Ruokohelven hankinta keskisuomalaisille voimalaitoksille. Bioenergiasta elinvoimaa tulosseminaari. Saarijärvi

Transkriptio

1 Ruokohelven hankinta keskisuomalaisille voimalaitoksille Bioenergiasta elinvoimaa tulosseminaari Saarijärvi Teuvo Paappanen, Risto Impola ja Timo Järvinen VTT Timo Lötjönen MTT

2 2 Hankkeen tausta ja tavoite Keski-Suomen isoilla voimalaitoksilla on tavoitteena lisätä helven käyttöä maakunnassa Käyttöpotentiaali ainakin 200 GWh/a, vastaa ha Nykyinen helpiala 1400 ha Tavoitteena ruokohelven laajamittaisen tuotannon ja hankinnan edistäminen ja kehittäminen Toimiva ja kustannustehokas ketju pellolta voimalaitokselle, käyttö ympärivuotista

3 3 Hankkeen tehtävät Helven viljelyn potentiaalikartoitus Viljelijäkysely ja peltoalojen tarkastelu Paalikorjuuteknologian kehitys Paalitiheyden lisääminen ja työvaiheiden yhdistäminen Varastoinnin ja logistiikan kehittäminen Varastointitutkimus Helven energiasisällön (kosteus ja massa) automatisoidun mittauksen kehittäminen Nopeat ja automatisoidut mittaukset (parempi tulosten luotettavuus) Viljelijätilaisuudet

4 4 Viljelypotentiaali - viljelijäkysely Kysely lähetettiin kaikille Keski-Suomen alueen viljelijöille, 3321 kpl Vastauksia saatiin 390 kpl, vastausprosentti 11,7 % Maito Vilja Liha Muu Helpi Tiloja, kpl Pinta-ala, ha - josta vuokralla, % 51,6-36 % 33,7-20 % 57, ,8-23 % Ikä Etäisyys JKL:stä ,0-26 % helpi 14,8 ha kok. helpi 504 ha

5 5 Viljelijäkysely keskeiset tulokset Helven viljelyyn suhtautuivat positiivisemmin rehuviljatilat ja jo nykyisin helpeä viljelevät Helven viljelyhalukkuus riippuu myös viljan kulloisestakin hinnasta ja siitä, kuinka hyvin vilja on saatu markkinoitua Vähemmän positiivisesti helpeen suhtautuvat maito- ja lihakarjatilat On mahdollisesti äskettäin investoitu nykyiseen tuotantoon, siihen panostetaan täysillä ja kaikki pellot tarvitaan rehun tuotantoon Helpi tulee vaihtoehdoksi, jos nykyisestä tuotantosuunnasta luovutaan

6 6 Kysymys 3 Viljelijäkysely keskeiset tulokset Maito Liha Vilja Muu Helpi En sulje pois mahdollisuutta viljellä helpeä (En sulje pois) En nyt ja lähitulevaisuudessa katson helven olevan vaihtoehto (En nyt ja tulev.) Tilojen lkm Mielipide asiasta, % Joista - En sulje pois (%) 56,7 56,8 79,6 64,8 - En nyt ja tulev. (%) Kysymys 6 43,3 43,2 20,4 35,2 Voiko helpi olla kannattavaa verrattuna nykyiseen tuotantosuuntaan Joista - Kyllä (%) 13,9 17,0 39,7 28,0 35,3 - Ei (%) 65,3 70,2 37,9 41,0 23,5 - Ei vastausta (%) 20,8 12,8 22,4 31,1 41,2 Helven viljely tulee lisääntymään, mutta ainakaan lähitulevaisuudessa ei tultane saavuttamaan projektin alkuperäisiä tavoitteita ( ha)?

7 7 Viljelijäkysely korjuukalusto Eniten helven korjuukalustoa on maito- ja lihakarjatiloilla Vähiten kalustoa on viljatiloilla, jotka ovat kaikkein halukkaampia viljelemään helpeä -> tarvitaan urakointia %:lla tiloista Maito Liha Vilja Muu Helpi Niittomurskain 66,7 63,8 13,8 16,8 26,5 Lautasniitto 37,5 34,0 47,4 45,3 41,2 Pyöröpaalain 38,9 57,4 6,0 13,0 32,4 Sk-paalain 1,2 Tarkkuussilppuri 25,0 12,8 3,4 1,9 5,9 Paaliperävaunu 31,9 40,4 7,8 13,7 23,5 Metsäkärry 50,0 42,6 47,4 24,8 35,3 50,0 45,0 40,0 Urakointiin valmiiden suhteellinen osuus ryhmän kaikista tiloista Maito- ja lihakarjatilat ovat suhteellisen valmiita urakoimaan helven korjuussa -> konekaluston puute ei rajoittane helven viljelyn merkittävääkin lisäämistä Prosenttia, % 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Niitto Paalaus Silppurointi Paalien keräily Murskaus Maito Liha Vilja Muu

8 8 Viljelypotentiaalit Keski-Suomen peltoala Yhteensä, ha ,6 3,2 2,8 2,4 2,0 1,6 1,2 Keskiala, ha ha ha, k-arvo Nurmen ja rehuviljan määrä ha, 74 % peltoalasta Luonnonhoitopelto + kesanto = ha NURMET REHUVILJA LUONNONHOI KESANTO LEIPAVILJA OLJYKASVIT ENERGIAKAS KUMINA MARJAT ERITYISTUK SUOJAVYOHY 0,8 0,4 0,0 Nurmen ja rehuviljan lohkokoko ~ 2 ha, luonnonhoitopellon ja kesannon 1,2 ha Kuva. Eri viljelykasvien kokonaismäärä ja keskimääräinen lohkokoko.

9 Timo Lötjönen MTT Ruukki Ruokohelven korjuuteknologian kehittäminen Paalintiheyden optimointikoe 2. Yhdistetyn korjuun kustannukset 3. Paalinkeruun rationalisointi

10 Yhdistetyn korjuun työmenekki ja kustannukset Työmenekki, min/ha Perinteinen korjuu (niitto 3,2 m) Perinteinen korjuu (niitto 2 x 3,2 m) Yhdistetty korjuu (niitto 3,2 m) Paalaus Niitto Kustannus, e/ha ) Takakone + erillinen paalaus 2) Takakone + etukone + erillinen paalaus 3) Etukone + paalaus samalla Käyttömäärä, h/vuosi

11 Paalintiheyden optimointikokeet 2009 ja Pyöröpaalien suuri tiheys on oleellista kuljetuskustannusten alentamiseksi - Tavoite: selvittää ajonopeuden ja karhonpaksuuden vaikutusta pyöröpaalien tiheyteen Tiheys, kg ka./m Johtopäätökset ajonopeuksilla ja karhonvahvuuksilla suhteellisen pienet vaikutukset => tarkka ohjeistus ei ehkä tarpeen, puristuspaineen säätö oleellisempaa Mutta Paalaimen rikkoontumisriski suurilla puristuspaineilla, paalit voivat jumittua paalikammioon Motivoiko paalitaksa tekemään tiheitä paaleja ( /paali tiheydestä riippumatta) 0 Hidas1 Hidas2 Nopea1 Nopea2

12 NHK-paalinkeruuvaunu Anderson-paalinkeruuvaunu

13 13 Ruokohelven varastoinnin kehittäminen Tausta - Keväällä kuivana tuotetut helpipaalit varastoidaan tuotantoalueen läheisyydessä aumassa seuraavaa lämmityskautta varten, usein seuraavaan talveen saakka - Nykyisin voimalaitoksille toimitetaan liian kosteita ruokohelpieriä aiheuttaen ongelmia sekä murskauksessa että laitoskäsittelyssä ja lisäävät kuljetuskustannuksia - Auman rakenteella, peittämisellä ja pohjustuksella pyritään minimoimaan kosteuden muutoksia varastoinnin aikana - Auman paikkaa valittaessa on huomioitava, että rekkaauton on päästävä auman viereen mieluummin ympäri vuoden

14 14 Tutkimuksen toteutus - Peittämisen ja pohjustuksen vaikutusta helpipaalien säilyvyyteen tutkittiin kahdessa koeaumassa - Varastoja seurattiin yhden vuoden ajan - Pohjustuksena käytettiin trukkilavoja ja kuivista risuista tehtyä pohjaa ja vertailu pohjustamattomaan - Osa aumasta oli peitetty muovilla ja osa oli peittämättä - Toisessa aumassa vertailtiin kahta erilaista peitemateriaalia - Paalien säilyvyyden kannalta ei löydetty eroja eri peitemateriaaleissa - Uusi vihreä PolyTex kestopeite oli keveyden vuoksi helppo asettaa auman päälle, lisäksi se pysyi hyvin aumassa koko vuoden, oikein poistettuna samaa peitettä voidaan käyttää useita kertoja - Tässä suopohjalle tehdyssä pohjustamattomassa aumassa kosteutta nousi maapohjasta kastellen alimman paalikerroksen

15 15 Muutama tulos koeaumasta - Risupohjalla estettiin veden nousu maapohjasta alimmaisiin paaleihin, kosteuden keskiarvo koko leikkauksessa 18 % - Pohjustamattomissa leikkauksissa pohjapaalit kostuivat selvästi, pintakerrosten kosteudet olivat jopa 70 % - Peittämättömässä päädyssä myös reunapaalit molemmilla puolilla märkiä, osin myös homeisia - Peittämättömässä leikkauksessa paalien keskikosteus yli 35 % - Keskikuvassa myös keskellä ylempänä olevat paalit ovat kostuneet, oletuksena että irtovettä on valunut auman päälle muodostuneesta vesipussista, koko leikkauksen keskikosteus vajaa 30 % Risupohja, peitetty Pohjustamaton, peitetty Peittämätön

16 16 Yhteenveto - Ruokohelpiauman peitteen pitää kestää syksyn tuulet ja sateet sekä talven lumikuorma - Ylin harjapaali ja peitteen hyvä kiinnitys estävät vesipussien muodostumisen auman päälle - Auman rakenteesta riippumatta peittäminen on tehtävä huolella - Hyvä auman pohjustus varsinkin suoalueilla estää pohjapaalien kostumisen - Miten päin paalit ladotaan aumaan vaikutus säilyvyyteen?

17 17 Helpin kosteusmittauksen kehittäminen - lähtökohtia Tavoitteena helpipaalierän kosteusmääritys toimitusvaiheessa Helpipaalit kostuvat (pitkäaikaisessa) varastoinnissa, erityisesti peittämättöminä, ulkoapäin näkee usein kostuneet osat, mutta ei tiedetä miten kostuminen on edennyt ja jakautunut, siksi tarvitaan näytteenottoa (= koko paalin keskikosteus) näytteestä voidaan mitata kosteus suhteellisen tarkasti uusilla sähköisillä instrumentaalimenetelmillä ja tietysti standardimenetelmällä lämpökaapissa, sähköiset menetelmät eivät juuri toimi jäätyneellä helpillä Timo Järvinen

18 18 Helpin kosteusmittauksen kehittäminen - lähtökohtia Kahden tarkasti mitatun koepaalin kosteudet ja koepaalien kosteuksien sisäiset hajonnat F C A E D B m-% Koepaalit varastoitu talvikausi (09-10); kuiva peitetyssä ja kostea paali peittämättömässä aumassa tarkka kosteus kuivapaali keskihajonta (sd) kuivapaali tarkka kosteus kostea paali keskihajonta (sd) kostea paali Mitä suurempi paalin keskikosteus on sitä oleellisempaa on oikea näytteenotto! Timo Järvinen

19 19 Kosteusmittausta: NMR ja BMA (mikroaalto) Wile mittari ja kairanäytteenottoa Timo Järvinen

20 20 Tulokset Helpin kosteusmittauksen kehittäminen Instrumentaalimittausmenetelmillä (Senfit`in BMA ja Vaisalan NMR) saa riittävällä tarkkuudella helpin kosteuspitoisuuden, jos näyte saadaan edustavana, kairanäytteenottimen silpusta mittaukset voi tehdä helpommin, kuin pitkästä korsimateriaalista, kapasitiivista mittausta (esim. Wile mittari) voi käyttää pienillä kosteuspitoisuuksilla ts. lähinnä tuotantoaikaisen kosteuden määrityksessä, mutta ei kostuneilla paaleilla, punnitusmenetelmämittaus korreloi kosteuspitoisuuden kanssa: so. näyttää merkittävän veden massaosuuden kasvun, mutta ei ole kovin tarkka menetelmä mitata paalin keskikosteutta; voi kuitenkin toimia hyvin kostuneilla paaleilla. Timo Järvinen

21 21 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa