Biometaan

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search
Hoiatus! Võimalik autoriõiguste rikkumine!
Kui on olemas/saadud luba teksti kasutamiseks litsentsi CC BY-SA 3.0 tingimustel, siis edasta aadressile permissions-etAt char.svgwikimedia.org kiri, milles autor kinnitab, et on nõus teksti kasutamisega selle litsentsi tingimustel.

Võimalikuks lahenduseks on ka teksti ümbersõnastamine, sest faktid ei ole autoriõigustega kaitstud.

  Teksti allikas: https://www.tartu.ee/data/Biogaas%20mootorikutusena%2008.11%20%28II%29.pdf; https://www.kik.ee/sites/default/files/Uuringud/kik_aruanne_2014_02_07_2014_korrig.pdf, ju mujalt ka

Biometaan on mitmete erinevate tehnoloogiate abil biogaasist valmistatud metaanirikas (95–98%) gaasiline kütus. Metaan (CH4) on biogaasi põhikomponent ja selle energiat sisaldav osa, mida saab kasutada transpordivahendites mootorikütusena ning kütusena elektri ja soojuse koostootmisel vastavates seadmetes.[1]

Biometaan on väga perspektiivne taastuvkütus, sest tema toorainebaas on lai (nt silo, läga, sõnnik, biojäätmed, reoveesete, orgaanika) ja toormepinna efektiivsus (toormepinna ühikult saadav bioenergia) on suur.

Biometaan mootorikütusena on juba tänase tehnilise taseme juures massitarbimises kasutatav ja reaalne alternatiiv nafta baasil toodetud fossiilkütustele. Biometaan on puhtaim taastuv looduslik kütus ja selle kasutamine mootorikütusena vähendab kordades keskkonna saastamist.[2]

Tootmisprotsess[muuda | muuda lähteteksti]

Erinevalt biogaasi tootmisprotsessist on biometaani tootmine aeganõudvam ja kulukam, sest on vajalik saavutada maagaasi kvaliteedile vastav puhas metaankütus. Biogaasi puhul on eesmärgiks gaasi eraldamine toormaterjalist, mille puhul ei ole vajalik metaani puhtal kujul eraldamine.

Biometaani tootmine algab toormaterjali kääritamisega anaeroobsetes tingimustes vähemalt 37-kraadise temperatuuriga tankis. Käärimisel eralduv biogaas juhitakse torustiku kaudu vastavasse puhastuskompleksi (nt füüsikaline adsorptsioon, membraanpuhastus), kus biogaasist eraldatakse CO2, H2S, veeaur ja muud komponendid, saavutamaks gaasi suure metaanisisalduse, mis vastaks maagaasi kvaliteedinõuetele. Edasi juhitakse puhastatud biogaas ehk biometaan torustiku kaudu mahutisse, kus gaas surutakse umbes 200-baarise rõhu alla.

Sellistes tingimuses olev biometaan on tootmisprotsessi lõppsaadus, mida saab kasutada nii mootorikütusena kui soojus- ja elektrienergia koostootmiseks.[3]

Puhastamine[muuda | muuda lähteteksti]

Puhastatud biogaas, mis edastatakse maagaasivõrku, peab Eesti tingimustes sisaldama vähemalt 98% (±1%) metaani. Süsinikdioksiidi, vesiniksulfiidi, veeauru ja teiste kõrvalsaaduste eemaldamine biogaasi puhastamisel suurendab biogaasi kütteväärtust ning vähendab süsteemides korrosiooni esinemist, mida põhjustab happeliste ühendite esinemine puhastamata biogaasis. Biogaasi saab biometaaniks puhastada mitmel viisil: füüsikaline absorbeerimine, kõikuvrõhuga adsorbeerimine, keemiline absorbeerimine, membraaneraldus, krüogeenpuhastus jt.[4]

Maailmas kasutatakse kõige rohkem füüsikalise absorptsiooni-, kõikuvrõhuadsorbeerimise (PSA) ja membraaneraldustehnoloogiaid.[5]

Füüsikaline absorptsioon kasutab ära erinevate gaaside lahustuvuse sõltuvuse vee temperatuurist. Iseäranis seda, et külmas vees lahustub süsihappegaas eriti hästi. Kuna süsihappegaas lahustub hästi ja metaan mitte, siis on saadusteks süsihappegaasirikas vesi ja metaangaas. Samas lahustuvad vees ka väävlit sisaldavad ained, näiteks vesiniksulfiid. Protsess on lihtne ja sobib eriti hästi reoveepuhastusjaamadele, kus on palju vett ja selle korduvkasutus ei ole vajalik. Protsessiga on võimalik saavutada suur metaanisisaldus ja on levinuim tehnoloogia. Näiteks Rootsi reoveepuhastusjaamades on see tehnoloogia kõige rohkem kasutatav.

Kõikuvrõhuadsorbeerimine (PSA) kasutab adsorbendiks aktiivsütt või silikageeli, alumiiniumoksiide või muid vajalike omadustega aineid. Süsinikdioksiid absorbeerub rõhu all ja gaasi jääb alles metaan. Seda tehnoloogiat kasutades peab enne eraldama vee ja väävelvesiniku, sest vesi rikub adsorbendi struktuuri ja väävelvesinik ei eraldu regenereerimise käigus. Regenereerimiseks kasutatakse rõhu alandamist, mille käigus eraldubki süsinikdioksiid.

Membraanpuhastus kasutab ära gaasimolekulide erinevaid suurusi, metaanimolekulid lähevad membraanist läbi, teised komponendid jäävad membraani kinni. Seda tehnoloogiat kasutades tuleb arvestada suhteliselt suurte metaanikadudega. Uuemad membraanitehnoloogiad on suutnud kaotusi mõnevõrra vähendada.[6]

Peale eespool nimetatute on arendamisel veel mitmed biogaasi puhastamise tehnoloogiad, näiteks bioloogiline rikastamine, rikastamine kääritusprotsessis, puhastamine ensüümidega (nn ökoloogiline kops), kõrgrõhupuhastus käärimisprotsessis.[6]

Veeldamine[muuda | muuda lähteteksti]

Veeldamine kujutab endast biometaani külmutamist gaasilisest olekust vedelasse olekusse. Paljudes Euroopa riikides, kus on hea ligipääs maagaasitorustikule, on otstarbekas selle kaudu ka biometaani transportida. Kahjuks ei ole selline variant võimalik riikides, kus maagaasitorustikku napib või see on kättesaadav vaid osaliselt riigi territooriumil. Näiteks Rootsi maagaasitorustik on vägagi puudulik, kattes vaid väikest osa Lõuna-Rootsist. Praegu vaid 8 biometaanijaama 55 jaamast Rootsis suunab enda biometaani maagaasitorustikku. Ülejäänud jaamad kasutavad biometaani transpordiks alternatiivseid lahendusi, millest väga efektiivne lahendus on veeldatud kujul transport.[7]

Rootsis Lidköpingu linnas asub maailma üks esimestest veeldatud biometaani tootmisjaamadest, mis hakkas täisvõimsusel tööle 2011. aastal. Jaam koosneb kahest osast: tootmisüksusest ja veeldamisüksusest. Tootmisüksuses toodetakse biogaasi ja see puhastatakse biometaaniks. Veeldamisüksuses külmutatakse toodetud biometaan −163-kraadise temperatuurini.[8]

Veeldatud biometaanil on kaks olulist eelist gaasilise oleku ees. Esiteks saab veeldatud kujul gaasi pumbata ühte mahutisse rohkem kui gaasilises olekus saadust. See võimaldab maanteetranspordi kasutamise muuta majanduslikult tasuvamaks ja logistiliselt otstarbekamaks. Teiseks saab veeldatud biometaani transportida kergemates mahutites, sest veeldatud kujul on mahutis väiksem rõhk ning selle tõttu ei pea ka mahuti seinad olema nii paksud kui need on 260 bar rõhu all transporditava gaasilise biometaani puhul.[7]

Biometaan Eestis[muuda | muuda lähteteksti]

Eesti on võtnud Euroopa Liidus kohustuse tarbida 2020. aastal kasutavatest transpordikütustest 10% ulatuses kütuseid või energiat, mis on saadud taastuvatest energiaallikatest. Selle direktiivi täitmiseks tuleb ühe võimalusena kaaluda biometaani tootmist ja kasutamist. Praeguse seisuga Eestis biometaani ei toodeta, küll aga toodetakse biogaasi.[4]

Kuna biometaani tootmine ja kasutamine on vajalik, plaanib Eesti võtta kasutusele sadadel tuhandetel hektaritel kasutult kasvava rohemassi, hakkab sellest ühistranspordi tarvis biometaani tootma ning rajab üle Eesti vähemalt 20 biogaasi müüvat tanklat.

PRIA andmetel kasvatati näiteks 2012. aastal rohtset biomassi ligi 560 000 hektaril, kuid ligi 64 protsenti rohtsest biomassist, kokku 1,4 miljonit tonni kuivainet, jääb loomasöödana kasutamata ja toiduks väärindamata. Kasutamata rohumass niidetakse praegu niisama ära ja jäetakse rohumaadele kõdunema. Selle tõttu jääb kolmandik Eesti kasutuses olevast põllumajandusmaast sisuliselt väärtuslikust toodangu loomisest välja.

Ministeerium prognoosib, et 2030. aastal oleks Eesti võimeline tootma biometaani mahus, mis võimaldaks asendada 10% transpordis kasutatavast kütusest, ja mis oleks odavam siin müüdavatest vedelkütustest.

Nii ongi Eestis juba käivitatud esimesed biometaani tootmise pilootprojektid ning siht on võetud sellele, et biometaani hind võiks tanklates olla 0,917 € kilo eest ilma käibemaksuta, mis on igal juhul odavam kui diislikütus. Ühe kilogrammi biometaaniga saab sõita umbes sama palju kilomeetreid kui ühe liitri diislikütusega.[9]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. "Biometaan mootorikütusena. Teatmik omavalitsustele". 2012. lk 46
  2. "Roheline majandus Läänemere piirkonna arendajana" Tartu 15.09.2011, slaid nr 11
  3. "Biomethane production" allikast Youtube. GreenTechArt. Üles laaditud: 5.12.2009
  4. 4,0 4,1 "Biometaani tootmine ja kasutamine transportkütusena – väärtusahel ja rakendusettepanekud" Eesti arengufond, mai 2015. lk 30
  5. "Biogas upgrading technologies – developments and innovations" Anneli Petersson, Arthur Wellinger, lk 16–18
  6. 6,0 6,1 Tallinna Tehnikaülikool. "Eesti tingimustesse sobivate biogaasi metaaniks puhastamise tehnoloogiate rakendatavus ning keskkonna ja majanduslikud mõjud". Laiendatud kokkuvõte. 2014, lk 6
  7. 7,0 7,1 "Non-grid biomethane transportation in Sweden and the development of the liquefied biogas market" 2014, lk 1–2
  8. "Lidköping biogas". Allikast Youtube, postitatud 27.09.12.
  9. Postimees. "Eesti hakkab massiliselt biometaani tootma". 15.09.2015