Outi Laatikainen, Ella Lukkari, Heikki Kanniainen & Markku Nivankoski
Tämän hetken energiakriisistä ja mahdollisista ratkaisuista puhuttaessa vähähiilisen paikallisenergian tuotannon lisääminen on ehdottomasti tavoiteltavien asioiden listan kärkisijoilla. Kuitenkaan hajautetuilla seuduilla ei ole helppoa löytää toimintatapoja, joilla paikalliset energialähteet saataisiin hyötykäyttöön niin, että toiminta on kestävällä pohjalla sekä taloudelliselta että ekologiselta kannalta.
Kainuussa saatiin alan ekosysteemi potkaistua liikkeelle tiiviillä KAMKin, kuntien ja yritysten yhteistyöllä. Nyt ensimmäinen osa Kainuun jätevesilietteistä jatkokäsitellään maakunnan rajojen sisällä. Tämä ei olisi tapahtunut ilman yhteishankkeita, joissa on edetty vaiheittain suunnittelusta investointeihin ja aivan todellisiin toimintatapojen muutoksiin.
Biojätteessä – kuten lähes kaikessa biomateriaalissa – on paljon energiapotentiaalia ja suuri osa voidaan mädättää. Mädätyksessä syntyvä biokaasu on periaatteessa samaa ainetta kuin maakaasu, mutta laimeampana – ja käsittelyn jälkeen sitä voidaan käyttää samoin kuin maakaasua. Varsinkin maailmantilanteesta johtuvan kaasun hintojen nousun takia tämä on enemmän kuin tervetullutta.
Karelia CBC -ohjelman rahoittamassa REMAC-hankkeessa on suunniteltu ja investoitu pienen mittakaavan biokaasulaitos, jonka tarkoitus on tarjota ratkaisu jätevesilietteiden paikalliseen käsittelyyn Ylä-Kainuun kuntien alueella. Kokonaisresurssitehokkuuden osoittaminen oli keskeinen valintakriteeri kilpailutuksessa. Innovatiivisen ajattelun lisäksi on tarvittu rahoitusta, joka tässä ohjelmassa alun perin tuli rajayhteistyön luonteen mukaisesti sekä EU:sta, Suomesta että Venäjän federaatiolta.
Vuoden 2022 helmikuussa tilanne kuitenkin luonnollisesti muuttui Venäjän hyökkäyssodan takia; Venäjä irrotettiin kaikesta virallisesta yhteistyöstä ja rajan yli menevät rahoitukset jäädytettiin. Hankkeessa tehtiin lennosta tehtävien uudelleen muotoilu ja tiukka selvitys sen suhteen, että kaikki Suomen puolella oleva toiminta on varmasti ainoastaan EU-rahoituslähteistä peräisin.
Demonstraatioilla uudistusta toimintaketjuihin
Hankitun reaktorin lisäksi projektissa toteutetaan kokeellista tutkimusta ja demonstraatioita teknologiaratkaisuista, joilla olemassa olevia jätevesi- ja biokaasuprosesseja voidaan parantaa. Nämä demot on suunniteltu yrityselämän kanssa yhteistyössä ja niiden avulla pyritään tarjoamaan kokemusperäistä tietoa uudistusmahdollisuuksista. Demonstraatiot kohdistuvat koko jätemateriaalin arvoketjun varrelle ja niihin liittyy useita yritysten ja kunnallisten toimintojen parempaan yhdistämiseen tähtääviä näkökohtia.
Laitokselle tulevan materiaalin hallintaan testataan uudentyyppistä etävalvontaratkaisua, jonka avulla jätevesilaitos ja logistiikkayritykset kehittävät yhteistä suunnittelua ja lietteen kuljetuksen ajoitusta.
Jätevesilaitoksen ilmastusprosessin tehostamista kokeillaan altaaseen lisättävällä innovatiivisella hapetuslaitteella. Tarkoitus on ”tekohengittää” prosessia, mikäli olosuhteet laitoksella ovat häiriintyneet ja happitasot ovat liian matalat.
Hankkeessa kehitetään edelleen KAMKilla kehitettyä ravinteiden talteenoton konseptia. Menetelmässä tuotetaan lannoitekelpoista ammoniumtyppeä kolmivaiheisessa prosessissa, jossa ensin imeytetään ravinteita adsorbtiomateriaaliin ja tämän jälkeen adsorbentti regeneroidaan. Tuloksena syntyvä liuos jatkaa kalvokäsittelyyn, jonka tuloksena syntyy lannoitekelpoinen tuote.
Lisäksi suunnitelmissa on toteuttaa biojätteen erilliskeräilyn vaihtoehtoiseen toteutukseen liittyvä pieni demonstraatio siten, että hajuhaitat minimoidaan ja kompostoitumisprosessi pyritään aloittamaan jo säilytyksen aikana.
Uusi biokaasulaitos – kukonaskel paikallisen ekosysteemin kehittymisessä
Kaikkeen tähän johtanut työ on kuitenkin aloitettu jo vuosia ennen kuin REMAC sai hankerahoituksensa. Puolangan kunnan alueella on toteutettu aiempaa suunnittelua jo vuosia, mutta kannattavuus näissä toteutusmalleissa on ollut liian haastava. Alan teknologiatarjonta on kehittynyt ja eri jakeiden käsittelyn arvoketjut ovat muuttuneet viime vuosien aikana. Ajantasainen vuoropuhelu alan toimijoiden välillä auttoi tunnistamaan toteutusmallin, joka on mahdollinen sekä ekologisesti että taloudellisesti.
Syksyllä 2022 valmistunut Doranova Oy:n toimittama pienimuotoinen reaktori tuottaa lämpöä ja sähköä paikalliseen käyttöön. Kaasusta tuotetaan sähköä jätevesilaitokselle ja tuotannon laajetessa alueella otetaan käyttöön siirtolinja kaukolämpölaitokselle, jossa kaasu korvaa turpeen varapolttoaineena. Tuotantomäärät tällä reaktorilla ovat sen verran pienet, että pidemmälle menevää jalostusta ei tälle jakeelle kehitetä. Suunnitteilla kuitenkin on toiminnan laajentaminen rinnakkaisella tuotantolinjalla, minkä myötä kaasun puhdistus ja pakkaus tulee ajankohtaiseksi.
Teknologiayritysten, kuntien ja KAMKin yhteistyöllä sekä EU-rahoituksella saatiin potkaistua liikkeelle biokaasun tuottamisen ekosysteemi, joka mahdollistaa alan kehittymisen paljon aiempaa paremmin. Puolangan kunta suunnittelee ekosysteemin laajentamista maatalousjakeiden käsittelyyn, ja se tuskin tulee olemaan ainoa biokaasun syntysija Kainuunkaan tasolla. Maaseuturahaston rahoittamassa Kaasua Kuhmoon -esiselvityshankkeessa vilkuillaan jo ahkerasti Kuhmon alueelle sopivia biokaasutuotannon toimintamalleja KAMKin ja Kuhmon kaupungin yhteistyönä.
Johtopäätökset
Tämän hetken energiakriisin mahdollisista ratkaisuista puhuttaessa vähähiilisen paikallisenergian tuotannon lisääminen on ehdottomasti tavoiteltavien asioiden listan kärkisijoilla. Kuitenkaan hajautetuilla seuduilla ei ole helppoa hyödyntää paikallisia energialähteitä kestävällä tavalla. Kainuussa saatiin alan ekosysteemi potkaistua liikkeelle tiiviillä KAMKin, kuntien ja yritysten yhteistyöllä.
Nyt ensimmäinen osa Kainuun jätevesilietteistä jatkokäsitellään maakunnan rajojen sisällä. Tämä ei olisi tapahtunut ilman yhteishankkeita, joissa on edetty vaiheittain suunnittelusta investointeihin ja aivan todellisiin toimintatapojen muutoksiin.
Outi Laatikainen, insinööri (ylempi AMK), erityisasiantuntija, KAMK, outi.laatikainen@kamk.fi
Ella Lukkari, media-assistentti, viestintäsuunnittelija, KAMK, ella.lukkari@kamk.fi
Heikki Kanniainen, agrologi, elinkeinopäällikkö, Puolangan kunta, heikki.kanniainen@puolanka.fi
Markku Nivakoski, insinööri, hallituksen puheenjohtaja, Honkainfra Oy, markku.nivakoski@puolanka.net
Biowaste flow to reuse with new biogas production ecosystem
Biowaste – like almost all biomaterial – has a lot of energy potential and a large part of it can be anaerobically digested. The biogas produced during digestion is almost the same as natural gas, only diluted – after processing it can be used like the natural substance.
Biogas production ecosystem in Kainuu was born in collaboration with municipalities, KAMK University of Applied Sciences and several expertise companies. As a result, for collaboration, a small-scale biogas plant has been planned and invested. The purpose of which is to provide a solution for the local treatment of sewage sludge in the area of Northern Kainuu municipalities. The investment was done as a part of project REMAC, funded by Karelia CBC.
In addition to the reactor, the project will carry out experimental research and demonstrations of technology solutions that can be used to improve existing wastewater and biogas processes.
