Adigo Biogassreaktor MR

Mer biogass på kortere tid med Adigo MR biogass reaktor

MR reaktoren er en liggende tank med roterende «padlevinger», som skrur substratene gjennom reaktoren i en kontrollert og kontinuerlig prosess. Den innovative og patenterte løsningen er testet og perfeksjonert gjennom mange år i samarbeid med de beste kompetansemiljøene i Sverige.

• Som følge av raskere utråtning, høyere gassutbytte, lavere energiforbruk, mindre fotavtrykk osv, er MR reaktoren opp til 7 ganger mere effektiv enn tradisjonelle løsninger

Etter 1 års testdrift av pilotanlegget (2013 – 2014) med strålende resultater, blir det nå satt opp et fullskala anlegg på Axsäters Reningsverk i Sverige (20.000PE). Biogassen blir benyttet til å produsere 65kW elektrisitet og 150kW varmeenergi ved hjelp av en 65kW mikro gassturbin fra Adigo.

Adigo MR biogass reaktor – en kontinuerlig prosess:

1. Hydrolyse: Karbohydrater omdannes til sukker, fett omdannes til fettsyrer, proteiner blir omdannet til aminosyrer.
2. Forsuring: Bakterier bryter sukker ned til alkohol, fettsyrer til fett og aminosyrer delvis til ammoniakk
3. Dannelse av eddiksyre: Omdannelse til eddiksyre, karbondioksid og hydrogen
4. Metan dannes: Eddiksyre og karbondioksid reagerer med alkoholen og fettet, og danner metan (65%), karbondioksid (35%) og en mindre mengde av hydrogensulfid og ammoniakk.

MR biogass reaktor leveres i følgende størrelser: 80, 100, 120….200, 220 og 240m³

• 5 – 30m³ substrat per 24 timer
• 000 – 10.000 m³ substrat per år
• Reaktoren håndterer substrat med TS opp til 12% (tørrgehalt)
• Avhengig av substratet er energiinnholdet fra 500 til 5.000 MWh per år.
• Reaktorens omløpstid 8 – 12 dager
• Reaktoren produserer fra 100.000 til 1.000.000 Nm³ biogass per år
• Prefabrikkert, hvilket betyr hurtig montasje (leveres på skid)
• Arealbehov ca 1/5 av normalt fotavtrykk
• Høy virkningsgrad og lave driftskostnader
• Styring og/eller monitorering via nett

 Best på energieffektivitet – kun ca10% av produsert energi forbrukes i prosessen
(Til forskjell fra konvensjonelle råtnetanker der ca25 – 50% av produsert energi forbrukes).

Takket være evnen til å håndtere høyere tørrgehalt, en kontinuerlig prosesstrøm på 8-12 dager samt andre egenskaper er reaktoren opp til 7 ganger mer effektiv enn tradisjonelle biogassanlegg.

Generelt:
Råtnetank er en lukket enhet for biologisk stabilisering av slam uten tilgang på fritt oksygen. Slammet mineraliseres og brennbar gass (biogass) utvikles. Stabilisert slam kan etter avvanning brukes som gjødsel.

I alt organisk avfall pågår det en naturlig råtningsprosess, kompostering. Ved ut-råtning uten tilførsel av luft (anaerob) oppstår biogass. Biogass består hovedsakelig av metan (CH₄) og CO₂.

Adigo leverer, i tett samarbeid med ED Biogass, en unik biogassreaktor der ut-råtningen skjer i en kontinuerlig og kontrollert termofil prosess. En termofil kompostering skjer i temperaturområdet 50 – 60⁰C og fjerner dermed salmonella, enterokokker (fekale streptokokker) og VTEC (Verotoxin-produserende E. coli).

Gjennomløpstiden er regulert slik at ytterligere hygienisering er unødvendig og at bio-resten dermed kan benyttes videre uten ytterligere hygienisering.

Substratet tilføres en liggende sylinder etter oppvarming og prosesseres deretter i en kontinuerlig bevegelse. Reaktorens konstruksjon medfører at de fire kjemiske prosessene, hydrolyse, forsuring, dannelse av eddiksyre og deretter metan skjer i naturlige steg uten å forstyrre hverandre.

Innovasjonen medfører at gjennomløpstiden, fra innmating til full ut-råtning, er omlag halvert i forhold til normalt. Den høye kapasiteten betyr således at den fysiske størrelsen på anlegget dermed er kraftig redusert.

Typisk anvendelsesområde for Adigo Bio-reaktor er håndtering av slam fra renseanlegg for opptil 20 – 40.000 innbyggere, husdyrgjødsel, slakterier, matvareindustrien, drivhus og fiskeavfall.

Biogass Reaktor MR80 – MR240 håndterer opp til ca30m³/døgn med et tørrstoff gehalt opp til 12%.

Bio-gass produksjonen vil variere med energien i råvarene, men vil typisk ligge i et område på 10 – 140Nm³/h

Reaktoren leveres i flere størrelser, slik at den er lønnsom selv for små eller mindre produsenter av biologisk avfall eller slam.

Anvendelsesområder
Ved ut-råtning dannes biogass, som gjennom en videre foredling kan omdannes til elektrisitet og varme ved hjelp av Adigo mikro gassturbiner eller oppgraderes til bio-metan (bio-drivstoff) med Adigo PSA oppgraderingsanlegg

Adigo kan prosjektere inn kompatible produkter som kan benyttes sammen med biogassreaktoren for oppkopling mot nye eller eksisterende anlegg og prosesser.

Biogass anleggene kan videre tilsluttes vår egen driftsportal via f.eks. internett, der vi kontinuerlig overvåker og evaluerer driften.

Håndtering av biologisk avfall
Håndtering av biologisk avfall er strengt regulert og for at avfallet skal kunne benyttes til eksempelvis gjødsel, må det normalt først igjennom en hygieniseringsprosess før det kan komposteres og benyttes.

Med Biogassreaktoren MR er denne problematikken løst.

I reaktoren skjer en fullstendig ut-råtning av avfallet og gjennomløpstiden er regulert slik at ytterligere hygienisering er unødvendig.

Bio-reaktoren mates dermed med avfall og resultatet er biogass og fult ut-råtnet og hygienisert substrat, som kan benyttes direkte til eksempelvis jordforbedring / gjødsel.

Konstruksjonen er av en slik karakter at ut-råtnet substrat aldri blandes med nytt.

Fordeler med ut-råtning
Fordelene med ut-råtning er mange.

Våre reaktorer håndterer i prinsippet all type organisk materiale. Dette betyr at det kan startes biogass anlegg der det tidligere var uøkonomisk.

Håndtering av organisk avfall har vært en omfattende og kostbar affære, men med MR Bio-gass reaktoren er denne realiteten endret.

Gjennomløpstiden for substratet er tilpasset slik at ytterligere hygienisering ikke er nødvendig hvilket betyr at substratet som forlater reaktoren kan benyttes uten videre behandling. Den største fordelen er dog at det kan produseres biogass.

Biogassen kan gjennom videre foredling omdannes til elektrisitet og varme ved hjelp av Adigo mikro gassturbiner eller oppgraderes til bio-metan (bio-drivstoff) med Adigo PSA oppgraderingsanlegg

Prosjektering biogassreaktor
Adigo innehar, sammen med våre samarbeidspartnere, kompetanse innen en rekke områder.

Dette betyr at vi kan foreta prosjektering av stabile, gjennomtenkte og helhetlige anlegg. Våre konsulenter er virksomme innen energiteknikk, installasjonsplanlegging, byplanlegging, bygg automasjon, prosjektledelse og andre relevante fagområder.

Ofte vil man kunne regne hjem investeringen bare gjennom å slippe transport- og destruksjonskostnader for avfallet. Dog er det først når energien fra biogassen utnyttes eller foredles i eget anlegg (Adigo mikro gassturbiner eller Adigo PSA oppgraderingsanlegg), at den store gevinsten kan hentes ut.

Vårt fokus er alltid, med ny og moderne teknikk å reduserer kostnadene og miljøbelastningen på hvert enkelt anlegg, for å oppnå best mulig resultat for våre kunder.

Organisk avfall – en ressurs

Organisk avfall er en ressurs som må betraktes som et verdifullt råstoff og håndteres deretter – til det beste for klima og miljø. Med våre løsninger er det også sannsynlig at vi kan gjøre ditt biogass-anlegg bedriftsøkonomisk lønnsomt.

I alt organisk avfall pågår det en naturlig råtnings- eller nedbrytningsprosess. Ved utråtning uten tilførsel av luft (anaerob) produseres det biogass. Biogass består hovedsakelig av metan (CH₄) og karbondioksid (CO₂).

Adigo leverer, i samarbeid med ED Biogass i Sverige, en unik bioreaktor der utråtningen skjer i en kontinuerlig og kontrollert termofil prosess. Reaktoren gir en kompakt og derved også en rimelig løsning.

Ved å benytte biogassen i mikro gassturbiner vil det bli produsert elektrisitet og varmtvann. Lave vedlikeholdskostnader og høy total virkningsgrad gir god bedriftsøkonomi.

Adigo har også en løsning for mindre og mellomstore anlegg som ønsker å oppgradere biogassen til bio-metan. Dette gjøres i en såkalt PSA-teknologi og oppgraderingsanlegget er svært fleksibelt og kan leveres som en containerløsning. Biometanen kan leveres til gassnett eller benyttes direkte som drivstoff / biofuel.

Adigo arbeider også med å utvikle et gassifiseringsanlegg som skal produsere høyverdig biogass ved trinnvis forbrenning av biologisk avfall.

Illustrasjonen under viser de ulike veier avfallet kan gå for å utnyttes til beste for miljø, helse og klima:

Det er bred enighet i Norge om følgende:

Reduksjon av klimagassutslipp:

a. Biogass produksjon basert på husdyrgjødsel som substrat vil ha betydelig høyere klimagassbesparelse per GWh produsert, enn ved bruk av avløpsslam, våtorganisk avfall og energivekster.

b. Sambehandling av husdyrgjødsel og våtorganisk avfall vil totalt sett kunne gi et høyere biogassutbytte enn separatbehandling av substratene. Derfor vil dette også gi en større reduksjon av klimagassutslippet.

c. Anvendelse som erstatning av fossile energibærere som olje, naturgass, diesel og bensin vil ha en større effekt på norske klimagassutslipp enn man oppnår ved elektrisitetsproduksjon. Erstatning av olje vil ha en større effekt enn erstatning av naturgass gitt lik virkningsgrad i motoren.

Reduksjonen av utslipp av andre miljø- eller helsefarlige stoffer:

a. Anvendelse av biogass som drivstoff vil redusere lokal luftforurensning og støy i forhold til bruk av diesel

b. Biogjødselen kan benyttes som erstatning for kunstgjødsel og dermed redusere utslippene og ressursbruken knyttet til produksjon av kunstgjødsel

Alternative anvendelser av råstoffene:

a. Dersom man ikke produserer biogass av husdyrgjødselen, vil den bli spredt som gjødsel på landbruksareal. Omdannelse av husdyrgjødsel til biogjødsel vil kunne bedre gjødslingseffekten sammenliknet med spredning av husdyrgjødselen direkte.

b. Dersom våtorganisk avfall ikke brukes til å produsere biogass, vil avfallet enten utsorteres og komposteres for deretter å utnyttes som jordforbedringsmiddel, eller bli værende i restavfallet som går til avfallsforbrenningsanlegg med/uten energiutnyttelse. Noe restavfall og utsortert våtorganisk avfall eksporteres til Sverige eller Danmark for henholdsvis forbrenning med energiutnyttelse eller biologisk behandling. Ved kompostering i reaktor kreves energi til lufting og kjøling. Forbrenning av avfallet vil gi en utnyttelse av energien, men brennverdien til våtorganisk avfall er på grunn av det høye vanninnholdet som regel lav i forhold til mengden energi man kan få utnyttet ved biogassproduksjon. Energien som frigis ved forbrenning av våtorganisk avfall brukes i Norge i dag til prosessdamp, vannbåren varme og elektrisitet. Denne produserte energien fra avfallsforbrenningsanleggene erstatter bruk av andre energibærere. Forbrenning vil føre til at man ikke får resirkulert næringsstoffene, som fosfor og nitrogen.

c. Avløpsslam blir brukt til jordforbedringsmiddel, uavhengig av om det er brukt som biogass eller ikke. Ca. 2/3 av dagens avløpsslam går til landbruk, resterende mengder går stort sett til parker og vegskråninger eller til jordprodusenter. Disse anvendelsene vil også være mulig etter biogassproduksjonen.

d. Energivekster vil ofte kunne brukes som matvarer, alternativt er det mulig å dyrke matvarer på landbruksarealet som brukes til energivekster.

Alternativer til anvendelser av biogassen:

a. Transport: hovedalternativene til fossile drivstoff i dag er biodrivstoff og elektrisitet. Elektriske kjøretøy er per i dag ikke et aktuelt alternativ for alle transportbehov. Første generasjons biodrivstoff som biodiesel og bioetanol har vist seg å være mer konfliktfylte erstatninger for fossile drivstoff både med tanke på klimagassutslipp, konkurranse med matvareproduksjon og arealbruk. Biogass produsert av avfall og husdyrgjødsel vil være betydelig mindre konfliktfylt.

b. Elektrisitetsproduksjon: Norsk elektrisitetsproduksjon er allerede i stor grad fornybar, og det finnes flere kilder til ren kraftproduksjon (vann, vind, sol etc.)

c. Oppvarming: varmeenergi kan produseres av mange ulike kilder, for eksempel utnyttes varme fra avfallsforbrenning flere steder. I tillegg kan behovet for oppvarming ofte reduseres betraktelig ved hjelp av etterisolering og andre effektiviseringstiltak.

Bidrag til oppnåelse av norske miljømål eller forpliktelser, reduksjon av klimagassutslipp i Norge:

a. Reduksjon av klimagassutslipp: ved produksjon av biogass basert på avfallsprodukter inkludert husdyrgjødsel og anvendelse av gassen som drivstoff i Norge vil tiltaket bidra til å redusere klimagassutslipp både i jordbruket og i transportsektoren i det norske klimagassregnskapet. Dersom produksjonen og/eller utnyttelsen skjer i utlandet, vil effekten på det norske klimagassregnskapet reduseres.

b. Fornybardirektivets mål: Dersom biogass brukes til elektrisitetsproduksjon eller til oppvarming kan dette bidra til å oppnå målet for fornybar energi i 2020 som prosent av total energi produsert. Dersom biogass brukes i transportsektoren vil dette telle dobbelt i måloppnåelsen for fornybarandel i transportsektoren.

Regionale effekter, som reduksjon av støy, lokal luftforurensning og næringsutvikling i distriktene:

a. Bruk av biogass som drivstoff vil redusere utslipp av komponenter som bidrar til lokal luftforurensning, som svevestøv og nitrogendioksid. Effekten vil være størst når biogassen erstatter diesel i kjøretøy som hovedsakelig kjører i tettbebygde strøk.

b. Husdyrgjødsel vil typisk ha høyere tetthet i distriktene, og det er dermed mer aktuelt å legge biogassanlegg som utnytter husdyrgjødsel til disse stedene. Oppbygging av biogassanlegg i husdyrtette områder vil dermed også kunne bidra til næringsutvikling i distriktene.

Høy virkningsgrad i prosessen:

a. Produksjon av biogass vil utnytte energien i våtorganisk avfall mer effektivt enn ved forbrenning av avfallet.

b. Anvendelse av biogass i en gassmotor vil ha en relativt lav virkningsgrad.

c. Utnyttelse som varme eller kombinert varme- og elektrisitetsproduksjon (CHP) vil ha en høy virkningsgrad.

Samlet sett viser de overnevnte forenklede betraktningene at biogassproduksjon basert på husdyrgjødsel og våtorganisk avfall er en god ressursutnyttelse og gir reduserte klimagassutslipp og andre positive miljøeffekter over livsløpet.

Det vil være områder i Norge der oppgradering av biogass til drivstoffkvalitet vil være lite kostnadseffektivt. I disse områdene vil bruken av biogass i et kraft-varme-anlegg eller til oppvarming være en hensiktsmessig anvendelse.