TEHOKAS KAASUN SIIRTOJÄRJESTELMÄ Väylä tulevaisuuden energiaratkaisuihin - PDF
Download "TEHOKAS KAASUN SIIRTOJÄRJESTELMÄ Väylä tulevaisuuden energiaratkaisuihin"
1 MAAKAASU LIUSKEKAASU BIOKAASU SYNTEETTINEN BIOKAASU (BIO-SNG) EKOKAASU (sis. mm. erilaisia hiilivetyjä) NESTEYTETTY MAAKAASU (LNG) PAINEISTETTU MAAKAASU (CNG)
2 TEHOKAS KAASUN SIIRTOJÄRJESTELMÄ Väylä tulevaisuuden energiaratkaisuihin Biokaasu Bio-SNG Vety CO 2 - talteenotto (CCS, Carbon Capture and Storage) Maakaasu LNG Siirtologistiikan tehokkuus Energiatehokkuus Lähipäästöjen minimointi
3 TCM (1000 BCM) MAAKAASU MAAILMALLA
4 Lähde: World Energy Outlook, Special report 2011
5 Kaasun hankinnan lähteet alueittain Lähde: Energy Outlook 2030, BP 2011
6 MAAKAASUN TULEVAISUUDEN KYSYNTÄ EUROOPAN UNIONISSA Mrd. m Lähde: World Energy Outlook, Special report 2011
7 UUSIA MAAKAASUN TOIMITUSREITTEJÄ EUROOPPAAN EU27: putkiverkoston pituus n. 2,03 milj. km (siirto & jakelu), 115 milj. asiakasta, maakaasu työllistää n ihmistä. Maakaasuvarastoja 130 kpl = 83,5 mrd. m 3 Uusia tuontikanavia suunnitteilla / rakenteilla Putkihankkeet 140 mrd. m 3 Nesteytetty maakaasu (LNG) 170 mrd. m 3 Tuotantolaitokset (12 maassa) 18 kpl v Suunnitteilla / rakenteilla10 kpl. Vast.ottoterminaalit (23 maassa) 83 kpl v. 2010
8 LIUSKEKAASUESIINTYMÄT
9 Shale gas exploration sites in Europe Source: shalegas.com
10 HYDRAULINEN MURTAMINEN
11 A typical shale formation
12 MAAKAASU, PUHDISTETTU BIOKAASU JA BIO-SNG EIVÄT EROA KOOSTUMUKSELTAAN TOISISTAAN Maakaasu, puhdistettu biokaasu ja bio-sng ovat kaikki metaania (CH 4 ) Maakaasua syntyy maankuoren hiilivetykerrostumaan pitkäaikaisen hajoamisprosessin tuloksena. Maakaasu on fossiilisista polttoaineista kaikkein puhtain. Biokaasu syntyy luonnollisen mädäntymisprosessin lopputuotteena Bio-SNG on biopohjaista synteettisesti valmistettua maakaasua Biokaasu ja synteettinen maakaasu sisältävät alun perin metaanin lisäksi muita komponentteja, jotka puhdistusprosessissa poistetaan Maakaasu tuodaan Suomeen Venäjältä, biokaasu ja bio-sng ovat kotimaisia, uusiutuvia polttoaineita Kaikkien näiden kaasujen jakelu voidaan hoitaa maakaasuverkoston kautta ja samat käyttölaitteet soveltuvat suoraan kaikille Nesteytettynä bio- ja maakaasua voidaan kuljettaa säiliöautoilla, mikä mahdollistaa maakaasun toimitukset myös maakaasuverkon ulkopuolelle LNG on nesteytettyä maakaasua
13 Kotimaiset raaka-aineet Biokaasua voidaan tuottaa esim. jätteistä, energiakasveista tai puusta. Tuotantolaitokset sijaitsevat Suomessa Raaka-aine joko mädätetään tai kaasutetaan biokaasuksi Suomessa. Jakelu kaasuverkostoa pitkin Biokaasu voidaan siirtää käyttökohteisiin tehokkaasti kaasuverkoston avulla. Käyttö kotimaassa Käyttö yhtä monipuolista kuin maakaasullakin: - Liikenne - Energiantuotanto - Teollisuus Biokaasu on lähienergiaa Biokaasun tuotanto tuo investointeja Suomeen: se tarkoittaa uusia työpaikkoja ja mahdollisuuksia suomalaisen ympäristöteknologian kehittämiselle.
14 Kouvolan Mäkikylän biokaasulaitos tuotannossa 2012 Espoon Suomenojan biokaasulaitos investointipäätös tehty 2014 Kouvolan II biokaasulaitos esiselvitys käynnissä 2016 Joutsenon biokaasua tuottava biojalostamo esiselvitys käynnissä
15 BIOKAASULAITOS HAVAINNEKUVA
16 BIOKAASULLA KULJETAAN
17 BIOKAASU VS. MAAKAASU Ainesosa Biokaasu Maakaasu Metaani % 98,1 % Hiilidioksidi % 0,04 % Typpi 0-20 % 0,8 % Happi 0-10 % 0,01 % Rikkivety mg/m3 Siloksaanit 0-50 mg/m3 - Kosteus On - Halogenoidut hiilivedyt Raskaammat hiilivedyt mg/m3-1% - - Ainesosa Biokaasu Maakaasu Metaani % 98,1% Hiilidioksidi 0-3 % 0,04 % Typpi 0-2 % 0,8 % Happi 0-1 % 0,01 % Rikkivety Jälkiä - Siloksaanit Jälkiä - Kosteus Jälkiä - Halogenoidut hiilivedyt Raskaammat hiilivedyt Jälkiä % Biokaasu voidaan jalostaa (upgreidata) lähes maakaasun veroiseksi Maakaasun lämpöarvo on 36 MJ/m 3, jalostetun biokaasun lämpöarvo on MJ/m 3 Hyötysuhde n % (raakakaasu putkikaasun veroiseksi)
18 PUUPOHJAISEN BIOKAASUN (SNG) VALMISTUS- PROSESSI ON YKSINKERTAINEN Pääsääntöisesti prosessin alkulämpö hoidetaan maakaasulla ( o C) Kuivattu biomassa kaasutetaan hapen ja/tai vesihöyryn sekä hiilen kemiallisen reaktion tuottaman lämmön avulla tuotekaasuksi. Tuotekaasu joka sisältää pääasiassa vetyä (H 2 ), hiilimonoksidia (CO), hiilidioksidia (CO 2 ), vettä (H 2 O) ja metaania (CH 4 ) puhdistetaan epäpuhtauksista, esim. terva- ja rikkiyhdisteistä. Metanointi: tuotekaasu muutetaan nikkelikatalyyttien avulla metaaniksi. Metanointiprosessissa syntyvä lämpöä ja höyryä käytetään kaasutusprosessissa Jalostuksessa metaanipitoisuus nostetaan vähintään 95% poistamalla kaasusta hiilidioksidia ja vesihöyryä. Biomassa Bio-SNG Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö
19 EKOKAASU Lähde: Lahti Energia
20 EKOKAASU Lähde: Lahti Energia
21 YHTEENVETO Biokaasuilla on polttoaineena samat edut kuin fossiilisellakin maakaasulla: Korkea energiatehokkuus Ei aiheuta rikkidioksidi-, hiukkas- eikä raskasmetallipäästöjä Tehokas siirtojärjestelmä Monipuoliset käyttökohteet Suomessa valmistettavilla biokaasuilla on seuraavat lisäedut: Kotimainen polttoaine, mikä lisää kaasunhankinnan huoltovarmuutta Uusiutuva, hiilidioksidineutraali tai - negatiivinen polttoaine Raaka-aineena käytetään kotimaisia jätteitä, peltobiomassaa ja metsähaketta Biokaasujen raaka-aineen hankinnalla ja tuotannolla on huomattava työllistävä vaikutus Biopohjaisten kaasujen yhteenlaskettu potentiaali Suomessa on ainakin 15 TWh, mikä on noin kolmannes nykyisestä maakaasun käytöstä.
22 OIL LNG CNG ÖLJY Tiheys 0,85 kg/l Lämpöarvo 11,9 kwh/kg 159 litraa 1600 kwh LNG Tiheys 0,42 kg/l Lämpöarvo 13,7 kwh/kg 280 litraa netto 310 litraa brutto 1600 kwh CNG 200 bar Tiheys 0,73 kg/m 3 Lämpöarvo 10 kwh/m litraa 1600 kwh
23 LNG:n varastosäiliöitä LNG:n vastaanottoterminaali Kaasun nesteytyslaitos
24 Suomessa on tarjolla nesteytettyyn maakaasuun liittyvää osaamista ja teknologiaa Viking Linen NB matkustajalautta Rajavartiolaitoksen ulkovartiolaiva
25 LNG LAITOS PORVOOSSA Tuotanto tn/a Korvaa vanhan laitoksen Toimii myös varajärjestelmänä siirtoverkolle Tuotesäiliöt 3 x 700 m3 Jäähdytysyksikkö
26 Säiliön tilavuus (54 m 3, 21 t LNG )
27 CNG ominaisuuksia Täyttöpaine ajoneuvokäytössä 200 bar Suhteellinen tiheys 0,56 (ilma=1) Syttymislämpötila 650 C vertaa diesel n. 340 C ja bensiini n. 250 C Syttymisalue 5 15til-% Henkilöautojen ominaisuuksia Tyypillisesti Bi-Fuel autoja (kaikki Suomessa myytävät mallit) Varapolttoaineena bensiini (säiliöt ajoneuvomallista riippuen litraa) Maakaasulla toimintamatka km + bensiinillä km
29 Suodatinlappu, jonka läpi pakokaasut johdetaan VTT:n tekemissä pakokaasupäästömittauksissa. Hiukkaspäästöt (PM) määritellään suodatinlapun painon lisääntymisestä. Visuaalisestikin kuva kertoo selvän eron EURO2, EURO3 ja EURO4 dieselmoottoreiden sekä EURO5 maakaasun välillä. (Kaupunkilinja-autot)
30 MAA/BIOKAASUN LIIKENNEKÄYTTÖ, ESIMERKKEJÄ MAAILMALTA Lukuohje: MAA Ajoneuvot / Julkiset tankkausasemat Source: GVR March 2012 RUOTSI / 130 SUOMI / 17 USA / KANADA / 80 SAKSA / 900 SVEITSI / 129 RANSKA / 332 ITALIA / 811 VENÄJÄ / 250 UKRAINA / 95 JAPANI / 287 KOLUMBIA / 651 BRASILIA / IRAN / PAKISTAN / BANGLADESH / 600 KIINA / THAIMAA / 419 Jussi Vainikka Gasum Jussi Vainikka Copyright Gasum ARGENTINA / INTIA / 405
31 Tankkausasemia 17 kpl joista 1 kpl Haminan Energia /St1 1 kpl MSOY/St1
33 Imatralle valmistuu syksyllä 2012 maa- & biokaasun tankkausasema Havainnekuva tulevasta Imatran tankkausasemasta
34 Toivotan kaikille antoisaa neuvottelupäivien jatkoa!