Kartläggning av tekniska och processrelaterade problem och dess utvecklingsmöjligheter vid biogasanläggningar

Sammanfattning: Biogasanläggningar, som behandlar fler än en typ av substrat, så kallade samrötningsanläggningar, är relativt unga anläggningar. De första byggdes under tidigt 90-tal och står idag för omkring 28% av Sveriges totala biogasproduktion. Felaktigt inkommande material och det matavfall som tas in som substrat ställer höga krav på anläggningarnas utrustning, med därtill kopplade problem. Syftet med detta examensarbete var att genom intervjuer genomföra en kartläggning av befintliga tekniska och processrelaterade problem för två biogasanläggningar med samrötning samt en förbehandlingsanläggning. För att undersöka alternativa tekniker och utrustningar till identifierade problem genomfördes litteraturstudier och kontakt togs med leverantörer av biogasutrustning. Slutligen genomfördes en kostnadskalkylering för en specifik anläggning för att få en uppfattning om vad ett byte av problematisk utrustning skulle innebära rent ekonomiskt. Resultatet av kartläggningen visade att anläggningarnas förbehandling stod för de flesta problemen. Ett gemensamt problem för samtliga anläggningar var svårigheten att separera oönskat material från matavfall. Plast och annat oönskat material avskiljs inte i tillfredställande grad utan följer med vidare i processen och orsakar driftproblem samt att allt för mycket rötbart material följer med utgående rejekt och går till förbränning istället för rötning. Provtagning och analys av substrat och rejekt visade att vid avskiljning med skruvpress återfanns mer än 40% av substratets potentiella teoretiska metanutbyte i rejektfraktionen. Separation med bioseparator samt separation med en kombination av separerings­bassäng, trappstegsgaller och silpress visade en mindre förlust av metan i det avskiljda rejektet. Övriga identifierade problem omfattas av slitage och låg servicevänlighet hos utrustningen och outnyttjad utrustningskapacitet samt problem på grund av att utrustning ursprungligen ej var avsedd för biogasanläggningar. Litteraturstudier och kontakter med leverantörer av biogasutrustning visade att det finns alternativa tekniker och utrustningar till de identifierade problemen. Uppvärmning av substrat innan separation samt skifte till papperspåsar som insamlingsmetod är två potentiella lösningar. Det finns ett flertal utrustningar på marknaden för avskiljning av oönskat material, som potentiellt skulle kunna ersätta ineffektiva separationsutrustningar vid de aktuella anläggningarna. Huruvida sådana utrustningar skulle ge en förbättrad avskiljning och därmed minskad förlust av rötbart material i rejekt är svårt att avgöra innan tester med aktuellt substrat under aktuella förutsättningar genomförts. Resultatet av kostnadskalkyleringen visade att de största årliga drift- och underhålls­kostnaderna för befintlig separationsutrustning var lön till personal samt kostnader för slitage och haverier. En nyinvestering visade sig vara mycket kapitalintensivt i form av den initiala investeringskostnaden. Däremot frigör ett eventuellt byte till ny separationsutrustning personaltimmar då ny utrustning potentiellt kan kräva mindre drift- och underhållstid. Frigjorda personaltimmar kan istället användas till förebyggande underhåll eller som en besparingsåtgärd. Bättre uppföljning av rejektmängder och oplanerade driftstopp vid anläggningarna är viktiga initiala steg för att få kunskap om vilka problem som är av störst betydelse för att därefter kunna förbättra processen. Befintliga separationstekniker på anläggningarna fungerar inte optimalt och en vidareutveckling alternativt ersättning av dessa bör undersökas ytterligare.