BIOTALOUS LÄNSI-SUOMESSA Potentiaalista käytöntöön Katsaus paikalliseen energiantuotantoon ja älykkäisiin verkkoihin

Transkriptio

1 BIOTALOUS LÄNSI-SUOMESSA Potentiaalista käytöntöön Katsaus paikalliseen energiantuotantoon ja älykkäisiin verkkoihin Ville Tuomi Koulutuspäällikkö, KTT, HTM

2 BIOTALOUS

3 Biotalous Pohjautuu uusiutuviin luonnonvaroihin ja uusiin toimintamalleihin - Ravinto, energia, tuotteet, palvelut Tuotantoa, jossa hyödynnetään luonnosta saatavia uusiutuvia materiaaleja sekä kehitetään ja otetaan käyttöön niihin liittyviä innovaatioita ja teknologioita

4 Biotalous Talous joka käyttää uusiutuvia luonnonvaroja energian, tuotteiden ja palvelujen tuottamiseen Pyrkii vähentämään riippuvuutta fossiilisista luonnonvaroista, ehkäisemään ekosysteemien köyhtymistä sekä edistämään talouskehitystä ja luomaan uusia työpaikkoja kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti Tärkeimpiä uusiutuvia luonnonvaroja Suomessa ovat metsien, maaperän, peltojen, vesistöjen ja meren biomassa eli eloperäinen aines sekä makea vesi. Luonnonvaroja ei tuhlata, vaan niitä käytetään ja kierrätetään tehokkaasti

5 Suomen biotalousstrategia VISIO VUODELLE 2025: BIOTALOUDEN KESTÄVÄT RATKAISUT OVAT SUOMEN HYVINVOINNIN JA KILPAILUKYVYN PERUSTA Tuotos 100 miljardiin! uutta työpaikkaa! Strategiset päämäärät: 1. Kilpailukykyinen biotalouden toimintaympäristö 2. Uutta liiketoimintaa biotaloudesta 3. Vahva osaamisperusta biotaloudelle 4. Biomassojen käytettävyys ja kestävyys

6 Biotalouden osa-alueet Vihreä biotalous Metsävarat ja puuraaka-aine Kotimaassa tapahtuva jalostus Pienpuun käyttöön perustuva uusiutuvan energian tuotanto Keltainen biotalous Peltobiomassa, eloperäiset jätteet, lanta Luodaan maaseudulle palveluja ja uusia työpaikkoja Sininen biotalous Vesivarat, vesiekosysteemit, kalat Tuotantopotentiaalin kasvattaminen (esim. vesiviljely) Myös hyvinvointipalvelut Punainen biotalous Biojalostamot, korkean lisäarvon tuotteet Biotalouden ekosysteemit Biotalouspohjaisen yritystoiminnan edellytysten luominen

7 Biotalouden synergia

8 Biotalous liiketoimintana (1) Alkutuotanto ja peltobiotalous: biopolttoaineiden raaka-aineet ym. Palvelut: huolto- ja kunnossapito, asiantuntijapalvelut ja koulutus, prosessi- ja laitesuunnittelu, logistiikka ym. Uusiutuva energia: tuulivoima, aurinkoenergia, aaltoenergia, jätteiden energiakäyttö, biopolttoaineiden tuotanto, puu ja levät polttoaineena Hyvinvointi: luonnon virkistyskäyttö ym. (Lähde: Ramboll 2013)

9 Biotalous liiketoimintana (2) Teknologiat: cleantech, bio- ja nanoteknologia, kierrätysteknologiat, mittaus, ICT- ja automaatio jne. Biomateriaalit: biokemikaalit ja uuteaineet ym. Resurssitehokkuus: energiatehokkuus (prosessit, rakennukset), kaasu- ja sähköajoneuvojen käyttö ym. Metsäbiotalous: puubiomassan tuotanto, logistiikka, korjuu ja jalostusteknologia jne. Vesibiotalous: jätevesien biomassa ym. (Lähde: Ramboll 2013)

10 HAJAUTETTU ENERGIANTUOTANTO

11 Hajautetun energiantuotannon määritelmiä Loppukäyttökohteen läheisyydessä tuotettu energia riippumatta siitä, miten ja millä polttoaineella energia on tuotettu ( Nimellisteholtaan alle 10 MW:n tuotantoyksiköt, erityisesti silloin jos tuotanto perustuu uusiutuviin energialähteisiin tai pienimuotoisiin CHP-yksiköihin (Hajautettu energiantuotanto 2002, Vartiainen E, Luoma P, Hiltunen J & Vanhanen J.). On monta määritelmää, mutta ei yksimielisyyttä

12 Hajautettu vs. keskitetty energiantuotanto Keskitetty tuotanto Siirtotapa - Suur- ja keskijännite Jakelutapa - Valtakunnanverkko Omistussuhde - Verkonhaltija tai yksityinen toimija Energian hyödyntäminen - Kaukana Hajautettu tuotanto Siirtotapa - Pienjännite Jakelutapa - Aluekohtainen jakelu Omistussuhde - Pk-yritys - Yhdistys tai muu yhteisö Energian hyödyntäminen - Lähellä

13 Hajautettu energiantuotanto: esteet ja mahdollisuudet Mahdollisuudet Energiaomavaraisuuden kasvattaminen Eurojen jääminen omalle alueelle Uudet liiketoimintamahdollisuudet Turvallisuus Teknologian kehittyminen Esteet Yhteiskunnan ja lainsäädännön aiheuttama byrokratia Alan yritysten markkinointiosaaminen Institutionaalinen vastustus Asenteet ja tietämys energia-asioista Yritysten liiketoimintaosaaminen

14 ÄLYKKÄÄT VERKOT

15 Mikroverkko Mikroverkko voi toimia yhteydessä kantaverkkoon tai kokonaan erillisenä saarekkeena. Mikroverkko lisää kriittisten toimintojen ylläpitovarmuutta. Ratkaisut ovat toistaiseksi täysin räätälöityjä, eikä valmiita tuotteita ole markkinoilla.

16 Mikroverkon kehitystyön vaiheet 4. Intelligent micro grid - Comprehensive automaation and ICT - Network services 3. Micro grid - Energy storages and reserve power beside production of renewable energy - Enables operation independently from the national grid 2. Large scale local/regional RES-production - Aiming at self-sufficiency in electricity and heating - Production partly interrupting (e.g. wind), connection to the grid maintained 1. Boosting distributed RES-production - Separate plants, electricity or heating, depends on the potential RES supply - Integration with the existing regional infrastructure

17 Älykkäät verkot kehitystä kohti kestävää energiajärjestelmää

18

19 Älykkäiden verkkojen hyödyt asiakkaille ja yritykselle (järjestelmäoperaattorille) Asiakkaille, esim.: Ympäristöhyödyt Vähentynyt energiankäyttö, pienemmät laskut Taloushyödyt Yritykselle, esim.: Verkon luotettavuus ja vakaus Verkon toiminnan optimointi, ympäristöhyödyt Verkon parantunut turvallisuus. (Niesten & Alkemade 2016, 636)

20 Älykkäisen verkkojen vaikutukset sähköyhtiöiden liiketoimintamallien uudistumiseen Uusiutuvat energia ja energiapalvelut tuovat mahdollisuuksia Kuluttajat/asiakkaat tuottavat itsekin sähköä Sähköverkkoa voidaan optimoida entistä paremmin Sähkön käytöstä saa tarkempaa tietoa Perinteisten voimalaitosten arvo vähenee Verkon ylläpitokulut voivat vähentyä Sähkön myynnistä ei saa enää yhtä paljon tuottoja kuin ennen Älyverkkoihin on investoitava Kulut ja tuotot voivat muuttua (Shomali & Pinkse 2015)

21 Investointi energiantuotantoon kannattaa, jos investointi on Sosiaalisesti hyväksyttävä: myönteinen työllisyysvaikutus, terveys ja turvallisuus, paikallisen infrastruktuurin kehittäminen Teknisesti järkevä: tehokkuus, teknologian kypsyys, käyttöönotto, ylläpito Taloudellinen: sähköntuotantokustannukset sopivia, positiivinen vaikutus paikalliseen talouteen jne. Ympäristön kannalta järkevä: ympäristöhyödyt/ myönteiset vaikutukset, resurssien kulutus Poliittisesti hyväksyttävä (Sheikh ym. 2011) Mikä edellisistä on keskeisin Länsi-Suomessa?

22 HAJAUTETTU/PAIKALLINEN ENERGIANTUOTANTO JA ÄLYKKÄÄT VERKOT LÄNSI-SUOMEN MAAKUNNISSA Lyhyt katsaus

23 Etelä-Pohjanmaa ja Pohjanmaa E-P: Edistetään hajautettua energiantuotantoa innovatiivisia lähiratkaisuja ja pienimuotoista paikallista ja uusiutuvaa sähköntuotantoa, sekä uudenlaisen energiajärjestelmän mahdollistavaa teknologiaa, kuten älykkäitä sähköverkkoja. P-maa: Lisääntynyt energiatehokkuus ja vähentynyt energiankulutus, älykkäät sähköverkot hajautetun sähköntuotannon mahdollistamiseksi, sekä biopolttoaineasemien verkosto

24 Keski-Pohjanmaa ja Keski-Suomi K-P: Alueen monipuolisia luonnonvaroja hyödynnetään kestävällä tavalla ja hajautettu biotalous hyödyntää paikallista raaka-ainekiertoa; GTK kehittää hajautetun energiantuotannon hybridiratkaisuja (geoenergia + muut energiamuodot). K-S: Keski-Suomessa on vahva, monimuotoinen, vientivetoinen ja kestävä biotalous, uusia pitkälle jalostettuja tuotteita ja niihin liittyvää huippuosaamista; edistetään hajautettua energiantuotantoa, energiatehokkuutta ja paikallista uusiutuvaa energian käyttöä

25 Satakunta 2035 Biotalous ja energia-ala (ydinenergia ja uusiutuva energia) ovat elinkeinoelämän kärjet. Uusiutuvan energian osaaminen ja tuotanto, jossa kehitetään/hyödynnetään alan osaamista ja rakennetaan sen pohjalle uusiutuvan energian liiketoimintaa, tuuli- ja aurinkovoimaa sekä bioenergiaa, maakunnan asemaa energiamaakuntana Suomessa ja kansainvälisesti ja biotalouden osaamista uusien biotuotteiden ja siihen liittyvän teknologian kehittämisessä. Asumisessakin energiatehokkuus ja paikallinen energiantuotanto

26 Hajautettu energiantuotanto maakunnissa, huomioita Kaikissa maakunnissa paikallinen/ hajautettu uusiutuviin energialähteisiin perustuva energiantuotanto on esillä Hajautetun energiantuotannon mahdollistavista tekijöistä puhutaan vain osassa strategioista: Älykkäät verkot (E-P ja P-maa) Liiketoiminnan edistäminen (Satakunta) Miten strategiat toteutuvat oikeasti?

27 JEPUA - ESIMERKKI HAJAUTETUSTA ENERGIANTUOTANNOSTA

28 Jepua Uusikaarlepyyn kaupungin osa-alue Jeppo Kraft osuuskunta: Suomen pienin itsenäinen energiayhtiö Mukana Energiakylä hankkeessa n asukasta 127 km 2

29 Energiakylät tavoitteet Luoda energiaomavaraisia pienalueita ( kyliä) Kaikki energia ja sen raaka-aineet omalta alueelta Koko energiaketju, myös tuotanto Edistää Kestävää energiahuoltoa Yleistettävissä olevat mallit Tiedon levitys

30 Käytännön vaiheet Lähtöaineiston keruu kylistä Sähkön kulutus Lämmön kulutus ja tuotanto RES kartoitukset - Jätevesilietteet, kotieläinten lietteet - Biomassa pelloilta: lajikohtaisesti etc. - Puuaines: hakkuutähteet etc. - Muut lähteet: Tuuli(atlas), geoenergia, aurinko Nykyinen infrastruktuuri Konseptin suunnittelu Alustava suunnittelu Micro grid konseptin suunnittelu Tekninen suunnittelu Tietoisuuden lisääminen etc.

31

32

33 Jepua sähkölaitos ja biokaasu: historiaa ja tulevaisuus Jeppo Kraft Suomen pienin sähkölaitos: Jepuan Biokaasu Oy: KWH Mirkan hiilineutraali ja jätteetön tuotanto: Case Jepua: Biokaasulla kohti energiaomavaraisuutta Snellman ja biokaasu:

34 LEVÓN-INSTITUUTTI

35 Yliopiston leveät hartiat 1. Strategia Levónin toiminta on luonteva ja systemaattinen osa yliopiston toimintaa: Levónin strategia linjassa koko yliopiston strategian kanssa 2. Älykäs erikoistuminen Pienillä resursseilla täytyy keskittyä ja tehdä valintoja siitä missä halutaan olla hyviä. VY:n painopistealat ovat keskeisiä Levónille 3. Resurssit ja joustavuus Osaaminen ja kyvykkyydet, joustava resurssi 4. Synergia ja painoalat Roolitukset ja synergiaedut, ristiriitaisten intressien sovittaminen

36 Kolme menestystekijää 1. Yliopiston leveät hartiat Yliopiston osaaminen ja resurssit käytettävissä selän takana 2. Akateemisuus + käytännöllisyys = Levón Yliopiston kolmannen tehtävän linnake, perustehtävä yhteiskunnallinen vuorovaikutus 3. Toimintatapa: yrittäjämäinen akateeminen Yliopistollisuus toiminnan kivijalka, mutta toimintamme on yrittäjämäistä

37 Johtopäätöksiä aiemmista tutkimuksista Vaasan yliopistossa Tärkeimmät havainnot: RES potentiaali valtava Tuotantolaitosten talous: - Jo nyt taloudellisesti järkeviä - Aluetalouden stimulaatio Muita perusteita: Kansallinen strateginen kysymys Energia turvallisuus ja riippumattomuus Kestävä kehitys Johtopäätös: Välttämättä yleistyy seurauksena rakenteellinen uudistuminen

38 Lähteitä Energiarannikko. Pohjanmaan ilmastostrategia Etelä-Pohjanmaan liiton energia- ja ilmastostrategia Keski-Pohjanmaan maakuntastrategia. Maakuntasuunnitelma 2030 ja maakuntaohjelma Keski-Suomen Strategia. Maakuntasuunnitelma 2040 ja maakuntaohjelma Kestävää kasvua biotaloudesta. Suomen biotalousstrategia (2014). Edita. Helsinki. Esiselvitys biotalouden verkostoista ja liiketoimintamahdollisuuksista Hämeessä. Hämeen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus. Raportteja 129/2013. Www: ce=2 Satakunnan maakuntavaltuuston hyväksymä Satakunnan Tulevaisuuskäsikirja 2035 Sheikh, N., Daim, T. & Kocaoglu, D.F. (2011). Use of multiple perspectives and decision modeling for PV technology assessment. Technology Management in the Energy Smart World (PICMET), 2011 Proceedings of PICMET '11, pp Shomali, A. & Pinkse, J. (2015). The consequences of smart grids for the business model of electricity firms. Journal of Cleaner Production pp Article in press