PAIKKATIEDON MAHDOLLISUUDET MAATILOJEN BIOENERGIAPOTENTIAALIN KARTOITUKSESSA JA KÄYTÖN EDISTÄMISESSÄ: CASE POHJOIS- POHJANMAA

Transkriptio

1 PAIKKATIEDON MAHDOLLISUUDET MAATILOJEN BIOENERGIAPOTENTIAALIN KARTOITUKSESSA JA KÄYTÖN EDISTÄMISESSÄ: CASE POHJOIS- POHJANMAA Juha-Pekka Snäkin & Toni Sankari OY (Maantieteen laitos) ja Oamk (Luonnonvara-alan yksikkö)

2 Tausta ja lähtötiedot Oulun seudun AMK:n ja Oulun yliopiston bioenergiahankkeita varten on hankittu Pohjois-Pohjanmaan kaikkien maatilojen perustiedot (MMM Tike) - n maatilaa Toteutettu kaikille P-P:n maatiloille osoitettu energiakysely vuonna vastauksia n. 450 kpl - yksityiskohtaiset energian kulutus- ja tuotantotiedot * BioG- hanke: biokaasun liiketoimintamallit * EkoPelletti- hanke: hajautettu pelletintuotanto * Bio-SA- hanke: bioenergiayrittäjyyden edistäminen

3 Paikkatiedon käyttö bioenergiaselvityksissä BioG: - mm. maakunnan biokaasupotentiaalin määrittäminen - selvitetään biokaasuenergian tuotannon taloudellista optimia kuljetukset huomioiden Muut hankkeet, alan yritykset: - paikkatietojärjestelmiä käytetty pitkään metsäpuolella - alueittaiset metsäenergiapotentiaalit - puunkorjuun logistiikka, ml. energiapuu - laajasti käytössä eri metsäalan yrityksissä - ei kuitenkaan juuri muualla

4 Esimerkki: ienvironment2 BIOLOG, Bioenergian logistiikka, Kuopion yliopisto, TEKES- hanke 2005 ( Metsäsuunnitelmaaineiston sijainti pilottialueen kunnissa. hyödynnetään metsäpuolen kokemuksia GIS:n käytöstä

5 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä? Pohjois-Pohjanmaan maatilat paikkaan sidottuina Esitutkimushankkeessa visioidaan ja testataan paikkatiedon eri tyyppisiä käyttömahdollisuuksia Pohjois-Pohjanmaalla - tukee BioG:tä ja muita käynnissä olevia bioenergia-hankkeita ja antaa ideoita uusille t&k hankkeille Mahdollisuuksien visualisointi ideoiden kehittyminen mm. Karstulassa uudet t&k- avaukset

6 Case: Pohjois-Pohjanmaa Kartta 1. Maatilojen sijainti esimerkkialueella Sijainnit perustuvat viljelijöiden osoitetietoihin, joita on rekisterissä kaiken kaikkiaan kpl. Huom! Vedoksesta puuttuu noin 6% sijaintipisteistä, sillä kaikki osoitteet eivät geokoodautuneet automaattisesti. Nämä pisteet asetetaan tietokantaan manuaalisesti.

7 Kartta 2. Eläinten tuottaman lannan laskennallinen metaanipotentiaali Ympyröiden koot kuvaavat kunkin maatilan eläinten tuottamaa metaanimäärää. Kuutiometri metaania vastaa yhtä litraa polttoöljyä tai 10 kilowattituntia sähköä. Potentiaali on laskettu rekisterissä olevien eläinmäärätietojen perusteella seuraavalla kaavalla (tiedot vuodelta 2009): naudat lkm * siat lkm * 40 + hevoset lkm * lampaat lkm * 15 + siipikarja lkm * 0,75

8 Kartta 3. Lannan metaanipotentiaali ja kuntien taajamat Ympyröiden koot kuvaavat kunkin maatilan eläinten tuottamaa metaanimäärää. Kuutiometri metaania vastaa yhtä litraa polttoöljyä tai 10 kilowattituntia sähköä. Potentiaali on laskettu rekisterissä olevien eläinmäärätietojen perusteella seuraavalla kaavalla (tiedot vuodelta 2009): naudat lkm * siat lkm * 40 + hevoset lkm * lampaat lkm * 15 + siipikarja lkm * 0,75

9 Lannan metaanipotentiaali rasteripintana Kartta 4. Rasteripinta on luotu ArcGIS paikkatieto-ohjelmiston Point Density -toiminnolla. Kullekin ruudulle on laskettu arvo siten, että ruudun ympäriltä 5 km:n säteen sisältä on laskettu kaikkien maatilojen metaanipotentiaalien summa, mikä on tämän jälkeen jaettu ympyrän pinta-alalla. Yksikkönä on täten m 3 CH 4 /km 2. Ruutujen koko on 500 m x 500 m.

10 Lannan metaanipotentiaali rasteripintana ja kasvavan symbolin teemana kuvattuna Kartta 5. Rasteripinta on luotu ArcGIS paikkatieto-ohjelmiston Point Density -toiminnolla. Kullekin ruudulle on laskettu arvo siten, että ruudun ympäriltä 5 km:n säteen sisältä on laskettu kaikkien maatilojen metaanipotentiaalien summa, mikä on tämän jälkeen jaettu ympyrän pinta-alalla. Yksikkönä on täten m 3 CH 4 /km 2. Ruutujen koko on 500 m x 500 m.

11 Peltolohkotietokannassa olevat viljelyluokat Kartta 6. Peltolohkotietokannassa on tieto jokaisen lohkon käyttötavasta vuonna Luokkia on kaikkiaan 97 kpl. Peltolohkoja aineistossa on kaiken kaikkiaan kpl.

12 Esimerkki 1 peltolohkojen metaanipotentiaalin laskemisesta Kartta 7. Analyysin oletuksena on, että kuvassa esitetyssä viljelykäytössä olleet lohkot otetaan nurmiviljelykäyttöön. Nurmen metaanipotentiaalina on käytetty arvoa 2080m 3 CH 4 /ha. Rasteripinnan laskentatapa ja lukujen yksiköt ovat samat kuin kartoissa 4 ja 5 (Point Density -analyysi).

13 Esimerkki 2 peltolohkojen metaanipotentiaalin laskemisesta Kartta 8. Analyysin oletuksena on, että kuvassa esitetyssä viljelykäytössä olleet lohkot otetaan nurmiviljelykäyttöön. Nurmen metaanipotentiaalina on käytetty arvoa 2080m 3 CH 4 /ha. Rasteripinnan laskentatapa ja lukujen yksiköt ovat samat kuin kartoissa 4 ja 5 (Point Density -analyysi).

14 Esimerkki 3 peltolohkojen metaanipotentiaalista, vastanneet tilat Kartta 9. Kuvassa on esitetty peltolohkoihin perustuva metaanipotentiaali niiden tilojen osalta, jotka ovat vastanneet kyselyyn. Ruutukoko on 100 m x 100 m, analyysi Point Density 5 km:n säteellä. Huomioi eriävät luokkarajat verrattuna kahteen edelliseen karttaan.

15 Tiestö, taajamat ja lannan metaanipotentiaalin rasteripinta Kartta 10. Tutkimuksen myöhäisemmässä vaiheessa on tarkoitus toteuttaa tieverkkoon pohjautuvia saavutettavuusanalyysejä, joilla voidaan arvioida raaka-aineiden (ja tuotteiden) kuljetusreittejä ja optimaalisia sijainteja biokaasulaitoksille. Kuvan rasteripinnan luonnissa ei ole vielä huomioitu tieverkkoa. Kuvan tieaineistona on Digiroad, ruutukokona 500m.

16 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä? 2 tarkastelutasoa 1. Päätöksentekijä/toimija- tarkastelu (Kohdat A G) Tulos 1: Kokonaispotentiaalit ilmeisen suuria, taloudellinen potentiaali vaihtelee, kaikki on kuitenkin laskettavissa A. Viljelijät energian ja energiaraaka-aineiden tuottajina - lanta- ym. biokaasun raaka-ainepotentiaali - suhteessa tilan omaan energiatarpeeseen - suhteessa tilan lähialueiden muodostamaan potentiaaliin - öljykasvien viljelyn potentiaali - suhteessa sopiviin peltolohkoihin B. Suuret biokaasuyritykset - lanta- ym. biokaasun raaka-ainepotentiaali - suhteessa yhteislaitoksen raaka-ainetarpeeseen - suhteessa rejektin levityspinta-alaan

17 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä? C. Perinteiset energiayhtiöt - ruokohelven viljelyn potentiaali - suhteessa lämpö- ja voimalaitoksiin - suhteessa sopiviin peltolohkoihin D. Biokaasu- ym. laitevalmistajat - lanta- ym. biokaasun raaka-ainepotentiaali - suhteessa yhteislaitoksen kokoon ja raaka-ainetarpeeseen - suhteessa rejektin levityspinta-alatarpeeseen (kuljetus)

18 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä E. Aluekehitystoimijat - alueiden bioenergiapotentiaalit F. Politiikkatoimijat - suhteessa muihin alueiden kotimaisiin energioihin - suhteessa fossiilisiin tuontienergioihin - maakunnittaiset bioenergiapotentiaalit - suhteessa kansallisiin energiataseisiin - suhteessa EU:n energia- ja päästörajoitustavoitteisiin G. Yrityspalvelutoimijat (neuvonta, rahoitus, ym.) - suhteessa (A, B,,F)

19 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä? 2. Top down vs. Bottom up- tarkastelu Tulos 2: käytännön ongelmat ovat suuria; muutoksia nykysysteemeihin saadaan aikaan kuitenkin varsin hitaasti Top down- näkökulma: - tutkijoiden käyttämän tiedon ei-julkinen luonne (vrt. metsävaratiedot) - erot työn tavoitteissa ja käytetyssä kielessä - osallisten ääni jää suurelta osin kuulumatta (vrt. 450 vastausta kyselyssä) - government > governance - suurten energiatoimijoiden lobbaus > pientoimijoiden pyristelyt Bottom up- näkökulma: - onko realistista olettaa, että viljelijät ja heidän (energia)asiakkaansa jossain vaiheessa aidosti osallistuisivat paikkatietoon perustuvaan alueelliseen maaseudun energiatietojärjestelmään? (esim. puupörssejä ei ole saatu kunnolla toimimaan)

20 Millä tavoin maatiloihin liittyvää paikkatietoa voitaisiin käyttää bioenergian edistämisessä? Uusia uria aukovan, käytännön tuloksia aikaansaavan ja paikkatietoa hyödyntävän t&k- hankkeen tyypillisiä ominaisuuksia: Kiitos!