MAAKAASU LIUSKEKAASU BIOKAASU SYNTEETTINEN BIOKAASU (BIO-SNG) EKOKAASU (sis. mm. erilaisia hiilivetyjä) NESTEYTETTY MAAKAASU (LNG) PAINEISTETTU MAAKAASU (CNG) TEHOKAS KAASUN SIIRTOJÄRJESTELMÄ – Väylä tulevaisuuden energiaratkaisuihin Vety Bio-SNG (CCS, Carbon Capture and Storage) Biokaasu Maakaasu CO2talteenotto LNG Siirtologistiikan tehokkuus Energiatehokkuus Lähipäästöjen minimointi MAAKAASU MAAILMALLA TCM (1000 BCM) Lähde: World Energy Outlook , Special report 2011 Kaasun hankinnan lähteet alueittain Lähde: Energy Outlook 2030, BP 2011 MAAKAASUN TULEVAISUUDEN KYSYNTÄ EUROOPAN UNIONISSA Mrd. m3 700 600 500 400 300 200 100 0 2008 2015 2020 2025 Lähde: World Energy Outlook , Special report 2011 2030 2035 UUSIA MAAKAASUN TOIMITUSREITTEJÄ EUROOPPAAN EU27: putkiverkoston pituus n. 2,03 milj. km (siirto & jakelu), 115 milj. asiakasta, maakaasu työllistää n. 266 000 ihmistä. Maakaasuvarastoja 130 kpl = 83,5 mrd. m3 Uusia tuontikanavia suunnitteilla / rakenteilla Putkihankkeet 140 mrd. m3 Nesteytetty maakaasu (LNG) 170 mrd. m3 Tuotantolaitokset (12 maassa) 18 kpl v. 2010. Suunnitteilla / rakenteilla10 kpl. Vast.ottoterminaalit (23 maassa) 83 kpl v. 2010 LIUSKEKAASUESIINTYMÄT Shale gas exploration sites in Europe Source: shalegas.com HYDRAULINEN MURTAMINEN A typical shale formation MAAKAASU, PUHDISTETTU BIOKAASU JA BIO-SNG EIVÄT EROA KOOSTUMUKSELTAAN TOISISTAAN – Maakaasu, puhdistettu biokaasu ja bio-SNG ovat kaikki metaania (CH4) – 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 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. Biokaasu on lähienergiaa Käyttö kotimaassa Käyttö yhtä monipuolista kuin maakaasullakin: - Liikenne - Energiantuotanto - Teollisuus Biokaasun tuotanto tuo investointeja Suomeen: se tarkoittaa uusia työpaikkoja ja mahdollisuuksia suomalaisen ympäristöteknologian kehittämiselle. 1 2 3 4 2011 2012 2014 2016 Kouvolan Mäkikylän biokaasulaitos tuotannossa Espoon Suomenojan biokaasulaitos investointipäätös tehty Kouvolan II biokaasulaitos esiselvitys käynnissä Joutsenon biokaasua tuottava biojalostamo esiselvitys käynnissä BIOKAASULAITOS HAVAINNEKUVA ”BIOKAASULLA KULJETAAN” BIOKAASU VS. MAAKAASU Ainesosa Biokaasu Maakaasu Ainesosa Biokaasu Maakaasu Metaani 45- 75 % 98,1 % Metaani 95-98 % 98,1% Hiilidioksidi 25- 50 % 0,04 % Hiilidioksidi 0-3 % 0,04 % Typpi 0-20 % 0,8 % Typpi 0-2 % 0,8 % Happi 0-10 % 0,01 % Happi 0-1 % 0,01 % Rikkivety 0-1000 mg/m3 - Rikkivety Jälkiä - Siloksaanit 0- 50 mg/m3 - Siloksaanit Jälkiä - Kosteus On - Kosteus Jälkiä - Halogenoidut hiilivedyt 0-1600 mg/m3 - Halogenoidut hiilivedyt Jälkiä - Raskaammat hiilivedyt - 1% Raskaammat hiilivedyt - 1% • Biokaasu voidaan jalostaa (upgreidata) lähes maakaasun veroiseksi • Maakaasun lämpöarvo on 36 MJ/m3, jalostetun biokaasun lämpöarvo on 34-35 MJ/m3 • Hyötysuhde n. 60-70% (raakakaasu putkikaasun veroiseksi) PUUPOHJAISEN BIOKAASUN (SNG) VALMISTUS- PROSESSI ON YKSINKERTAINEN Pääsääntöisesti prosessin alkulämpö hoidetaan maakaasulla (850 - 900oC) Kuivattu biomassa kaasutetaan hapen ja/tai vesihöyryn sekä hiilen kemiallisen reaktion tuottaman lämmön avulla tuotekaasuksi. Tuotekaasu joka sisältää pääasiassa vetyä (H2), hiilimonoksidia (CO), hiilidioksidia (CO2), vettä (H2O) ja metaania (CH4) 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 “EKOKAASU” Lähde: Lahti Energia “EKOKAASU” Lähde: Lahti Energia 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. CNG OIL LNG ÖLJY LNG CNG 200 bar Tiheys 0,85 kg/l Lämpöarvo 11,9 kWh/kg Tiheys 0,42 kg/l Lämpöarvo 13,7 kWh/kg 280 litraa netto Tiheys 0,73 kg/m3 Lämpöarvo 10 kWh/m3 159 litraa 310 litraa brutto 800 litraa 1600 kWh 1600 kWh 1600 kWh LNG:n varastosäiliöitä LNG:n vastaanottoterminaali Kaasun nesteytyslaitos • Suomessa on tarjolla nesteytettyyn maakaasuun liittyvää osaamista ja teknologiaa Viking Linen NB 1376 -matkustajalautta Rajavartiolaitoksen ulkovartiolaiva LNG LAITOS PORVOOSSA • • • Tuotanto 20.000 tn/a Korvaa vanhan laitoksen Toimii myös varajärjestelmänä siirtoverkolle Tuotesäiliöt 3 x 700 m3 Jäähdytysyksikkö Säiliön tilavuus (54 m3, 21 tLNG) • 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 13-60 litraa) – Maakaasulla toimintamatka 250-570 km + bensiinillä 200-800 km 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) MAA/BIOKAASUN LIIKENNEKÄYTTÖ, ESIMERKKEJÄ MAAILMALTA Lukuohje: MAA Ajoneuvot / Julkiset tankkausasemat Source: GVR March 2012 RUOTSI 36 381 / 130 KANADA 14 300 / 80 SUOMI 1 000 / 17 SAKSA 95 000 / 900 VENÄJÄ 100 000 / 250 SVEITSI 9 900 / 129 USA 112 000 / 1 100 UKRAINA 200 000 / 95 RANSKA 13 500/ 332 KIINA 600 000 / 2 300 IRAN 2 859 000 / 1 800 KOLUMBIA 349 000 / 651 PAKISTAN 2 850 500 / 3 330 BRASILIA 1 702 000 / 1 793 Jussi Vainikka © Gasum | 03.03.2011 Jussi Vainikka © Copyright Gasum JAPANI 41 000 / 287 ITALIA 761 000 / 811 BANGLADESH 200 000 / 600 INTIA 1 100 000 / 405 ARGENTINA 2 044 000 / 1 902 • 30 THAIMAA 268 000 / 419 Tankkausasemia 17 kpl joista 1 kpl Haminan Energia /St1 1 kpl MSOY/St1 Imatralle valmistuu syksyllä 2012 maa- & biokaasun tankkausasema Havainnekuva tulevasta Imatran tankkausasemasta Toivotan kaikille antoisaa neuvottelupäivien jatkoa ! [email protected] http://www.europeunconventionalgas.org/ http://www.hydraulicfracturing.com/Pages/information.aspx