Biogas production from energy crops and crop residues

Abstract

Energiantuotantoa varten viljellyt energiakasvit ja erilaiset kasvintuotannon sivutuotteet ja jätteet eli peltobiomassat tarjoavat puhtaan ja kotimaisen uusiutuvan energialähteen. Kasvibiomassa voidaan hyödyntää energiana useilla eri tavoilla, joista yksi on biokaasun tuotanto. Biokaasua voidaan hyödyntää lämmön- ja sähköntuotannossa tai liikenteen polttoaineena fossiilisten polttoaineiden sijasta.Annimari Lehtomäki tutki mahdollisuuksia hyödyntää energiakasveja ja kasvijätteitä biokaasun tuotannossa pohjoisissa oloissa. Tutkimuksessa kartoitettiin Suomen oloissa menestyviä, biokaasun tuotantoon mahdollisesti soveltuvia kasvilajeja, sekä määritettiin niiden kemiallinen koostumus ja biokaasupotentiaali. Lisäksi tutkittiin korjuuajankohdan ja eri varastointimenetelmien vaikutuksia kasveista saatavaan biokaasupotentiaaliin sekä erilaisten reaktoritekniikoiden soveltuvuutta biokaasun tuotantoon kasvibiomassoista.Monivuotiset heinäkasvit ovat yksi tehokkaimpia vihermassan tuottajia pohjoisissa ilmasto-olosuhteissa, niiden tuotantoon tarvittava kalusto ja asiantuntemus ovat olemassa, ja ne ovat osa totuttua kulttuurimaisemaa. Lisäksi nurmiheinää on melko helppoa viljellä ja varastoida. Nurmiheinän ja sokerijuurikkaan naattien varastointi säilörehuntekomenetelmällä varastointilisäaineiden kanssa parantaa biokaasutuottoa noin 20 % verrattuna tuoreista kasveista saatavaan biokaasutuottoon. Nurmiheinän ja sokerijuurikkaan naattien varastointi biokaasureaktorista peräisin olevan mikrobisiirroksen kanssa on tehokas varastointimenetelmä. Tämä voisi olla edullinen vaihtoehto näiden materiaalien varastointiin maatilakohtaisten biokaasulaitosten yhteydessä.Maatilakohtaisia biokaasulaitoksia oli Suomessa vuonna 2004 tiettävästi kuudella maatilalla, ja ne tuottivat vuoden 2004 aikana yhteensä noin 220 000 m3 biokaasua. Viime vuosina Suomessa on toteutettu muutamia sekä maatilakohtaisia että keskitettyjä biokaasulaitoksia, ja useita laitoksia on suunnitteilla. Biokaasun sisältämä metaani on monipuolinen polttoaine, sillä sitä voidaan hyödyntää sekä sähkön- ja lämmöntuotannossa että ajoneuvojen ja työkoneiden polttoaineena. Näin voidaan välttää uusiutumattomien luonnonvaroihin perustuvien polttoaineiden käyttöä. Biokaasuprosessissa tuotettu metaani on useissa elinkaarianalyyseissa todettu yhdeksi energiatehokkaimmista ja ympäristöystävällisimmistä tavoista tuottaa liikenteen biopolttoainetta.