• in English
  • Suomi
     

 

Kaasutus

Hevosenlannan kaasutusmahdollisuus nousi vuoden 2013 aikana otsikoihin Suomessa, sillä kaasutus on nykyisen lainsäädännön puitteissa mahdollista myös pienemmille toimijoille. Uuden jätteenpolttoasetuksen mukaan (astunut voimaan 20.3.2013) jätteenpolton vaatimuksia ei enää sovelleta kaasutus- ja pyrolyysilaitoksiin, jos jätteen lämpökäsittelyssä syntyvä kaasu käsitellään niin, ettei se ei aiheuta suurempia päästöjä kuin maakaasun polttaminen.

Kaasuttimella voidaan muuntaa kiinteää polttoainetta kaasumaiseen muotoon. Kaasuttaminen tarkoittaa polttoaineen polttamista ali-ilmalla, jolloin kaikki palava aines ei pääse hapettumaan. Tuotekaasu syntyy, kun osa kaasumaisista palavista kaasuista jää hapettumatta. Reaktiot sekä syntyvät lopputuotteet riippuvat kaasutettavasta aineesta, mutta pääasiassa syntyvä polttokaasu on hiilimonoksidia ja vetyä. Jotta saataisiin hyvälaatuista tuotekaasua, polttoaineen kosteuden tulisi olla alle 50 %. Hevosenlannan kosteus on noin 65 %, joten mikäli lantaa kaasutetaan, sitä on kuivattava ennen kaasutusta. Kaasutuksen ensimmäiset vaiheet ovat samat kuin palamisessa. Aluksi polttoaine lämpenee kuivumislämpötilaan. Kuivumisen jälkeen seuraa pyrolyysi, jossa haihtuvat aineet kaasuuntuvat eli pyrolysoituvat ja palavat polttoaineen pinnalta. Lämmöntuonnin vuoksi kiinteä aine muuntuu kaasu- ja tervamaiseen muotoon. Pyrolyysivaihe edeltää aina kiinteän polttoaineen jäännöshiilen palamista tai kaasutusta.

Kaasutuksessa happea tarvitaan lämmöntuotannon kannalta riittävän palamisen aikaansaamiseksi. Happi tuodaan kaasuttimeen joko puhtaana happena tai ilman mukana. Polttoaineen ja ilman tai hapen suhdetta säätämällä voidaan pitää reaktorin lämpötila halutussa arvossa. Reaktorin lämpö saadaan kaasutinreaktioissa vapautuvasta energiasta. Mikäli polttoainetta kaasutetaan ilmalla, saadaan tuloksena matalalämpöarvoista tuotekaasua, jonka lämpöarvo on noin 6 MJ/Nm3. Matalalämpöarvoisuus johtuu ilman mukana tulleesta palamattomasta typestä, mikä alentaa lämpöarvoa. Mikäli kaasutuskaasuna käytetään puhdasta happea, saadaan tuotekaasua, jonka lämpöarvo (lämpöarvolla ilmoitetaan vapautuva lämpöenergian määrä) on lähes kaksinkertainen – noin 10–12 MJ/Nm3 – ilmakaasutuksessa syntyvään tuotekaasuun verraten.

 

Tilanne Suomessa

Hevosenlannan soveltuvuutta termiseen kaasutukseen on testattu Suomessa ainakin Savonian Heinäpaali –esiselvitys –hankkeessa. Tutkimuksessa käytettiin puupurulantaa, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 43,5 %. Vertailumateriaalina käytettiin puupellettiä (kuoretonta rauduskoivuhaketta). Teknisesti ja laitteiston toimintaa seurattaessa hevosen lannan ja puupellettien kaasuuntuminen oli hyvin samankaltaisia. Kumpikin muodostivat liian tiiviin patjan kaasuttimella. Rauduskoivuhake oli lähempänä kaasuttimelle käyttökelpoista materiaalia. Kuitenkin mittausten perusteella lanta hapettui kaasuttimessa pidemmälle kuin pelletti tai rauduskoivuhake. Korkeamman happipitoisuuden lisäksi lannan tuotekaasulla oli myös korkeampi hiilidioksidi ja hiilimonoksidipitoisuus sekä matalampi THC-pitoisuus kuin vertailumateriaalien tuotekaasuilla. Korkeamman happipitoisuuden lisäksi lannan tuotekaasulla oli myös korkeampi hiilidioksidi, ja hiilimonoksidipitoisuus sekä matalampi THC-pitoisuus (hiilivedyt) kuin vertailumateriaalin tuotekaasuilla. Myös rikkiyhdisteiden pitoisuudet olivat pienet hevosen lannan tuotekaasussa. Hevosenlanta sisältää ammoniakkia oletettavasti johtuen lannan virtsa-aineista ja sen pitoisuus ylitti merkittävästi kaasuanalysaattorin mittausalueen ks. kokeessa. Ammoniakin korkea pitoisuus voi kuitenkin olla tuotekaasua poltettaessa edullinen ominaisuus typen oksidien ja muiden happamien kaasukomponenttien neutralisoinnissa.

Suomessa on maatilapuolella ainakin pari kaasutuslaitosta käytössä. Niiden hinta on noin 200 000 €. Biokaasutus ja kaasutuksen osalta on suunnitteilla tutkimushankkeita Suomessa tällä hetkellä. Voidaankin olettaa, että niiden osalta saadaan lähivuosina lisää tutkimustietoa ja käytännön kokemuksia.

 

Tilanne Ruotsissa

Ruotsissa on kehitetty laitteita lannan kaasuttamiseen. Näissä laitteissa polttoaine (lanta, kuivike yms.) kaasutetaan ja tuotteena syntynyt kaasu poltetaan. Kyseinen voimala on 15-20 % kalliimpi kuin tavanomainen hake- tai pellettivoimala, mutta siis selvästi edullisempi kuin erityinen jätteenpolton vaatimukset täyttävä voimala. Uuden asetuksen myötä tällaisten laitteistojen käyttö on sallittua Suomessakin, kunhan muut ehdot täyttyvät. Ainakin Ruotsissa kyseiset voimalat ovat saaneet EU-tukea, ja niiden rakentamiseen on vaadittu vain kunnan myöntämä lupa.

 

Takaisin hyviin lantahuollon käytäntöihin