Biokaasua tiloilta Järkivihreä energiapäivä, Forssa

Transkriptio

1 Biokaasua tiloilta Järkivihreä energiapäivä, Forssa Niina Huikuri Projektipäällikkö Bioenergiaverkostot ja virrat hanke Pielisen Karjalan Kehittämiskeskus PIKES Oy

2 Bioenergiaverkostot ja virrat -hanke Tavoitteena lisätä seudun energiaomavaraisuutta ja bioenergia-alan liiketoimintaa Pielisen Karjalassa Hallinnoija Pielisen Karjalan Kehittämiskeskus PIKES Oy 1 htv Osatoteuttaja Karelia AMK 0,5 htv Budjetti Kesto kk Kokonimi: Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta Rahoitus Euroopan maatalousrahasto, Pielisen Karjalan kunnat, AMK

3 Taustaa Suomen tavoitteena nostaa uusiutuvan energian osuus nostettava 28 %:sta 38:iin vuoteen 2020 mennessä Maa- ja metsätaloudella on erittäin potentiaaliset mahdollisuudet tuottaa suurin osa biomassasta joka käytettäisiin uusiutuvan energian tuottamiseen Kansainvälisillä ja kansallisilla linjauksilla edistetään uusiutuvan energian tuotantoa tukien ja lainsäädännön kautta => Tariffit ja tuet yht.330 M /v 10 vuoden ajan Pohjois-Karjalan maakuntaohjelma ja strategia 2030 nostavat biotalouden ja näin ollen myös bioenergian yhdeksi elinkeinojen ja yritystoiminnan kilpailukyvyn johtoteemoista => Pohjois-Karjala sitoutuu tavoittelemaan Uusiutuvan energian mallimaakunta asemaa Pohjois-Karjalan bioenergiaohjelma 2015 asettaa selkeät numeeriset tavoitteet mm. Pohjois-Karjalan primäärienergian suuntaamisesta bioenergiaan

4 EU direktiivi ehdotus paineistetun metaanin tankkauspisteitä koko EU:ssa, enintään 150 km etäisyydellä toisistaan

5 Valmisteluhanke Maakunnan tulevaisuusrahasto JSJ Oy 0,5 v: 3-9/2009 Kontiosuon pilottihanke Pohjois-Karjalan liikennebiokaasuverkoston kehityshanke EAKR JSJ Oy = Puhas Oy 3 v: 2/ /2012 Investointihankkeet Liikennebiokaasun tuotanto- ja tankkauspaikat kaupungissa Kuhasalo?? Koulutushanke Uusiutuvia liikenteeseen ESR - PKAMK 2 v: 9/2010 8/ Liikennebiokaasua energiatiloilta EMR ProAgria P-K 3 v: 10/2011-9/2014 Investointihankkeet Liikennebiokaasun tuotanto- ja tankkauspaikat maaseutualueilla Yhteensä Kitee- Kontiolahti -kokeiluhanke Lähde: Anu Laakkonen, Energia maatilat hanke, Pro Agria

6 Biokaasutuksen hyödyt Energiaomavaraisuus sähkön ja lämmön suhteen Biokaasun liikennekäyttö Lisätulon lähde mahdollisuus Ravinteiden kierrätys Ravinteet liukoisemmassa muodossa Ravinnevalumien väheneminen Hajuhaittojen väheneminen Kasvihuonekaasujenpäästöjen pieneminen Nurmella ja ohralla kasvu ollut yhtä hyvää kuin käytettäessä keinolannoitteita

7 Biokaasulaitoksen raaka-aineet Tuotantoeläinten lanta Maatalouden orgaaniset sivuvirrat (ylijäävät/pilaantuneet rehut, oljet, viljat, kasvikset, hedelmät) Viljeltävät peltobiomassat Yhteiskunnan biojätteet Jätevedenpuhdistamon lietteet Elintarviketeollisuuden sivuvirrat (tuotantopaikat ja kaupat) Muun teollisuuden orgaaniset sivuvirrat (mm.sellutehtaiden lietteet) Teurasjätteet, kalanperkeet Vesien kunnostuksen ruoppausmassat ja roskakalat

8 Raaka-aine lähteet Maatilat Puutarhat Kunnan jätehuolto Leipomot, konditoriot, muu elintarviketuotanto Teurastamot Kalanjalostamot Kuntien jätehuoltoyhtiöt Jätevedenpuhdistamot

9 Biokaasun tuotantopotentiaali eri biomassoilla Biojätteiden metaanintuottopotentiaali on n m3/t(vs) Kasvibiomassan metaanintuottopotentiaali on n m3/t(vs) Lehmänlannan biokaasuntuotto-potentiaali vaihtelee välillä m3/t(vs)

10 Eri nautaeläinten vuotuinen lannantuotanto (Hagström et al. 2005)

11 Pielisen Karjalan nautamäärät ja lannan metaanintuotantopotentiaali (Tike 2011) Kunta Kommun Municipality Lypsylehmät Mjölkkor Dairy cows Emolehmät Dikor Suckler cows Hiehot Kvigor Heifers Sonnit Tjurar Bulls Eläimiä, kpl - Djur, st - Livestock, no Vasikat alle 1 vuoden Kalvar undet 1 år Calves under 1 year Yhteensä Totalt Total NURMES LIEKSA VALTIMO Pielisenkarjala Metaanintuotantopotentiaali yhteensä m3/vuosi kwh / vuodessa Vastaa vastaavaa määrää polttoöljyä Polttoainetta yli 1800 autolle (ajokilometrit km/v ja keskikulutus 6l/100km)

12 Peltobioenergia Energiakasveista voi saada hehtaarilta MWh energiaa biokaasuprosessia käyttämällä Energiakasvilajeja ovat mm.energiamaissi, sokerijuurikas, ruokohelpi, olki ja rypsi Esimerkiksi ruokohelven saanto on m3 CH4/ha Pohjois Karjalan ruokohelven viljelypinta-ala 1200 ha, energiaa voidaan tuottaa: => m3 CH4 => MWh => polttoainetta 3000 autolle

13 Esimerkkejä eräiden kasvien metaanintuottopotentiaaleista. (Lehtomäki et al. 2007)

14 Käytössä oleva maatalousmaa vuonna 2011 alueittain (Tike 2012) Nurmet väh. 5 Moniv. Kasvihuonevi Kotitarvepuutarh Käytössa oleva ELY-keskus vuotta puutarhakasvit ljely a Muu käytössä oleva maatalousmaa 16) 17) +/- +/- 18) +/- +/- +/- ed. vuosi ed. vuosi ed. vuosi ed. vuosi ed. vuosi ha ha ha ha ha ha Uudenmaan 3,0-0,1 0,3 0,1 0,0 0,1 0,0 3,4 0,0 183,4-1,4 Varsinais-Suomen 5,2 0,0 0,3 0,0 0,1 0,2 0,0 5,8 0,0 295,3-0,8 Satakunnan 1,5 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 1,6-0,1 144,4-1,1 Hämeen 1,6 0,0 0,3 0,0 0,0 0,1 0,0 2,0 0,0 188,7-1,1 Pirkanmaan 1,3-0,1 0,2 0,0 0,0 0,1 0,0 1,6-0,1 162,5-0,6 Kaakkois-Suomen 1,5-0,1 0,2 0,0 0,0 0,1 0,0 1,8-0,1 140,8-0,9 Etelä-Savon 1,0-0,1 0,5 0,0 0,0 0,1 0,0 1,5-0,1 73,5-0,3 Pohjois-Savon 1,8-0,1 0,5 0,0 0,0 0,1 0,0 2,3-0,1 148,7 0,0 Pohjois-Karjalan 0,8 0,0 0,5 0,0 0,0 0,1 0,0 1,4 0,0 85,4 0,0 Keski-Suomen 0,7 0,0 0,2 0,0 0,0 0,1 0,0 1,0-0,1 98,4-0,8 Etelä-Pohjanmaan 0,9-0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 1,1-0,1 247,1 0,3 Pohjanmaan 1,5-0,1 0,2 0,0 0,1 0,0 0,0 1,9-0,1 195,3-0,3 Pohjois- Pohjanmaan 3,9 0,0 0,3 0,0 0,0 0,1 0,0 4,3 0,0 226,6 1,1 Kainuun 0,6-0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7-0,1 32,1 0,5 Lapin 1,2-0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3-0,1 45,0 0,0 Ahvenanmaa - Åland 5,6-0,1 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 5,9-0,1 19,4-0,2 Yhteensä - Totalt - Total 32,0-0,9 4,1 0,0 0,4 1,1 0,0 37,7-0,9 2286,7-5,6

15 Pohjois-Karjalan tavoite Ruokohelpin, rypsin sekä energiakäyttöön korjattavien apila-heinäseosten yhteinen viljelytavoite vuonna ha vastaten 235 GWh energiantuotantoa => n.13% P-K:n maatalousmaan pinta-alasta

16 Liiketoimintamallit Yhden maatilan biokaasulaitos Keskitetty biokaasulaitos Satelliitti malli

17 Yhden maatilan biokaasulaitos Sähkön ja lämmön oma käyttö ja myynti Porttimaksut jätteistä Liikennebiokaasun myynti tai jalostus omaan käyttöön Kokoluokat yleensä pieniä, esim sähkö 30 kw, lämpö 60 kw. Hintahaitari suuri (1600 /kw 5000 /kw) Hintaan vaikuttaa mm.varustelutaso (automaatio, CHP / kattila, liikennebiokaasunjalostus, apevaunu, syöttölinjastot), käyttääkö käytettyjä komponentteja, oman työn osuus..

18 Halsuan maatilan biokaasulaitos. Kuva Suomen biokaasurekisteri 2008.

19 60 lehmän navetta, jossa lietelantaa syntyy 2000 t/v Hukkasäilörehua 30 tonnia Metaania syntyy m3 => kwh 90 % hyötysuhde, 30 % sähköä ja 70 % lämpöä kwh sähköä, kwh lämpöä (laitoksen omakäyttö 10%) (hyödyntämisaste 40 %) Käyttöön 115 MWh sähköä, lämpöä 109 MWh sähkö ja lämpö , Yhteensä TAI Esimerkki 1 Kaikki liikennebiokaasuksi (0,76 /Nm3) m3 josta saatava tulo Muita rahallisia hyötyjä voivat olla keinolannoitteiden korvaus asutuksen lähellä, useita tuhansia euroja. Luomuviljelyssä parantaa tuottoa

20 Esimerkki 1 Kannattavuus Sähkön ja lämmön tuotanto Investointi Kiinteät kustannukset 5000 Sähkö ja lämpö Tulos Takaisinmaksuaika >11 vuotta Liikennebiokaasun myynti (hidastankkaus) Investointi Kiinteät kustannukset 5000 Myynti Tulos Takaisinmaksuaika >10 vuotta

21 Keskitetty biokaasulaitos Useamman maatilan yhteinen laitos Kokoluokat suuria t/v Investointitaso luokka Ottaa yleensä vastaan porttimaksullisia jätteitä /t Sähkön ja lämmön myynti Liikennebiokaasun myynti Lannoite/maanparannustuotteiden myynti Hiilidioksidi

22 Biovakan keskitetty biokaasulaitos. Kuva Suomen biokaasurekisteri 2008.

23 Esimerkki t/v raaka-ainetta keskitetty biokaasulaitos Raaka-ainevirrat lietelanta t, biojäte 6000 t, puhdistamoliete 1500 t, nurmirehu 40 t, kuolleet eläimet 10 t, muut 2 t Metaanintuotanto m3/v Investointi Sähköä 3500 MWh ja lämpöä 5500 MWh TAI Liikennebiokaasua m3/v

24 Esimerkki 2 Kannattavuus Investointi Laitoksen kustannukset Lainan lyhennys (10 v, annuiteetti, 4% korko) Porttimaksut Sähkön myynti (4 ce/kwh) Lämmön myynti (6 ce/kwh) Tulos

25 Esimerkki 2 Kannattavuus Investointi Laitoksen kustannukset Lainan lyhennys Porttimaksut Liikennebiokaasu Tulos

26 Satelliittimalli Yksinkertaisesti toteutettuja maatilan biokaasulaitoksia, jotka erikoistuneet myymään biokaasun liikennekäyttöön Kaasun siirto konteilla tai putkilla jakeluasemalle Mahdollistaa useamman maatilan biomassavarojen käytön biokaasuntuotantoon Investointitasot Esiselvitys Valtimolle tulossa

27 Liikennebiokaasutuotanto Pielisen Karjalassa Valtimolle tehdään esiselvitys maatilamittakaavan biokaasulaitoksesta => selvitetään liikennebiokaasun tuotannon kannattavuus Satelliittimallin tarkastelu, jossa useampi maatila tuottaisi biokaasua liikennekäyttöön samalle jakelupisteelle Nurmeksen liikennebiokaasutuotannon esiselvitys Lieksassa maatilojen yhteisen biokaasulaitoksen case study => selvitetään liikennebiokaasun kannattavuus

28 Kiitos mielenkiinnosta! Energistä kevään jatkoa!