11/21/2012

1

"Biogaasijaama projekt Eesti tingimustes Torma POÜ näitel- mis on oluline ja

suurimad probleemid?"

Peep Pitk, Tallinna Tehnikaülikool

MTÜ Eesti Biogaasi Assotsiatsioonpeeppitk@gmail.com

+ 372 55604106

Torma POÜ, TTÜ ja Peep Pitk koostöö

• Ahto Vili on aastaid olnud entusiastlik biogaasi valdkonna toetaja ja arendushuviline

• Esialgne plaan oli doktoritöö teostada seoses Torma BGJ protsessi planeerimise, käivitamise ja opereerimisega seotud katsetööga

• Biogaasijaama mitte rajamise tõttu pidi doktoritöö sisu muutma

• Doktoritöö koostöös Torma POÜ-ga „Proteiini- ja rasvarikastejäätmete anaeroobne kääritamine: energeetiline potentsiaalja optimaalsed kooskääritamise tingimused“

11/21/2012

2

Millest räägime

�Torma POÜ biogaasijaama plaanidest

�Teostatavusuuringu lähteandmetest

�Teostatavusuuringu tulemustest

�Millele juhiti uuringu raames spetsiaalset

tähelepanu?

�Soovitused biogaasijaama projekti planeerimiseks Eestis

Torma POÜ biogaasijaama projekti kronoloogia

• 2007- tekkis Ahto Vilil tõsisem huvi biogaasijaama rajamise suhtes

• 2008- valmis MES toel teostatavus- ja tasuvusuuring Saksamaa insenerifirmaga koostöös

• 2010- taotlus KIK investeeringutoetusele

• Peale taotluse negatiivset vastust ja poliitilist „tantsu“ TE toetuste ümber on konkreetsem arendustegevus peatunud

11/21/2012

3

Poliitilise „tantsu“ selgitus

• 2009. aasta ElTS muudatuse jõustumise TULEMUS

0

2

4

6

8

10

12

14

2007 2008 2009 2010

Biogaasi toodang Nm3/a

www.tuuleenergia.ee/

Biogaasi tootmine pole vaid fossilsete kütuste tarbimise

asendamine „paberil“ vaid omab otsest lokaalset positiivset keskkonnamõju- efektiivne

lahendus biolagunevate jäätmete käitlemiseks

11/21/2012

4

Biogaasi tootmine- ei midagi uut siin päikese all

• Anaeroobne kääritamine:• Bioloogilne protsess• Orgaanilise aine

lagundamine• O2 vabas keskkonnas

• Produktiks:• Biogaas (CH4, CO2, H2S,

NH3 jt) • Kääritusjääk ehk digestaat

Torma POÜ BGJ projekti algandmed 2008 aastal

• Loomakasvatus 650 lüpsilehma ja 700 noorlooma paiknesid ühes laudakompleksis. Aastas tekkis ~ 24.000 m³ läga ja ~ 600 t tahesõnnikut.

• Kasutusel oli 2300 ha haritavat maad, millest 300-400 ha oleks saanud kasutada energiakultuuride kasvatamiseks.

• Torma lautades juhitakse piimaseadmete pesu- ja olmeveed kanalisatsiooni, st. läga ei sisalda ballastvett ega pesu ja desoaineid.

11/21/2012

5

Sisend substraadid

Biomass KA oKA spets. biogaasi

saagis

l/kg oKA

Veiseläga 8,5% 80,0% 350

Veise sõnnik 25,0% 78,0% 320

Rohusilo 35,0% 90,0% 550

Rukkivilis 28,0% 95,0% 600Põhk 90,0% 90,0% 320

Substraatide parameetrid võeti kirjandusallikate keskmised, kuid see on suur viga!Põhjuseid selgitan hiljem

Erinevad substraatide segude versioonidSEK 150 kW 365 kW 1021 kW

Variant 1 Variant 2 Variant 1 Variant 2

SisendVeiseläga m³/a 24 000 24 000 24 000 24 000 24 000 24 000 24 000

Tahkesõnnik t/a 600 600 600 600 600 600 600

Rohusilo t/a 0 3 300 5 000 5 000 7 000 8 000 12 000Rukkivilis t/a 0 1 500 3 800 2 600 3 600 4 100 8 000

Teraviljatolm t/a 0 0 0 0 365 365 0

Põhk t/a 0 0 0 730 0 0

Päevane kogus t/päevas 67,4 80,5 91,5 90,2 97,4 101,5 122,2

KA sisaldus

sisendites % 8,9 12,8 15,0 16,2 16,8 17,4 19,3

Fermentaator 1 m³ 2 000 3 000 2 300 3 800 2 800 2 800 3 700

Fermentaator 2 m³ 2 300 2 800 2 800 3 700

Järelkääriti 1 m³ 2 300 2 300 3 200 2 300Järelkääriti 2 m³ 3 200

Lõpphoidla m³ 2 300 6 500

Orgaaniline koormus 2,40 2,91 2,58 3,32 2,50 2,72 2,83

kg oKA/ m³ päevas

Viibeaeg

Fermentaator päeva 30 37 50 42 57 55 61

Järelkääriti päeva 29 25 25 66 19

537 kW 716 kW

11/21/2012

6

Tootmisvõimsus: 537 kW

Fermenter

2 300 m³

40 °C Käärimisjäägi

lõpphoidla

Sisend(tahke) 7 800 m³

1,6 t/p Tahesõnnik 0 °C MB 0 °C

13,7 t/p Rohusilo 300 m³

10,4 t/p Rukkivilis 40 °C

Input (vedel) Käärimisjäägi

65,8 t/p Läga 0 °C Fermenter Järelkääriti lõpphoidla

0,0 t/p Biomass 2 300 m³ 2 300 m³ 8 800 m³

40 °C 40 °C

GZL

300 m³

0 °C Gaasihoidla

28 °C

SEK

0 °C 40 °C

MB Segamismahuti

GZL Läga v ahehoidla Soojuse ülejääk 18 °C

Investeeringukulude kalkulatsioon

1. Fermentaator 592 000 €

2. Segamismahuti 159 000 €3. Järelkääriti, gaasihoidla 274 000 €

4. Tahkeainete sisseviimine, lägatehnika 185 000 €5. Väljakääritatud jääkainete hoidla, olemas 0 €

6. Meediatehnika 70 000 €

7. SEK, tehnikakonteiner 450 000 €8. Ehitustööd 60 000 €

9. Biogaasijaama elektriline võimsus 40 000 €10. Elektriline võimsus, väljaande suutlikkus 50 000 €

11. Kõrvalhooned 305 000 €12. Ehituse kõrvalkulud 197 000 €

Summa (neto, lisandub käibemaks) 2 382 000 €

Hooldus- ja teeninduskulutused

SEKi hooldus 1,50 senti/kWh 4 296 000 kWh 64 440 €/a

Korrashoid 1,0% investeeringutest 2 382 000 € 23 820 €/aPersonal 10 000 €/a 1 isik 10 000 €/aKindlustus 0,50% investeeringutest 2 382 000 € 11 910 €/a

Elektriseadmete omavajadus 8% 343 680 kWh/a 6,30 senti/kWh 21 652 €/aBioloogiline järelevalve 6 000 €/a 1 tk 6 000 €/a

Väävli eraldamine 500 €/kuus 12 kuud 6 000 €/a

Teeninduse/hoolduse summa 143 822 €/a

Kulutused biomassile

Biomass Hind Kogus

Veiseläga 0,00 €/t 24 000 t/a 0 €/aVeisesõnnik 0,00 €/t 600 t/a 0 €/a

Rohusilo 20,00 €/t 5 000 t/a 100 000 €/aRukkivilis 20,00 €/t 2 600 t/a 52 000 €/a

Põhk 20,00 €/t 730 t/a 14 600 €/a

Biomassi summa 166 600 €/a

Aastased kulutused

Tegelik kulu biomassile 30-35 €/t

11/21/2012

7

Sissetulekute ja ülejäägi arvestus

Kompensatsioon senti/kWh 8,30

Sissetulekud elektrimüügist €/a 356 568

Aastased kulutused €/a 310 422

Ülejääk €/a 46 146

Überschuss in Abhängigkeit von der Stromvergütung

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

7,35 8,30 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00

Vergütung, ct/kWh

Üb

ersc

hu

ss,

€/a

Juba 2008 oli selge, et alla 11-12 € ct/kWh biogaasist elektri ja sooja tootmine ei ole majanduslikult otstarbekas, kui lisasubstraatidel on HIND!

Projekti lõpptulemus:Selleks, et tutvustatud biogaasijaama juuressaavutada elektrimüügi baasil ja kolmandateisikute poolse finantseeringu all positiivsettöötulemust, peaks elektrikompensatsioonulatuma vähemalt 12,00 senti/kWh.

Teemad, millele uuringu raames erilist tähelepanu pöörati

Januar

Febru

ar

März

April

Mai

Juni

Juli

August

Septe

mber

Okto

ber

Novem

ber

Dezem

ber

Wärmebedarf BGA

Wärmeüberschuss0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

So

oju

s, k

Wh

/ku

us

Torma biogaasijaama soojusbilanss

Wärmebedarf BGA

Wärmeüberschuss

• Reaktorite isolatsioon ja soojustarve kütteperioodil!

• Jääksoojuse kasutusvõimalused kütteperioodi välisel ajal?

11/21/2012

8

Millest alustada ja mis on oluline biogaasijaama projekti koostamisel?

Aga loomulikult substraadid!

BGJ projektiga alustamine

• Kõige olulisem on kindlaks määrata kättesaadavate substraatide kogused, analüüside nende koostist ning määrata biogaasi potentsiaal- MIKS?

• Torma läga näide:

Kirjanduse alusel prognoositi 12 m3 CH4/t kohta

Tegelik potentsiaal 25,2 m3 CH4/t

• Rohtse biomass- millisel kultuuril parim saagikus ja milline on biogaasi potentsiaal

11/21/2012

9

VIT(very important technology)- üliolulised tehnoloogilised osad biogaasijaama rajamisel

• Tahke ja vedela tooraine sisestamine: kütteperioodil vajalik eelsoojendamine

• Tahke massi puhul on oluline eeltöötlus-peenestamine, purustamine ja/või hüdrolüüs

VIT(very important technology)- üliolulised tehnoloogilised osad biogaasijaama rajamisel

• Segajate valik, positsioneerimine ja töörežiim-ülioluline arvestades BGJ elektri omatarvet

• Optimaalne jääksoojuse taaskasutamise jaotussüsteem

• Reaktorite paigutus ja mahutavus peab tagama piisava viibeaja ja minimaalse pumpamise kulu

• Omaette teema on kääritusjäägi hoiustamine ja biogaasi jääkpotentsiaali kasutamine

11/21/2012

10

VIT

• Biogaasisektor on jõudnud uude „inteligentsete biogaasijaamade“ ajastusse- juhtimisautomaatika, monitooring ja on-line analüsaatorite kasutamine on vältimatu

Automaatjuhtimine = efektiivsus ( BGJ el. omatarve <5%)

Manuaalne juhtimine = raiskamine

• Esialgne suurem investeering tagab biogaasijaama ladusa töö ja „oi-oi“ kui palju see vähendab peavalu ja kulusid seoses parandus ja hooldustöödega

Biogaasi tootmine Eestis?

• Sõltumata biogaasi lõppkasutusest- BIOGAASI TOOTMINE PEAB OLEMA MAX EFEKTIIVNE JA KONTROLLITUD

11/21/2012

11

• Suur osa Eesti potentsiaalist on hinnanguliselt hilise niitega rohtses biomassis ja heinapallides põldude ääres

Selle potentsiaali rakendamiseks vajame kõrgel tehnilisel tasemel biogaasijaamu, muidu .....

11/21/2012

12

Kõigepealt substraadid paika

Eeltöötlustehnoloogiate valik

Biogaasijaama üldkontseptsioon

Automaatika, juhtimine ja kontroll

Siis tuleb bakterite keskkonnatingimuste fine tuning

Tänan tähelepanu eest!

Peep Pitk TTÜ Keemiainstituut

MTÜ Eesti Biogaasi Assotsiatsioon

peeppitk@gmail.com

+ 372 55604106