Suljetun kierron kasvihuone - ympäristömyötäistä huipputekniikkaa

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Suljetun kierron kasvihuone - ympäristömyötäistä huipputekniikkaa"

Anni-Kristiina Rantanen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Suljetun kierron kasvihuone - ympäristömyötäistä huipputekniikkaa Kari Jokinen, Erikoistutkija, MMT ja MTT:n Poveri-tiimiläiset Risto Tahvonen, Liisa Särkkä, Timo Kaukoranta

2 Kasvihuoneviljelyn merkitys Suomessa Maataloustuotteiden myyntitulot (MTT, 2004) mrd euroa % Kotieläintuotanto Kasvinviljely Puutarhatalous Kasvihuonetuotanto Avomaa

euroa % Kotieläintuotanto 1.4 67 Kasvinviljely 0.

3 Muutamia kasvihuonetuotannon tunnuslukuja Kasvihuonetuotanto (n yritystä, n. 430 ha, keskimäärin 3000 m 2 /huone) Tuotanto kuluttajille Tuotanto Omavaraisuus Pinta-ala Ympärivuotinen milj kg % ha ha Tomaatti 19 kg/talous Kurkku 15 kg/talous Ruukkuvihannekset 35 kpl/talous Ruukkukasveja 6 kpl/talous Leikkokukkia 60 kpl/talous Ryhmäkasveja 23 kpl/talous

Ympärivuotinen milj kg % ha ha Tomaatti 19 kg/talous 41 63 120 25 Kurkku 15 kg/talous 32 71 80 20

4 Kasvihuoneviljelyn muutos Säätöautomatiikka, viljelytekniikka ja kasvualustat kehittyneet voimakkaasti Biotorjunta tullut käytäntöön Kasvitautien esiintyminen ja merkitys vähentynyt

voimakkaasti Biotorjunta tullut käytäntöön

5 Muutos numeroina Kasvihuonekurkun tuotannon kehitys läpi vuosikymmenien < >2010 Sato kg/m2/v Menetelmän kehittyneisisyys 1-4 Valoviljely Säätötekniikka Kastelu+lannoitus Kasvualusta Kasvinsuojelu = Perinteinen, 2 = Kehitysvaihe, 3 = Moderni, 4 = Uudet innovaatiot (Tahvonen, MTT)

4 Säätötekniikka 1 2 3 3 4 Kastelu+lannoitus 1 2 3 3 4 Kasvualusta 2 3 3 3 3 Kasvinsuojelu 1

6 Kasvihuonetuotannon vaikutus ympäristöön Kasvihuonetuotannon ravinne- ja jätekuormitus Osuus Ravinteet Koko maan Maatalouden Määrä % % kg/ha/v Typpi Fosfori Ylikastelu ja ravinteiden talteenotto Ravinteiden pistekuormitus Turve voidaan hyödyntää Kivivilla ongelmallista

7 Kasvihuoneen energian käyttö -keskeinen haaste ja mahdollisuus-

8 Kasvihuoneiden energiankulutus Suomessa Kasvihuonetuotannon hiilidioksidipäästöistä valtaosa syntyy energiankulutuksesta Kokonaisenergiankulutus 2 milj. MWh 0.5 % Suomen kokonaisenergiankulutuksesta Sähköenergiankulutus MWh 0.5 % Suomen sähköenergiankulutuksesta

9 Kasvihuoneen energianlähteet (2004) Merkittävin (50 %) energianlähde polttoöljy Sähköenergian osuus 20 % Muut energianlähteet Maakaasu 9 % Palaturve 7 % Sekä kaukolämpö, nestekaasu, kivihiili, peltoenergia, puupohjaiset Kotimaisten polttoaineiden osuus 20 %

energianlähteet Maakaasu 9 % Palaturve 7 % Sekä kaukolämpö,

10 Kasvihuoneen energiatase Etelä-Suomessa Tuleva energia 2000 kwh/m2/v Lämmitys 8 % Tuleva säteily 40 % Tekovalojen lämpö 52 % Poistuva energia Kasvien haihdunnan ylläpito 40 % Jäähdytys 22 % Johtuminen katteesta 38 %

% Tekovalojen lämpö 52 % Poistuva energia Kasvien

11 Muutamia lukuja (Koivisto, MTT) Kurkkukiloa kohti MJ 1 kilo raskasta polttoöljyä 41 MJ 1 kwh sähköä 3.6 MJ Kurkun sato kg/m2/v

12 Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Kasvihuoneen tuloenergia (Kaukoranta, MTT) Säteilysumma kwh/m 2 Valotus kwh/m 2 Lämmityssumma kwh/m 2 Jäähdytys kwh/vrk/m 2 huonetta ( sensitiivinen + latentti) Tammikuu

tuloenergia (Kaukoranta, MTT) Säteilysumma kwh/m 2 Valotus kwh/m 2

13 Energiavirrat W/m 2 kasvihuonetta (Kaukoranta, MTT) Meno 500 Globaalisäteily SupplRadPower Lämmitys Katteesta ulos Maahan Vuoto Tuuletus W/ m Lämpövirta W/m : : : : : :00

Tuuletus W/ m 2 450 400 350 300 Lämpövirta W/m2 250 200 150 100 50 0

14 Energiaa tarvitaan, mutta millaista

15 Energiaa tulee myös säästää

16 Energiankäytön optimointi monella tasolla

17 Älykkäät ohjausratkaisut ja dynaaminen ilmaston hallinta

18 Mallinnuksen tavoitteet Soveltaa dynaamisen ilmastonhallinnan tuloksia käytännön kasvihuonetuotantoon Säästää energiaa heikentämättä tuotannon laatua

19 Optimoitu kasvihuoneilmasto, energiankäyttö ja fotosynteesi

20 Tekniset ratkaisut tulevat olemaan monimuotoisia Tavoite: net zero energy, net zero carbon or plus energy CHP-laitokset (Combined Heat and Power) Esimerkiksi biomassakattila ja höyryturbiini lämmön ja sähkön tuottamiseksi

energy CHP-laitokset (Combined Heat and Power)

21 Jotkut ratkaisut voivat olla myös yksinkertaisia

22 Hjortebjergin kasvihuone - nykytilanne Yksikkö myy ylijäämäenergian

23 Hjortebjergin kasvihuone - tulevaisuus Tavoite 2012: 60 % energiansäästö

24 Suomalainen ratkaisu ainutlaatuinen Kun lämpöä ja vesihöyryä ei tuuleteta ulos kasvihuoneesta, haihdunnan ja jäähdytyksen lämpö on sidottavissa esimerkiksi veteen konvektion ja tiivistymisen kautta. -> lämmön varastointi ja uusiokäyttö

25 Avoin, puolisuljettu vai suljettu kasvihuone?

26 Kasvihuoneen sulkeminen lisää tuotannon (energia)tehokkuutta (Särkkä et al. MTT)

27 Samoin juurten jakaminen eli jakojuuriviljely

28 Mikä on uuden valaistustekniikan merkitys kasvien sadonmuodostuksessa? Paljonko sähköenergian wateista saadaan yhteyttämiseen mikromooleja? Miten muutos vaikuttaa viljelytekniikkaan?

29 Onko tulevaisuuden kasvihuone osana yhdyskuntarakennetta - Urbaani kasvihuone? Säteilyenergia Biokaasu Lämpöverkko Lämpöenergia Sähköenergia CO 2 Bioenergia Bioenergia Kuluttaja Lämpöenergia Kasvihuone Sato Vesilaitos Kastelu- ja valumavesi

30 Siis näinkö?

31 Vai aitoa lähiruokaa ja energiatehokkaasti?

32 The buildings are expected to become energy suppliers rather than energy consumers Anne Grete Hestnes, Zero Emission Buildings. Sustainable Community buildingsmart in Helsinki 23 September.

33 Visio 2020 Satotasojen lisäys maltillinen Energiansäästötavoite haasteellinen Kustannustehokkuus avainasemassa Symbioosi tuottajan ja kuluttajan välillä kasvaa tuotteiden jäljitettävyys merkinnät CO 2 Suomalainen ekotehokas kasvihuonetuotanto välttämättömyys muttei mahdoton

34 Kiitos mielenkiinnosta!