Kaatopaikkakaasun hyödyntämiseen perustuvan sähköntuotannon teknis-taloudellinen tarkastelu

Abstract

Kaatopaikalle sijoitettu biohajoava jäte tuottaa anaerobisissa olosuhteissa hajotessaan kaatopaikkakaasua, joka koostuu pääosin metaanista ja hiilidioksidista. Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, minkä vuoksi lainsäädäntö määrää kaatopaikkoja polttamaan kaatopaikkakaasun mahdollisuuksien mukaan ja kannustaa kaatopaikkakaasun hyödyntämiseen energiantuotannossa. Tässä työssä tarkastellaan käytettävissä olevan metaanin määrää Metsäsairila Oy:n jätekeskuksessa ja arvioidaan eri vaihtoehtoja metaanin hyötykäyttöön vanhan mikrokaasuturbiinilaitoksen korvaamiseksi. Työssä tehtiin Metsäsairila Oy:n jätekeskukselle Jouko Petäjän metaaninlaskentamallilla ennustus kaatopaikkojen tuottamasta metaanimäärästä. Uuden voimalaitoksen vaihtoehtoina olivat kaasuturbiinit ja kaasumoottorit. Näiden koneiden kannattavuutta vertailtiin tekemällä investointilaskelmat sisäisen korkokannan menetelmällä. ORC-prosessia harkittiin lisättäväksi voimalaitokseen hyötysuhteen nostamiseksi. Voimalaitokselle mitoitettiin sopivaa tehoa tehdyn metaanimallin ja jätekeskuksen sähkönkulutuksen perusteella.

Landfill gas forms when organic waste decays in anaerobic conditions in a landfill. The gas consists mostly of methane and carbon dioxide. Methane is a potent greenhouse gas so law regulates preventing landfill gas from releasing into the atmosphere. Landfill gas must be burned so that the methane is converted to carbon dioxide or alternatively landfill gas can be refined to be used as transport fuel. The usage of landfill gas in energy production is subsidized by the government. This thesis studied the amounts of landfill gas formed in Metsäsairila landfills and explored different options to use landfill gas in electricity production. A prediction about future methane production was made for the landfill using Jouko Petäjä’s model. The options for electricity production were gas turbines and gas engines. Internal rate of return was calculated for both investments and these results were compared. The methane model and Metsäsairila landfill’s electricity consumption were used to suggest a reasonable power output for the power plant.