Biopolttoaineita tuottavan hybridijärjestelmän optimointi - Pieni kaksoispolttoainekäyttöinen CHP-laitos sähköntuotannossa
Suomela, Janne (2014)
Kuvaus
Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.
Tiivistelmä
Biopolttoaineilla on suuri merkitys yhtenä ratkaisuna fossiilisten polttoaineiden korvaajana. Biodieselillä, -etanolilla ja -kaasulla voidaan korvata fossiilisia polttoaineita esimerkiksi ajoneuvoissa. Hajautetussa energiantuotannossa biodieseliä ja -kaasua voidaan käyttää polttoaineena pienissä sähkön- ja lämmön yhteistuotantolaitoksissa eli CHP-laitoksissa.
Tämä diplomityö on tehty osana Vaasan yliopiston teknillisen tiedekunnan DESY (Distributed Energy Systems) -projektia (2012–2014). Tämän diplomityön tarkoituksena oli optimoida biopolttoaineiden hybridituotantojärjestelmä, joka tuottaa puhtaita biopolttoaineita ja kaikki sivutuotteet voidaan hyödyntää. Diplomityö perustuu oletukseen, että biodieselin ja bioetanolin tuotannosta sivutuotteena muodostuvat glyseroli ja rankki voidaan hyödyntää biokaasun tuotantolaitoksen raaka-aineena. Biokaasulaitos tuottaa biokaasua ja sivutuotteena mädätysjäännöstä, joka voidaan hyödyntää lannoitteena tai maanparannusaineena. Tässä diplomityössä optimoitiin myös biodieseliä ja biokaasua polttoaineena käyttävä CHP-laitos sähkön tuottamiseksi esimerkkinä käytettyyn kylään.
Teoriaosuudessa on esitelty biodieselin, -etanolin ja -kaasun valmistusmenetelmät, käytettäviä raaka-aineita ja muodostuvia pää- ja sivutuotteita. Empiriaosuudessa laskettiin optimaaliset biodieselin, -etanolin ja -kaasun materiaalivirrat. Optimointi perustui biodieselin ja biokaasun sekä teoreettisen bioetanolin tuotantolaitoksien tuotantokapasiteetteihin. Empiriaosuudessa optimoitiin lisäksi CHP-laitos sähköntuotantoon.
Tuloksena saatiin kaksi biopolttoaineiden hybridituotantomallia, joissa kaikki materiaalivirrat voidaan hyödyntää. Tuloksena saatiin myös mitoitus CHP-laitokselle, jolla tuotetaan sähköenergiaa esimerkkinä käytetylle kylälle sekä biodiesel ja -kaasumäärät, joilla tämä CHP-laitos voidaan toteuttaa.
Tämä diplomityö on tehty osana Vaasan yliopiston teknillisen tiedekunnan DESY (Distributed Energy Systems) -projektia (2012–2014). Tämän diplomityön tarkoituksena oli optimoida biopolttoaineiden hybridituotantojärjestelmä, joka tuottaa puhtaita biopolttoaineita ja kaikki sivutuotteet voidaan hyödyntää. Diplomityö perustuu oletukseen, että biodieselin ja bioetanolin tuotannosta sivutuotteena muodostuvat glyseroli ja rankki voidaan hyödyntää biokaasun tuotantolaitoksen raaka-aineena. Biokaasulaitos tuottaa biokaasua ja sivutuotteena mädätysjäännöstä, joka voidaan hyödyntää lannoitteena tai maanparannusaineena. Tässä diplomityössä optimoitiin myös biodieseliä ja biokaasua polttoaineena käyttävä CHP-laitos sähkön tuottamiseksi esimerkkinä käytettyyn kylään.
Teoriaosuudessa on esitelty biodieselin, -etanolin ja -kaasun valmistusmenetelmät, käytettäviä raaka-aineita ja muodostuvia pää- ja sivutuotteita. Empiriaosuudessa laskettiin optimaaliset biodieselin, -etanolin ja -kaasun materiaalivirrat. Optimointi perustui biodieselin ja biokaasun sekä teoreettisen bioetanolin tuotantolaitoksien tuotantokapasiteetteihin. Empiriaosuudessa optimoitiin lisäksi CHP-laitos sähköntuotantoon.
Tuloksena saatiin kaksi biopolttoaineiden hybridituotantomallia, joissa kaikki materiaalivirrat voidaan hyödyntää. Tuloksena saatiin myös mitoitus CHP-laitokselle, jolla tuotetaan sähköenergiaa esimerkkinä käytetylle kylälle sekä biodiesel ja -kaasumäärät, joilla tämä CHP-laitos voidaan toteuttaa.