Maatilojen uudet energiaratkaisut: biokaasu ja aurinkoenergia DIGI-BOTNIA Pietarsaari
Esityksen sisältö Biokaasun tuotannosta uutta liiketoimintaa maaseudulle Biokaasun tuottajan näkökulma Biokaasun käyttäjän näkökulma Biokaasu aluetalouden näkökulmasta Biokaasu kansantalouden näkökulmasta Aurinkoenergiasta säästöä Digitaalisuus 2
Maatila biokaasun tuottajana - pienesti Biokaasun tuottaminen maatilan omaan tarpeeseen Maatila investoi pienehköön (alle 10000t vuosisyötemäärä) biokaasulaitokseen. Biokaasulaitoksen syötteet saadaan pääosin omalta tilalta. Esim. lantaa ja nurmea. Laitoksen tuottamalla biokaasulla tehdään sähköä ja lämpöä maatilan omaan tarpeeseen. Mädätysjäännökselle löytyy levitysalaa tilan omilta pelloilta. Investointiin on saatavilla tukea maks. 40% 3
Maatila biokaasun tuottajana - pienesti Ajatuksena hieno, mutta: Riittävän kustannustehokkaita pienen kokoluokan biokaasulaitoksia ei ole ollut markkinoilla. Tulevaisuudessa on. Biokaasulaitosinvestointi nähdään yleensä hieman turhan suurena ponnistuksena vain oman tilan energiantarvetta ajatellen. Jos energiaa myydään tilan ulkopuolelle, tukea ei ole saatavilla yhtä avokätisesti. 4
Maatila biokaasun tuottajana hieman isommin Biokaasun tuottaminen tilan ulkopuolisille markkinoille Maatilaryhmä investoi hieman suurempaan (n. 20 000t vuosisyötemäärä) biokaasulaitokseen. Biokaasulaitoksen syötteet saadaan laitoksen omistajamaatiloilta ja lähialueen muilta toimijoilta. Esim. lantaa, nurmea, elintarviketeollisuuden jätteitä ja biojätteitä. Laitoksen tuottamalle biokaasulle etsitään paras mahdollinen tuotto. Teollinen asiakas Liikennebiokaasu CHP:lla sähköksi ja lämmöksi 5
Maatila biokaasun tuottajana hieman isommin Biokaasulaitoksen kokoluokka Laitoksen investointikustannus kaasuntuottoon suhteutettuna pienenee kokoluokan kasvaessa. Syötteiden ja mädätysjäännöksen kuljetuskustannukset kaasuntuottoon suhteutettuna nousevat laitoskoon kasvaessa (pidemmät kuljetusmatkat). Yläpäässä laitoksen kokoluokka rajautuu syötteiden kustannustehokkaan saatavuuden mukaan. Alle 20000t laitokset kevyemmällä ympäristöluvalla. 6
Maatila biokaasun tuottajana hieman isommin Biokaasulaitoksen sijainnissa huomioitavaa Syötteiden toimitus laitokselle. Mädätysjäännöksen levityspeltoa lähellä. Asiakas kaasulle järjestettävissä. Hajuhaitat. Asutusalueen läheisyys tuo lisää kustannuksia ja voi hankaloittaa luvan saantia. 7
Maatila biokaasun tuottajana hieman isommin Biokaasulaitoksen kannattavuuden taikasanat Hyvät syötteet kustannustehokkaasti. Saatavuus oltava vakaata ja ennustettavaa. Asiakas tuotetulle kaasulle. Nyt ja tulevaisuudessa. Mädätysjäännöksen levityspeltoa lähellä. Investointituki tai CHP-laitoksille sähkön tuotantotuki 8
Biokaasun käyttäjän näkökulma Teollinen asiakas Haluaa hyödyntää biokaasun käytöstä saatavan imagohyödyn. Tukee toiminnallaan paikallista energiantuotantoa ja taloutta. On valmis maksamaan kaasusta suunnilleen vastaavan hinnan kuin vaihtoehtoisesta energiasta. Haasteita: Kaasun siirtokustannus. Kaasuputki tai konttikuljetus. Kaasun toimitusvarmuus ja riittävyys maakaasuverkon ulkopuolisten laitosten osalta. Riippuvuus yleensä yhdestä toimittajasta. 9
Biokaasun käyttäjän näkökulma Liikennebiokaasu Tarjoaa yrityksille, kunnille yms. imagohyödyn. Yksityisautoilijoille polttoaineen kustannus on useimmiten määräävä tekijä. Haasteita: Kaasutankkausverkoston hidas rakentuminen. Käytettyjen kaasuautojen saatavuus. 10
Biokaasun käyttäjän näkökulma Liikennebiokaasu, kustannukset Esim. uusi VW Golf on kaasukäyttöisenä n. 1000 kalliimpi, kuin vastaavan tehoinen pelkällä bensalla toimiva malli. Käytetyn auton muuntaminen kaasukäyttöiseksi n. 2500 Käyttövoimavero 0,031 /päivä/100kg (dieselillä 0,055 ) Biokaasun hinta 0,9 /litra (bensaan suhteutettuna) 11
Biokaasu aluetalouden näkökulmasta Työllistää sekä rakennusvaiheessa, että myöhemmin. Mahdollisuus luoda uutta liiketoimintaa myös laitosten suunnitteluun ja toteutukseen. Biokaasun kokonaisvaikutukset aluetalouteen riippuvat myös kaasun hyödyntämistavasta. Kaasun liikennekäyttö korvaa suoraan ulkopuolelta ostettavaa energiaa. Lämmöntuotanto kilpailee paikallisten hake- ja turvetoimijoiden kanssa. 12
Biokaasu kansantalouden näkökulmasta Parempi energiaomavaraisuus -> Kauppatase paranee Liikenteen uusiutuvan energian tavoitteet 13
Aurinkosähköjärjestelmät Aurinkosähköjärjestelmät ovat yleistymässä nopeasti laskeneen hintatason vauhdittamana. Sähköntuotannon ja kulutuksen eriaikaisuudesta johtuen rinnalle tarvitaan joko sähköverkko tai akut energiavarastoksi. Sähköverkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät omakotitaloissa, maatiloilla ja suuremmissa kiinteistöissä. Akkujärjestelmät esimerkiksi kesämökeillä, veneissä ja muissa sähköverkon ulkopuolisissa kohteissa. 14
Verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät Omakotitalot, maatilat ja muut suuremmat kiinteistöt. Mitoitetaan tavallisesti oman kulutuksen mukaan korvaamaan ostosähköä. Oman tarpeen ylittävä sähköntuotanto myydään sähköyhtiölle. Itse kulutetun sähkön osalta hyöty on säästyneen ostosähkön hinta (sähkö+siirto). Sähkön ylituotannosta saatava korvaus jää pieneksi -> järjestelmän ylimitoittaminen ei yleensä ole kannattavaa. 15
Verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät Karkea mitoitusohje maatilakohteessa Vuosikulutus 80 MWh -> 20 kwp aurinkosähköjärjestelmä. Tarkempi kulutukseen perustuva mitoitus tehdään verkkoyhtiöltä saatavien kulutustietojen perusteella Järjestelmä mitoitetaan kesäpäivän kulutuksen mukaan niin, että suurin osa järjestelmän tuotosta korvaa ostosähköä. 16
Verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät Käytännön toteutus: Järjestelmän mitoituksen miettiminen omien tavoitteiden pohjalta. Apua saatavilla järjestelmiä myyvistä yrityksistä. Asennuspaikan valinta. Ilmansuunta mielellään kaakko lounas välillä. Katon lape, seinäasennus tai maatelineet. Järjestelmän hankinta. Helpoiten onnistuu hankkimalla kokonaistoimitus asennettuna toimintavalmiiksi. Sähköurakoitsija hakee paikalliselta sähköverkkoyhtiöltä luvan laitteiston verkkoonkytkemiselle, suorittaa asennuksen ja tekee käyttöönottotarkastuksen järjestelmälle 17
Aurinkosähköjärjestelmät, kannattavuus Näkökulmia kannattavuuden arvioinnissa: ekologinen, taloudellinen. Taloudellinen kannattavuus: Kannattava kohteissa, joissa on suuri kesäaikainen sähköntarve ja hyvä asennuspaikka paneeleille. Kannattavuus paranee järjestelmien hintatason laskiessa ja sähkönhinnan noustessa. Omakotikokoluokan kohteissa tarvitaan tyypillisesti hieman myös ympäristöajattelua päätöksenteon tueksi Investointituki tarvitaan 18
Aurinkosähköjärjestelmät, kannattavuus Takaisinmaksuaika on huono mittari aurinkoenergiajärjestelmän kannattavuudelle Kannattaisi mieluummin tarkastella vaikkapa vain yksinkertaisesti energian hintaa Aurinkosähköjärjestelmän voisi rinnastaa esimerkiksi kiinteähintaiseen pitkään sähkösopimukseen. Järjestelmien tuotto ja kustannukset elinkaaren aikana pystytään ennustamaan aika tarkkaan. Järjestelmän elinkaareksi voi laskelmissa arvioida noin 25 vuotta (paneeleilla on 25 vuoden takuu tehonsäilymiselle) 19
Esimerkki: Maatilan aurinkosähköjärjestelmä Omistatko maatilan, joka toteuttaa seuraavat ehdot: Sähkön vuosikulutus vähintään 50 MWh. Vapaata kattopinta-alaa etelän suuntaan. Kiinnostaisiko seuraavanlainen sähkösopimus: Määräaikainen sopimus, kesto 25 vuotta. Sähkön hinta 0,05 /kwh (sis. Sähkö, siirto ja sähkövero). Tähän hintaan mahdollisuus ostaa noin viidennes tilan sähkönkulutuksesta. Sähkön hinta maksettava etukäteen. 20
Esimerkki: Maatilan aurinkosähköjärjestelmä Maatilan aurinkosähköinvestointi karkeasti: 20 kwp alkuinvestointi 28 000 Tuki energiainvestointiin 40% 11 200 Kustannukset elinkaaren ajalta 20 000 Energiantuotto elinkaaren ajalta 400 MWh 21
Esimerkki : Maatilan aurinkosähköjärjestelmä Aurinkosähköjärjestelmän käyttöikä Laskelmissa 25 vuotta (paneelien takuuaika). Tekninen käyttöikä jopa yli 30 vuotta. Elinkaarikustannuksissa huomioitu Alkuinvestointi Investointituki 40% Invertterin vaihtokustannus kerran elinkaaren aikana Ei huomioitu rahoituskorkoa 22
Digitaalisuus? Digitaalisuus biokaasun tuotantoprosessissa Biokaasuprosessin kaasuntuoton ja koostumuksen optimointi mittausdatan perusteella. Biokaasuprosessin häiriötilojen mahdollisimman aikainen havaitseminen ja niihin reagointi automaattisesti. Mahdollisuus ohjata ja valvoa prosessia vähän suuremman hajuraon päästä. 23
Digitaalisuus? Digitaalisuus energiajärjestelmässä laajemmin Sähkön tuotannon ohjaaminen (esim. biokaasu säätövoimana). Sähkön kulutuksen ohjaaminen. Kysyntäjousto. Energiavarastojen integrointi järjestelmään. Sähköautot. 24