Biokaasu

Biokaasua syntyy erilaisten mikrobien toiminnan tuotoksena biomassan anaerobisessa hajoamisprosessissa. Biokaasua tuotetaan kaasutiiviissä säiliössä, jota kutsutaan biokaasureaktoriksi. Reaktorissa on anaerobiset olosuhteet, kaasun tuotannolle sopiva lämpötila ja reaktorityypistä riippuen myös prosessoitavan massan sekoitus. Biokaasun raaka-aineeksi soveltuvat parhaiten suhteellisen nopeasti hajoavat biomassat.  Puutuneet biomassat eivät hitaan hajoamisensa takia käytännössä sovellu tässä kuvattavaan biokaasutuotantoon.

Reaktorissa osa biomassan sisältämästä kuiva-aineesta hajoaa ja siitä muodostuu useiden välivaiheiden kautta biokaasua. Raaka-aineena käytettävää biomassaa kutsutaan syötteeksi. Syöte viipyy maatilamittakaavassa käytetyissä reaktoreissa yleisimmin käytettävässä jatkuvasekoitteisessa ja jatkuvasyöttöisessä mesofiilisessa märkäprosessissa syötteen hajoamisnopeudesta ja reaktorikoosta
riippuen tyypillisesti noin kolmesta neljään viikkoa. Tällöin syöte koostuu tyypillisesti lähinnä lietelannasta, johon on sekoitettu jonkin verran hienonnettua kasvibiomassaa.

Käytännössä suuri osa biokaasureaktoriin syötettävästä biomassasta ei ehdi prosessin aikana hajota, mutta se pehmenee ja sekoittuu reaktorin sisältämään veteen (märkäprosessissa). Prosessin läpikäyneestä osittain hajonneesta biomassasta ja vedestä koostuvaa massaa kutsutaan käsittelyjäännökseksi. Siinä on tallella käytännössä kaikki ne ravinteet, jotka syötteessä oli ennen biokaasuprosessia. Käsittelyjäännös on tilalle arvokasta lannoitetta, jolla voidaan korvata kaupallista lannoitetta.

Biokaasu on kaasujen seos. Se koostuu lähinnä metaanista ja hiilidioksidista, mutta mukana on myös pieniä määriä muita kaasuja, kuten vesihöyryä, rikkivetyä ja typpeä. Biokaasun sisältämää metaania voidaan hyödyntää energiakäytössä eri tavoin. Tyypillisesti biokaasusta pyritään poistamaan ainakin korroosiota aiheuttava rikkivety ennen kaasun käyttöä. Myös vesihöyryn määrä pyritään yleensä minimoimaan, varsinkin, jos kaasua joudutaan siirtämään pidempiä matkoja putkessa käyttöpaikalle. Biokaasun puhdistuksen eli käytännössä rikkivedyn poiston jälkeen kaasua voidaan käyttää esim. lämmitykseen tai sähkön ja lämmön yhteistuotantoon. Kaasun vielä sisältämä hiilidioksidi ei tavallisesti haittaa em. käyttöä. Biokaasusta voidaan jalostaa myös liikennepolttoaineeksi soveltuvaa biometaania (CBG). Sen valmistuksessa  biokaasusta poistetaan rikkivedyn ja vesihöyryn lisäksi myös hiilidioksidi.
Mikko Aalto OAMK