Bioenergiatutkimuksen näkymät MTT:ssä

Transkriptio

1 Bioenergiatutkimuksen näkymät MTT:ssä Markku Järvenpää Ohjelmajohtaja Teknologiatutkimus Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) Biotekniikan neuvottelukunta

2 Teknologiaohjelma MTT:n organisaatiossa

3 Teknologiaohjelma MTT:n strategiassa 1) Maatalouden tuotantojärjestelmien ja niiden hallinnan kehittäminen 2) Bioenergian ja biomateriaalien tuotannon kehittäminen

4 Teknologiaohjelma MTT:n strategiassa Pääpaino maatalouden tuotantoprosessien hallinnan kehittämisessä tuotantoprosessien uudistamisen ja informaatioteknologian kehittämisen avulla. Painoalueita mm. Maatilojen johtaminen ja riskien hallinta, johtamisen apuvälineet (IT ja mobiili); työturvallisuustutkimus Peltoviljelyn ympäristömyötäisyyden ja kannattavuuden parantaminen uuden teknologian avulla, Kotieläintuotannon ympäristömyötäisyyden ja kannattavuuden kehittäminen Ympäristö-, energia- ja jätekysymykset Eläinten hyvinvointi, terveys ja ruokinta Kasvihuoneteknologiat Erityisenä kehityskohteena tuotannon energiatehokkuuden parantaminen ja bioenergian sekä biomateriaalien tuotannon kehittäminen. Energian hinnan nousu alentaa maatalouselinkeinojen kannattavuutta tuotantopanosten, kuten energian, koneiden ja laitteiden sekä rakennusten hinnan nousun kautta. Energian käytön tehostaminen Uudet ja uusiutuvat energianlähteet Uudet biomateriaalit tarjoavat lisäarvoa ja markkinoita myös raaka-ainetuottajalle.

5 Megatrendit (SCAR Foresight Report 2007)

6 Megatrendit ajureina SCAR (EU maataloustutkimuksen pysyvä komitea) Foresight Report 2007 HAASTEET Ilmaston muutos vaatii sopeutumista ja vastatoimia Ympäristökysymykset, tuotannon kestävyyttä parannettava Kilpailu maailman energiavaroista lisääntyy Maaseudun elinkeinotoiminta, aluetalous vaarassa kuihtua globaalissa kilpailussa VASTAUS Osaamiseen perustuva biotalous Knowledge Based Bio-Economy KBBE

7 Tuotantokustannusten nousu Maataloustuotannon kustannusten kasvu jyrkässä nousussa 4%/vuosi Päätekijänä energian hinta, joka heijastuu Energia- ja lannoitekustannuksiin Konekustannuksiin Rakennuskustannuksiin Vastauksena Omien energialähteiden hyödyntäminen Energiatehokkuuden parantaminen

8 Visio (herrain huave): Tulevaisuuden maatila Taloudellisesti kannattava Bioenerginen Energiatehokas Vähäpäästöinen (KHK-päästöt, vesistökuormitus) Eettisesti ja sosiaalisesti hyväksyttävä tuotanto Konseptin kehittäminen hyödyntää laajasti MTT:n nykyosaamista

9 Pelastaako bioenergia maaseudun? Uusi hallitusohjelma lupaa Maatalous - Maatalouteen perustuvaa energiantuotantoa lisätään - Maatalous siirretään samaan sähköveroluokkaan teollisuuden kanssa - Omalla tilalla tuotetun ja käytetyn biodieselin valmistevero poistetaan vaalikauden alussa - Hallitus selvittää maatilakokoluokkaa suurempien keskitettyjen lantaa ja biomassaa käsittelevien biokaasulaitosten tarpeen ja investointimahdollisuudet ja pyrkii edistämään niiden perustamista syöttötariffien ja investointiavustuksien avulla.

10 Metsä - Suurimmat mahdollisuudet uusiutuvan energian lisäkäytössä tarjoaa metsäpohjainen bioenergia. - Uudet puun käyttökohteet, kuten biojalosteet ja toisen sukupolven biopolttoaineet, lisäävät puun käyttöä. Lisäksi on ilmeistä, että puun tuonti Venäjältä alenee lähivuosina. Metsän kasvua lisättävä kestävällä tavalla. - Hiilivoimalat ja öljykäyttöiset kaukolämpökattilat korvataan vähitellen vähäpäästöisillä vaihtoehdoilla, kuten biovoimaloilla ja hake- tai bioöljykattiloilla. - Metsäenergian käytön turvaamiseksi kustannustehokkaalla tavalla tarvitaan biopohjaisen energian verottomuutta. Erityisesti suositaan sähkön- ja lämmöntuotannon yleistymistä. -Sähkön hajautetun pientuotannon verkkoon pääsyä parannetaan. -Pellettien, maalämmön ja muiden uusiutuvien ja biopohjaisten energialähteiden käyttöä edistetään. -Liikenteen päästöjä vähentävien biopohjaisten polttoaineiden käyttöä edistetään ensin lakisääteisesti ja myöhemmin markkinaehtoisin toimin.

11 Bioenergian lähteet Suomessa (Rintekno 2007) Vuotuinen kasvu Metsä 56 Mt/a (sis. latvat, oksat, kannot, juuret) Vilja 6 Mt/a (sis. oljet) Turve 7 Mt/a Kasvu käyttö = lisäpotentiaali (TWh) Puu = 150 TWh Suurin potentiaali! Biojäte = 10 TWh Peltobiomassa = 15 TWh

12 Peltobiomassat loppuvat kesken USA arvio by /3 maissista etanoliksi, kattaa 8% bensiinin tarpeesta ¼ soijasta biodieseliksi, kattaa alle 2% dieselöljyn tarpeesta Näin laskien pelto loppuu Suomestakin Ruokohelpiä (tai muuta korsikasvia) riittää silti turpeen särpimeksi Biodieselillä voi silti olla tärkeä paikallinen merkitys

13 Biokaasutuotanto on maatilamittakaavassa suurinvestointi > euroa. Reaktori saisi maksaa korkeintaan euroa, jotta pääomakustannukset voitaisiin kattaa oman energian käytöstä saadulla säästöllä. Epärealistista Vai onko? Teknologian kehitys? Tällä hetkellä kannattava toiminta perustuu jätteenkäsittelymaksuista ( /t) saataviin porttimaksutuloihin. Ulkopuolisen jätteen käyttöön liittyy -Lannoitelaki -Sivutuoteasetus -Edellyttää laitoshyväksyntää (Evira)

14 Kannattaako biokaasu? Mitä tarkoitetaan kannattavuudella? Liiketaloudelliset mahdollisuudet Markkinattomat hyödykkeet vähenemä: N ja P vesistökuormitus KHK -päästöt Haju Markkinahyödykkeet Jätteen käsittelypalvelu Sähkö ja lämpö Liikennepolttoaine Orgaaninen lannoite hiilidioksidin myynti Yhteiskunnallinen hyöty

15 Biokaasun kannattavuuden parantaminen Jalostetaan mädätysjäännös lannoitteeksi Lannoitelaki ja sivutuoteasetus; laitoshyväksyntä Tehostetaan biokaasun saantoa lisäaineilla, esim. peltobiomassalla 1 tn lantaa tuottaa 15 m3 biokaasua 1 tn ruohoa tuottaa 200 m3 biokaasua Alennetaan biokaasulaitoksen investointikustannusta Integroidaan biokaasulaitos navetan/sikalan rakenteisiin Ei maksimoida kaasuntuotantoa? MTT:n tavoitteena koota yritysryhmä rakentamisen ja biokaasun osaamisalueilta ratkomaan tätä asiaa Fraktiointi; kiintoainespitoisuutta ylös, jolloin reaktorikokoa voidaan pienentää MTT tutkii lannan kemiallisen ja fysikaalisen separoinnin mahdollisuuksia ja kehittänyt lietelannan hajunpoistomenetelmän.

16 Energian suurtuotanto ja maa- ja metsätalous? Suuren mittakaavan tuotanto metsä-, elintarvike-, ja energiateollisuuden prosessien yhteydessä vahvistaa näiden teollisuudenalojen kannattavuutta ja tukee siten välillisesti myös alkutuotannon edellytyksiä Suomessa Edunvalvonta hinnoittelussa! Suurtuotannossa maa- ja metsätalouden rooli raaka-aineen tuottajana korostuu mm. ruokohelpin ja hakkeen tuotannossa, liikenteen biopolttoaineiden tuotannossa, jossa ns. toisen polven jäte- tai sivutuoteperäiset polttoaineet ovat joko tulossa tuotantovaiheeseen (biodiesel) tai demonstraatiovaiheeseen (polttoaine-etanoli).

17 Hajautettu pientuotanto ja maa- ja metsätalous? Hajautettu pientuotanto tarjoaa mahdollisuuden vahvemmin kehittää maa- ja metsätalouden ja koko maaseudun elinvoimaisuutta. Energian hinnan noustessa tuotannon energiahyötysuhteen parantaminen tilan omia energialähteitä (lanta, metsähake, biomassa ) käyttäen parantaa tilan kannattavuutta. Tuotannon energiatehokkuuden parantaminen esim. biokaasuteknologian avulla vähentää myös maatalouden aiheuttamia ympäristöhaittoja. Alkutuotannon, teollisuuden ja yhdyskuntien sivuvirtojen käsittely biokaasulaitoksilla mahdollistaa alkutuotannon energiaomavaraisuuden sekä ympäristöhaittojen, kuten kasvihuonekaasujen, ravinnepäästöjen ja hajuhaittojen hallinnan. Paikallisilla hajautetuilla järjestelmillä on aluetaloudellista merkitystä, koska niiden avulla voidaan paikallisista raaka-aineista tuottaa paikallisen työvoiman avulla palveluja (esim. lämpöyrittäjyys) tai tuotteita (polttoaineet, biomassatuotteet).

18 Näkökulmia energian tuotantoon ja jalostamiseen tilalla Raaka-ainetuottajana viljelijä kostuu raaka-aineen hinnan Korsibiomassoista tuskin tulee kummempaa liiketoimintaa Ohraetanoli ja rypsiöljy -> varmistavat raaka-aineen menekkiä, nostavat alkutuotteen hintaa Energian jatkojalostaminen tilalla lisää tuottomahdollisuuksia Lämpöyrittäjyys (haketta kaukolämmön/polttoöljyn hinnalla) Etanolin ja biodieselin tilatuotanto? Kustannukset korkeat Rypsiöljy rehun sivutuotteena joko polttoon tai esteröitynä tilan traktoreihin Biokaasu/jätteenkäsittelypalvelu Kannattavuus perustuu tällä hetkellä käsittelymaksuun Karjatalouden tuotantokonseptin uudelleen ajattelu avaa uusia näkymiä.

19 Bioenergian ja biomateriaalien tuotannon järjestelmien kehittäminen MTT:ssä Selvitetään sekä teollista että maatilamittakaavaista tuotantoa Peltobiomassa (uudet energiakasvit, ruokohelpin korjuutekniikka) Bioetanoli (paremmat solut) Biokaasu (yhdistettynä kotieläintuotantoon, yhdyskuntajätteisiin) Jätteiden hyödyntäminen (lanta, olki ) Erityisosaaminen MTT:ssä: - raaka-aineiden tuotantoketjut, logistiikka, käsittely - hajautettu tuotanto ja käyttö - elintarviketeollisuuden sivutuotteiden ja jätteiden ominaisuudet ja käyttö - bioprosessit (pötsissä, solutasolla) - raaka-aineiden koostumus ja fraktiointi, biomolekyylit - talous- ja aluevaikutukset - maa- ja metsätalouden integrointi

20 Tutkimuksen tilanne Koottu 17 tutkijan sisäinen kehittämisryhmä MTT:n neljästä yksiköstä Työpaja-sarja kesäkuussa yhdessä sidosryhmien kanssa kesäkuussa Tavoitteena Tutkimuksen painopisteiden täsmentäminen Osaamisen kehittämistarpeen täsmentäminen Hyviä hakemuksia Tekes-biorefinery hakuun syyskuussa.

21 Pelastaako bioenergia maaseudun? Ei välttämättä pelasta, mutta bioenergian avulla maatalous ehkä: Kannattaa paremmin Energian myynti lisää tuloja Ostojen vähentyminen säästää kustannuksia Saastuttaa vähemmän (ravinnekierrot, CO2-päästöt) Haisee vähemmän (yhteiskunnallinen hyväksyttävyys) Tutkimuslaitos kehittää maltillisesti ja vastuullisesti Vastuullisuus ei estä poliittisen myötätuulen hyödyntämistä