Oulun yliopisto

Biokaasulaitosten ennustavaa optimointia testataan Oulun yliopistossa: Monipuolisista raaka-aineista enemmän energiaa ja vähemmän päästöjä

17.2.2025 06:19:00 EET | Oulun yliopisto | Tiedote

Jaa

Oulun yliopistossa tutkitaan biokaasulaitoksen mädätysprosessin tehostamista rakentamalla siitä digitaalinen malli, joka voidaan sovittaa mille tahansa biokaasulaitokselle. Mallin avulla voidaan ennustaa biokaasulaitoksen toimintaa, optimoida hyvin erilaisten raaka-aineiden kulutusta ja kaasuntuottoa sekä vähentää ilmastopäästöjä.

Suuri, valkoinen kupolimainen rakennus lumisessa maisemassa; Viskaalin tilan biokaasulaitos.
Suurin hyöty biokaasulaitoksen ennustavasta optimoinnista saadaan laitoksilla, joiden raaka-aineet vaihtelevat paljon. Kuvassa Viskaalin tilan biokaasulaitos. Kuva Petri Österberg / Oulun yliopisto. Kuva vapaasti käytettävissä lähde mainiten, kun uutisoi tiedotteesta.

Suurin hyöty biokaasulaitoksen ennustavasta optimoinnista saadaan laitoksilla, joiden raaka-ainejakauma ja määrä vaihtelee paljon viikoittain tai kuukausittain.

”Kun orgaanisen eli kasvi- ja eläinperäisen materiaalin kuormitus pidetään koko ajan sopivana biokaasulaitoksen ennustavalla optimointimallilla, saatavan biokaasun määrä maksimoituu ja mädätejäännöksen ympäristöpäästöt minimoituvat. Tämä parantaa biokaasulaitoksen kannattavuutta ja lyhentää takaisimaksuaikaa, jolloin pienemmätkin toimijat hyötyvät”; kertoo projektipäällikkö, tutkijatohtori Petri Österberg. Ennustavaa mallia on kehitetty juuri päättyneessä BITUPROP-hankkeessa (Biokaasun tuottavuuden nosto prosessin optimoinnin avulla).

Biokaasulaitoksen raaka-aineina voidaan käyttää perinteisten lannan, nurmen ja ylivuotisen rehun lisäksi mitä erilaisimpia elintarviketeollisuuden jakeita, kuten teurasjätettä, kalanperkuujätettä, leipomon sivuvirtoja, ruokaöljyjä, juustoheraa sekä hedelmien ja vihannesten kuoria. Periaatteessa kaikki mitä kotitaloudessa voi lajitella biojätteeseen, sopii biokaasuntuotantoon.

”Yksinkertaisimmillaan biokaasulaitoksen prosessimallille annetaan syötetietona, kuinka paljon mitäkin raaka-ainetta biokaasuprosessiin on syötetty sekä mikä on kaasun tuotantomäärä kunakin hetkenä. Mitä enemmän tietoa prosessista malli saa, sen paremmin sillä voidaan ennustaa prosessin käyttäytymistä”, kuvaa professori Mika Ruusunen. Malliin voidaan lisätä vaikkapa mädätysprosessin kemiallista analyysitietoa esimerkiksi haihtuvista rasvahapoista tai tuotetun kaasun laadusta ja jopa säätietoja. Malli päivittyy automaattisesti prosessista kertyvällä datalla.

Jokaisella raaka-aineella on erilainen metaanintuottopotentiaali painoa kohden. Kun näitä syötetään sekaisin, voi orgaaninen kuormitus vaihdella raaka-aineiden mukaan paljonkin, vaikka syötetty massa olisi sama. Biokaasulaitoksen reaktorissa bakteerit käyttävät sinne syötettyä orgaanista materiaalia ravintonaan. ”Raaka-ainetta pitää syöttää jatkuvasti niin paljon, että kaikilla bakteereilla on riittävästi syötävää, jotta bakteeripopulaatio tuottaa mahdollisimman paljon biokaasua. Jos taas bakteereille syötetään liikaa ravintoa, jää osa hyödyntämättä”, Österberg selittää. Silloin mädätejäännökseen jää orgaanista materiaalia, joka mätänee myöhemmin esimerkiksi pellolle jo levitettynä, ja metaania vapautuu ilmakehään.

Hankkeessa yhteistyökumppanina oli Viskaalin tilalle Muhokselle hankkeen aikana rakennettu biokaasulaitos, jonka prosessiin mallia sovitettiin. Rakennusvaiheessa mietittiin, miten ja mistä automaatio- ja kemiallista mittaustietoa päästään keräämään. Mittaustiedon keräys aloitettiin hankkeessa ja mallia päästiin myös alustavasti kokeilemaan. Seuraavassa vaiheessa kehitettyä mallia testataan useammalla laajaa raaka-ainejakaumaa käyttävällä biokaasulaitoksella vähintään vuoden ajan.

”Nykyisten biokaasulaitosten kaasuntuotannon tehostaminen, ja ennustettavuuden sekä kannattavuuden parantaminen vähentävät ilmastopäästöjä, lisäävät ympäristöystävällisesti tuotetun energian kokonaismäärää ja hajautettua energiantuotantoa, mikä parantaa yhteiskunnan huoltovarmuutta. Biokaasulaitosten kannattavuuden parantuessa niiden määräkin lisääntynee. Kaikki voittavat”, toteaa Österberg.

BITUPROP-anke sai EIP-rahoituksen (European Innovation Partnership) Maa- ja metsätalousministeriön hallinnoimasta Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmasta. Oulun yliopistosta hankkeessa mukana ovat Ympäristö- ja kemiantekniikan tutkimusyksiköstä biojalostamon mittausten tutkimusryhmä ja Mittaustekniikan yksikkö Kajaanista.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Petri Österberg, tutkijatohtori, Ympäristö- ja kemiantekniikan tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, petri.osterberg@oulu.fi, 044 7500 779

Mika Ruusunen, professori, Ympäristö- ja kemiantekniikan tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, mika.ruusunen@oulu.fi, 0505760587

Kaisu Koivumäki, viestintäasiantuntija, Oulun yliopisto, 050 4344261, kaisu.koivumaki@oulu.fi

Kuvat

Suuri, valkoinen kupolimainen rakennus lumisessa maisemassa; Viskaalin tilan biokaasulaitos.
Suurin hyöty biokaasulaitoksen ennustavasta optimoinnista saadaan laitoksilla, joiden raaka-aineet vaihtelevat paljon. Kuvassa Viskaalin tilan biokaasulaitos. Kuva Petri Österberg / Oulun yliopisto. Kuva vapaasti käytettävissä lähde mainiten, kun uutisoi tiedotteesta.
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Elonkirjon bussikiertue tutustuttaa alakoululaisia eläinkysymyksiin8.4.2026 06:55:00 EEST | Kutsu

Ilmasto- ja ympäristökriisi sekä kuudes sukupuuttoaalto näkyvät ja tuntuvat osana lasten ja nuorten arkea. Bussikiertue innostaa lapsia pohtimaan yhteiskunnalliselta ja kulttuuriselta kannalta, miten eri lajit kohtaavat. Näitä lajeja voivat olla vaikkapa rotat, sudet, punkit, ihmiset ja lupiinit. Ilmoittauduthan juttukeikalle hyvissä ajoin etukäteen, jotta voimme koordinoida lapsiin liittyvät kuvausluvat.

Raskausajan ympäristöaltisteet voivat vaikuttaa lasten ja nuorten syöpäriskiin – Oulun yliopisto mukana laajassa eurooppalaisessa syöpätutkimuksessa7.4.2026 05:45:00 EEST | Tiedote

Oulun yliopistossa selvitetään, miten äidin raskausajan kemialliset ja biologiset ympäristöaltistukset vaikuttavat lasten ja nuorten terveyteen. Tavoitteena on tunnistaa tekijöitä, jotka lisäävät lasten syöpäriskiä ja joihin voitaisiin tulevaisuudessa puuttua ennaltaehkäisevästi. Tutkimus on osa laajaa eurooppalaista yhteistyötä.

Suomalaisen vastarinnan salainen keskus sijaitsi New Yorkissa – suhtautuminen jakoi myös Mannerheimin perhettä2.4.2026 06:45:00 EEST | Tiedote

Ensimmäisen sortokauden aikana New Yorkissa toimi merkittävä suomalaisen vastarintaliikkeen strateginen keskus, jossa muun muassa Carl Erik Johan Mannerheim etsi Japanin ja Yhdysvaltojen tukea Suomen itsenäistymiselle samalla, kun hänen veljensä Carl Gustaf Emil Mannerheim palveli Venäjän armeijassa. Asiaan on saatu lisävalaistusta uudesta tutkimuksesta, joka muuttaa käsityksemme suomalaisesta vastarinnasta.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye