Biokaasuteknologian edistäminen Pohjois-Savossa - Kestävä uusiutuvan energian tuotanto ja ravinteiden kierrätys (BIOTILA hanke)

Biokaasuteknologian edistäminen Pohjois-Savossa - Kestävä uusiutuvan energian tuotanto ja ravinteiden kierrätys (BIOTILA hanke) LIIKETOIMINTAOSA-ALUEEN LOPPURAPORTTI Toni Taavitsainen 3.10.2011 1

1 Sisällysluettelo 2 Biokaasuteknologian käyttöönoton edistäminen Pohjois-Savossa hanke: liiketoimintaosa-alue. 4 2.1 Tavoite... 4 2.2 Työn sisältö... 4 3 Biokaasulaitosformaatit ja termistö... 5 3.1 Tarkastelussa olevat biokaasulaitosmallit... 5 3.2 Termistö... 7 4 Energianurmen tuotanto biokaasutukseen... 8 4.1 Energianurmen tuotantokustannukset... 8 4.2 Energianurmen taloudellinen tase biokaasun tuotannossa... 13 4.2.1 Tuotanto maatilakohtaisessa biokaasulaitoksessa... 13 4.2.2 Energianurmen tuotantokustannukset keskitetyssä biokaasulaitoksessa... 17 5 Maatilan biokaasulaitos tilan syötteillä... 18 5.1 Laitoksen toimintamalli... 18 5.2 Laitoksen perustamisessa huomioitavat tulkinnat... 19 5.2.1 Käsittelyprosessi ja lopputuotteen hyödyntämismahdollisuudet... 19 5.2.2 Laitoksen perustaminen... 19 5.2.3 Ympäristöluvat... 20 5.2.4 Rakennuslupa... 21 5.2.5 Laitoksen turvallisuuteen liittyvät luvat ja selvitykset... 21 5.2.6 Lietteen käsittelyyn liittyvä lainsäädäntö... 22 5.2.7 Sopimukset sähkön tuotannosta ja siirrosta... 22 5.2.8 Investointi- ja tuotantotuet... 23 5.2.9 Tuotantotuen hakeminen... 24 5.3 Kannattavuuslaskelmat... 26 5.3.1 Lähtöarvot... 26 5.3.2 Kannattavuuslaskennan tulokset... 30 5.3.3 Kannattavuus korotuilla energian- ja lannoitteiden hinnoilla... 32 5.4 Yhteenveto... 33 6 Maatilan biokaasulaitos ulkopuolisilla syötteillä... 35 6.1 Laitoksen toimintamalli... 35 6.2 Laitoksen perustamisessa huomioitavat tulkinnat... 36 6.2.1 Käsittelyprosessi ja lopputuotteen hyödyntämismahdollisuudet... 36 6.2.2 Laitoksen perustaminen... 38 6.2.3 Ympäristöluvat... 38 6.2.4 Rakennuslupa... 38 6.2.5 Laitoksen turvallisuuteen liittyvät luvat ja selvitykset... 39 6.2.6 Lietteen käsittelyyn liittyvä lainsäädäntö... 39 6.2.7 Sopimukset sähkön tuotannosta ja siirrosta... 40 6.2.8 Investointi- ja tuotantotuet... 40 2

6.3 Kannattavuuslaskelmat... 41 6.3.1 Lähtöarvot... 41 6.3.2 Kannattavuuslaskennan tulokset... 44 6.4 Yhteenveto... 49 7 Keskitetty maatilojen jakeita käsittelevä biokaasulaitos... 51 7.1 Toimintamalli... 51 7.2 Laitoksen perustamisessa huomioitavat tulkinnat... 52 7.2.1 Käsittelyprosessi ja lopputuotteen hyödyntämismahdollisuudet... 52 7.2.2 Laitoksen perustaminen... 52 7.2.3 Ympäristöluvat... 53 7.2.4 Rakennuslupa... 54 7.2.5 Laitoksen turvallisuuteen liittyvät luvat ja selvitykset... 54 7.2.6 Lietteen käsittelyyn liittyvä lainsäädäntö... 55 7.2.7 Sopimukset sähkön tuotannosta ja siirrosta... 55 7.2.8 Investointi- ja tuotantotuet... 56 7.3 Kannattavuuslaskelmat... 57 7.3.1 Lähtöarvot... 57 7.3.2 Kannattavuuslaskennan tulokset... 62 7.3.3 Kannattavuus korotetuilla energian- ja lannoitteiden hinnoilla... 68 Kannattavuuslaskelmien yhteenveto... 71 8 Yhteenveto... 72 9 Lähteet... 73 LIITE 1.... 75 LIITE 2.... 78 LIITE 3.... 80 LIITE 4.... 82 LIITE 5.... 83 LIITE 6.... 84 LIITE 7.... 85 LIITE 8... 86 LIITE 9.... 88 3

2 Biokaasuteknologian käyttöönoton edistäminen Pohjois- Savossa hanke: liiketoimintaosa-alue 2.1 Tavoite Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen hallinnoimassa Biokaasuteknologian käyttöönoton edistäminen Pohjois-Savossa hankkeessa (Biotila hanke) liiketoimintaosa-aluetarkastelun keskeinen tavoite oli verrata yksittäisen biokaasulaitoksen kannattavuutta ja hallinnointia toimintamalliin, jossa yksi keskitetty toimija omistaa ja hallinnoi useampaa biokaasulaitosta. Keskitetty toimija voi olla esimerkiksi osakeyhtiö tai osuuskunta. Työn keskeinen tavoite oli selvittää keskitetyn toimintamallin tuomia hyötyjä mm. lainsäädännön että lupaprosessien näkökulmasta. Perusajatuksena oli selvittää keskitetyn toimintamallin käytännön hyötyjä ja kustannussäästöjä. Lähtökohtainen ajatus työosiossa oli, että yhden toimijan investoidessa useampaan hajallaan olevaan laitokseen, kannattavuus parantuisi laitosten yhteenlasketun nimellistehon ylittäessä tuotantotuen edellyttämän vähimmäisnimellistehon. Tässä ajatuksessa tavoitteena oli, että myös pienet yksiköt voisivat päästä tuotantotuen piiriin ja saada täten tuotetulle sähköenergialle korkeamman hinnan ja täten parantaa laitosten kannattavuutta. Työn alkutaipaleella myös yleinen näkemys oli, että biokaasulaitos voisi saada sekä tuotantotuen ja investointituen. 2.2 Työn sisältö Tuotantotukilainsäädäntö ei mahdollista eri kohteissa olevien saman omistajan biokaasuntuotantolaitosten tuotantotehojen yhteen laskemista. Tuotantotehoksi voidaan laskea yhden tai useamman generaattorin yhteisteho, kun toimija liittyy verkkoon yhdestä mittaus- ja liittymäpisteessä. (1) Täten tuotantotuki ei vaikuta parantavasti maatilan biokaasulaitoksiin, jotka muodostaisivat hallinnollisesti yhden tuotantokokonaisuuden mutta ovat hajallaan (useampi liittymäpiste). Tämä oli keskeinen syy, miksi työosiossa ei tarkasteltu biokaasuyrityksen kannattavuutta, joka hallinnoi useampaa biokaasulaitosta. Useampaa laitosta hallinnoiva yritys hyötyy toiminnassaan mm. henkilökunnan osaamisen kautta, joka helpottaa mm. lupahakemuksien laadintaa sekä laitosten käyttöä ja ylläpitoa. Myöskään lupaprosesseissa keskitetty malli ei tuo oleellisia huojennuksia, sillä jokaiselle laitokselle tulee hakea pääsääntöisesti omat luvat ja hyväksynnät sekä tehdä tarvittavat ilmoitukset. 4

Työosiossa on tarkasteltu kolmen itsenään toimivan biokaasulaitosvaihtoehdon kannattavuutta. Ko. toimintamalleille lisäksi tehty yhteenveto keskeisistä hallinnollisista toimenpiteistä, jotka laitoksen perustajan tulee huomioida laitosta suunnitellessa. Kannattavuustarkasteluissa on huomioitu mm. viimeisimmät tuotantotuki- ja investointitukilinjaukset. Työosiossa on tarkasteltu myös energianurmen hyödyntämismahdollisuuksia biokaasun tuotannossa talouden näkökulmasta. Kannattavuuslaskelmat on tehty yhdistetylle sähkön- ja lämmöntuotannolle Pohjois-Savolaisista lähtökohdista. Tämä tulee esille erityisesti tukitasoissa ja energian hinnoittelussa. Myös lupaprosesseissa on nojauduttu osin Pohjois-Savon viranomaisten tulkintoihin. Kannattavuuslaskelmissa on hyödynnetty Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen Maaningan yksikön biokaasulaitoksesta saatuihin tutkimustuloksiin. Lisäksi kannattavuuslaskelmissa keskeisenä lähtöaineistona on Tuomas Huopanan opinnäytetyö, jossa on tutkittu ja laskettu biokaasulaitoksen energia- ja päästötaseita. 3 Biokaasulaitosformaatit ja termistö 3.1 Tarkastelussa olevat biokaasulaitosmallit Kannattavuustarkastelussa on 3 laitosvaihtoehtoa, joissa kaikissa keskeisen jakeen muodostavat maatalouden jakeet, lanta ja energianurmi. Kannattavuustarkastelussa olevat laitosformaatit: 1) Maatilakohtainen biokaasulaitos tilan jakeilla Syötteet: Energian hyödyntäminen: Mädätysjäännös: Maatalouden lietteet, peltobiomassa (energianurmi) Energian hyödyntäminen tilalla ja mahdollinen myynti tilalta Hyödynnetään tilan pelloilla (vuokrapellot, sopimuspellot) 2) Maatilakohtainen laitos, joka käsittelee tilan ulkopuolisia jakeita Syötteet: Maatalouden lietteet, peltobiomassat, ulkopuoliset jakeet (sakokaivolietteet, yhdyskuntalietteet) Energian hyödyntäminen: Energian hyödyntäminen tilalla ja myynti tilalta Mädätysjäännös: Hyödynnetään tilan pelloilla (vuokrapellot, sopimuspellot) 3) Keskitetty biokaasulaitos tilojen jakeilla Syötteet: Maatalouden lietteet, peltobiomassa (energianurmi) 5

Energia: Mädätysjäännös: Myydään ulkopuoliseen käyttökohteeseen (esim. lämpö kaukolämpöverkkoon/enegiayhtiölle/ulkopuoliselle käyttäjälle ja sähkö verkkoon) Hyödynnetään lantaa ja nurmea tuottavien tilojen pelloilla. Kannattavuuslaskelmat on määritetty liitteen 8 mukaisilla energianhinnoilla. Tuleekin huomioida, että kannattavuus paranee energian ja ravinteiden hinnan nousun seurauksena. Kannattavuuslaskelmissa on tehty myös esimerkkilaskelmat pohjautuen korkeampiin energian- ja ravinteiden hintoihin. Näissä laskelmissa tulee huomioida, että investointitason oletetaan olevan sama, kuin nykyhetkellä. Kannattavuuslaskelmissa kaikissa tarkasteluvaihtoehdoissa biokaasulaitoksen takaisinmaksuajaksi on määritetty15 vuotta. Kolmannessa vaihtoehdossa (keskitetty biokaasulaitos) tuleekin huomioida, että sähkön hinta on koko takaisinmaksuajan tariffitasolla vaikka tuotantotukea myönnetään 12 vuoden ajanjaksolle. 6

3.2 Termistö YVA Kemikaali-ilmoitus: Räjähdyssuojausasiakirja Laitoshyväksyntä Omavalvontasuunnitelma Lannoitevalmisteen tyyppihyväksyntä Ympäristövaikutusten arviointi. Pelastusviranomaiselle laadittava ilmoitus biokaasun tuotannon ja varastoinnin aloittamisesta. Räjähdyssuojausasiakirja on työkalu syttyvien kaasujen, syttyvien nesteiden, ja syttyvien pölyjen aiheuttaman räjähdysvaaran selvittämiseksi, merkityksen arvioimiseksi. Lisäksi asiakirja on työkalu toimenpiteiden löytämiseksi räjähdysten estämiseksi ja räjähdyksiltä suojautumiseksi. (31) Elintarviketurvallisuusvirastolta haettava hyväksyntä biokaasulaitokselle. Hyväksyntämenettelyn tarpeellisuuden määrittää laitoksessa käsiteltävät jakeet ja mädätysjäännöksen hyötykäyttökohteet. Kirjallinen työ- ja toimintaohje lannoitevalmisteiden valmistamiseksi. Lannoitelainsäädännön mukainen tyyppihyväksyntä mm. biokaasulaitoksessa valmistettaville lannoitevalmisteille. Mesofiilinen prosessi Biokaasulaitoksen prosessilämpötila noin 35 37 C Termofiilinen prosessi Biokaasulaitoksen prosessilämpötila noin 50 55 C TS VS (Total solids) Kokonaiskiintoaine. (Volatile solids) Orgaaninen kuiva-aine. Laskelmissa metaanintuotto on määritetty orgaanista kuiva-ainekiloa kohti. Luokka 1, 2, ja 3: Liite 2. Energianurmi Taselaskelma Biokaasun tuotannossa käytettävä säilörehua vastaava nurmijae. Biotila hankkeessa Itä-Suomen yliopiston laatima paikkatietopohjainen ravinne- ja energiataselaskelma, joka tuottaa tuloksia tämän raportin kannattavuuslaskelmille. 7

4 Energianurmen tuotanto biokaasutukseen 4.1 Energianurmen tuotantokustannukset Itä-Suomen yliopisto on laatinut Biotila hankkeessa keskitetyn biokaasulaitoksen energiataselaskelmat (myöhemmin taselaskelmat), jossa on huomioitu energianurmen tuotanto sekä lietteen ja energianurmen kuljetukset. Energianurmen tuotannossa on määritetty työkoneiden käyttöajat ja työmenekit sekä tarvittavien lisäravinteiden, kasvinsiementen, kasvinsuojeluaineiden, kalkin ja säilöntäaineiden määrät. Taselaskelmat on määritetty keskitetylle biokaasulaitokselle. Tässä raportissa energianurmen tuotantokustannuslaskelmissa on nojauduttu taselaskelmien tuottamiin tuloksiin. Tuotantokustannuslaskelmissa on määritetty energianurmen tuotantokustannus tuotettua energianurmen kuiva-ainekiloa kohti ( /kg ka). Tätä arvoa on käytetty sekä taselaskelman kohteena olevan keskitetyn biokaasulaitoksen että tilatason biokaasulaitoksen energianurmen tuotantokustannuslaskelmien lähtöarvona. Taselaskelmissa maatilat, jotka tuottavat energianurmea, hyödyntävät myös kyseisillä pelloilla biokaasulaitoksen mädätysjäännöstä ravinteena. Tämä tulee esille kannattavuuslaskelmissa energianurmen alhaisempina lannoitekustannuksina, joka alentaa myös energianurmen tuotantokustannuksia. Osa mädätysjäännöksestä huomioidaan käytettäväksi myös muilla kuin energianurmipelloilla. Taselaskelmissa on määritetty energianurmen tuotantoon ja korjuuseen käytettävän koneketjun tuntiresurssit neljän vuoden ajanjaksolle. Tuotantokustannuslaskelmissa tarkastellaan vuosittaista tasetta, joten esim. nurmen perustamisen työvaiheen työmenekki on jaettu kuluiksi jokaiselle neljälle vuodelle. 8

Biokaasulaitos Oy vastaa kuljetuksista Energianurmen tuotanto BIOKAASULAITOS OY Energianurmi Mädätysjäännös Varastointi Maatilat 1-6 Lämpö Sähkö Kuva 1. Taselaskelmien energianurmen logistiikka keskitetyssä biokaasulaitostarkastelussa. Energianurmen tuotantokustannus on määritetty tilan kustannuksiksi. Taselaskelmissa on tarkasteltu kuvan 1 mukaista toimintamallia. Tarkastelukohteessa on kaikkiaan 6 maatilaa, joiden lietettä käsitellään biokaasulaitoksessa. Taselaskentamallissa energianurmi tuotetaan ja varastoidaan tilalla. Tuotantokustannuksissa on huomioitu 6 maatilan energianurmen tuotannon työmenekki. Energianurmen kuljetuksista tilalta laitokselle vastaa biokaasulaitos. Taselaskentamallissa energiantuotantoon ohjautuva pinta-ala on 61,9 ha ja peltolohkojen keskimääräinen etäisyys tilakeskuksesta on 6,2 km pisimmän kuljetusmatkan ollessa 17,0 km ja lyhimmän 0,07 km. Taselaskelmissa on mukana kaikkiaan 144 peltolohkoa. Tilan ja peltojen välisen työkoneiden liikennöinnin työmenekki sisältyy tuotantokustannuksiin. Keskitetyssä mallissa on määritetty erikseen työmenekit energianurmen ja lannan sekä mädätysjäännöksen kuljetuksille tilan ja biokaasulaitoksen välillä. Taselaskelmissa energianurmi korjataan kaksi kertaa kesässä. Energianurmen tuottona kaikissa laskelmissa on käytetty 8,8 tonnia nurmea märkäpainona ilmoitettuna hehtaaria kohden. Laskelmissa sato korjataan kahdesti, joten hehtaarituotto on 17,6 tonnia energianurmea hehtaarille vuodessa märkäpainona ilmoitettuna. Tuleekin huomioida, että energianurmen hehtaarikohtainen energiantuotanto kasvaa myös sadon kasvaessa. 9

Taulukko 1. Taselaskelmissa käytetty koneketju ja vuosittainen työvaiheiden tuntimäärä (taselaskelmien 4 vuoden työmenekit on jaettu jokaiselle vuodelle).(2) KONEKETJU Traktori / teho kw h/biokaasu/vuosi Lietteen levitys 204 111 Ruiskutus 136 3,0 Perustaminen Kalkin levitys 204 URAKOINTI Kyntö 163 21,2 Karhitseminen 163 9,4 Jyrääminen 163 6,1 Kylväminen 163 9,4 Sadonkorjuu Niittomurskaus 163 53,8 Korjuu (noukinvaunu) 204 130,1 Siilotyöskentely 136 68,8 Lannoitus 163 8,8 Taulukon 1 oikean puoleisessa sarakkeessa on energianurmen tuotannon ja korjuun vuotuinen työmenekki. Perustamisen työmenekki on jaettu jokaiselle neljälle vuodelle. Korjuun tuntimäärä on määritetty kahden korjuukerran mukaan (2., 3. ja 4. vuosi). Kalkin levityksen lisäksi lietteen kuljetukset maatiloilta laitoksille ja takaisin pelloille tai välivaraston sekä energianurmen kuljetukset tiloilta biokaasulaitoksille toteutetaan urakoitsijan toimesta. Tuotantokustannuksissa ei huomioida lietteen ja energianurmen kuljetuksia tilan ja biokaasulaitoksen välillä. Nämä huomioidaan biokaasulaitoksen kannattavuuslaskelmissa. Tuotantokustannuslaskelmien lähtöarvot on määritetty tarkemmin liitteessä 1. 10

Taulukko 2. Energianurmen tuotantokustannusten yhteenveto, /ha. Säilörehun / Energianurmen tuotantokustannusvertailu 1. Taselaskelmiin perustuva tuotantokustannus 2.Tila-artturi - hanke keskiarvo 2009 Tuotantokustannukset /ha /ha Kiinteät kustannukset 334 571 Traktorit ja työkoneet (1 228 454 Rakentamiskustannukset 105 93 Yleiskustannukset 0 24 Muuttuvat kustannukset 58 164 Lannoitukset 42 139 Kylvö (siemenet) 10 19 Kasvinsuojelu 6 6 Muut muuttuvat 279 223 Liikepääoman korko 4 Traktorin ja työkoneiden muuttuvat kustannukset (2 198 57 Kalkki 55 3 Säilöntäaine 14 69 Rahti, konevuokrat (3 12 42 Säilöntämuovi 0 43 Paaliverkko 0 5 Työkustannukset 141 141 Oma työ 141 134 Vieras työ 0 7 Pellon ja ojituksen kustannukset 225 225 Pellon vuokra (4 68 68 Pellon korko (4 82 82 Ojituksen poisto (4 36 36 Ojituksen korko (4 33 33 Ojituksen kustannus (4 6 6 YHTEENSÄ 1037 1324 1) Taselaskelmiin perustuvassa laskelmassa kohta Traktorit ja työkoneet pitävät sisällään koneiden poistot ja korot. TilaArtturi -hankkeen laskenta pitää sisällään myös koneiden kunnossapidon ja vakuutukset. 2) Taselaskelmiin perustuvassa laskelmassa Traktorin ja työkoneiden muuttuvat kustannukset pitää sisällään polttoaineen ja voiteluaineen kulutuksen, kunnossapidon, vakuutukset sekä varastoinnin. 3) Kalkin levitys (urakoituna) 4) Taselaskelmissa on käytetty TilaArtturi -hankeen keskiarvoja. Traktorin muodostamien kiinteiden ja muuttuvien kustannusten määritysperusteet ovat liitteessä 3. Työkoneiden muodostamien kiinteiden kustannusten määritysperusteet ovat liitteessä 4. Työkoneiden ylläpitokustannukset ovat liitteessä 5. Rakentamiskustannusten määritysperusteet ovat liitteessä 6. Työkustannusten määritysperusteet ovat liitteessä 7. 11

Taulukossa 2 on yhteenveto laskelmissa käytetyistä energianurmen tuotantokustannuksista. Sarakkeessa 1 on Itä-Suomen yliopiston taselaskelmien pohjalta määritetyt tuotantokustannukset, joissa on huomioitu taulukon 1 mukainen energianurmen korjuuketju. Taulukon 2 sarakkeessa 2 on TilaArtturi hankkeen määrittämät säilörehun tuotantokustannukset keskiarvona ilmoitettuna vuodelta 2009. TilaArtturi hankkeen tuotantokustannusten keskiarvo on määritetty 15 tilan tuotantokustannusten keskiarvona. Kyseisillä 15 tilalla on ollut käytössä erilaisia tuotantoketjuja tilojen välillä ja myös yhdellä tilalla on voitu käyttää erilaisia korjuuketjuja (36). TilaArtturi hankkeiden tiloilla säilörehusato on vaihdellut 10 000 kilosta 28 000 kiloon hehtaarille tuorepainona ilmoitettuna, kun sato on korjattu kolme kertaa. Hehtaarikohtaiset tuotantokustannukset ovat vaihdelleet ilman tukea 817 ja 1800 välillä (tuettuna vaihteluväli on ollut -58-1043 ).(3) Taselaskelmiin pohjautuvassa tuotantokustannuslaskelmassa tuotantokustannukset ovat 1037. Tuotantokustannusten alhaisemmassa hinnassa on huomioitava, että lannoitekustannukset ovat alhaisemmat taselaskelmissa verrattuna TilaArtturi hankkeen lannoitekustannuksiin. Taselaskelmissa on käytetty kahta korjuukertaa. TilaArtturi hankkeessa lannoitekustannukset ovat esimerkkitiloilla vaihdelleet 79 /ha - 309 /ha välillä (luomutiloilla 0 /ha), keskiarvon ollessa 142 /ha (3). Taselaskelmissa lannoitekustannukset ovat 42 /ha. Lannoitustasona laskelmissa on käytetty 154 kg/n hehtaarille. Taselaskelmien mukaan hehtaarille levitetään mädätysjäännöstä vuodessa 50,9 t. Mädätysjäännöksen ravinnepitoisuudet ovat seuraavat (2): - Kokonaistyppi: 3,14 kg/t - Liukoinen typpi: 2,29 kg/t - Fosfori: 0,53 kg/t - Kalium: 3,73 kg/t Mädätysjäännöksen levitysmäärän ollessa 50,85 t/ha, mädätysjäännöksen mukana energianurmelle levitetään seuraavat määrät ravinteita (suluissa lisätarve tai ylitys) (2): - Liukoinen typpi: 116,3 kg/ha (lisäystarve 37,7 kg/ha) - Fosfori: 27,0 kg/ha (ylitys 6,5 kg/ha) - Kalium: 189,5 kg/ha (ylitys 141,5 kg/ha) Täten lisälannoitustarve on typen osalta 37,7 kg/ha, joka laskelmissa täytetään väkilannoitteiden käytöllä. Taselaskelmissa on määritetty myös lisälannoitustarve ilman biokaasulaitosta. Tässä tapauksessa edellä mainittu typen tarpeen täyttäminen vaatii väkilannoitteita 81,2 kg/ha eli väkilannoitteista typen korvaavuus biokaasuvaihtoehdossa on 43,5 kg/ha.(2) 12

Laskelmissa huomioidaan C2-alueen tuet seuraavasti (4): - Tilatuki: 153 /ha - Luonnonhaittakorvaus + kotieläintilan kansallinen lisäosa: 290 /ha - Ympäristötuki, kotieläintila: 107 /ha - Pohjoinen tuki, yleinen muut kasvit: 33 /ha YHTEENSÄ: 583 /ha 4.2 Energianurmen taloudellinen tase biokaasun tuotannossa 4.2.1 Tuotanto maatilakohtaisessa biokaasulaitoksessa Energianurmesta tuotetun biokaasun kannattavuus riippuu energian hinnasta. Taulukossa 3 on laskettu metaanin- ja energiantuotantomäärät energianurmelle hehtaaria kohti. Tuotetusta osuudesta on vähennetty laitoksen oman käytön osuus, joka on määritetty samansuuruiseksi kuin MTT Maaningan biokaasulaitoksen energiankulutuksen osuus. Lisäksi taulukoissa 4 ja 6 on määritetty yhden hehtaarin energiantuotannon tulo, kun laitoksen omakäyttöenergiat ovat määritetty MTT Maaningan laitosta pienemmiksi. Taulukon 3 lähtöarvot: Metaanintuotantopotentiaali: 0,476 m 3 CH 4 /kg VS (38) Energianurmen tuotto: 17,6 t/ha (märkäpaino) (2) Nurmen korjuukerrat: 2 (2) Nurmen TS-pitoisuus: 30 % Nurmen VS/TS -suhde: 0,9 Energianurmen metaanintuotantopotentiaalit on määritetty MTT:n Biotila hankkeessa. Lähtöarvoissa metaanintuotantopotentiaalit on määritetty 1 atm ilmanpaineessa ja + 25 C lämpötilassa. MTT Maaningalla tehdyissä tutkimuksissa nurmen metaanintuotantopotentiaaliksi on määritetty 0,397 m 3 CH 4 /kg VS. Tutkimuksissa on myös todettu, että käsiteltäessä lantaa ja nurmea yhdessä metaanintuotanto tehostuu. Tutkimuksessa määritetty yhteiskäsittelykerroin on 1,2, joten nurmen metaanintuotantopotentiaali on täten 0,476 m 3 CH 4 /kg VS edellä mainituissa olosuhteissa. Taulukoissa 3, 4, 5 ja 6 on energianurmen potentiaali määritetty lannan ja nurmen yhteiskäsittelyn kautta, joten metaanintuotantopotentiaalin arvona on käytetty 0,476 m 3 CH 4 /kg VS. (38) 13

Taulukko 3. Energianurmen biokaasun tuotannon ja siitä tuotetun energian määrä arvo yhdistetyssä sähkön ja lämmöntuotannossa (CHP) hehtaaria kohti energianurmentuotannon ollessa 17,64 t/ha. Energiantuotanto energiarehusta (pinta-ala 1 ha) Rehumäärä 17,64 t rehua /ha /v Metaanimäärä 2 267 m 3 / CH 4 /ha Energia (metaanin energiasisältö) 20 864 kwh /ha Sähkön- ja lämmöntuotanto (brutto) Lämpö 11 475 kwh/ha Sähkön- ja lämmöntuotanto 6 885 kwh/ha Laitoksen oma kulutus (suluissa kulutus biokaasuenergiasta) Lämpö (16 %) (1 3 338 kwh/ha Sähkö (11 %) (2 2 295 kwh/ha Nettoenergiat Lämpö 8 137 kwh/ha Sähkö 4 590 KWh/ha 1) MTT:n määrittämä Maaningan laitoksen kuluttama oma lämpöenergian osuus laskettuna biokaasun energiasisällöstä (polttoaineen energia-arvo). 2) MTT:n määrittämä Maaningan laitoksen kuluttama oma sähköenergian osuus laskettuna biokaasun energiasisällöstä (polttoaineen energia-arvo). Taulukossa 4 on määritetty energiantuotannosta saatava tulo CHP-tuotannossa energianurmihehtaaria kohti. Taulukon 4 kohta Tulot energianurmi, ilmoittaa sen tulon, jonka 1 hehtaari energianurmea tuottaa huomioiden biokaasulaitoksen oman energiankulutuksen osuuden. Taulukosta voidaan päätellä, että energianurmen tuotannon kannattavuutta tulee huomioida tapauskohtaisesti riippuen energianhinnasta. Käytetyt energianhinnat ovat määritetty liitteessä 8. Taulukot 4 ja 5 ilmoittavat energianurmen tuottojen tasot yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa suhteessa nurmen tuotantokustannuksiin. Taulukoissa ei ole huomioitu biokaasulaitosinvestoinin poistoja sekä käyttökustannuksia. Taulukoissa tulee huomioida, että nurmen hehtaarikohtainen kuiva-ainetuotto on vakioitu 5,3 t/ha ka. tasolle. 14

Taulukko 4. Energianurmen biokaasun tuotannon ja siitä tuotetun energian arvo eri energianhinnoilla yhdistetyssä sähkön ja lämmöntuotannossa (CHP) hehtaaria kohti energianurmentuotannon ollessa 17,64 t/ha (tuorepaino). CHP-laitos BIOKAASUN TUOTANNOSTA SAATAVA ENERGIATULO ( /ha) EI TUOTANTOTUKEA TUOTANTOTUKI Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy - sähkön käyttö tilalla - sähkön myynti 174 174 620 620 - sähkön tuotantotuki (4,2 /MWh) 1 19 19 - sähkön siirtomaksu (Savon Voima Oy) 6 6 6 6 Ylijäämä lämmön arvo - hakkeeseen sidottu hinta 148 148 - öljyyn sidottu hinta 515 515 TULOT ENERGIANURMI 348 715 774 1141 TUKI 583 583 583 583 YHTEENSÄ 2 931 1 298 1 357 1 724 YHTEENSÄ 3 1 009 1 432 1 551 1 974 1. Oletus, että sähkön tuotanto on vuoden aikana yli 200 000 kwh. 2. Sarakkeeseen on määritetty energiantuotannosta saatava tulo, kun laitoksen oman energiankulutuksen osuudeksi biokaasun energiasisällöstä on määritetty sähkölle 11 % ja lämmölle 16 %. 3. Sarakkeeseen on määritetty energiantuotannosta saatava tulo, kun laitoksen oman energiankulutuksen osuudeksi biokaasun energiasisällöstä on määritetty sähkölle 5 % ja lämmölle 10 %. Taulukko 5. Taloudellinen tase energianurmen CHP tuotannossa /ha, kun huomioidaan tulot ja tuotantokustannukset energianurmen tuoton ollessa 17,6 t/ha (tuorepaino). Taulukossa oma energiankulutus lämmölle on 16 % ja sähkölle 11 % biokaasun energiasisällöstä. ENERGIANURMEN TUOTANNO TALOUDELLINEN TASE( /ha) EI TUOTANTOTUKEA TUOTANTOTUKI Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy TULOT (energia + tuki) 931 1 298 1 357 1 724 TUOTANTOKUSTANNUS 1037 1037 1037 1037 TULOT-TUOTANTOKUSTANNUS -TASE -105 262 321 688 15

Taulukko 6. Taloudellinen tase energianurmen CHP tuotannossa /ha, kun huomioidaan tulot ja tuotantokustannukset energianurmen tuoton ollessa 17,6 t/ha (tuorepaino). Taulukossa oma energiankulutus on määritetty lämmölle 10 % ja sähkölle 5 % biokaasun energiasisällöstä. ENERGIANURMEN TUOTANNO TALOUDELLINEN TASE( /ha) EI TUOTANTOTUKEA TUOTANTOTUKI Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy Sähkön myynti lämpö hake Sähkön myynti lämpö öljy TULOT (energia + tuki) 1 009 1 432 1 551 1 974 TUOTANTOKUSTANNUS 1037 1037 1037 1037 TULOT-TUOTANTOKUSTANNUS -TASE -28 396 514 938 Muut pellot Ravinteet Energianurmen tuotanto Tuki: 583 /ha Energianurmi Tuotantokustannus: 1037 /ha BIOKAASULAITOS MAATILA Energianurmen tuotto CHP-tuotannossa (energia): 348 1141 /ha (17,64 t/ha tuotto, märkäpaino) Kuva 2. Maatilan biokaasulaitokseen sekä energianurmen tuotantokustannusten suhteutumien tukeen ja energiantuotannon tuloihin (tuotantokustannuksina on käytetty keskitetyn biokaasulaitoksen tuotantokustannuksia). Laitoksen oma energiankulutuksen prosenttiosuus on sama kuin MTT Maaningan biokaasulaitoksella. 16

4.2.2 Energianurmen tuotantokustannukset keskitetyssä biokaasulaitoksessa Kuvassa 3 on esitetty energianurmen tuotantokustannusten, kuljetusten ja tukien huomioiminen kannattavuustarkastelussa keskitetyssä laitosformaatissa. Energianurmen korjuu ja varastointi tapahtuu laskentamallissa tilalla. Tuki: 583 /ha Energianurmi Energianurmen tuotanto Tuotantokustannus: 1037 /ha BIOKAASULAITOS OY Ravinteet Maatila X Biokaasulaitos maksaa tuottajalle: - Energianurmen tuotannon ja tuen erotuksen - Kuljetuksen - Energiasta (energianurmesta) - Energiatulo CHP-tuotannossa: 348 1 141 /ha (17,64 t/ha tuotto) Kuva 3. Toimintamalli, jossa biokaasutus tapahtuu keskitetyssä biokaasulaitoksessa. Jotta maatilat alkaisivat tuottaa energianurmea biokaasun tuotantoon, tulisi heidän saada korvaukset energianurmen tuotannosta sekä lisäksi palkkio myydystä energianurmesta. Biokaasulaitoksen hehtaarilta saama tulo CHP-tuotannossa vaihtelee edellä kuvatussa esimerkissä 348-1 141 välillä hehtaaria kohden riippuen energianhinnasta (energianurmen tuotanto 17,6 t/ha märkäpainona). Energianurmen tuotantokustannuksina on laskentamallissa käytetty 1037 hehtaarille, johon tuottaja saa tukea 583 hehtaarille. Biokaasulaitos Oy:n tulisi maksaa tuotannon ja tuen välinen erotus (-454 ) sekä lisäksi palkkion tuotetusta energianurmesta (energiasta), jotta tuotanto olisi kannustavaa. Määritettäessä hehtaarikohtainen palkkio esimerkin omaisesti 100 suuruiseksi, tulisi Biokaasulaitos Oy:n maksaa maatilalle tuotetusta energiasta 554 hehtaarille. Parhaassa tilanteessa Biokaasulaitos Oy saa tuloja hehtaarilta 1 141 /ha, jolloin energianurmen hyödyntäminen energiantuotannossa on taloudellisesti mahdollista oletetuilla lähtöarvoilla. Toimintamallissa, jossa sähkö myydään verkkoon markkinahinnalla sekä lämpöenergian hinta sidotaan hakkeeseen, energianurmen tuotanto ei ole kannattavaa. Tilannetta tulee kuitenkin tarkastella tilatason näkökulmasta kokonaisvaltaisesti, jossa huomioidaan mm. peltokierrot, mahdollinen luomutuotanto sekä lannan logistiikka tilan ja laitoksen välillä. 17

5 Maatilan biokaasulaitos tilan syötteillä 5.1 Laitoksen toimintamalli Tässä kappaleessa tarkastellaan maatilakohtaista biokaasulaitosta, jonka käsiteltävät raaka-aineet koostuvat maatilalta tulevista raaka-aineista. Tarkastelussa syötteinä ovat nautatilan lietelanta sekä energianurmi. Mädätyksen lopputuote (mädätysjäännös) hyödynnetään tilan pelloilla sekä energianurmen tuotannossa että muilla peltolohkoilla. Maatila Energianurmen varastointi Energianurmipellot BIOKAASULAITOS Mädätysjäännös Muut pellot Lämpö Sähkö Kuva 4. Tarkastelussa olevan biokaasulaitoksen toimintamalli. 18

5.2 Laitoksen perustamisessa huomioitavat tulkinnat 5.2.1 Käsittelyprosessi ja lopputuotteen hyödyntämismahdollisuudet Käsittelyprosessi: Kun käsitellään tilan lantaa ja kasvijakeita ja mädätysjäännös hyödynnetään tilalla, ei laitokselta vaadita erityisiä prosessivaatimuksia. Soveltuva prosessi on mesofiilinen (+37 C) mädätysprosessi. Lopputuotteen hyödyntäminen: Mädätysjäännös voidaan hyödyntää tilan pelloilla, vuokrapelloilla tai sopimuspelloilla normaalin lannan käytön tapaan ympäristötukiehtojen ja nitraattidirektiivin rajoitteiden mukaisesti. Lannan sijoitustuki (erityistukisopimus): Mädätysjäännökselle ei saa lannan sijoitustukea, koska tukea myönnetään vain prosessoimattomalle lannalle ja virtsalle. (5) Luomuhyväksyntä: Mädätysjäännös on luomuhyväksytty maanparannusaine. Nurmi voi tulla myös tilan ulkopuolelta tilalta, joka ei ole luomun piirissä. (6) 5.2.2 Laitoksen perustaminen Elinkeinosuunnitelma ja kannattavuuslaskelmat: Yrittäjän tulee laatia laaja elinkeinosuunnitelma, joka tulee investointitukihakemuksen liitteeksi. Maatilainvestoinnit käsitetään yhtenä kokonaisuutena ja biokaasulaitosinvestoinnille ei ole määritetty erillistä kannattavuuskertoimen raja-arvoa, joka tulisi ylittää tuen saamiseksi. Tämä tulee kysymykseen esim. tapauksissa, joissa ympäristökysymykset ovat investoinnin perusteena. (34) Investointitukihakemus: Haettaessa investointitukea, biokaasulaitokselle tulee laatia investointitukihakemus. Maatilojen investointituki haetaan TE-keskuksesta. Isoille yksiköille on myönnetty myös tukea Maa- ja metsätalousministeriöstä (MMM). MMM:n tuen tavoitteena on ollut rahoittaa selkeästi maatilakokoluokkaa suurempia yksiköitä. MMM:n tukiinstrumentin jatkuvuudesta vuonna 2011 saa tietoa MMM:stä. 19

5.2.3 Ympäristöluvat Ympäristölupa: Biokaasulaitokselle tulee hakea ympäristölupa joko kunnasta tai ELY-keskukselta, mikäli laitos on lupavelvollinen. Maatilakohtaisen biokaasulaitoksen luvanvaraisuus määräytyy käsiteltävien jakeiden tai eläinmäärän mukaan. Esimerkiksi lypsylehmämäärän ollessa 30, lupaviranomainen on kunta ja määrän ylittäessä 75, lupaviranomainen on ELY-keskus. Ympäristölupavaateen mukaiset eläinmäärät ovat MaLLa2 hankkeen loppuraportissa sivulla 18. Uuden rakennettavan navetan yhteyteen tulevan biokaasulaitoksen ympäristölupa käsitellään yhdessä navetan ympäristöluvan kanssa. Rakennettaessa tilan jakeisiin pohjautuva biokaasulaitos olemassa olevan navetan yhteyteen, tulee tehdä navetan ympäristöluvan muutoshakemus. (37) Viranomainen määräytyy käsiteltävien lietemäärien tai tuotantotilojen eläinmäärien mukaan. Käsiteltävien lietemäärien mukaan alle 10 000 t vuodessa käsittelevän laitoksen lupaviranomainen on kunta ja yli 10 000 t vuodessa käsittelevä laitos lupaviranomainen on ELY-keskus. Ympäristöluvan liitteeksi tulee toimittaa asiakirjat ja selvitykset, jotka luetellaan ympäristönsuojeluasetuksessa kohdissa 10 ja 12. (7,11) Ympäristöluvan viranomaismaksut: Alueellinen ympäristökeskus: Jos biokaasulaitos tehdään yhtä aikaa navetan kanssa, lupa kuuluu navetan ympäristölupaan, jolloin eläinsuojan maksun lisäksi tulee maksu joko tuntiveloitteisena tai maksu on puolet eläinsuojan luvasta. (11) Eläinsuojan ympäristölupa maksaa noin 1570-3130 (8). Lisäksi maatilakokoluokan biokaasulaitoksen lupa maksaa noin 1000. Esimerkiksi Halsuan maatilakokoluokan biokaasulaitoksen ympäristölupa on maksanut 1050 (vuosi 2002), joka on koostunut 30 tunnin viranomaistyöstä (9). Maaningan maatilakohtaisen biokaasulaitoksen ympäristölupa on maksanut 1032. Ympäristöluvan käsittelyyn käytetty oli käytetty 24 tuntia viranomaistyötä.(10) Kunta: Eläinsuojan ympäristöluvan keskihinta kunnissa on vuonna 2005 ollut 770 (vaihteluväli 320-1740 ). Jätteen laitosmaiseen hyödyntämiseen tarvittavan ympäristöluvan keskihinta vuonna 2005 on ollut 1430 (vaihteluväli 500-3720 ). (12) Ympäristövaikutusten arviointi: Ympäristövaikutusten arviointia ei tarvita laitoksissa, joissa käsittelymäärä on alle 20 000 t vuodessa. 20