Biogaas

Allikas: Energiatalgud
Redaktsioon seisuga 16. august 2013, kell 14:19 kasutajalt Jaanus.uiga (arutelu | kaastöö)

(erin) ←Vanem redaktsioon | Viimane redaktsiooni (erin) | Uuem redaktsioon→ (erin)
ENERGIAMAJANDUS RESSURSIKASUTUS ASUSTUS TRANSPORT STRATEEGILINE PLANEERIMINE

Artikkel Biogaas täiendab artikleid Biogaasi energeetiline ressurss ning Energiaressursid.

Biogaas on gaasiline kütus, mida saadakse biomassist anaeroobse kääritamise või puitse biomassi gaasistamise teel.

Biogaas ja biometaan

Biogaas

Biogaas on anaeroobse kääritamise teel saadud gaasiline kütus, mis koosneb 45-70 % metaanist (CH4), 30-40 % süsinikdioksiidist (CO2) ja teistest komponentidest nagu N2, O2, NH4, H2S. Biogaas tekib looduses, kui keskkond on anaeroobses (hapnikuvaba) (N: soodes, sõnnikuhoidlates ja lehma maos). Kui samad tingimused luua tehislikult biogaasikääritis, st temperatuur vähemalt 37 °C, keskkond on anaeroobne ja olemas on piisav kogus biomassi, siis saab nimetatud gaasi tehislikult toota.

Biogaasi sisendina kasutatavat biomassi saab jagada põllumaal kasvavaks biomassiks (hein, teraviljad, õlikultuurid) ja tootmises tekkivaks biomassiks (sõnnik, reoveemuda ning orgaaniliselt lagunevad jäätmed). Lisaks on biogaasi võimalik saada nn "iseenesliku anaeroobse käärimise" protsessi käigus prügilatest (prügilagaas) ja see kokku koguda ning muundada kasulikuks energiaks. On oluline mainida, et puidupõhine biomass ei kääri ja seega puidust anaeroobse lagundamise teel biogaasi ei saa. Puidupõhist biomassi saab kas gaasistada või põletada energia saamiseks. Gaasistamise üks saadusi võib olla metaan, mida tihti nimetatakse sel juhul sünteetiliseks biogaasiks.

Biogaasi kütteväärtus jääb enamasti vahemikku 5-7 kWh/Nm3.

Biometaan

Biometaan on tehniliselt puhastatud biogaas, mille omadused vastavad loodusliku maagaasi kvaliteedile. Biometaani maagaasivõrku viimisel Eesti tingimustes peab see sisaldama vähemalt 98% (±1%) metaani (CH4).

Biogaasi puhastamisel biometaaniks on erinevad meetodid:

a) keemiline absorbeerimine;
b) veega pesemine;
c) surve all adsorbeerimine;
d) membraaneraldus;
e) krüotehnoloogia.

Puhastusmeetodite eesmärk on tõsta metaani sisaldust ja vähendada süsinikdioksiidi ja teiste ainete osa biogaasis. Süsinikdioksiidi ja teiste ainete eemaldamine biogaasi puhastamine käigus tõstab biogaasi kütteväärtust ja vähendab ühtlasi korrosiooni teket süsteemides, mida põhjustab happeliste ühendite esinemine puhastamata biogaasis.

Biometaan on kasutatav kõikjal, kus täna kasutatakse maagaasi. See on kasutatav surugaasiautodes ilma piiranguteta nii puhtal kujul kui segus maagaasiga. Biometaani mootorikütusena kasutavad automootorid on sisuliselt ja tehniliselt täpselt samad, mis surumaagaasil töötavad automootorid. Mürgist vingugaasi on surugaasi ja biometaani sõidukite heitgaasides 75% vähem võrreldes bensiiniautoga ja kuni 50% vähem võrreldes diiselautodega. Tahked osised surugaasiautol praktiliselt puuduvad (alla 0,4%). Biometaan mootorikütusena on juba tänase tehnilise taseme juures tavakasutuses. Eestis annab biometaani tootmiseks lähitulevikus lootust asjaolu, et biometaan on ainuke biokütus, mille aktsiisivabastus jätkus ka peale 2011. aasta juulit, mil see vedelatele biokütustele lõppes. Juhul kui biometaani kasutatakse maagaasivõrgu väliselt, siis võib puhastusaste olla väiksem ja metaani sisaldus 90% või rohkem.

Sünteetilist päritolu gaaside kavliteeti ning biogaasi puhastamise kulu normaalkuupmeetri kohta kirjeldab ettekanne "Green gases".

Biogaas ja EL-i taastuvkütuste eesmärgid

Tulenevalt Euroopa Liidu taastuvenergia direktiivist 2009/28/EU peab Eesti tagama, et taastuvenergia osakaal moodustab summaarsest energia lõpptarbimisest 25%, kusjuures transpordis kasutatavates kütustest peavad taastuvad energiaallikad moodustama 10%. Biogaasil, kui taastuvenergiaallikal on oluline roll nimetatud eesmärkide saavutamisel.

Kogu maailmas otsitakse pidevalt uusi tõhusaid tehnoloogiaid, mis jäätmeprobleemi leevendaksid. Üheks jäätmekäitlustehnoloogiaks on biojäätmete anaeroobne töötlemine ja selle käigus saadava biogaasi kasutamine energia tootmiseks. Selle tulemusel mitte ainult ei vähene saastekoormus, vaid saadakse soojust, elektrit, mootorikütust ning väärtuslikku väetist põldudele ja haljasaladele ning fossiilkütuste kasutamise asendamisel taastuvkütustega väheneb ka CO2 heide atmosfääri.

Vaatamata Eestis tegutsevatele üksikutele biogaasi tootmisüksustele tuleb tõdeda, et biogaasi valdkonna areng Eestis on algusjärgus nii oskusteabe omandamise, praktiliste lahenduste kasutusele võtmise kui poliitilise toetuse ja tugimeetmete pakkumise osas. Valdkonna arengutakistuste ületamiseks tuleb Eestis tegeleda nii ettevõtete ja arendajate sisemiste arengutakistuste ületamisega mikrotasandil kui ka luua biogaasi tootmist ja kasutamist soodustavad välised tingimused makromajanduslikult ja riigi tasemel.

Iga riigi energiasüsteemi ja transpordikütuse varustuskindluse seisukohast peab olema oluline energiaallikate ja kütuseliikide mitmekesisus, mistõttu biogaasi suuremahulisem tootmine rikastaks riigisisest energiaportfelli ning aitaks kaasa taastuvenenergiaallikatest toodetud elektrienergia ja mootorikütuse osakaalu kogutarbimise üldisele tõusule ning püstitatud eesmärkide osakaalu saavutamisele.

Biogaasisektori arendamine

Biogaasi väärtusahel

Biogaasi tootmine ja tarbimine on mitmetahuline ja -suunaline. Seda mitmekesisust saab kirjeldada nii seoste kaudu teiste valdkondadega kui biogaasi väärtusahela abil. Biogaasi väärtusahelat kirjeldavad järgmised etapid:[1]

  1. Biogaasi sisendite tootmine - Biogaasi sisendi omanikuna ja biogaasi sisendi kasvatajana konkureerib biogaasi tootja prügilate, reoveepuhastusjaamade, jäätmekäitlejate omanikega, toiduainetööstuste, toitlustus- ja majutusasutuste, kaubanduskeskuste, samuti kõigi loomakasvatajate ja põllumajandusliku maa omanikega. Biogaasi sisendi tootjana tähendab kohalik (oma) tooraine energia tootmisel mingil määral energiasõltumatust.
  2. Biogaasi tootmine - Biogaasi sisendite omanikuna omab biogaasi tootja täna võimalusi: kõikvõimalike anaeroobselt töödeldavate (põllumajandus, tööstus, teenindus, olmesfäär jt) biolagunevate jäätmete ja jääkide käärimisjääk vääristada väetiseks; alustada biogaasi tootmise ja energiaks (mootorikütuseks, soojuse – ja elektrienergia) muundamise laiendamist.
  3. Biogaasi puhastamine - Täna Eestis teadaolevalt keegi biogaasi biometaaniks ei puhasta ega kasuta mootorikütusena ega sisestata maagaasitorustikku. Biogaasi puhastamine biometaaniks tähendab sõltumatust importkütustest ning biometaani potentsiaali realiseerimine sõltub väga olulisel määral nii riiklikust poliitikast, kohalikest omavalitsustest ja ettevõtjatest ning toetusmeetmete loomisest.
  4. Biogaasi ladustamine ja transport – Praegu puuduvad Eestis biometaanile tehnilised standardid selle müümiseks gaasivõrku, puuduvad ühtlasi müügitingimused. Siiski oleks vajadus uute/sõltumatute energiatranspordi alternatiivide järele, kuna iga riigi transpordikütuse varustuskindluse seisukohast peab olema oluline kütuseliikide mitmekesisus.
  5. Turundus ja müük - Majanduslikult tasuvate variantidena tulevad kõne alla lisaks elektri- ja sooja koostootmisele siis biogaasi kasutamine pärast puhastamist mootorikütusena või otse maagaasivõrku müümine või maagaasitorude kaudu biometaani müümine lõpptarbijale. Valik on lõpptarbijale suunatud biogaasi olekute vahel (müüa gaasina balloonis, torus, elektri- või soojusenergiana).
  6. Lõpptarbimine - Sõita oma masinapargiga odavamalt võrreldes diisli või bensiiniküttega või toota elektri- ja soojaenergiat omatarbeks, seeläbi olla hinnakujundaja rollis ning olla sõltumatu hinnakujunemise poliitikast energiavaldkonnas.

Biogaasisektori seosed teiste valdkondadega

Biogaasi valdkond on tihedalt seotud teiste aladega, näiteks on tugevad seosed energeetika ja energiapoliitika, keskkonnakaitse, jäätmekäitluse, põllumajanduse, regionaalse arengu ning teadus- ja arendustegevusega. Järgnevalt on näidatud, milline on biogaasi tootmise ja kasutamise mõju – ja ühtlasi ka selle tähtsus Eesti erinevates eluvaldkondades:

  1. Biogaasi tootmise energiapoliitilised seosed väljenduvad kohalike taastuvenergiaallikate kasutuselevõtus, mis vähendab sõltuvust importkütustest. Samuti edendab biogaasi tootmine hajutatud energiatootmist, mis ei sõltu ilmastikuoludest („biogaasi tootmine ei sõltu tuule tugevusest või päikese paistmisest või veetasemest“), mis omakorda tagab stabiilsema energiatootmise. Biogaasi saab kasutada elektri ja sooja tõhusaks koostootmiseks (kasuteguriga üle 85%, ainult soojuse ja elektri eraldi tootmisel ei ole kasutegur üle 40%). Tulevikus on võimalus puhastatud biogaasi ehk biometaani müüa maagaasivõrku või kasutada seda taastuva mootorikütusena.
  2. Biogaasi tootmise keskkonnakaitseline aspekt väljendub fossiilsete kütuste kasutamise ja sellega seostuva (õhu)saaste vähenemises, samuti vähenevad kasvuhoonegaaside emissioonid põllumajandusest. Biogaasi tootmise käärimisjääki saab kasutada väetisena [2], kusjuures on oluline laotada seda taime kasvuperioodil, mitte sügisel. Kääritamata läga laotamine põhjustab ebameeldivat lõhnaprobleemi, kuid biogaasi tootmisel tekkiv käärimisjääk ei haise laotamisel ja omab samaväärseid väetusomadusi nagu sõnnik või läga. Erinevate uuringute alusel paraneb taimedele toitainete kättesaadavus käärimisjäägist isegi kuni 10% võrreldes lägaga.
  3. Biogaasi seos jäätmemajandusega seisneb reoveesette kasutamises biogaasi tootmiseks, samuti on biolagunevad jäätmed sobivad sisendid biogaasi tootmiseks. Seetõttu ei saa õigeks pidada biolagunevate jäätmete masspõletamist olmejäätmete sees või eraldi. Biogaasi tootmist võib vaadelda kui jäätmekäitluslahendust - anaeroobne kääritamine ehk biogaasi tootmine on üks efektiivsemaid biojäätmete käitlemise ja energiaks muundamise tehnoloogiaid.
  4. Biogaasi põllumajandusega seotud mõju seisneb tahesõnniku ladustamise vajaduse kadumises, kuna see asendub vedela kääritamisjäägiga. Ühtlasi käitlemisprotsess lihtsustub. Biogaasi tootmisel hävivad sõnnikus olevad umbrohuseemned ja patogeenid ning vähenevad kulutused käärimist soodustavate preparaatide ostuks. Lisaks väheneb võimaliku “metaanmaksu” risk. Biogaasisektori areng tooks kaasa maamajanduse mitmekesistumise ja pakuks täiendavat tulu põllumajandustootjatele energiatooraine/energiataimede kasvatamisel, mida näiteks väetatakse biogaasi tootmise kääritusjäägiga. Samuti mitmekesistaks selline areng erinevate põllukultuuride kasutamist ning uute energiakultuuride kasvatamist.
  5. Biogaasi tootmise regionaalpoliitiline mõju seisneb väikeasulate mikrogaasivõrkude arendamises ja madalamas soojaenergia hinnas ning maapiirkondade täiendavas tööhõives. Biogaasi kasutuselevõtul on oma osa parema elukeskkonna loomises ja seeläbi piirkondade suurema konkurentsivõime tagamises (nt väiksem lõhnaprobleem, hooldatud põllud). Biogaasi võivad toota ka bioenergiaühistud, mis omab mitmeid positiivseid külgi – suureneb sotsiaalne sidusus ja koostöö, energiasõltumatus, väikemajapidamiste majanduslik toimetulek, jne.

Biogaasi tootmise majanduspoliitiline tahk on kohaliku tootmise/põllumajanduse/ehituse edendamine, täiendavate töökohtade loomine, investeeringute ja ettevõtete arendamises.

Biogaasi tootmisega kaasnev ühiskondlik kasu nn "avalikud hüved"

Biogaasi tootes saab ühiskond lisaks toodetud biogaasi ka kaudset kasu. Metoodikaid ühiskonna jaoks positiivsete mõjude ehk avalike hüvede või negatiivsete mõjude ehk keskkonnakoormuse mõõtmiseks on mitmeid. Eestis 2000-2011 kehtinud keskkonnatasude mõju makromajandusele ja ettevõtetele on analüüsitud uuringus "Keskkonnatasude mõjuanalüüs"[3]. Biometaani ja teiste taastuvkütuste tootmisel on keskkonnatasudel oluline roll, kuivõrd olukorras, kus negatiivsete mõjudega fossiilsete kütuste kasutamine on maksustatud kõrgemalt, muutub mingist hetkest taastuvate kütuste tootmine (sh biometaan)tasuvaks ja ilma toetuseta.

Täiendavat lugemist

Viited

  1. Mõnus Minek OÜ. Regionaalmne biogaasistrateegia ning selle rakenduskava väljatöötamine, Tartu 2012.
  2. IEA Bioenergy. Task 37 – Utilisation of digestate from biogas plants as biofertiliser, 2010.
  3. Lahtvee, V., Nõmmann, T., Runnel, A., Sammul, M., Espenberg, S., Karlõseva, A., Urbel-Piirsalu, E., Jüssi, M., Poltimäe, H., Moora, H., Keskkonnatasude mõjuanalüüs, Tallinn 2013.
Personaalsed tööriistad
Energiatalgud Energiaühistud
Nimeruumid

Variandid
vaatamisi
Toimingud
Tööriistad