Siipikarjanlannan käsittely - elinkaariset ympäristövaikutukset Suvi Lehtoranta Suomen ympäristökeskus Teholannan loppuseminaari 11.12.2018 Tampere
Siipikarjantuotanto missä tuotannon vaiheissa ympäristövaikutuksia syntyy? Lannasta haihtuu herkästi typpeä eri muodoissa (NH 3, N 2, NO x, N 2 O) Typpeä haihtuu lannasta eläinsuojassa, sekä lannan varastoinnin ja levityksen aikana Ammoniakkipäästöillä monia vaikutuksia (terveys, happamoituminen, rehevöityminen, haju) Typen haihtumisen vuoksi lannan fosforin ja typen suhde huononee -> lannoitusvaikutus heikkenee -> lisää mineraalilannoitteiden tarvetta Kuivikkeen käyttö on lintujen terveyden sekä eläinsuojan päästöjen vähentämisen kannalta tärkeää, mutta sen tuotannosta aiheutuu ympäristövaikutuksia Turpeen käyttöä kuivikkeena tulee vähentää (uusiutumaton luonnonvara) Uusia korvaavia kuivikeratkaisuja tarvitaan Eläinsuojien lämmitys, ilmanvaihto ja valaistus kuluttavat paljon energiaa
Lannankäsittelyn tehostaminen Sähkön ja lämmön tuotanto Polttoaineen valmistus Kuivikkeen valmistus ja kuljetus Hyvitettävät prosessit Lanta hallissa Lannan poisto Lannan varastointi Lannan lastaus ja kuljetus Lannan peltolevitys P lann. tuotanto N lann. tuotanto
Lannankäsittelyn tehostaminen Eläinsuojassa riittävän runsas kuivikkeen käyttö (broileri- ja kalkkunatilat) ja tiheä lannan poisto (munatilat) vähentävät typen haihduntaa Kuivikepatja tulee pitää kuivana - patjan vettyessä syntyy enemmän ammoniakkipäästöjä Tiheä lannan poisto voi siirtää haihtumisen paikasta toiseen koko ketjun hyvä hallinta tärkeää! Lannan varastointitapa ja -aika vaikuttavat päästöihin Haihtumista voidaan alentaa vähentämällä haihtumispinta-alaa, mm. lannan tiivistäminen ja kolmiseinäinen varasto Varaston kattaminen -> lanta ei alttiina sääolosuhteille Varastointiajan lyhentäminen Lannan levityksen aikaista typen haihduntaa voidaan vähentää multaamalla lanta pian levityksen jälkeen Lannan levitys tulee ajoittaa ajankohtaan, jolloin kasvien ravinnetarve suurimmillaan -> ravinteiden hyödynnettävyys parhaimmillaan
Ammoniakkipäästöjen vähentäminen Lannan ammoniakkipäästöjä voidaan vähentää erilaisilla toimilla Kun haihdunta minimoidaan, lantaan jää enemmän kasveille välittömästi käyttökelpoista liukoista typpeä -> mineraalilannoitteen tarve vähenee Toimenpide Lannan tihennetty poisto eläinsuojasta (esim. hihnakuljetin munatilalla) Ammoniakkipäästöjen vähenemä >=50 %? Lantalan kattaminen -10 % Lannan multaaminen välittömästi levityksen jälkeen -50-75 %
Sentinel-robotti lisää kuiviketta kosteisiin paikkoihin, jotka se havaitsee kameran ja lämpötila-anturin avulla. Siihen voidaan kiinnittää myös eläinvaaka, sekä hiilidioksidia ja ammoniakkia haistavat sensorit. https://www.inateco.eu/
Energiankulutus ja sen tuotanto tiloilla Tuotantohallien lämmitys kuluttaa paljon energiaa etenkin broileri- ja kalkkunatiloilla Siipikarjantuotannon energiankulutus miten energia tuotetaan? Lämmityspolttoaineen valinta vaikuttaa aiheutuviin ympäristövaikutuksiin Siirtyminen fossiilisista polttoaineista uusiutuviin polttoaineisiin voi alentaa ilmastovaikutuksia Teknisten ratkaisujen valinnoilla ja säädöillä voidaan minimoida energiankulutusta mm. valaistus, ilmanvaihto ja eristys
Ilmastonmuutos (kg CO 2 ekv/t lantaa) Broileritila Vaihtamalla lämmityspolttoaineena käytetty turve hakkeeseen, ilmastovaikutukset alenevat Hakkeen alkuperällä vaikutusta suurimmat ilmastohyödyt hakkuutähteistä tuotetusta hakkeesta 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Nykytila (turve + hake) Tehostettu (hake)
Biokaasun tuotanto siipikarjatiloilla Munatila Sähkön ja lämmön tuotanto Polttoaineen valmistus Liikennepolttoaineen tuotanto ja käyttö Hyvitettävät prosessit P lann. tuotanto N lann. tuotanto Lanta kanalassa Lannan poisto ja varastointi Lannan ja lisäsyötteiden biokaasutus Mädätteen varastointi Mädätteen lastaus ja kuljetus Mädätteen peltolevitys Lisäsyötteiden tuotanto ja korjuu
Biokaasun tuotanto siipikarjatiloilla Munatila Sähkön ja lämmön tuotanto Polttoaineen valmistus Liikennepolttoaineen tuotanto ja käyttö Hyvitettävät prosessit P lann. tuotanto N lann. tuotanto Lanta kanalassa Lannan poisto ja varastointi Lannan ja lisäsyötteiden biokaasutus ja jatkojalostus Mädätteen varastointi Mädätteen lastaus ja kuljetus Mädätteen peltolevitys Lisäsyötteiden tuotanto ja korjuu Mädätteen separointi Kuivajakeen varastointi Kuivajakeen lastaus ja kuljetus Kuivajakeen peltolevitys Vaihtoehtoinen tapa Nestejakeen varastointi Nestejakeen lastaus ja kuljetus Nestejakeen peltolevitys
Biokaasun tuotanto siipikarjatiloilla ympäristöhyötyjen saavuttaminen? 1/2 Lannan käsittely biokaasulaitoksessa - ympäristövaikutukset tapauskohtaisia -> tuloksia ei voi yleistää Biokaasun tuotanto tilakohtaisissa kuivamädätyslaitoksissa on kehittyvää tekniikkaa Biokaasun tuotannon saavuttamat ilmastohyödyt riippuvat mm. prosessissa ja sen jälkeen muodostuvien metaanipäästöjen suuruudesta Massan huonon sekoittumisen vuoksi massan sisälle voi jäädä kaasutaskuja Metaania ei saada talteen, vaan se vapautuu kun mädätettä poistetaan prosessista Metaani on erittäin voimakas kasvihuonekaasu vuodot tulee minimoida Minkä polttoaineen käyttöä biokaasu vähentää? Fossiilisten polttoaineiden korvaaminen biokaasulla Hakkeen korvaaminen biokaasulla ei välttämättä kannata riippuu hakkeen alkuperästä (hakkuutähteet vs. runkopuu) Voidaanko kaikki biokaasu hyödyntää tilalla? Voidaanko kaikki lämpö hyödyntää täysimääräisesti?
kg SO 2 ekv / t lantaa Biokaasun tuotanto siipikarjatiloilla ympäristöhyötyjen saavuttaminen? 2/2 Typen liukoistuminen biokaasuprosessin aikana Liukoisen typen ja fosforin suhde parempi mädätteessä kuin prosessoimattomassa lannassa Ammoniakkipäästöriski kasvaa Vähentää mineraalilannoitteiden tarvetta, mikäli ketju hallitaan hyvin Mädäte tulee varastoida katettuna/pressulla peitettynä ja mullata pian levityksen jälkeen typen haihtumisen minimoimiseksi 25 20 15 10 5 Happamoituminen kg SO 2 ekv/t lantaa Muut SO2 NOx NH3 Kuva: Esimerkkitilalla (kalkkuna) ammoniakkipäästöt saattavat kasvaa, mikäli mädätteen käsittelyketju säilyy samanlaisena kuin nykytilassa 0-5 Nykytila Biokaasu
Ilmastovaikutuksien arviointiin liittyy epävarmuuksia Biokaasun tuotanto kuivaprosessilla vähän tutkimustietoa olemassa Märkäprosesseista enemmän tietoa Massan huono sekoittuminen sekä ilmataskut massan seassa -> metaanipäästöriski Mädätteen varastoinnin päästöt Viipymäaika prosessissa ja olosuhteet vaikuttavat metaanipäästöihin Mädäte on märempää kuin lanta Miten lannan prosessointi biokaasulaitoksessa vaikuttaa hiilen pysyvyyteen peltomaassa? Lisäsyötteiden tuotanto - peltobiomassan korjuun vaikutus maaperän hiileen?
kg CO 2 ekv/ t lantaa Ilmastovaikutukset (kg CO 2 ekv/t lantaa) Munatila biokaasu liikennepolttoaineeksi 800 Vältetyt päästöt (energiantuotto) Lannan kuljetus- ja lastaustyöt 600 Lannan/jäännöksen levitys (lannan/jäännöksen päästöt) 400 Biokaasuprosessi Lisäsyötteen hankintaketju 200 Lannan/jäännöksen varastointi (lannan/jäännöksen päästöt) 0-200 Nykytila Biokaasu (suotopeti) Biokaasu (tulppavirtaus) Eläinsuoja (lannan päästöt) Lämmön tuotanto (poltto) Polttoaineen hankintaketju -400 Suomen verkkosähkö, tuotanto Nettopäästö -600
Ilmastovaikutukset (kg CO 2 ekv/t lantaa) Munatila biokaasu liikennepolttoaineeksi Biokaasun tuotanto liikennepolttoaineeksi korvaa fossiilisia polttoaineita Tulppavirtausprosessin energiankulutus suurempi -> kaasua jää vähemmän liikennepolttoaineen tuotantoon Prosessit tuottavat eri määrän biokaasua -> ympäristövaikutukset 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0-100 Nykytila Biokaasu (suotopeti) Biokaasu (tulppavirtaus) -200
kg CO 2 ekv/ t lantaa Biokaasun tuotantovaiheet - ilmastovaikutukset Munatila 600 400 200 0 Suotopeti Tulppavirtaus -200-400 -600
Ilmastovaikutukset (kg CO 2 ekv/t lantaa) Kalkkunatila Biokaasun hyödyntäminen hallien lämmityksessä vähentää hakkeen tarvetta Ilmastohyödyt jäävät kyseenalaisiksi Hakkeen alkuperä vaikuttaa sen päästöihin 1200 1000 800 600 400 200 0 Nykytila Biokaasu (suotopeti)
Ilmastonmuutos (kg CO 2 ekv/t lantaa) Broileritila Energian tuotanto tilalla: turpeen korvaaminen hakkeella saavuttaa eniten ilmastohyötyjä Biokaasun tuotantomäärä ei kata tilan lämmön tarvetta -> ei vähennä riittävästi turpeen käyttöä 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Nykytila (turve + hake) Tehostettu (hake) Biokaasu, ei lisäsyötettä (turve + hake) Biokaasu, lisäsyöte (turve + hake)
Johtopäätökset Lannankäsittelyä tehostamalla voidaan saavuttaa ympäristöhyötyjä Hyvät käytännöt (eläinsuoja, varasto, levitys) vähentävät ympäristövaikutuksia -> lannan hyödynnettävyys lannoitteena paranee Huomio tilan energiantuotantomuotoon siirtyminen uusiutuviin polttoaineisiin Lannan käsittely biokaasulaitoksessa ympäristöhyödyt riippuvat tapauksesta Kestävä biokaasun tuotanto edellyttää, että kaikki tuotettu kaasu hyödynnetään tehokkaasti ja tuotantoketjun aikaiset metaanivuodot ja - päästöt minimoidaan Biokaasuntuotanto kuivamädätyksellä on kehittyvää tekniikkaa Päästöjen suuruuteen liittyy suuria epävarmuuksia -> Lisää tutkimustietoa tarvitaan Kokonaisketju tulee hallita hyvin, jotta hyötyjä mahdollista saavuttaa Huomiota tulee kiinnittää myös mädätteen käsittelyyn -> ammoniakkipäästöjen minimoiminen
Kiitos! Lisätietoja: Suvi Lehtoranta Suomen ympäristökeskus suvi.lehtoranta@ymparisto.fi