Saatavissa:
https://www.motiva.fi/ratkaisut/kestava_liikenne_ja_liikkuminen/nain_liikut_viisaasti/valit se_auto_viisaasti/energialahteet/diesel
Motiva 2017. Biokaasu. [Verkkodokumentti]. Päivitetty 17.5.2017. [Viitattu 8.10.2019].
Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/bioenergia/biokaasu
Motiva 2013. Biokaasun tuotanto maatilalla. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 8.10.2019].
Saatavissa: https://www.motiva.fi/files/6958/Biokaasun_tuotanto_maatilalla.pdf
Mustafi, N. N., Raine, R. R. & Verhelst, S. 2013. Combustion and emissions characteristics of a dual fuel engine operated on alternative gaseous fuels. FUEL, 109(C), . doi:10.1016/j.fuel.2013.03.007
Mutikainen, M. et al. 2016. Biokaasusta kasvua. Biokaasuliiketoiminnan ekosysteemien mahdollisuudet. Sitran selvityksiä. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 14.10.2019]. Saatavissa:
https://extranet.kuntamarkkinat.fi/public_resources/KM2016/tietoiskut/Selvityksia111.pdf Nektalova, T. 2006. Energy Density of Diesel Fuel. The Physics Factbook. [Verkkosivu].
[Viitattu 18.11.2019]. Saatavissa:
https://hypertextbook.com/facts/2006/TatyanaNektalova.shtml
Palatsi, J., Viñas, M., Guivernau, M., Fernandez, B. & Flotats, X. 2011. Anaerobic digestion of slaughterhouse waste: Main process limitations and microbial community interactions. Bioresource Technology, 102(3), pp. 2219-2227.
doi:10.1016/j.biortech.2010.09.121
Pellegrini, L.A., De Guido, G., Lange, S. 2018. Biogas to liquefied biomethane via cryogenic upgrading technologies. Renewable Energy, 124, pp. 75-83.
doi:10.1016/j.renene.2017.08.007. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 21.10.2019] Saatavissa:
https://www-sciencedirect-com.ezproxy.cc.lut.fi/science/article/pii/S0960148117307590 Rajala, J. 2006. Luonnonmukainen maatalous. Mikkeli. Helsingin yliopisto. ISBN 952-10-2530-1.
Scarlat, N., Dallemand, J. & Fahl, F. 2018a. Biogas: Developments and perspectives in Europe. Renewable Energy, 129(PA), pp. 457-472. doi:10.1016/j.renene.2018.03.006 Scarlat, N., Fahl, F., Dallemand, J., Monforti, F. & Motola, V. 2018b. A spatial analysis of biogas potential from manure in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 94, pp. 915-930. doi:10.1016/j.rser.2018.06.035
Strabag. Sustainable Energy Holdings. Dry digestion. [Verkkodokumentti]. [Viitattu
23.10.2019] Saatavissa:
http://enermac.com/Sustainable%20Energy%20Holdings%20Ltd.%20(LINDE).pdf
Suomen virallinen tilasto (SVT): Energian hankinta ja kulutus [verkkojulkaisu].
ISSN=1799-795X. 2. Vuosineljännes 2019. Helsinki: Tilastokeskus [Viitattu: 16.11.2019].
Saatavissa: http://www.stat.fi/til/ehk/2019/02/ehk_2019_02_2019-09-26_tie_001_fi.html Ulkoministeriö. 2018. Intiassa kaasun asema liikennepolttoaineena säilyy vahvana.
Edustustojen raportit. [Verkkojulkaisu]. [Viitattu 17.11.2019]. Saatavissa:
https://um.fi/edustustojen-raportit/-/asset_publisher/W41AhLdTjdag/content/intiassa-kaasun-asema-liikennepolttoaineena-sailyy-vahvana/384951
Wellinger, A., Murphy, J. ja Baxter, D. 2013. The biogas handbook: Science, production and applications. Oxford: Woodhead Publishing.
World Bank Open Data. The World Bank. Saatavissa: https://data.worldbank.org/
Ympäristöministeriö. 5.7.2013. Nitraattiasetuksen korvaava uusi asetus lausunnoille. Liite 1: Lantavarastojen ohjetilavuudet. [Verkkojulkaisu]. [Viitattu 5.11.2019]. Saatavissa:
https://www.ym.fi/fi-FI/Ymparisto/Nitraattiasetuksen_korvaava_uusi_asetus_(17174)
Biomassatyyppien kuiva-aine- ja ravinnepitoisuudet, sekä syntyvän biokaasun määrä eri yksiköitä kohti (Mukaillen: Kahiluoto et al. 2011)
Biomassatyyppi TS % VS % TS Biokaasu
Yhdyskuntajätevesiliete 12 69 450 310,5
37,26 0,03726
Eläimestä jäävä biokaasuntuotantoon sopiva sivutuotteen määrä ja teurastettujen eläinten määrä eri maissa.
Eläin Sivutuote/ eläin [kg]
Teurastettujen eläinten määrä
vuodessa
Suomi Saksa Intia
Nauta 125 272750 3416000 3900000
Sika 10 1810570 56609000 1980000
Lähteet
Eurostat 2018c
Eurostat 2018c
Nauta: Indexmundi 2018 Sika: Indexmundib 1984