Jätevesilaitoksen lietteestä jätevedenpuhdistamolle lämpöä ja sähköä

Case - Julkaistu 9.11.2023

Pieksämäen pienehkön, noin 17 000 asukkaan talousalueen jätevesien lietteistä on kesästä 2023 lähtien tuotettu biokaasua, joka muunnetaan ympäristöystävälliseksi sähkö- ja lämpöenergiaksi jätevedenpuhdistamon yhteydessä. Näin Pieksämäen Veden keskuspuhdistamo saadaan käännettyä lähes energiaomavaraiseksi.

Pieksämäen Veden biokaasulaitos on hyvä esimerkki siitä, kuinka jätevedenpuhdistamon yhteyteen rakennettava laitos voi olla kannattava myös muille kuin suurille talousalueille. Pieksämäen kaupungin energiankäytön kannalta muutos on merkittävä, sillä keskuspuhdistamo on ollut kaupungin laitoksista yksi suurimmista energian käyttäjistä. Biokaasulaitos tuottaa vuodessa yhteensä 1,8 GWh energiaa, mikä jakautuu noin puoliksi sähkön ja lämmön välillä.

Ympäristövaikutuksia ja lämmöntalteenottoa

Biokaasulaitokset pystyvät käsittelemään orgaanisia jätteitä – paitsi jäteveden lietteitä, myös maatilojen lantoja, ruokaperäistä ja muita biojätteitä, ja tuottamaan niistä biokaasua. Pieksämäen laitoksella biokaasusta tuotetaan sähköä ja lämpöä CHP-yksikön avulla. CHP-lyhenne tulee sanoista ”combined heat and power” eli yhdistetty lämpö ja sähkö.

Ennen omaa biokaasulaitosta Pieksämäen jätevesiliete kuljetettiin noin 100 km päähän toiseen biokaasulaitokseen, mistä syntyi merkittäviä jätteen vastaanotto- ja käsittelykustannuksia sekä kasvihuonekaasupäästöjä. Oma biokaasulaitos säästää siis kaupungin kustannuksia ja tekee hyvää ympäristölle. Biokaasulaitos käyttää itse noin 1/3 tuottamastaan energiasta, ja loppuosa 2/3 menee suoraan laitoksen vieressä sijaitsevan keskuspuhdistamon käyttöön. Mikäli energiaa jää yli keskuspuhdistamon käytön jälkeen, syötetään se Savon Voiman sähkö- ja kaukolämpöverkkoon.

Biokaasulaitoksissa kaasun tuottava mikrobiologinen prosessi vaatii toimiakseen lämpöenergiaa, minkä vuoksi laitoksella hyödynnetään prosessin eri vaiheissa korkealaatuista lämmöntalteenottoa. Reaktorin jälkeisessä hygienisoinnissa liete kuumennetaan noin 70 asteeseen, jolloin haitalliset bakteerit ja suurin osa hajusta saadaan tuhottua. Mitä enemmän lämpöä saadaan prosessista talteen ja hyödynnettyä uudelleen, sitä enemmän biokaasua tai siitä tuotettua energiaa jää muuhun kuin laitoksen omaan käyttöön, eli sitä energiatehokkaampi ja kannattavampi biokaasulaitoksesta tulee.

Biokaasulaitoksen luonnollinen prosessi

Kuten minkä tahansa orgaanisen aineksen käsittely biokaasulaitoksessa, myös jätevesilaitoksen yhteydessä olevan biokaasulaitoksen prosessi perustuu biologiseen hajoamiseen, joka muuntaa orgaanista jätettä biokaasuksi. Jätevedenpuhdistamon liete pumpataan puhdistamon vieressä olevaan biokaasureaktoriin, jossa mikrobit hajottavat orgaanisen aineksen hapettomassa eli anaerobisessa käymisreaktiossa. Prosessi tuottaa biokaasua, joka koostuu pääasiassa metaanista ja hiilidioksidista. Sivutuotteena syntyy stabiilia käsittelyjäännöstä, jonka ravinnearvo on erinomainen.

Biokaasulaitoksissa tuotettua kaasua voidaan hyödyntää paitsi sähkön- ja lämmöntuotantoon, myös jalostaa biokaasun jalostusyksikössä biometaaniksi ja käyttää liikennepolttoaineena tai syöttää maakaasuverkkoon fossiilisen kaasun korvaajana. Pieksämäen Veden biokaasulaitoksessa jalostusprosessi ei kuitenkaan ainakaan toistaiseksi ole mukana, mutta se voidaan asentaa myös jälkikäteen. Prosessin lopuksi jäävä kiinteä aines voidaan hyödyntää lannoitteena tai maanparannusaineena.

Pienikin syötemäärä voi riittää kannattavuuteen

Biokaasulaitos pystytään toteuttamaan jätevedenpuhdistamon yhteyteen kannattavasti varsin pienelläkin syötemäärällä. Jos laitoksella käytetään syötteenä omia lietteitä, on biokaasulaitoksen sijainti samalla tontilla usein järkevin ratkaisu, jotta logistiikkakustannuksilta ja -päästöiltä vältytään. Toisaalta, jos pohdinnassa on keskitetty, useamman eri tuottajan sivuvirtoja käsittelevä laitos, kannattaa sijainti miettiä sen mukaisesti, jossa tiekuljetusten määrä minimoituu.

Kirjoittajat: Mikko Ronkainen & Tero Kemppi, Suomen Biovoima Oy. Kansikuva: Lassi Pohtola