Onko peltobiomassan viljely ja jalostaminen energiaksi energiatehokasta - Syökö peltoenergiakasvien

Samankaltaiset tiedostot
Maatilan energiantekniikka Jussi Esala - SeAMK. Hanke Energiatekniikan perusteet Maatilojen energian käyttö Energian käytön vähentäminen

Biomassan jalostus uudet liiketoimintamahdollisuudet ja kestävyys

Öljyhuippu- ja bioenergiailta Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen ja biomassan hyödyntäminen sähköksi ja lämmöksi

Energian tuotanto ja käyttö

Peltobioenergiapotentiaali Suomessa ja Satakunnassa Hannu Mikkola Helsingin yliopisto, maataloustieteiden laitos

Biopolttoaineiden ympäristövaikutuksista. Kaisa Manninen, Suomen ympäristökeskus Uusiutuvan energian ajankohtaispäivät

Bioenergiapotentiaalit Alajärvi, Evijärvi, Lappajärvi, Soini, Töysä, Vimpeli ja Ähtäri. Lähienergiahankkeen seminaari 7.10.

Oman tilan energiankulutus mistä se muodostuu?

ENKAT hanke: Biokaasun tuotantoketjun energiatase ja kasvihuonekaasupäästöt. MMM Mari Seppälä Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos

ENPOS Maaseudun Energiaakatemia

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin

Maatalouden energiapotentiaali

Liikenteen biopolttoaineet

Energia ja ilmastonmuutos- maatilojen uusiutuvan energian ratkaisuja

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K Q D

Valtakunnallinen energiatase ja energiantuotannon rakenne Suomessa

BiKa-hanke Viitasaaren työpaja Uusiutuvan energian direktiivi REDII ehdotus

Tilakohtaiset ratkaisut ympäristön ja samalla kukkaron hyväksi. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto

Esimerkki broilerintuotannon energiankäytöstä

Maatalouden energiankulutus Suomessa ja Euroopassa

Typpi porraskokeen tuloksia Sokerijuurikkaan Tutkimuskeskus (SjT)

ProAgria lohkotietopankki. Esityksen sisältö

Maaseudun Energia-akatemia Arviointi oman tilan energian kulutuksesta

Pohjois-Karjalan Bioenergiastrategia

Gasum Jussi Vainikka 1

Case Oulun Energia: Lähienergian hyötykäyttö

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä

Kuivamädätys - kokeet ja kannattavuus

Fossiiliset polttoaineet ja turve. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea

Sanna Marttinen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT)

BIOKAASUNTUOTANTO SAARIJÄRVI

Biopolttoaineiden hiilineutralisuusja kestävyyskriteerit ukkospilviä taivaanrannassa?

Ohran viljely 5,5 ha 3800 kg/ha Käyttö karjan rehuksi omalla tilalla 860 kg ka, 11 MJ/kg ka

- Vuonna 2014 Lapissa oli maatilaa:

Keski-Suomen biokaasupotentiaali raaka-aineiden ja lopputuotteiden hyödyntämismahdollisuudet

Metsäbioenergia energiantuotannossa

EU vaatii kansalaisiltaan nykyisen elämänmuodon täydellistä viherpesua.

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet

Onko puuta runsaasti käyttävä biojalostamo mahdollinen Suomessa?

Energiamurros - Energiasta ja CO2

TEHOLANTA SEMINAARI Biokaasun tuotannon kannattavuus

Uusiutuvan energian trendit Suomessa. Päivitys

Vapo tänään. Vapo p on Itämeren alueen johtava bioenergiaosaaja. Toimintamaat: Suomi, Ruotsi, Tanska, Suomen valtio omistaa emoyhtiö Vapo

Peltobiomassat globaalina energianlähteenä (SEKKI)

Viljakaupan rooli ympäristöviestinnässä. Jaakko Laurinen Kehityspäällikkö Raisio Oyj

Liikenteen polttoaineet - Riittääkö pelloilta tankin täytteeksi?

Kymen Bioenergia Oy NATURAL100

Ympäristöliiketoiminnan kasvava merkitys

Energiaa luonnosta. GE2 Yhteinen maailma

Maatalouden energiankäyttö ja energian säästäminen Maataloustieteen päivät 2012

Kohti puhdasta kotimaista energiaa

Biojalostuksen mahdollisuudet Kainuussa

Miksi palkokasveja kannattaa viljellä palkokasvien monet hyödyt

Ilmastovaikutuksia vai vesistönsuojelua?

Uusiutuvan energian trendit Suomessa. Päivitetty

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa

Puun (metsäbiomassan) käyttö nyt ja tulevaisuudessa

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

Energiatehokkaat maatalouskoneet. Jukka Ahokas Helsingin Yliopisto Maataloustieteiden laitos

Lämpöpumput energiatilastoissa nyt ja tulevaisuudessa. Virve Rouhiainen Maalämpöpäivä , Heureka, Vantaa

BIOENERGIASTA VOIMAA ALUETALOUTEEN SEMINAARI Kainuun liikennebiokaasutiekartta liikennebiokaasun tuotanto Kainuussa

BioForest-yhtymä HANKE

Monipuolisen viljelykierron mahdollisuudet maan kasvukunnon parantajana

Biokaasulaitoksesta ravinteita, energiaa ja elinkeinotoimintaa maaseudulle BioRaEE

Pk -bioenergian toimialaraportin julkistaminen. Toimialapäällikkö Markku Alm Bioenergiapäivät Helsinki

Puuperusteisten energiateknologioiden kehitysnäkymät. Metsäenergian kehitysnäkymät Suomessa seminaari Suomenlinna Tuula Mäkinen, VTT

Fortumin Energiakatsaus

Ravinteiden, hiilen ja energian kierto ja virrat - Maatilan tehokas toiminta. Miia Kuisma Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT

Maatalouskoneiden energiankulutus. Energian käyttö ja säästö maataloudessa Tapani Jokiniemi

Hajautettu energiantuotanto

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit

Puun uudet käyttömuodot Vastuullinen metsien käyttö kasvavia odotuksia ja uusia mahdollisuuksia Pia Nilsson, UPM

Näkökulmia biopolttoaineiden ilmastoneutraalisuuteen palaako kantojen myötä myös päreet?

Suomen metsäbiotalouden tulevaisuus

ENERGIA- JA YMPÄRISTÖOSAAMISEN MERKITYS KONSULTTIYRITYKSEN ASIAKASPROJEKTEISSA MIRJA MUTIKAINEN, LIIKETOIMINTAPÄÄLLIKKÖ, RAMBOLL FINLAND OY 26.5.

Lämpöpumppuala. Jussi Hirvonen, toiminnanjohtaja. Suomen Lämpöpumppuyhdistys SULPU ry,

Prof Magnus Gustafsson PBI Research Institute

Suomi muuttuu Energia uusiutuu

Metsähyvinvoinnin kehitysohjelman ajankohtaistapahtuma Biotalous tehdään yhteistyöllä. Sixten Sunabacka Työ- ja elinkeinoministeriö

Esimerkkejä yksittäisten maatilojen energiankäytöstä - lähtötilanteen muodostaa tilan nykyinen energiankäyttö

Bioenergiapolitiikka & talous

EnergiaRäätäli Suunnittelustartti:

TUULIVOIMA JA KANSALLINEN TUKIPOLITIIKKA. Urpo Hassinen

Turve : fossiilinen vai uusiutuva - iäisyyskysymys

Kivihiilen merkitys huoltovarmuudelle 2010-luvulla

Lisää uusiutuvaa - mutta miten ja millä hinnalla? VTT, Älykäs teollisuus ja energiajärjestelmät Satu Helynen, Liiketoiminnan operatiivinen johtaja

Metsäteollisuuden uusi nousu? Toimitusjohtaja Timo Jaatinen, Metsäteollisuus ry

Onko puu on korvannut kivihiiltä?

BIOENERGIAN KÄYTÖN LISÄÄNTYMISEN VAIKUTUS YHTEISKUNTAAN JA YMPÄRISTÖÖN VUOTEEN 2025 MENNESSÄ

Bioenergiaratkaisut ovat keskeinen osa energiatulevaisuutta. Hollola Hannes Tuohiniitty

Johdatus työpajaan. Teollisuusneuvos Petteri Kuuva Päättäjien 41. metsäakatemia, Majvik

Maatilan energian käyttö Jussi Esala - SeAMK. Hanke Maatilojen energian käyttö Energian käytön vähentäminen

Etelä-Pohjanmaan metsäkeskuksen toimialueen energiapuuvarat

Bioenergia - yksi Itä-Suomen mahdollisuuksista

Tulevaisuuden puupolttoainemarkkinat

Kerääjäkasveista biokaasua

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN. Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy

Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas

Transkriptio:

Jussi Esala, SeAMK Onko peltobiomassan viljely ja jalostaminen energiaksi energiatehokasta - Syökö peltoenergiakasvien tuotantoon ja jalostukseen kuluva energia kasveista saatavan energiahyödyn?

Bioenergiapotentiaali Vuosittain maahan saapuu 3 900 000 EJ aurinkoenergiaa (= 9000 kertaa kokonaisenergian käyttö) Alueellinen vaihtelu suurta Kesällä parhaimmillaan 200 260 W/m 2 kuukauden keskiteho Vuotuinen keskiteho vastaavasti 90 110 W/m 2 Biologinen potentiaali C4 kasveilla n. 6.7 % (aurinkoenergiasta biomassan energiaksi) C 3 kasveilla n. 3.3 % Todellinen hyötysuhde vaihtelee läheltä nollaa > n. kahteen prosenttiin Globaali keskiarvo 0.13 % 28.1.2016 C JEsala 2

Bioenergiapotentiaali Tehoviljelykokeissa saavutettu 5 % taso (C4 kasvit) > teknologinen potentiaali 75 % biologisesta Suomessa suurimmat koeruutukuiva-ainesadot energiaheinillä n. 16 000 kgka/ha = n. 300 GJ energiaa = n. 8000 l polttoöljyä Viiden kuukauden kasvukauden keskisäteilyteho on n. 200 W/m 2 > = 26 000 GJ (n. 700 000 l Pö!) säteilyenergiaa hehtaarille kasvukaudessa > n. 1 % säteilyn energiasta muuttunut kasvibiomassan energiaksi 28.1.2016 C JEsala 3

Bioenergiataseet Energian tuotantoketjun rajaus Well to tank yleinen lähestymistapa Yleensä mukaan otetaan Suorat viljelypanokset, niiden sisältämä energia ja työn energiatarve Sadonkorjuun ja käsittelyn energia Kuljetukset» Sadon kuljetus» Myös tuotantotarvikkeiden kuljetus tehtaalta tilalle (mm. lannoitteet) Voi olla myös mukana koneiden valmistusenergia Yleisen infrastruktuurin vaatima energia mukana olo tapauskohtaista Usein katkaisu panoksia valmistavien tehtaiden kohdalla, ts. niiden valmistusenergiaa ja kuljetuksia ennen tehdasta ei mukana Tärkeintä kuvata tarkkaan lasketun tuotantosysteemin rajat ja oletukset sekä myyt lähtötiedot 28.1.2016 C JEsala 4

Viljanviljelytilat Viisi tilaa, neljä Etelä-Pohjanmaalla ja yksi Etelä- Suomessa KTT 1-16 ha KTT 2-21 ha KTT 3-58 ha KTT 4-195 ha KTT 5-430 ha Tiloilla pääasiassa kyntöön perustuva muokkaus, paitsi KTT 5, jossa kultivaattorimuokkaus pääroolissa Viljan satotaso keskimäärin 5000 kg/ha 28.1.2016 C JEsala 5

Viljanviljelytilan energian kokonaiskäyttö KTT 1 KTT 2 KTT 3 KTT 4 Energiasuhteet laskettu primäärienergiapohjalta 28.1.2016 C JEsala 6

Viljanviljelytilan energiasuhde 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 Energiasuhde, perus Energiasuhde,puinti 24 % Energiasuhde, sato - 20 % Energiasuhde, sato + 20 % Energiasuhde, matka maks 2 km 1,0 0,0 KTT 1 KTT 2 KTT 3 KTT 4 KTT 5 28.1.2016 C JEsala 7

Kuviot: Mikkola ja Ahokas 2009 28.1.2016 C JEsala 8

Taulukko: Mikkola 2012 s.53 28.1.2016 C JEsala 9

Taulukko: Mikkola 2012 s.57 28.1.2016 C JEsala 10

Oljen ja ruokohelven tase Lähde: Mäkinen ym. 2006 (VTT) 28.1.2016 C JEsala 11

Raakaöljystä öljyä takauspisteeseen 28.1.2016 C JEsala 12 European Commission WTT 2013 report

Bioenergiaraaka-aineesta lämmöksi, polttoöljyksi tai sähköksi Suora poltto lämmöksi: Energiatehokkain tapa hyödyntää raaka-aine Energiaa kuluu: Kuivaus, energiasuhteen taustalla kuiva-aineen energia > kattilatekniikasta riippuen jopa kymmeniä prosentteja hukkaan Kuljetus > n. 1 % energiasta; 20 tn ka kuorma, 150 km kuljetus Mahdollinen haketus tai muu hienonnus > 1 5 % energiasta Palamisen hyötysuhde parhaimmillaan 70 90 % > n. 10 30 % tappiot Energiasuhteen ilmaisemasta energiasta hukataan puolet! 28.1.2016 C JEsala 13

Bioenergiaraaka-aineesta moottoripolttoaineeksi European Commission WTT 2013 report mukaan: Etanoliprosessi: 50 60 % ohran energiasta bioetanoliksi (+sivutuotteen energia) Öljykasvin puristus ja esteröinti: 60 65 % siemenien energiasta biodieseliksi (+ sivutuote) Biokaasuprosessi: lannan energiasta 70 % biokaasun energiaksi (- paineistuksen ja puhdistuksen energia) Puu: synteesikaasu ja FT, n. 40 % puun energiasta synteettiseksi biodieseliksi Laskelmassa lisäksi prosessien käyntienergia ja edellä esitetyt sivutuotteiden energiat sekä mahdollinen 28.1.2016 C JEsala 14 prosessilämmön hyödyntäminen muualla

Mäkisen 2006 laskelmissa tuo alussa mainittu tekijä 28.1.2016 C JEsala 15 ( punaisella) ei ole mukana. Bioenergiaraaka-aineesta moottoripolttoaineeksi Myöhemmin esitettävissä komission laskelmissa sinisissä palkeissa mukana biomassa muuntosuhde. Esimerkiksi jos kahdesta energiayksiköstä (MJ) vehnän jyviä tulee yksi energiayksikkö biopolttoainetta. Tällöin yksi yksikkö (MJ) tulee palkkiin mukaan. Tosin laskelmassa myös vähennetään mahdollisten sivutuotteiden energia substituutioperiaatteella. Toisaalta laskelmassa on kahden yksikön viljelyyn tarvittavat panostukset.

Ohraetanolin tuotannon primäärienergiakulutus Lähde: Mäkinen ym. 2006 (VTT) 28.1.2016 C JEsala 16

Etanolia ja dieseliä Lähde: Mäkinen ym. 2006 (VTT) 28.1.2016 C JEsala 17

Etanolia juurikkaasta ja vehnästä 28.1.2016 C JEsala 18

28.1.2016 C JEsala 19

Etanolia juurikkaasta ja vehnästä 28.1.2016 C JEsala 20 European Commission WTT 2013 report

Biodieseliä öljykasveista 28.1.2016 C JEsala 21

Biodieseliä öljykasveista 28.1.2016 C JEsala 22

Biodieseliä öljykasveista European Commission WTT 2013 report 28.1.2016 C JEsala 23

Paineistettua kaasua biomassasta European Commission WTT 2013 report 28.1.2016 C JEsala 24

Biokaasua biomassasta Fossiilisen energia käyttö European Commission WTT 2013 report 28.1.2016 C JEsala 25

Sähkön tuotannon pääomanergiasuhde (Boyle 2003, Gagnon 2002, Elliot 1998) Sähköntuotantomuot o Pinta-alan tarve 1 TWh:n vuotuista sähköntuotantoa varten (km 2 ) Tuotettu energiamäärä/laitoksen rakentamisen ja ylläpidon energiamäärä Bioenergia: energiakasvit Bioenergia: sahausjäte Vesivoima: tekoaltaallinen Vesivoima: tekoaltaaton 500-2200 5 < 1 27 < 200 205 < 1 267 Tuulivoima Aurinkopaneelit < 0.3 --- < 110 (vain jalusta --- myös välimaa-ala) < 0.5 --- 4-45 (vain jalusta, myös välimaa-ala) 80 9 Hiilivoima n. 4 5 7 Ydinvoima 0.5 16 Maakaasu 5 28.1.2016 C JEsala 26

Sähköä biokaasusta European Commission WTT 2013 report 28.1.2016 C JEsala 27

Lämpöä fossiilisista ja bioenergiasta European Commission WTT 2013 report 28.1.2016 C JEsala 28

Lämpöä fossiilisista ja bioenergiasta 28.1.2016 C JEsala 29