Wood2Biogas-konseptissa integroidaan puun kaasutusprosessi ja perinteinen anaerobinen mädätysprosessi niin, että kaasutuksesta saatavaa synteesikaasua käytetään biokaasun biometanointiin. Näin biokaasun hiilidioksidi reagoi metaaniksi ja saadaan biokaasun metaanipitoisuutta nostettua merkittävästi. Wood2Biogas-hankkeessa (1.1.2022 – 31.5.2024) kehitettiin ja testattiin tähän konseptiin liittyviä teknologioita. Puun kaasutusprosessiin yhdistettiin biohiilen tuotanto eli kehityskohteena oli puun integroitu pyrolyysi-kaasutusprosessi. Tästä kehitystyöstä vastasi Xylo Gas Oy. Toinen kehityskohde oli biometanointiprosessi, mistä vastasi Doranova Oy. HAMK Bion tutkimusyksikkö osallistui teknologioiden pilotointivaiheen tutkimustyöhön, näytteiden analysointiin ja tulosten tarkasteluun. Biokaasun biometanointitutkimus toteutettiin Doranova Oy:n kehittämällä ja rakentamalla pilotilla Biopir Oy:n sikalietettä käyttävän biokaasulaitoksen yhteyteen sijoitetussa TB (Trickle-Bed) reaktorissa (5 m3) syksyn 2023 ja kevään 2024 aikana. Prosessiseurantaa tehtiin kahden koejakson, 73 vrk ja 61 vrk, keston ajan. Biometanointireaktoriin syötettiin paitsi biometanointiin tarkoitettua biokaasua ja vetyä, niin myös biokaasureaktorista saatavaa separoitua mädäte-rejektivettä mikrobien ravinnoksi. Koejakson aikana seurattiin syötetyn biokaasun ja reaktorista poistuvan tuotekaasun laatua ja määrää, sekä rejektiveden laatua ennen ja jälkeen. Kaasun määrä- ja laatuseuranta (CO2, CH4, H2, CO, O2) oli jatkuvaa koko koejaksojen ajan. Liuosnäytteitä otettiin TB-reaktorin poisteesta keskimäärin kerran viikossa ja syötetystä rejektivedestä yhteensä neljä kertaa molempien koejaksojen aikana. Liuosnäytteistä analysoitiin HAMK Bion laboratoriossa kuiva-aineen (TS) ja orgaanisen aineen (VS) pitoisuudet, pH, typpipitoisuudet (liukoinen, kokonais-, ammonium- ja nitraattityppi), haihtuvien rasvahappojen (VFA) määrä ja koostumus (asetaatti, propionaatti, butyraatti, isobutyraatti ja isovaleriaanihappo) ja alkaliteetti (puskurointikyky). Alkuaineanalyysit (Al, Alsol, P, Psol, K, Mg, Na, Fe) teetettiin ulkopuolisessa laboratoriossa yhdestä rejektivesisyötteestä ja kahdesta poisteesta molempien koejaksojen aikana. Puun pyrolysointi-kaasutustutkimus toteutettiin Xylo Gas Oy:n kehittämällä ja rakentamalla pilotilla Västankvarnin tilalla Inkoossa keväällä 2024. Laitteisto oli polttoaineteholtaan 1 MW, mutta näissä koeajoissa teho oli tästä noin puolet eli 0,5 MW. Ensimmäisissä koejoissa testattiin biohiilen tuottamista erilleen synteesikaasun tuottamisesta, ja seuraavissa koeajoissa toteutettiin integroitu biohiilen ja synteesikaasun tuotanto. Syötteenä käytettiin kuivattua puuhaketta. Synteesikaasusta otettiin kaasupussinäytteitä ja kaasun koostumus määritettiin pääkomponenttien osalta (H2, CO, CH4, CO2, O2). Biohiilen analysoinnissa keskityttiin ominaisuuksiin, jotka määrittävät hiilelle sopivat sovelluskohteet. Näitä ovat mm. biohiilen stabiilisuus (H/C ja O/C -suhteet) ja PAH-pitoisuudet. Kaasu- ja biohiiilinäytteenottojen ja niistä tehtyjen analysointien lisäksi prosessiajosta kerättiin lämpötiladataa ja määritettiin syötetyn puuhakkeen laatua (CHNS/O-analyysi, lämpöarvo) ja määrää, josta voitiin arvioida laitteiston syöttötehoa ja tehdä koko prosessin energiatarkastelua.

2024