Bioenergian kehitysnäkymät Näkökulma 2008 - tulevaisuusseminaari 17.9.2008 Espoo Professori Dan Asplund Benet Oy 1 19.9.2008 Dan Asplund. Kevätpäivä 2008
Sisältö Bioenergia ja käytön tilanne UE-edistämisohjelman tavoitteiden saavuttaminen Tavoitteet 2020 tavoitteet EU:n tavoitteet Suomen tavoitteet Direktiivin velvoitteet Alustavat tulokset saavuttaa tavoitteet Bioenergia potentiaalit 2 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Bioenergia Suomessa Yli 400 keskikokoista ja suurta bioenergialaitosta (CHP-osuus suuri). Maatilakokoluokasta maailman suurimpaan. Bioteknologia ja logistiikka maailmalla tunnettuja globaaleja vientituotteita. Mutta kova kilpailu uusiutuvien ja fossiilisten välillä. Biosähkössä ja CHP:ssä kärjessä. Biolämmössä hyvä, kaukolämmössä vaatimaton, kiinteistökokoluokassa muu EU kirii ohi. Liikenteessä EU:n häntäpäässä.
Jyväskylä Rauhalahti CITY CHP-laitos 300 MW Kaukolämpö: 150 MW Sähkö: 87 MW Teollisuushöyry: 67 MW Polttoaineet: hakkeet, murskeet, sahanpuru Kuori, kantopuu, turve, REF
Oy Alholmens Kraft Ab, Pietarsaari, Finland - The Biggest Bioenergy Plant Steam Fuels 550 MW th 194/179 kg/s 165/40 bar 545/545 C Wood fuels, Peat, Coal Annual Use of Biofuels: 3,5 TWh Production: 560 GWh Heat and 1 300 GWh Electricity
Biopolttoaineet Suomessa Puuperäiset polttoaineet mustalipeä, kuori, puru ja puutähteet, metsähakkeet, kantopuu, pilkkeet, pelletit, briketit, puuhiili, puukaasu, energiapajut, kierrätyspuu Turve (hitaasti uusiutuva biopolttoaine, lisäselvityksiä) Peltobiomassat (korsi- ja öljykasvit, olki) Bioperäiset teollisuuden ja yhdyskuntien prosessija kierrätysjätteet Biopolttonesteet (bioetanoli, biodiesel jne.) Biokaasut (kaatopaikkojen, vesilaitosten ja maatilojen biotähdekaasut) Biolietteet
Energian kokonaiskulutus 2006 Muut, 2 % Turve, 6 % Sähkön nettotuonti, 3 % Öljy, 24 % Puupolttoaineet, 20 % Vesivoima, 3 % Hiili, 15 % Ydinenergia, 16 % Maakaasu, 11 % Lähde: VTT/Energiatilastot 7 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Sähkönhankinta energialähteittäin 2005 Lähde Energiateollisuus
Lämmityksen markkinaosuudet Lähde: Energiateollisuus
Kaukolämmön ja CHP:n polttoaineet 2005 Lähde: Energiateollisuus
Puupolttoaineiden osuus Kl-CHP
Bioenergy in Finland 1968-2002 Mtoe 9 8 7 Peat Fire wood Industrial wood fuels Black liquor 3rd target +16 TWh, 1994 4th target +31 TWh, 1999 6 5 Peat committee, 1968 1st target +8 TWh Energy crisis, 1973 2nd target +8TWh 4 3 2 1 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2001 2002* Vapo ltd. Biomass VTT Biofuel Finbio ry. Bioenergy Research Prog. 1993-98 Wood Energy Tech. Prog. 1999-2004
EU:n tavoitteet; nykyiset Uusiutuvien energialähteiden kaksinkertaistaminen vuoteen 2010 6 %:sta 12 %:iin Bioenergian kasvattaminen 45 Mtoe:sta 135 Mtoe:een Biosähkön kasvattaminen 22 TWh:sta 230 TWh:iin Suomessa UE-sähkö 31,5 % 2010 Liikenteen biopolttoaineiden osuus 5,75 % 2010 13 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Bioenergian kokonaiskulutus 1990-2006 sekä arviot 2005 ja 2010 100 90 80 Tavoite 70 Muu bioenergia TWh 60 50 40 30 20 10 Biokaasu Purkupuu, bio-osuus Kierrätys ja muu sekapolttoaine, bioosuus Puun pienkäyttö Teollisuuden ja energiantuotannon puupolttoaineet Metsäteollisuuden jäteliemet 0 14 1990 1991 25.1.2008 1992 1993 1994 Dan Asplund 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 tavoite 2005 2006 2010 tavoite
Bioenergian kokonaiskulutus ja arviot, pienet 5,00 4,00 Arvio 2 TWh 3,00 2,00 Muu bioenergia Biokaasu Purkupuu, bio-osuus 1,00 Kierrätys ja muu sekapolttoaine, bioosuus 0,00 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 arvio 2005 2006 2010 arvio Lähde: VTT/Energiatilastot 15 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Metsähake, käyttö 2000-2006 sekä tavoitteet 2005 ja 2010 10 Tavoite Pientalokiinteistöt Lämmöntuotanto 8 Sähkön ja lämmön yhteistuotanto TWh 6 4 2 16 0 25.1.2008 2000 2001 2002 2003 2004 2005 tavoite Dan Asplund 2005 2006 2010 tavoite
Biosähkön tuotanto 2000-2006 sekä tavoitteet 2005 ja 2010 14 12 Tavoite Muut puupolttoaineet Metsäteollisuuden jäteliemet 10 TWh 8 6 4 2 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2005 tavoite 2006 2010 tavoite 17 25.1.2008 Dan Asplund
EU:n uuden energiastrategian päätavoitteet 2020 Globaali 30 %:n kasvihuonekaasujen vähennystavoite ja yksipuolinen 20 %:n vähennystavoite 1990-2020 Vuoteen 2050 tavoite on 60 80 % Sitova uusiutuvien energialähteiden 20 %:n tavoite 2020 kaikesta energiasta (nyt 6,5 %) ja lisäksi liikenteessä sitova 10 % tavoite Jako jäsenmaille kesän jälkeen, III/2007 Kansalliset toimintasuunnitelmat esitettävä komissiolle 20 %:n tehostamistavoite 2020 mennessä (-13 % nykytasosta) Toimitusvarmuuden lisääminen Päästökaupan jatkaminen, kehittäminen ja laajentaminen Teknologiapanostus 1 mrd. /v (50 % lisäys) Strateginen teknologiasuunnitelma kevään 2008 neuvostolle Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi 2020 jälkeen, jos vain mahdollista 18 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Tammikuu 2008:n UE direktiivin sisältö Maakohtaiset kokonaisenergiakulutuksen tavoitteet Velvollisuus laatia kulutuskohtaiset tavoitteet, jossa liikenne vähintään 10 % Velvollisuus laatia UE edistämisohjelma Seurantaraportointi ohjeet Edistämistoimet Mahdollisuus jäsenmaiden väliseen sertifikaatti kauppaan UE tuotannon sertifiointi 19 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
UE-arvio2020 Hankkeen tavoite Hankkeen tavoitteena on arvioida mahdollisuudet täyttää uusiutuvien energioiden tavoitteet ja mitä keinoja tavoitteiden saavuttamiseksi tarvitaan. Keskeinen osatavoite on selvittää eri UE lähteiden potentiaali tuotantokustannusten funktiona. Tältä pohjalta arvioidaan kehityspotentiaali, Kehitys- ja osaamistavoitteet Muut tarvittavat edistämiskeinot. Hankkeessa laaditaan raportti, joka sisältää tarvittavia taustatietoja, jotka edesauttavat ja tukevat kansallisen UEohjelman käynnistämistä. 20 25.1.2008 Dan Asplund
Metsien biomassa-potentiaali Energiapuuharvennukset 3 + 1 milj. m 3 / v Ensiharvennukset 3 + 3 Muut harvennukset 1 + 5 Päätehakkuiden latvusmassa 2 + 12 Teoreettinen biomassapotentiaali 24 + 21 = 45 100 % Kaikki kannot 15 + 0 Energiapuuharvennukset 1.5 + 0.5 Ensiharvennukset 2 + 1 Muut harvennukset 0.5 + 0 Päätehakkuiden latvusmassa 1 + 6.5 Korjuukelp. potentiaali, enimmäisarvio 7 + 8 = 15 33 % Päätehakkuiden kannot 2 + 0 Energiapuu- ja ensiharvennukset 1.6 päätehakkuut 3.4 Energiastrategia/ KMO 2010 5,0 Käyttö 2006 3,0 11 % 6,7 % Lähde: Puuenergian teknologiaohjelman loppuraportti 21 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Metsähakkeen korjuupotentiaali (m 3 ) /Metla/ Ensiharvennus ja nuoret metsät Päätehakkuut, kuusi Päätehakkuut, mänty Kannot Yhteensä Milj. m 3 6.95 4.75 1.73 2.53 15.96 TWh 13.9 9.5 3.46 5.06 31.92 16 % 11 % 43 % Ensiharvennus ja nuoret metsät Päätehakkuut kuusi Päätehakkuut mänty Kannot 30 % 22
Metsäteollisuuden sivutuotteet Ainespuun käyttö on ollut 75 milj. m 3 Kuorta syntyy vuosittain noin 9 milj. m 3 vastaten energiana noin 15.5 TWh Sahatavaran tuotanto on ollut 2000 luvulla 12 13 milj.m 3 Ennuste tuotanto laskee vuoden 2010 tienoilla tasolle 10 milj. m3. joten sahanpurun määrä vähenee 400 000 500 000 m 3 /a (800-900 GWh) Tulevaisuudessa valtaosa sahanpurusta käytetään muualla kuin polttolaitoksissa, puru voidaan käyttää sellun tuotannossa, pellettien raaka-aineena, liikennepolttoaineiden raaka-aineena, levyteollisuudessa Sahanpurun käytön muutos huomioon ottaen metsäteollisuudesta energiakäyttöön saatavan kuoren, purun ja teollisuushakkeen energiamäärä yhteensä on noin 17 TWh Metsäteollisuuden jäteliemien käyttö on 2000 luvulla vaihdellut 35 43 TWh, kapasiteetti noussut hieman ja kapasiteetin käyttöaste vaihdellut 23
Peltoenergiapotentiaali Suomen peltoala on 2,3 milj. ha (2006). Viljaa viljellään 1,17 milj. hehtaarilla ja rehunurmikasveja 0,64 milj. hehtaarilla. Runsaan 0,1 milj. hehtaarin viljasato on viety jalostamattomana ulkomaille. Öljykasvien ala on 100 000 hehtaaria. Kesannon määrä on EU aikana ollut 10-11 % peltoalasta. Suomessa ravinnon ja rehujen tuotantoon tarvitaan noin 1,7-1,8 miljoonaa hehtaaria peltoa. Energiatarkoituksiin voitaisiin käyttää silloin noin 0,5 0,7 milj. hehtaaria ilman, että elintarviketuotanto vaarantuisi Suomessa (Pellervon taloudellinen tutkimuslaitos 2006). Tämä viljelyala 500 000 ha viljeltynä esim. ruokohelpillä ja olettaen satotasoksi 20 MWh/ha vastaa potentiaalina 10 TWh Finbion tavoite 2020 8 TWh 24
Jätteiden energiakäyttö Suomessa jätteiden energiakäyttö on ollut vähäistä, koska kaatopaikkatilaa on ollut käytettävissä kohtuullisin kustannuksin. Yhdyskuntajätteestä, vuosi 2004 lähes 2,4 Mt, kaatopaikalle sijoitettiin noin 60 %, materiaalina hyödynnettiin 29 % ja energiana noin 10 % Eu-lainsäädäntö edellyttää biohajoavan jätteen kaatopaikkasijoituksen merkittävää vähentämistä vuoteen 2016 mennessä. Kaatopaikalle on nykyisin viety noin 2 milj. polttokelpoista jätettä. Nyt Suomessa vain yksi (Turussa) toimiva jätteenpolttolaitos, tänä vuonna (2008) valmistuu Kotkaan jätteen polttolaitos ja Riihimäen laitos on vihitty käyttöön huhtikuussa 2008 Potentiaali noin 4 TWh 25
Lämpö- ja voimalaitospolttoaineet 30 25 SIVUTUOTTEET RUOKOHELPI TURVE METSÄHAKE 20 /MWh 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 TWh 26
Potentiaali lämpö- ja voimalaitoksissa Polttoaineiden käyttöarvio vuodelle 2020 (GWh) Metsähake Sivutuotte Jyrsinturve et Kaukolämpölaitokset (sis 3400 800 1500 lämpöurakoinnin) Teollisuuden 300 2400 400 lämpölaitokset Kaukolämpö CHPvoimalat 10200 2100 13200 Teollisuuden CHPvoimalat 7500 11500 8500 Lauhdevoimalat 600 1400 Yhteensä 22000 16800 25000 27
Muu puupolttoaineen käyttöpotentiaali Muu metsähakkeen käyttöpotentiaali (GWh) 2010 2015 2020 Liikennepolttoaineet + muut käytöt 1200 2120 4020 Rakennusten lämmitys Puupolttoaineista rakennusten lämmityksessä käytetään nykyisin pääosin klapia. Vuotuinen käyttö on ollut noin 6.1 milj. m 3. Ostopuun määrä on ollut noin 1.1 milj. m 3 ja loput 5 milj. m 3 on hankittu ensisijaisesti omista metsistä. Pelletin käyttö oli Suomessa vuonna 2006 noin 90 000 t, joka käytettiin kiinteistöjen lämmitykseen. Tämä vastaa energiana noin 420 GWh. Vuonna 2006 Suomessa tuotettiin pellettejä vastaavasti noin 300 000 t. Rakennusten lämmitykseen Suomessa on käytetty öljyä vuosittain noin 20 TWh, josta pienten kiinteistöjen osuus on noin 8 TWh. Vuoteen 2020 mennessä huomattava osa tästä määrästä voitaisiin korvata puupolttoaineella, joka klapilla tai pelletillä, esim. 2-4 TWh. 28
Metsähaketase VUOSI 2020 Metsähaketase (TWh) Energiantuotantolaitokset 22 Muu käyttö 4 Yhteensä 26 Potentiaali 31.9 Erotus (verrattu korjuupotentiaaliin) 5.9 Ongelmana on se,että metsähakepotentiaalista merkittävä osa sijaitsee sellaisilla alueilla, joissa potentiaalisia käyttäjiä on vähän. Huomattava on myös, että yli 40 % metsähakepotentiaalista koostuu ensiharvennus ja nuorten metsien kunnostusta vaativista kohteista, joista nykyisin hankittavan hakken osuus vähäinen 29
Lisäyspotentiaali Metsähake 30 TWh Peltoenergia 8 TWh Jätteet 4 TWh Pelletti 1 Mton (4,5 TWh) Liikennepolttoaineet 5 TWh
PELLETTITUOTANTO SUOMESSA Vuonna 2006 n. 300 000 tonnia n. 1,43 TWh/a yli 70 000 OKT yli 140 Miljoonaa litraa/vuosi Vienti n. 75% Kotimaa n. 80-100 000 tn eli yli 10 000 OKT:tä Vaasa Ylistaro Seinäjoki Kaskinen Parkano Kokkola Vöyri Virrat Tornio Peräseinäjoki Keuruu Keminmaa Oulu Haapavesi Soini Jyväskylä Kärsämäki Mikkeli Kuusamo Paltamo / Rantasalmi Lieksa Savonlinna IIomantsi Joensuu * 1000 tn PELLETTIEN TUOTANTOTAVOITTEET 600 550 500 450 400 350 Ahvenanmaa 300 240 200 Maarianhamina Pori Rauma Turku Tampere Juupajoki Punkaharju Imatra Hämeenlinna Lappeenranta Lahti Turenki Kotka Salo Porvoo Helsinki 100 Hanko 0 2004 2006 2008 2010 MAP-PELLET3.CDR vuosi Lähde: Vapo
Lisäyspotentiaali Metsähake 30 TWh Peltoenergia 8 TWh Jätteet 4 TWh Pelletti 1 Mton (4,5 TWh) Liikennepolttoaineet 5 TWh
Lopuksi Bioenergian polttoaine potentiaali riittää mutta koko uusiutuvien kirjo on otettava huomioon myös uudet pienimuotoiset mahdollisuudet Bioenergiavarojen lisääminen pitkällä aikavälillä otettava kehityksen kohteeksi Haaste koskee käyttöä Siirtymistä lämmityksessä öljystä ja sähköstä bioenergiaan Lämmityspuolella tarvitaan uusia kannustimia ja jotka selvästi kiihdyttyvät bioenergian käyttöä Liikenteen puupohjaisen biodieselin kaupallistamista ja useita tehtaita Korkean sähkö/lämpösuhteen prosessien (IGCC) kaupallistamista. Jatkettava määrätietoista ja pitkäjänteistä kehitystyötä 33 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007
Kiitos huomiostanne Dan.asplund@benet.fi 34 19.9.2008 Dan Asplund. Bioenergiapäivät 2007