YhdysvallatEdit
Biokaasun monien hyötyjen ansiosta siitä on alkanut tulla suosittu energianlähde, ja sitä aletaan käyttää Yhdysvalloissa enemmän. Vuonna 2003 Yhdysvalloissa kulutettiin 43 TWh (147 biljoonaa BTU:ta) energiaa ”kaatopaikkakaasusta”, mikä on noin 0,6 % Yhdysvaltojen maakaasun kokonaiskulutuksesta. Lehmien lannasta saatavaa metaanibiokaasua testataan Yhdysvalloissa. Science and Children -lehden vuonna 2008 keräämän tutkimuksen mukaan lehmien lannasta saatavalla metaanibiokaasulla voitaisiin tuottaa 100 miljardia kilowattituntia, jotka riittäisivät miljoonien kotien sähköenergiaksi eri puolilla Amerikkaa. Lisäksi metaanibiokaasun on testattu todistavan, että se voi vähentää 99 miljoonaa tonnia kasvihuonekaasupäästöjä eli noin neljä prosenttia Yhdysvaltojen tuottamista kasvihuonekaasuista.
Vermontissa esimerkiksi maitotiloilla tuotettu biokaasu otettiin mukaan CVPS Cow Power -ohjelmaan. Ohjelmaa tarjosi alun perin Central Vermont Public Service Corporation vapaaehtoisena tariffina, ja Green Mountain Powerin kanssa äskettäin tapahtuneen fuusion myötä se on nyt GMP:n Cow Power -ohjelma. Asiakkaat voivat halutessaan maksaa sähkölaskussaan lisämaksun, joka siirretään suoraan ohjelmaan osallistuville maatiloille. Sheldonissa, Vermontissa, Green Mountain Dairy on tarjonnut uusiutuvaa energiaa osana Cow Power -ohjelmaa. Ohjelma sai alkunsa, kun tilan omistavat veljekset Bill ja Brian Rowell halusivat ratkaista joitakin maitotilojen lannankäsittelyyn liittyviä haasteita, kuten lannan hajuhaittoja ja ravinteiden saatavuutta viljelykasveille, joita on kasvatettava eläinten ruokkimiseksi. He asensivat anaerobisen mädättämön käsittelemään 950 lehmänsä lehmä- ja lypsykeskusjätettä ja tuottamaan siitä uusiutuvaa energiaa, sahanpurua korvaavaa kuiviketta ja kasviystävällistä lannoitetta. Energia- ja ympäristöominaisuudet myydään GMP Cow Power -ohjelmaan. Rowellien käyttämä järjestelmä tuottaa keskimäärin niin paljon sähköä, että se riittää 300-350 muun kodin sähkönsyöttöön. Generaattorin kapasiteetti on noin 300 kilowattia.
Texasin Herefordissa lehmänlantaa käytetään etanolivoimalaitoksen käyttövoimana. Siirtymällä metaanibiokaasuun etanolivoimalaitos on säästänyt 1000 tynnyriä öljyä päivässä. Kaiken kaikkiaan voimalaitos on vähentänyt kuljetuskustannuksia ja avaa paljon uusia työpaikkoja tuleville biokaasuun tukeutuville voimalaitoksille.
Oakleyssä, Kansasissa, etanolitehdas, jota pidetään yhtenä Pohjois-Amerikan suurimmista biokaasulaitoksista, käyttää Integrated Manure Utilization System ”IMUS” -järjestelmää tuottaakseen lämpöä kattiloihinsa hyödyntämällä rehulaitosten lantaa, kunnallisia orgaanisia jätteitä ja etanolitehtaan jätteitä. Täydellä kapasiteetilla laitoksen odotetaan korvaavan 90 prosenttia etanolin ja metanolin valmistusprosessissa käytetystä fossiilisesta polttoaineesta.
Kaliforniassa Etelä-Kalifornian kaasuyhtiö Southern California Gas Company on kannattanut biokaasun sekoittamista olemassa oleviin maakaasuputkistoihin. Kalifornian osavaltion virkamiehet ovat kuitenkin ottaneet kannan, jonka mukaan biokaasua ”on parempi käyttää vaikeasti sähköistettävillä talouden aloilla– kuten ilmailussa, raskaassa teollisuudessa ja pitkän matkan kuorma-autoliikenteessä.” Samoin lehmän lanta erilaiset kasvit materiaalia, kuten jäännöskasvien sadonkorjuun jälkeen
EurooppaEditio
Kehityksen taso vaihtelee suuresti Euroopassa. Vaikka Saksan, Itävallan ja Ruotsin kaltaiset maat ovat melko edistyneet biokaasun käytössä, muualla mantereella, erityisesti Itä-Euroopassa, on valtavasti potentiaalia tälle uusiutuvalle energialähteelle. Erilaiset oikeudelliset puitteet, koulutusjärjestelmät ja teknologian saatavuus ovat tärkeimpiä syitä tähän hyödyntämättömään potentiaaliin. Toinen haaste biokaasun edistymiselle on ollut kielteinen yleinen käsitys.
Euroopan biokaasuyhdistys (European Biogas Association, EBA) perustettiin helmikuussa 2009 Brysselissä voittoa tavoittelemattomaksi järjestöksi edistämään biokaasun kestävää tuotantoa ja käyttöä Euroopassa. EBA:n strategiassa määritellään kolme painopistettä: biokaasun vakiinnuttaminen tärkeäksi osaksi Euroopan energiayhdistelmää, kotitalousjätteen syntypaikkalajittelun edistäminen kaasupotentiaalin lisäämiseksi ja biometaanin tuotannon tukeminen ajoneuvojen polttoaineena. Heinäkuussa 2013 EBA:lla oli 60 jäsentä 24 maasta eri puolilta Eurooppaa.
UKEdit
Syyskuussa 2013 Isossa-Britanniassa oli noin 130 muun kuin jäteveden biokaasulaitosta. Suurin osa on maatiloilla, ja joitakin suurempia laitoksia on olemassa maatilojen ulkopuolella, jotka ottavat vastaan elintarvike- ja kuluttajajätteitä.
5. lokakuuta 2010 biokaasua syötettiin ensimmäistä kertaa Yhdistyneen kuningaskunnan kaasuverkkoon. Yli 30 000 Oxfordshiren kodin jätevedet lähetetään Didcotin jätevedenpuhdistamolle, jossa ne käsitellään anaerobisessa mädättämössä biokaasun tuottamiseksi, joka sitten puhdistetaan noin 200 kodin kaasun tuottamiseksi.
Vuonna 2015 vihreää energiaa tuottava Ecotricity-yritys ilmoitti suunnitelmistaan rakentaa kolme sähköverkkoon syötettävää mädättämöä.”
Italia Muokkaa
Italiassa biokaasun tuotanto käynnistyi ensimmäisen kerran vuonna 2008 edullisten syöttötariffien käyttöönoton ansiosta. Myöhemmin ne korvattiin syöttöpalkkioilla, ja sivutuotteita ja maatalousjätteitä alettiin suosia, mikä johti biokaasun tuotannon ja siitä johdetun lämmön ja sähkön tuotannon pysähtymiseen vuodesta 2012 lähtien.Syyskuussa 2018 Italiassa on yli 200 biokaasulaitosta, joiden tuotanto on noin 1,2 GW
SaksaEdit
Saksa on Euroopan suurin biokaasun tuottaja ja markkinajohtaja biokaasuteknologian alalla. Vuonna 2010 koko maassa toimi 5 905 biokaasulaitosta: Ala-Saksi, Baijeri ja itäiset osavaltiot ovat tärkeimmät alueet. Suurin osa näistä laitoksista toimii voimalaitoksina. Yleensä biokaasulaitokset on yhdistetty suoraan CHP-laitokseen, joka tuottaa sähköä polttamalla biometaania. Sähköenergia syötetään sitten yleiseen sähköverkkoon. Vuonna 2010 näiden voimalaitosten asennettu kokonaissähkökapasiteetti oli 2 291 MW. Sähköä toimitettiin noin 12,8 TWh, mikä on 12,6 % kaikesta tuotetusta uusiutuvista energialähteistä tuotetusta sähköstä.
Biokaasua tuotetaan Saksassa ensisijaisesti energiakasvien (ns. ”NawaRo”, joka on lyhenne sanoista nachwachsende Rohstoffe, saksankielinen lyhenne sanoista ”uusiutuvat luonnonvarat”) ja lannan sekoituksella. Tärkein käytetty viljelykasvi on maissi. Biokaasun tuotantoon käytetään myös orgaanista jätettä sekä teollisuuden ja maatalouden jätteitä, kuten elintarviketeollisuuden jätteitä. Tässä suhteessa biokaasun tuotanto Saksassa eroaa merkittävästi Isosta-Britanniasta, jossa kaatopaikoilla tuotettu biokaasu on yleisintä.
Biokaasun tuotanto Saksassa on kehittynyt nopeasti viimeisten 20 vuoden aikana. Tärkeimpänä syynä ovat lainsäädännöllisesti luodut puitteet. Valtion tuki uusiutuvalle energialle alkoi vuonna 1991 sähkön syöttölailla (StrEG). Tällä lailla taattiin uusiutuvista energialähteistä tuotetun energian tuottajille syöttö julkiseen sähköverkkoon, joten sähköyhtiöiden oli pakko ottaa kaikki tuotettu energia riippumattomilta yksityisiltä vihreän energian tuottajilta. Vuonna 2000 sähkön syöttölaki korvattiin uusiutuvia energialähteitä koskevalla lailla (EEG). Tällä lailla taattiin jopa kiinteä korvaus tuotetusta sähköenergiasta 20 vuoden ajan. Noin 8 ¢/kWh:n suuruinen summa antoi maanviljelijöille mahdollisuuden ryhtyä energiantoimittajiksi ja saada lisätulonlähteen.
Saksan maatalousbiokaasun tuotantoa vauhditettiin entisestään vuonna 2004 ottamalla käyttöön niin sanottu NawaRo-bonus. Kyseessä on erityistuki, joka myönnetään uusiutuvien luonnonvarojen eli energiakasvien käytöstä. Vuonna 2007 Saksan hallitus korosti aikomustaan investoida lisää ponnisteluja ja tukea uusiutuvien energialähteiden tarjonnan parantamiseen, jotta voitaisiin vastata kasvaviin ilmastohaasteisiin ja öljyn hinnannousuun ”integroidulla ilmasto- ja energiaohjelmalla”.
Tämä uusiutuvien energialähteiden jatkuva edistämissuuntaus tuo mukanaan useita haasteita uusiutuvien energialähteiden tarjonnan hallinnalle ja organisoinnille, millä on useita vaikutuksia myös biokaasun tuotantoon. Ensimmäinen haaste on biokaasun sähköntuotannon suuri pinta-alankulutus. Vuonna 2011 biokaasun tuotantoon tarkoitettujen energiakasvien pinta-ala Saksassa oli noin 800 000 hehtaaria. Tämä suuri maatalousmaan tarve aiheuttaa elintarviketeollisuuden kanssa uutta kilpailua, jota ei ole aiemmin ollut. Lisäksi pääasiassa maaseutualueille on syntynyt uusia teollisuudenaloja ja markkinoita, joilla on erilaisia uusia toimijoita, joilla on taloudellinen, poliittinen ja yhteiskunnallinen tausta. Niiden vaikutusvaltaa ja toimintaa on hallittava, jotta kaikki tämän uuden energialähteen tarjoamat edut voidaan hyödyntää. Biokaasulla on lisäksi tärkeä rooli Saksan uusiutuvien energialähteiden tarjonnassa, jos siihen keskitytään hyvällä hallintotavalla.
Kehitysmaat Muokkaa
Kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa biokaasulaitoksissa kotieläinten lantaa ja yömaata muutetaan biokaasuksi ja lietelannaksi, joka on käymistilassa olevaa lantaa. Tämä tekniikka on toteuttamiskelpoinen pienviljelijöille, joiden karja tuottaa 50 kg lantaa päivässä, mikä vastaa noin 6 sikaa tai 3 lehmää. Lannan on oltava kerättävissä, jotta se voidaan sekoittaa veteen ja syöttää laitokseen. Käymälät voidaan liittää. Toinen edellytys on lämpötila, joka vaikuttaa käymisprosessiin. Optimaalinen lämpötila on 36 C°, joten teknologia soveltuu erityisesti (sub)trooppisessa ilmastossa asuville. Tämän vuoksi teknologia soveltuu usein kehitysmaiden pienviljelijöille.
Koosta ja sijainnista riippuen tyypillinen tiilirakenteinen kiinteä kupolibiokaasulaitos voidaan asentaa maaseutukotitalouden pihalle investoinnilla, joka Aasian maissa on 300-500 Yhdysvaltain dollaria ja Afrikassa jopa 1 400 dollaria. Laadukas biokaasulaitos tarvitsee mahdollisimman vähän huoltokustannuksia, ja se voi tuottaa kaasua vähintään 15-20 vuotta ilman suurempia ongelmia ja uusinvestointeja. Käyttäjälle biokaasu tarjoaa puhdasta ruoanlaittoenergiaa, vähentää sisäilman saastumista ja vähentää perinteiseen biomassan keräämiseen kuluvaa aikaa, erityisesti naisten ja lasten osalta. Lietelanta on puhdasta orgaanista lannoitetta, joka mahdollisesti lisää maatalouden tuottavuutta.
Energia on tärkeä osa nykyaikaista yhteiskuntaa, ja se voi olla yksi tärkeimmistä sosioekonomisen kehityksen indikaattoreista. Vaikka teknologia onkin kehittynyt, noin kolme miljardia ihmistä, pääasiassa kehitysmaiden maaseutualueilla, käyttää edelleen ruuanlaittoon tarvitsemaansa energiaa perinteisin keinoin polttamalla biomassaa, kuten polttopuita, sadonjäännöksiä ja eläinten lantaa karkeissa perinteisissä uuneissa.
Kotitalouksien biokaasuteknologia on hyväksi todettua ja vakiintunutta teknologiaa monissa osissa maailmaa, erityisesti Aasiassa. Useat tämän alueen maat, kuten Kiina ja Intia, ovat käynnistäneet laajamittaisia kotimaista biokaasua koskevia ohjelmia.
Alankomaiden kehitysjärjestö SNV tukee kansallisia kotimaista biokaasua koskevia ohjelmia, joiden tavoitteena on luoda kaupallisesti elinkelpoinen kotimainen biokaasusektori, jossa paikalliset yritykset markkinoivat, asentavat ja huoltavat kotitalouksien biokaasulaitoksia. Aasiassa SNV toimii Nepalissa, Vietnamissa, Bangladeshissa, Bhutanissa, Kambodžassa, Laosin demokraattisessa kansantasavallassa, Pakistanissa ja Indonesiassa sekä Afrikassa: Ruandassa, Senegalissa, Burkina Fasossa, Etiopiassa, Tansaniassa, Ugandassa, Keniassa, Beninissä ja Kamerunissa.
Etelä-Afrikassa valmistetaan ja myydään valmiiksi rakennettua biokaasujärjestelmää. Yksi keskeinen piirre on, että asennus vaatii vähemmän taitoa ja on nopeampi asentaa, koska mädätyssäiliö on valmiiksi muovia.
IntiaEdit
Biokaasu on Intiassa perinteisesti perustunut lypsylehmän lantaan raaka-aineena, ja nämä ”gobar”-kaasulaitokset ovat olleet toiminnassa pitkään, erityisesti Intian maaseudulla. Viimeisten 2-3 vuosikymmenen aikana tutkimusorganisaatiot, jotka ovat keskittyneet maaseudun energiaturvallisuuteen, ovat parantaneet järjestelmien suunnittelua, mikä on johtanut uusiin tehokkaisiin ja edullisiin malleihin, kuten Deenabandhu-malliin.
Deenabandhu-malli on uusi Intiassa suosittu biokaasun tuotantomalli. (Deenabandhu tarkoittaa ”avuttomien ystävää”.) Yksikön kapasiteetti on yleensä 2-3 kuutiometriä. Se rakennetaan tiilistä tai ferrosementtiseoksesta. Intiassa tiilimalli maksaa hieman enemmän kuin ferrosementtimalli, mutta Intian uusien ja uusiutuvien energialähteiden ministeriö tarjoaa jonkin verran tukea rakennettua mallia kohti.
Biokaasua, joka on pääasiassa metaania/maakaasua, voidaan käyttää myös proteiinipitoisen karjan-, siipikarjan- ja kalanrehun tuottamiseen kylissä taloudellisesti viljelemällä Methylococcus capsulatus -bakteeriviljelyä, jonka maa- ja vesijalanjälki on hyvin pieni. Näistä kasveista sivutuotteena syntyvää hiilidioksidikaasua voidaan käyttää algaviljelystä saatavan leväöljyn tai spirulinan halvempaan tuotantoon erityisesti Intian kaltaisissa trooppisissa maissa, jotka voivat lähitulevaisuudessa syrjäyttää raakaöljyn ensisijaisen aseman. Intian liittohallitus toteuttaa monia ohjelmia maatalousjätteen tai biomassan hyödyntämiseksi tuottavasti maaseutualueilla maaseudun talouden ja työllistämispotentiaalin kohentamiseksi. Näissä laitoksissa syötäväksi kelpaamattomasta biomassasta tai syötäväksi kelpaavan biomassan jätteestä valmistetaan arvokkaita tuotteita ilman vesien pilaantumista tai kasvihuonekaasupäästöjä.
Nesteytetty maakaasu (LPG, Liquefied Petroleum Gas) on keskeinen ruoanlaittopolttoaineen lähde Intian kaupungeissa, ja sen hinnat ovat nousseet polttoaineiden maailmanmarkkinahintojen nousun tahdissa. Myös peräkkäisten hallitusten myöntämät suuret tuet nestekaasun käytön edistämiseksi kotitalouksien ruoanlaittopolttoaineena ovat muodostuneet taloudelliseksi taakaksi, minkä vuoksi biokaasuun ruoanlaittopolttoainevaihtoehtona kaupunkien laitoksissa on alettu keskittyä uudelleen. Tämä on johtanut tehdasvalmisteisten mädättämöiden kehittämiseen modulaarista käyttöönottoa varten verrattuna RCC- ja sementtirakenteisiin, joiden rakentaminen kestää kauemmin. Uusi keskittyminen prosessitekniikkaan, kuten Biourja-prosessimalliin, on lisännyt keskisuurten ja suurten anaerobisten mädättämöiden asemaa Intiassa potentiaalisena vaihtoehtona nestekaasulle ensisijaisena ruoanlaittopolttoaineena.
Intiassa, Nepalissa, Pakistanissa ja Bangladeshissa lannan anaerobisesta mädätyksestä pienimuotoisissa mädätyslaitoksissa tuotettua biokaasua kutsutaan gobar-kaasuksi. Arvioiden mukaan tällaisia laitoksia on yli kahdessa miljoonassa kotitaloudessa Intiassa, 50 000 kotitaloudessa Bangladeshissa ja tuhansissa kotitalouksissa Pakistanissa, erityisesti Pohjois-Punjabissa, johtuen kukoistavasta karjakannasta. Mädättämö on betonista tehty ilmatiivis pyöreä kuoppa, jossa on putkiyhteys. Lanta ohjataan kuoppaan, yleensä suoraan karjasuojasta. Kuoppa täytetään halutulla jätevesimäärällä. Kaasuputki liitetään keittiön takkaan säätöventtiilien kautta. Tämän biokaasun palamisessa on hyvin vähän hajua tai savua. Yksinkertaisen toteutuksen ja kylien halpojen raaka-aineiden käytön ansiosta se on yksi ympäristöystävällisimmistä energialähteistä maaseudun tarpeisiin. Yksi tämäntyyppinen järjestelmä on Sintex-mädättämö. Joissakin malleissa käytetään vermikasvatusta, jolla parannetaan biokaasulaitoksen tuottamaa lietettä kompostina käytettäväksi.
Pakistanissa Maaseudun tukiohjelmien verkosto (Rural Support Programmes Network) hallinnoi Pakistanin kotitalouksien biokaasuohjelmaa, joka on asentanut 5360 biokaasulaitosta ja kouluttanut yli 200 muuraria tekniikkaan, ja sen tavoitteena on kehittää biokaasualaa Pakistanissa.
Nepalissa valtio myöntää tukia biokaasulaitoksen rakentamiseen kotitalouksiin.
KiinaEdit
Kiinalaiset ovat kokeilleet biokaasun sovelluksia vuodesta 1958 lähtien. Noin vuonna 1970 Kiina oli asentanut 6 000 000 mädättämöä pyrkiessään tehostamaan maataloutta. Viime vuosina teknologia on kasvanut voimakkaasti. Tämä näyttää olevan varhaisinta kehitystä biokaasun tuottamisessa maatalousjätteestä.
Kiinan maaseudun biokaasurakentaminen on osoittanut kasvavaa kehityssuuntaa. Nopean talouskehityksen ja Kiinan ankaran sumutilanteen aiheuttama energian tarjonnan räjähdysmäinen kasvu on johtanut siihen, että biokaasusta on tullut parempi ympäristöystävällinen energia maaseutualueilla. Qingin piirikunnassa, Hebein maakunnassa, kehitetään parhaillaan teknologiaa, jossa kasvien olkia käytetään pääasiallisena materiaalina biokaasun tuottamiseen.
Kiinassa oli 26,5 miljoonaa biokaasulaitosta, joiden tuotanto oli 10,5 miljardia kuutiometriä biokaasua vuoteen 2007 mennessä. Vuotuinen biokaasun tuotanto on kasvanut 248 miljardiin kuutiometriin vuonna 2010. Kiinan hallitus oli tukenut ja rahoittanut maaseudun biokaasuhankkeita, mutta vain noin 60 prosenttia niistä toimi normaalisti. Talvella Kiinan pohjoisilla alueilla biokaasun tuotanto on vähäisempää. Tämä johtuu siitä, että mädättämöissä ei ole lämmönsäätötekniikkaa, joten eri raaka-aineiden yhteismädätys ei ole onnistunut kylmässä ympäristössä.
SambiaEdit
Lusakassa, Sambian pääkaupungissa, on kaksi miljoonaa asukasta, ja yli puolet väestöstä asuu kaupunkien lähialueilla. Suurin osa väestöstä käyttää käymälöinä kuoppakäymälöitä, joissa syntyy noin 22 680 tonnia ulostelietettä vuodessa. Tämän lietteen käsittely on puutteellista: Yli 60 prosenttia syntyvästä ulosteperäisestä lietteestä jää asuinympäristöön, mikä vaarantaa sekä ympäristön että kansanterveyden.
Vaikka tutkimustyö ja biokaasun käyttöönotto aloitettiin jo 1980-luvulla, Sambia on jäljessä biokaasun käyttöönotossa ja käytössä Saharan eteläpuolisessa Afrikassa. Eläinten lantaa ja kasvien tähteitä tarvitaan ruoanlaittoon ja valaistukseen tarvittavan energian tuottamiseen. Riittämätön rahoitus, biokaasua koskevan politiikan, sääntelykehyksen ja strategioiden puuttuminen, epäsuotuisa sijoittajien rahapolitiikka, riittämätön asiantuntemus, johtajien, rahoituslaitosten ja paikallisten asukkaiden tietämättömyys biokaasuteknologian hyödyistä, paikallisten kulttuurista ja perinteistä johtuva muutosvastarinta, biokaasun mädättämöiden korkeat asennus- ja ylläpitokustannukset, riittämätön tutkimus- ja kehitystoiminta, asennettujen mädättämöiden epäasianmukainen hallinnointi ja seurannan puuttuminen, hiilimarkkinoiden mutkikkuus, kannustimien puute ja sosiaalinen oikeudenmukaisuus ovat eräitä niistä haasteista, jotka ovat vaikeuttaneet kotimaisten biokaasun tuotantomuotojen käyttöönottoa ja kestävää käyttöä sambiassa.