Emåmejeriet i Hultsfred - förgasare

  

Emåmejeriet i Hultsfred är en lokal producent av mjölk och mejerivaror, som ägs och drivs av bönderna själva. De har en stark lokal- och miljöprofil. ”Mjölk från din hemtrakt” är deras slogan. 

 

"Mjölk från din hemtrakt" är Emåmejeriets paroll. Mjölken hämtas från de lokala gårdarna Hagelsrum, Virstad, Fröreda, Torsjö Säteri och Ålatorp vilket ger korta transporter och därmed mindre miljöpåverkan. Att producera egen el och värme från lokala biobränslen ligger helt i Emåmejeriets linje med fokus på närproducerat. Att Emåmejeriethar bytt ut sitt oljebaserade uppvärmningssystem beror dels på minskade skattelättnader för producerande industri, dels på ambitionen att möta konsumenternas ökade miljömedvetande, men även att det befintliga värmesystemet var i starkt behov av ombyggnation.

 

Emåmejeriet i Hultsfred har byggt en förgasningsanläggning där flis omvandlas till värme och el

I förgasningsanläggningar bildas gengas via ofullständig förbränning av organiska material. Flisen matas in längst upp i reaktorn och rör sig sedan med hjälp av gravitationen gradvis nedåt varefter det förbrukas. Genom ett underskott av syre sker en partiell/ofullständig förbränning av bränslet och gengas bildas. Den varma gas som bildas är energirik och brännbar och kan därmed både användas för att utvinna värme och för att driva en vanlig förbränningsmotor. 


Gengasen leds sedan till en förbränningsmotor som är kopplad till en elgenerator. Den transformerar det mekaniska arbetet till elektrisk energi som antingen kan användas inom den egna verksamheten eller säljas på elnätet. Restprodukten biokol kan användas för att binda näringsämnen och ge effektivare jordbruk som inte behöver konstgödsel. En förgasningsprocess ger ett högt elutbyte, mellan 20 och 30 %. På anläggningen i Hultsfred är elutbytet 23 %.

Processbild

Lärdomar

Det behövs ett torrt och homogent bränsle för att en förgasare ska fungera optimalt. En av lärdomarna från förgasningsanläggningen på Emåmejeriet är att den överskottsenergi som skapas inuti förgasarens chassi, är tillräcklig för att torka inkommande bränsle till förgasaren ner till önskad fukthalt som är under 15 %. 


Resultaten visar också att en förgasare fungerar bäst vid en jämn värmeproduktion och en installation passar därför bäst hos en aktör med ett jämt underlag vid en relativt låg temperatur, som uppvärmning av byggnader. På Emåmejeriet kompletterades värmesystemet med en ackumulatortank för att jämna ut värmebehovet, vilket också kan göras på andra ställen med fluktuerande värmebehov.


Det dagliga underhållet för en förgasare som drivs av flis är viktigt.  Underhållet består främst av asktömning, byte av olja i motorn och en generell check av systemet. Vår slutsats baserat på erfarenheterna på Emåmejeriet och i diskussion med andra leverantörer av förgasare är att det krävs en serviceperson som har ett antal förgasare att hantera och som har möjlighet att hålla ett reservlager. 


Om rätt förutsättningar ges en förgasare, med dedikerad personal, kan en förgasare ge en återbetalningstid på runt 10 år med elpriserna i Sverige. Med ett högre elpris kan återbetalningstiden kortas ytterligare ett par år.


 

Anläggningsdata

EFFEKT

40 kW el (45kW generator) och 100 kW värme
ELPRODUKTION

Max 240 MWh/år

BERÄKNAD ÅTERBETALNINGSTID

Cirka 10 år
FUKTHALT RÅVARA

15–18 %
DIMENSIONER

4,8 m X 1,3 m X 2,5m
ASKMÄNGD

Cirka 500 l/vecka (cirka 1–2 % från utgående bränsle)
GASSAMMANSÄTTNING

CO (Carbon monoxide) 25 %

H2 (Hydrogen) 17 %

CO2 (Carbon dioxide) 8 %

CH4 (Methane) 2,5 %

N2 (Nitrogen) 47,5 %

 

 

DRIFTSTIMMAR/ÅR

Max 6 000h
INVESTERINGSKOSTNAD

Cirka 4 miljoner
RÅVARA

Grovfraktionerad flis
MODELL

Volter™ 40 Indoor
VIKT

4,5 ton
ASKAHANTERING

Automatisk askhantering
VÄRMEVÄRDE, GASEN

5,75 MJ/m3

 

 

Allmänt om förgasning och tillverkare

Så fungerar förgasning

I förgasningsanläggningar bildas gengas via ofullständig förbränning av organiska material. Med organiskt menas kolhaltigt material från levande eller döda organismer. Det finns flera olika typer av förgasningsteknik. För generering av el och värme används vanligen så kallade fastbäddsförgasare där bränslebädden vilar på ett galler. Det fasta organiska bränslet matas in längst upp i reaktorn och rör sig sedan med hjälp av gravitationen gradvis nedåt varefter det förbrukas. Genom ett underskott av syre sker en partiell/ofullständig förbränning av bränslet och gengas bildas. Denna gas består huvudsakligen av kolmonoxid, vätgas, metan och koldioxid. Kolmonoxid är farlig att inandas då den lätt binds till de röda blodkropparna och därmed förhindrar syre att transporteras ut i kroppen. Vid den förbränning som sker senare i anläggningen omvandlas dock kolmonoxiden till ofarlig koldioxid.

 

I en medströmsreaktor tas gasen ut i reaktorns botten, medan den tas ut i toppen i en motströmsreaktor. Luft tas i det senare fallet in längst ner, medan den vid en medströmsreaktor tillförs högre upp i reaktorn. Motströmsförgasare bildar mer tjära, men klarar å andra sidan fuktigare bränsle än medströmsförgasare, eftersom den producerade gasen passerar det inkommande bränslet och torkar det. En annan skillnad mellan de två principerna är att gasen som lämnar en medströmsförgasare har högre temperatur än motsvarande gas från en motströmsförgasare.

 

Den varma gas som bildas är energirik och brännbar och kan därmed både användas för att utvinna värme och för att driva en vanlig förbränningsmotor. Värmen utvinns via ett eller flera steg med värmeväxlare, där den avgivna värmeenergin används till uppvärmning av fastigheter, varmvatten, i processer etc. Gengasen leds sedan till en förbränningsmotor, där den kemiska energin omvandlas till mekaniskt arbete. Motorns axel är kopplad till en elgenerator som transformerar det mekaniska arbetet till elektrisk energi som antingen kan användas inom den egna verksamheten eller säljas på elnätet. 

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Förgasare och filter. 


Tillverkare av förgasare

All Power Labs

Amerikanskt företag som fokuserar på förgasningsanläggningar för biomassa för produktion av el, men som även erbjuder komplettering i form av värmeväxlare för en komplett småskalig kraftvärmeanläggning (15 kWel). Flera anläggningar kan köras parallellt. Har ett flertal referensanläggningar där förgasningsanläggningen körs i ö-drift, d.v.s. ett eget elnät, tänkbart tillämpningsexempel i Sverige kan vara en isolerad turismanläggning utan elanslutning. Ett exempel är en ö där man har ersatt tidigare dieselgeneratorer med en mix av förnybara energikällor i form av vind- och solkraft samt en förgasare. Det finns även möjlighet att ansluta till det vanliga nätet.

Spanner Re2
Tyskt företag som har produkter inom två segment, värmeproduktion från biomassa och kraftvärmeproduktion från träflis. Har fristående anläggningar och moduluppbyggda i containrar i ett flertal olika storlekar från 9 kWel upp till 450 kWel. Flera anläggningar kan köras parallellt vid högre värmebehov. Levererar även automatiska torkanläggningar och bränslehanteringssystem för flisen samt askhanteringssystem. Många referensanläggningar, bl.a. en parkettgolvstillverkare som utnyttjar restprodukter från den egna produktionen som bränsle. Värmen används till torkning av trä och uppvärmning av lokaler och den producerade elen säljs till elnätet.
Volter
Finskt företag som tillverkar modulbyggda kompletta förgasningsanläggningar för kraftvärmeproduktion från träfils. Flera anläggningar kan köras parallellt vid högre värmebehov. Säljer även torkanläggningar för träflis.
Det finns flera referensinstallationer, exempelvis en fritidsanläggning som säljer överskottsel till elnätet, men som även har möjlighet att driva sitt interna nät i ö-drift, d.v.s. frikopplat från det externa elnätet. Värmen distribueras i ett lokalt närvärmenät.

 

Jämförelse -  förgasare

Ladda ner excelark

Tillverkare All Power Labs Spanner Volter
Produktbeteckning PP20 Power Pallet HKA 45 (finns fler) Volter 40 Indoor
Automatisering ja ja ja
Värmeeffekt 20 kW 102 kW 100 kW
Eleffekt 15 kW 45 kW 40 kW
Ljudnivå @30 fot/9,14 m 85 dB(A) uppgift saknas uppgift saknas
Bränsleförbrukning 1,2 kg/kWhel 40,5 kg/h (0,9 kg/kWhel) 38kg/h (0,95 kg/kWhel)
Automatisk bränslematning bränsleficka 3 h drift, tillval automatisk påfyllning av bränsleficka finns som tillval finns som tillval
Godkända bränslen träflis, nötskal, majskolvar träflis träflis
Bränslestorlek 12-40 mm max. 30% <4 mm <63mm: >80% 16-50mm, >60% 30-50mm, ≤9% 50-63mm, ≤1% <3,2mm
Fuktighet bränsle 10-30% max 13% <18%, optimalt <15%
Förgasartyp medström medström medström
Automatisk askhantering
ja

 finns som tillval

ja
Motor GM Vortec 3,0 liter uppgift saknas Agco Sisu Power 8,4L, 6-cyl.
Generator Mecc Alte NPE32 uppgift saknas ABB M2BA 225 SMB 4, 45 kW
Värmeväxlare tillval, ett steg uppgift saknas tre steg
Verkningsgrad totalt 35% uppgift saknas uppgift saknas
Verkningsgrad el 20% uppgift saknas uppgift saknas
Verkningsgrad värme uppgift saknas uppgift saknas uppgift saknas

Nyheter om Emåmejeriet

Politiker besökte Emåmejeriet

2018-03-26

26 mars var 7 moderata politiker på besök på Emåmejeriet för att prata om förutsättningar och möjligheter för småskalig kraftvärme och för att diskutera förgasningstekniken.


ATL TV gjorde reportage på Emåmejeriet

2018-02-01

Se ATL TVs inslag om förgasaren Volter som genererar grön el och värme på Emåmejeriet. 


Information om tekniker för småskalig kraftvärme på Svebios konferens

2017-11-16

14- 15 nov medverkade projektledare Daniella Johansson på Svebio Stora biokraft-och värmekonferens i Sandviken. Konferensen inleddes med ett studiebesök på ett av Sveriges största biokraftvärmeverk på BillerudKorsnäs,  samägt av BillerudKorsnäs och Gävle Energi. Under konferensen diskuterades sedan bland annat det nyaste från klimatförhandlingarna i EU rörande fast biomassa, pelletsmarknaden i Sverige, rapport från klimatsamtalet i Bonn, vilka bioenergiprojekt som beviljats i Klimatklivet, samt vilka kriterier och villkor som gäller. 

Under konferensens andra dag 15 nov modererade Daniella Johansson ett spår om småskalig kraftvärme.  Ny studie kring potentialen för småskalig kraftvärme och olika leverantörer med nya tekniker presenterades. 

 


 


EMÅMEJERIET FICK HULTSFREDS KOMMUNS MILJÖPRIS 2015

2016-06-29 

Tillsammans med en privatperson fick Emåmejeriet dela på miljöpriset för 2015.

Emåmejeriet får priset för att man satsar på micro-förgasare och därmed ersätter den fossila oljeeldningen som förser mejeriet med el och värme.

Vi gratulerar Emåmejeriet till priset!

Läs mer här


Energy Cities

2016-04-29

Småskalig kraftvärme uppmärksammat i Energy Cities blogg. Läs här.


Invigning Emåmejeriet

2015-10-28

Läs mer om invigningen och se bilder >>


Tekniker för småskalig elproduktion av biobränslebaserad kraftvärme byggs och demonstreras. Projektperiod: juli 2014 till december 2020.
Med stöd från EU-programmet Life+, Energimyndigheten och Energiföretagen Sverige. 

Energimyndigheten

Life+ LIFE13 ENV/SE/000113 LIFE+ small scale CHP