Hyppää sisältöön

Wood2Bio­gas

Hank­keen tie­dot

HankeWood2Bio­gas
Kesto1.1.2022 – 31.5.2024
To­teut­ta­jatHä­meen am­mat­ti­kor­kea­kou­lu, Bio­pir Oy, Do­ra­no­va Oy, Svens­ka lant­bruks­sälls­ka­pens för­bund r.f. (SLF), Xylo Gas Oy
Ra­hoit­ta­jatEu­roo­pan maa­seu­dun ke­hit­tä­mi­sen maa­ta­lous­ra­has­to, Manner-​Suomen maa­seu­dun ke­hit­tä­mis­oh­jel­ma 2014–2020 EU:n el­py­mis­ra­has­ton li­sä­va­rat, maa­seu­dun in­no­vaa­tio­ryh­mät EIP
Bud­jet­ti299 992 €

Kehitämme teknologiaa biokaasulaitoksen energiatuotannon parantamiseksi. Hankkeessa kehitetään ja demonstroidaan puun kaasutusta ja puukaasun käyttöä biometaanin raaka-aineena lannan, nurmirehun ja biojätteiden rinnalla. Näin voidaan parantaa biokaasulaitoksen biometaanin tuotantoa ilman, että mädätysjäännöksiä muodostuu lisää. Lisäksi kehitetään biohiilen tuotantoa puun kaasutusprosessin rinnalla. Hankkeessa luodaan kestävä ja taloudellisesti kannattava uusi kokonaiskonsepti. Puun pyrolysointi-/kaasutustekniikan kehityksestä vastaa Xylo Gas Oy ja biometanointiprosessessin kehityksestä Doranova Oy. HAMK tukee kehitystyötä ja testiajoja tarkoituksenmukaisilla analyyseillä ja tulostarkasteluilla.

Biokaasun tuotantoprosessi on erinomainen kestävä tapa jalostaa ravinnepitoisia maatalouden sivuvirtoja energiaksi, biopolttoaineeksi (biometaani) sekä kierrätyslannoitteksi. Hajautetulla tuotannolla, kuten paikallisesti toimivilla biokaasulaitoksilla on hyvät mahdollisuudet hyödyntää maatalouden biomassavirtoja logistisesti kestävällä tavalla ja edistää näin ravinnekierrätystä ja vähentää maatalouden ilmastopäästöjä. 

Maatalouden biomassoihin pohjautuvasta biokaasutuotannosta on ollut kuitenkin haastava saada kannattavaa toimintaa. Haasteita aiheuttavat yleensä pieni tuotantokapasiteetti, saatavilla olevien raaka-aineiden alhainen energiapotentiaali, laitoksella tuotettujen energiatuotteiden alhainen hinta ja  mädätteen ravinteiden rajallinen alueellinen hyödynnettävyys.

Innovaatiohankkeessa haetaan ratkaisua näihin haasteisiin parantamalla maatalouden sivuvirtoja hyödyntävien biokaasulaitosten toimintamahdollisuuksia ja niiden kannattavuutta laajentamalla biokaasutuotannon raaka-ainepohjaa tavanomaisista syötteistä (lannat, hukkarehut ja kesantonurmet) puuenergiaan. Puuenergialla täydennetty raaka-ainepohja mahdollistaa suuremman biometaanituotannon ilman, että mädätysjäännöksiä muodostuu lisää ja samalla myös biokaasulaitoksen lämpötalous paranee. Tähän päästään yhdistämällä uutta kaasutusteknologiaa perinteiseen biokaasulaitosprosessiin. Wood2Biogas -hankkeen pyrkimyksenä on luoda tästä kokonaisuudesta kestävä ja taloudellisesti kannattava synergiaratkaisuja tuottava kokonaiskonsepti.

Koh­de­ryh­mä

Biokaasulaitosten omistajat ja biokaasulaitosinvestointiin tähtäävät toimijat Suomessa ja vientimarkkinoilla.

Toiminta-​alue

Toteutusvaiheessa toiminta-alue on Varsinais-Suomi, Pirkanmaa, Uusimaa ja Kanta-Häme.
Hankkeessa kehitettävän konseptin toimintakenttä sijoittuu kuitenkin laajasti koko Suomeen, joten toiminta-alueen laajeneminen hankkeen edetessä on luonnollinen tavoite. Kansainväliseksi suunniteltu konsepti laajentaa toiminta-aluetta entisestään.

Kaaviokuva Wood2Biogas-konseptia vastaavasta kokonaisprosessista. Kaaviossa on pienillä kuvakkeilla esitetty pääprosessit ja nuolilla niihin tulevat syötteet ja vastaavasti niistä poistuvat tuotteet. Pääprosessit ovat pyrolysointi-kaasutusprosessi, biokaasulaitosprosessi ja biometanointiprosessi. Pyrolysointi-kaasutusprosessiin tulee syötteenä puubiomassa ja sieltä poistuu biohiili, synteesikaasu ja lämpö. Tämä lämpö syötetään biokaasulaitokseen, johon syötteenä tulee biojäte- ja sivuvirtoja, ja josta tuotteena poistuu biokaasu ja lannoitteet, jonka yhteydessä on mainittu suluissa biohiili. Biokaasu ja edellä mainittu synteeesikaasu -nuolet menevät biometanointiprosessiin, josta lähtee nuoli jalostuksen kautta biometaanituotteeksi.
Wood2Biogas -konseptin pääprosessit, raaka-aineet ja tuotteet

Hyö­dyn­net­tä­vyys

Innovaatioryhmän teknologiakehitystyön rinnalla Wood2Biogas-projektissa kehitetään yhteistyön ja viestinnän keinoin agrisymbioosia, jossa biotalousyrittäjät ja maaseudun toimijat voivat saada synergiaetuja toiminnalleen. Biometaanin, lämpöenergian, lannoite- ja maanparannustuotteiden lisäksi tuoteportfolio sisältää kaasutusprosessin ohessa syntyvän biohiilen. Näitä kestävyyskriteerit täyttäviä tuotteita eri tahot voivat hyödyntää tavoitellessaan hiilineutraaliutta.

Työ­pa­ke­tit

Pro­jek­tin ete­ne­mi­nen

Pyrolysointi-​kaasutuslaitteiston ra­ken­ta­mi­nen In­koos­sa

Xylo Gas Oy on siirtynyt kesäkuussa 2022 uuden kaasutuslaitteiston suunnittelusta käytännön rakentamiseen. Haasteitakin projektissa on kohdattu.

Maailmanlaajuinen komponenttipula on viivästyttänyt materiaalihankintoja suunnitellusta aikataulusta jonkin verran. Maailmantilanteesta johtuva teräksen hinnannousu on nostanut laitteiston tuotantokustannuksia merkittävästi.

Xylo Gas Oy:n puun pyrolysointi- ja kaasutuslaitteiston rakentaminen etenee. Laitteiston sijoittamista varten hankitun kontin modifiointi ja varustelu on alkamassa marraskuussa 2022.

Bio­me­ta­noin­nin tes­tia­jot käyn­nis­ty­vät

Doranova on käynnistänyt biometanoinnin testiajot konttiin sijoitetulla laitteistokokonaisuudella yrityksen toimipisteellä Vesilahdella (syksy 2022 – kevät 2023). Koeajojen pohjalta jatketaan Wood2Biogas-hankkeessa toteutettavan isomman kokoluokan ratkaisun teknistä suunnittelua ja kustannuslaskentaa.

Suunnittelu jatkuu yhteistyössä Biopirin kanssa, jonka biokaasulaitokselle Vehmaalle tullaan sijoittamaan lopullinen biometanointi-pilotyksikkö.

Doranovan konttimittakaavan laitteistokokonaisuuteen kuuluu biokaasureaktori, josta saatua rejektiä on käytetty reaktorissa tuotetun biokaasun ex-situ metanointireaktorissa ravinnelähteenä. Biokaasun metanointiin on testattu sekä puukaasua simuloivaa tuoteseoskaasua että puhdasta pullovetyä. Biometanointia tehdään täytekappaleilla varustetussa Trickle-bed tyyppisessä reaktorissa (TBR), tilavuudeltaan 1 m3.  

Bio­me­ta­noin­nin koea­jot käyn­tiin Veh­maal­la

Biopirin biokaasulaitoksen yhteyteen Vehmaalle sijoitettu Doranovan biometanointiyksikkö on valmistunut ja koeajot ovat alkamassa lokakuussa 2023. Reaktoritilavuus on kasvanut konttimittakaavasta noin viisinkertaiseksi. Puukaasua ei ole käytettävissä, joten biometanointitestien toteutus aloitetaan vetykaasun avulla.

Loppusyksyn ja alkutalven poikkeuksellisen kylmät olosuhteet ja siitä aiheutuneet, kuin myös muut alkuvaiheen tekniikkaongelmat ovat tuoneet haasteita biometanoinnin koetoiminnalle Vehmaalla, ja yhtenäiset testijaksot ovat jääneet suunniteltua lyhyemmiksi. Ensimmäiset tulokset loppuvuodelta 2023 kuitenkin jo osoittavat, että prosessi toimii ja ainakin hetkellisesti on saavutettu korkeita metaanipitoisuuksia, n. 80-90 %. Koetoiminta keskeytetään kylmimmän talven ajaksi. Biometanointikokeita jatketaan Vehmaalla maaliskuussa 2024.

Pyrolysointi-​kaasutuslaitteisto val­mis­tu­mas­sa

Xylo Gas Oy:n pyrolysointi-kaasutusyksikkö alkaa olla automatisointiviimeistelyjä vailla valmis starttaamaan ensimmäisiin koeajoihin tammikuussa 2024.

Bio­me­ta­noin­nin koea­jot jat­ku­vat Veh­maal­la

Kevätauringon lämmön myötä Doranovan biometanointikoeajoja on päästy jatkamaan Vehmaalla (maalis-huhtikuu 2024). Nyt onnistuttiin toteuttamaan yhtenäisempää prosessiajoa verrattuna syksyn ja alkutalven tilanteeseen. Ulostuleva kaasu sisältää jonkin verran ylijäämävetyä, mutta kun tämän vaikutus jätetään huomiotta niin päästään metaanipitoisuudessa yli 90 %:n (kuvaaja).

Kuvaaja esittää Biopirin biokaasulaitokselta tulevan biokaasun ja sen biometanoinnin tuloksena saatavan tuotekaasun metaani- ja hiilidioksidipitoisuuksien erot.

Pyrolysointi-​kaasutuskokeet käyn­tiin In­koos­sa

Xylo Gas:n pyrolyysi-kaasutusyksikkö, polttoaineteholtaan 1 MW, saatiin vihdoin, ja juuri vielä hankeajan puitteissa startattua. Ensimmäiset koeajot näytteenottoineen ja mittauksineen ovat käynnistyneet Västankvarnin tilalla Inkoossa 19.4.2024.

Xylo Gasin koeajoissa saavutetaan erinomaisen hyvälaatuista synteesikaasua, joka on tervatonta ja jossa on korkea, yli 50 %:n vetypitoisuus. Korkealaatuisen kaasun lisäksi saadaan korkean hiilipitoisuuden (91-95 %) omaavaa biohiiltä.

Lu­paa­via tu­lok­sia jat­ko­ke­hit­te­lyä var­ten

Xylo Gas:n pyrolysointi-kaasutuskoeajoen tulosten pohjalta laadittu koostekuva biohiilen ja synteesikaasun tuotannosta:

Hankkeen päättyessä (31.5.2024) voidaan onnistuneiden koeajojen pohjalta todeta, että puun pyrolysointi-kaasutusprosessilla saatiin tuotettua lupaava synteesikaasu biokaasun metanointiin, mikä on Wood2Biogas-konseptin perusajatus. Tämän synteesikaasun käyttöä ei ehditty hankkeen puitteissa testaamaan, mutta sitä simuloineen vetykaasun käyttöön perustuvan biometanoinnin tulokset olivat myös lupaavia. Hankkeessa saatiin merkittäviä tuloksia ja testatut osakokonaisuudet saatiin toimimaan teknisesti onnistuneesti.

Hanke päättyy, kehitystyö kohti kaupallistamista jatkuu!

Ma­te­ri­aa­lit

Hank­keen tu­los­koos­te

Maa­ta­lous­tie­teen päi­vät 2024, pos­ter

Tie­dot­teet

Ajan­koh­tais­ta

Di­gi­maa­ta­lous Webikahvit

Wood2Biogas on mukana Työtehoseuran järjestämillä DigiMaatalous webikahveilla 25.10.2023 oli aiheena  Biokaasutuotannon uudet teknologiat.

Ohjelma:
13:00 Tervetuloa
13:05 Puukaasutus ja metanointi biokaasun tuotantoa kasvattamassaMilla Salmela, Hämeen ammattikorkeakoulu HAMK
13:25 Metanoinnin kannattavuus maatilamittakaavassa, Mauno Harju, Jyväskylän ammattikorkeakoulu JAMK
13:45 Prosessiin tehoa optimoinnilla – ennustava malli rakenteilla, Petri Österberg, Oulun yliopisto
14:05 Mitä uudet teknologiat merkitsevät alan näkymille?Antti Myllärinen, Doranova Oy

Wood2Bio­gas mu­ka­na Ko­neAgrias­sa

Wood2Biogas mukana KoneAgriassa Tampereen Messukeskuksessa Maaseutuverkoston Innovaatiotorilla (0sast0 C101) 12.-14.10.2023. Osastolla on mahdollista tutustua biometanointilaitteistoon. Hankkeen puheenvuoro Innovaatiotorin lavalla lauantaina 14.10. klo 11.00.
Lisätiedot tapahtumasta.

Leh­tiar­tik­ke­li

Fredrik Ek bygger anläggning där träflis ska brännas nästan helt utan utsläpp  Wood2Biogas -projektissa Xylo Gas Oy:n  ja SLF:n edustajana mukana oleva Fredrik Ek kertoo puukaasuttimesta ja sen kehitystyöstä.  YLE Svenskan lehtijuttu 15.3.2023.

Yh­teys­tie­dot

ANTTI MYLLÄRINEN

Doranova Oy

antti.myllarinen@doranova.fi

+358405491341

PASI VIRINTIE

Xylo Gas Oy

pasi.virintie@xylogas.net

+358505635684

FREDRIK EK

Svenska Lantbrukssällskapens Förbund r.f.

fredrik.ek@slf.fi

+358407547182

Yh­teis­työs­sä

Doranova Oy:n logo
Xylo Gas logo