T & K RAPORTTI 1(24) Projekti: Kasvihuoneiden energiankulutus Suomessa Tilaaja: Motiva Kirjoittaja: Kim Westerlund Pvm: 24.8.2005 Liitteet: SVENSKA YRKESHÖGSKOLAN SWEDISH POLYTECHNIC, FINLAND WOLFFSKAVÄGEN 33, POB 6, 65100 VASA WOLFFSKAVÄGEN 33, POB 6, 65100 VASA, FINLAND Tel. 06 328 5000 Tel. +358 6 328 5000 förnamn.efternamn@syh.fi firstname.lastname@syh.fi www.syh.fi
T & K RAPORTTI 2(24) SISÄLLYSLUETTELO 1 KASVIHUONEVILJELY SUOMESSA...3 1.1 Johdanto...3 1.2 Kasvihuonealan ympäristöhanke...4 2 KASVIHUONEYRITYSTEN LAAJUUS SUOMESSA...5 3 ARVIO KASVIHUONEIDEN ENERGIANKULUTUKSESTA SUOMESSA...9 3.1 Kulutuksen yleiskuva...9 3.2 Kokonaiskulutus...10 4 ENERGIAN SÄÄSTÖPOTENTIAALI KASVIHUONEISSA...13 5 UUSIUTUVAT ENERGIAMUODOT KASVIHUONEISSA...19 6 KUVAT...23 7 LÄHTEET...24
T & K RAPORTTI 3(24) 1 KASVIHUONEVILJELY SUOMESSA 1.1 Johdanto Energian kulutus Suomen kasvihuoneissa oli vuonna 2002 noin kaksi miljoonaa megawattituntia mikä vastaa noin 175 000 tonnia raskasta polttoöljyä. Kasvihuonetuotannon osuus koko Suomen kokonaisenergian kulutuksesta on siten noin 0,5 prosenttia Jako eri lämmitysmuotoihin on esitetty tarkemmin alla. Sähkön osuus kokonaisenergian määrästä on likimain 20 prosenttia, eli 400 000 MWh. (Maa- ja metsätalousministeriö 2003, Tilastokeskus 2002). Suomessa on 4,3 miljoonaa neliömetriä lämmitettäviä kasvihuoneita joita käytetään ammattimaiseen viljelyyn. Näiden jälleenhankintaarvo vastaa noin 600 miljoonaa euroa. Kasvihuonetuotannon rahallinen arvo tukkuhinnalla mitattuna oli 2004 noin 223 miljoonaan euroa (MTT, ennuste). Kasvihuonetuotanto on noin 1500 yrityksen päätuotantosuunta. Tuotanto vastaa jokaista suomalaista taloutta kohti 17 kiloa tomaatteja, 15 kiloa kurkkuja, kolme kiloa salaatteja ja yrttejä, kaksikymmentä ulos istutettavaa ryhmäkasvia, 65 leikkokukkaa, ja kahdeksan ruukkukasvia. Suomalaiset kasvihuoneet ovat tyypillisesti 20 tai 21 metriä leveitä erillishuoneita, ja kilpailijamaissa käytössä olevia suuria ryhmäkasvihuoneita on meillä käytössä suhteellisen vähän. Tyypillistä suomalaista kasvihuoneyritystä hoitaa yrittäjän oma perhe ja yritys on noin 2500 neliömetrin suuruinen. Suurimmat yritykset työllistävät kymmeniä tai jopa lähes sata henkilöä. Yleensä suurissakin yrityksissä on taustalla yksi tai useampia itse työhön osallistuvia yrittäjäperheitä. Merkittävimpiä kehitystrendejä kasvihuonetuotannossa viime vuosina on ollut lisävalon käytön lisääntyminen. Lisävalolla voidaan jatkaa satokautta ja parantaa tuotteiden laatua. Ruukkuvihannesten, kurkun, leikko- ja ruukkukukkien tuotanto on ympärivuotista monissa yrityksissä. Myös tomaatin ympärivuotinen tuotanto on lisääntynyt viime vuosina. Valotuksen käyttö tehostaa usein tuotantoa niin, että tuoteyksikkökohtaiset energiakulut eivät kasva kasvukautta jatkettaessa. Kasvihuoneiden energian kulutusta on pienennetty monella eri tavalla. Eristävät katteet (kennolevyt, kaksinkertainen muovikalvo), lämpöverhot ja tietokoneohjattu automatiikka kuuluvat näihin. Kasvihuonetuotannon osuus Suomen kokonaisenergiankulutuksesta oli vuonna 2002 0,49 prosenttia kun se vuonna 1991 oli vielä 0,59 prosenttia. Kasvihuonetuotannon osuus polttoöljyjen kuulutuksesta on 1,0 prosenttia. Polttoöljyjen kulutus väheni 1991-2002 22 prosenttia. Kulutuksen vähenemiseen vaikutti jonkin verran kotimaistenpolttoaineiden käytön lisääntyminen. Tärkeimmät syyt öljynkulutuksen vähenemiseen olivat säästöä edistävät parannukset viljelyssä, kasvuvalotuksen lisääntyminen ja kotimaisten polttoaineiden käytönkasvu. Kotimaisten polttoaineiden käyttö kaksinkertaistui 1991-2002. Tämän jälkeen se on kasvanut yli 10 % vuosivauhtia.
T & K RAPORTTI 4(24) Kasvuvalotusta käytettäessä valaisimien energia lämmittää kasvihuonetta ja vähentää lämmityspolttoaineen käyttöä. Sähkön käyttö painottuu usein yöaikaan, joten sitä voidaan käyttää sähköntuotannon kuormitusta tasaavana tekijänä. Kasvihuonetuotannon osuus sähkön kulutuksesta oli 2002 0,47 prosenttia. 1.2 Ympäristönsuojelulliset toimenpiteet Kasvihuoneyrityksissä on viime vuosina toteutettu ympäristönsuojelua edistäviä toimenpiteitä jotka tähtäävät polttoaineiden kulutuksen vähentämiseen, ympäristöystävällisempien ja uusiutuvien polttoaineiden käyttöönottoon, kasteluveden kierrätyksen valmiuksien parantamiseen, biologisen torjunnan tietotason kehittäminseen ja ylläpitoon, ohjausautomatiikan parantaminseen ja sen seurauksena ilmastonsäädön ja energiatalouden sekä kastelun tarkentamiseen, kierrätettävien pakkausten käytön lisäämiseen, kasvijätteen kompostointiin, kasvualustan hyötykäyttöön, sekä kompostoitavien ja hajoavien materiaalien käyttöönottoon. Kasvihuonealan ympäristönsuojeluun ei ole erityisiä kannustimia. Koska ympäristöinvestointien tuomat kustannussäästöt jäävät usein vähäisiksi, on ympäristönsuojeluun panostaminen lähinnä yrittäjän omien arvojen ja arvostusten varassa. Kasvihuonealan ympäristönsuojelun ohjaus on toteutettu osana yleistä lainsäädäntöä. Kasvihuonealaa sivuavia tärkeimpiä määräyksiä on kirjattu ympäristölakiin, vesilakiin ja asetukseen, jätelakiin sekä kasvinsuojelu- ja torjunta-ainelakeihin. Kauppapuutarhaliiton ympäristöhankkeessa on tehty kasvihuoneyrityksille kasvihuonealan ympäristöopas tai -käsikirja. Oppaassa esitetään säädöspohjaiset velvoitteet, joita kasvihuoneyrityksille on asetettu, ja käsitellään yksityiskohtaisesti ympäristöä säästävät toimintamallit. Hankkeessa tuotettiin jäsennys Suomen olosuhteisiin sovitetulle kasvihuoneyrityksen ympäristösuunnitelmalle. Lisäksi mallia testattiin esimerkkiyrityksille laadituilla ympäristösuunnitelmilla, ja annettiin suositukset yrityskohtaisista kehittämistarpeista. Tavoite on vähentää kasvihuoneyritysten aiheuttamaa ympäristökuormitusta koulutuksen ja valistuksen keinoin; kuvata yrittäjille miten kasvihuonelaitos vaikuttaa ympäristöönsä; osoittaa kasvihuoneyrityksille ympäristöystävälliset valinnat ja toimintamallit; parantaa ympäristöviranomaisten tietotasoa kasvihuonetuotannosta; luoda yksinkertainen malli yrityskohtaisen ympäristösuunnitelman; tuoda eri säädöksiin kirjatut velvoitteet kootusti esille. Hanke päättyi vuoden 2003 lopussa. Siinä koottu ympäristöopas julkaistiin kesäkuussa 2004. Hankkeen päävastuullinen suorittaja oli ympäristöasioihin perehtynyt hortonomi (AMK) Hannu Äystö. Hanke rahoitettiin Maiju- ja Yrjö Rikalan puutarhasäätiön tuella ja Kauppapuutarhaliiton keräämällä yksityisellä rahoituksella. Hannu Äystö jatkaa työtään Puutarhaliiton ja Kauppapuutarhaliiton yhteisenä laatu- ja ympäristöasiantuntijana. (Kauppapuutarhaliitto).
T & K RAPORTTI 5(24) 2 KASVIHUONEYRITYSTEN LAAJUUS SUOMESSA Kotimainen kasvihuonetuotanto on kehittynyt myönteisesti viime vuosina, sillä kasvihuonetuotteiden kysyntä on kasvanut ja tuotevalikoima oasvanut sekä ympärivuotinen tuotanto lisääntynyt (Niemi & Ahlstedt 2004). Vuonna 2002 kasvihuoneita oli yhteensä 8771 kpl. Näiden yhteenlaskettu pinta-ala oli 5 009 300 m2. Viljelykäytössä oli 8097 kpl, pinta-alaltaan 4 802 300 m2. Lämmittämättömiä oli yhteensä 1561 kpl kasvihuonetta joiden pinta-ala oli 459 900 m2. Lämmitettävät kasvihuoneet jaetaan tilastoissa viljelykauden mukaan alle 7 kk ja vähintään 7 kk, sekä katemateriaalin mukaan (lasi-, muovi- ja kerroslevykate). Alle 7 kk lämmitettyjä kasvihuoneita oli 2732 kpl yhteenlasketulla pinta-alalla 965 700 m2. Katemateriaalin mukaan kerroslevykate on harvinainen (noin 5 %). Alle 7 kk lämmitetyissä kasvihuoneissa muovikate on ylivoimaisesti suosituin edustaen yli 80 % pinta-alasta. Vähintään 7 kk lämmitettyjä kasvihuoneita oli 3804 kpl pinta-alalla 3 376 700 m2. Näistä kerroslevykatteisia on suhteellisen vähän, noin 11 % pinta-alasta. Suurimman ryhmän muodostavat tässäkin muovikatteiset, mutta pitkään lämmitetyissä kasvihuoneissa on lähes yhtä paljon lasikatteisia kuin muovikatteisia. Tämä pätee sekä lukumäärän että pinta-alan suhteen. Suurissa kasvihuoneissa katemateriaalin valinta painottuu edelleen enemmän lasikatteisiin joita on jo pintaalaltaan lähes yhtä suuri määrä kuin muovikatteisia. (Kuva 1). MMM:n tietopalvelukeskus.
T & K RAPORTTI 6(24) Katemateriaali Lämmitettävät Lämmittämättömät Viljelykäytössä Ei viljelykäytössä Kasvihuoneita yhteensä Vähintään 7 kk Alle 7 kk yhteensä Luku Ala Luku Ala Luku Ala Luku Ala Luku Ala Luku Ala kpl 1000 m2 kpl 1000 m2 kpl 1000 m2 kpl 1000 m2 kpl 1000 m2 kpl 1000 m2 Lasikate 1368 1444,2 296 134,7 42 11,6 1706 1590,5 80 34,2 1786 1624,7 Muovikate 1942 1548,1 2295 782,8 1499 445 5736 2776 573 162,2 6309 2938,1 Kerroslevykate 494 384,4 141 48,2 20 3,3 655 435,8 21 10,6 676 446,5 Yhteensä 3804 3376,7 2732 965,7 1561 459,9 8097 4802,3 674 207 8771 5009,3 Kuva 1. Kasvihuoneiden lukumäärä ja pinta-ala tyypeittäin. Koko maa. Puutarharekisterikysely 2002. MMM:n tietopalvelukeskus.
T & K RAPORTTI 7(24) Tukea hakeneita kasvihuoneyrityksiä oli vuonna 2003 noin 1600 kpl (MTT:n selvityksiä 80). Yritysten määrä on vähentynyt noin 12 % (n. 220 yritystä) vuosine 1995 ja 2003 välisenä aikana. Voimakkainta yritysten väheneminen on ollut C-tukialueella, jossa joka viides yritys on lopettanut (20,8 %). Etelä-Suomen tukialueilla yritysten määrä on pysynyt likimain vuoden 1995 tasolla (Kuva 2). 2000 1825 1780 1632 1601 1500 kpl 1000 731 1094 1033 913 866 Koko maa A- ja B-tukialue C-tukialue 500 0 1995 1997 2001 2003 Kuva 2. Kasvihuoneyritysten lukumäärät Suomessa, A-, B- ja C-tukialueella vuosina 1995-2003 (Tike 2002b). Vihanneksia tuottavien yritysten lukumäärä on vähentynyt 17 % (noin 300 kpl) vuosina 1995-2002. Tomaattia viljelevien kasvihuoneyritysten lukumäärä on laskenut 20 % (noin 180 kpl) samalla jaksolla. Kurkuntuotantoon erikoistuneet yritykset ovat vähentyneet 120 kpl eli noin 20 %. Ruukkuvihanneksia kasvattavien yritysten lukumäärä on pysynyt lähes samana (Kuva 3). 1200 1000 kpl 800 600 400 200 Tomaatti Kurkku Ruukkuvihannekset 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Kuva 3. Tomaattia, kurkkua ja ruukkuvihanneksia viljelevien kasvihuoneyritysten lukumäärä vuosina 1995-2002 (Tike 1995-2002a).
T & K RAPORTTI 8(24) Koristekasveja viljelevien kasvihuoneyritysten lukumäärä on hieman laskenut vuosina 1994-2002, vajaa tuhannesta noin 850:een (Tike 1994-2002a). Pienten kasvihuoneyritysten lukumäärä on Suomessa perinteisesti ollut suuri. Kokoluokittain tarkasteltuna pienten, eli alle 2500 m2:n kasvihuoneyritysten osuus kaikista tukea hakeneista yrityksistä oli 79 % vuonna 1995. Pienten yritysten lukumäärä on kuitenkin vähentynyt 21 % vuosina 1995-2003 laskien niiden osuuden noin 70 prosenttiin kaikista kasvihuoneyrityksistä (Kuva 4). Sen sijaan keskikokoisten (2500-4999 m2) yritysten määrä on lisääntynyt. Suurten (5000-9 999 m2) kasvihuoneyritysten lukumäärä on kasvanut hieman. Hyvin suurien eli yli yhden hehtaarin kasvihuoneyrityksiä on Suomessa edelleen alle 50 kappaletta. Kasvihuoneyritysten kohdalla huomionarvoista onkin, että ne jakautuvat sekä pieniin että suhteellisen suuriin. Mutta pieniä yrityksiä on valtaosa kaikista tukea hakeneista yrityksistä.
T & K RAPORTTI 9(24) 3 ARVIO KASVIHUONEIDEN ENERGIANKULUTUKSESTA SUOMESSA 3.1 Kulutuksen yleiskuva Kasvihuoneiden kokonaisenergian tarve pinta-alaa kohden on Suomen olosuhteissa suurempi kuin eteläisemmissä maissa. Kasvihuoneiden lämmityksen tarve rajoittuu lähinnä talvikuukausille, mutta myös kesän aikana on kasvihuoneita lämmitettävä etenkin kylmien jaksojen aikana ja aamuisin kasvihuoneessa olevan ylimääräisen kosteuden poistamiseksi. Maa- ja elintarviketalouden taloustutkimus on valokurkun tuotantokustannus- ja kannattavuuslaskelmissa arvioinut, että valotetun kasvihuoneen lämmittämiseen tarvitaan energiaa vuoden aikana kurkun ympärivuotisessa viljelyssä 1300 MJ/m2, kun valotusteho on 225 W/m2. Vastaava lukema hollantilaisessa kurkun viljelyssä, kun tehdään kolme kasvuston vaihtoa, on 1580 MJ/m2. Huomattavaa on, että Hollannissa ei juurikaan käytetä kasvuvalotusta. Kun nämä lukemat muutetaan raskaan polttoöljyn kulutusmääriksi, niin lukemiksi saadaan suomalaiselle tuotannolle 31,5 kg (POR)/m2 vuodessa ja hollantilaiselle tuotannolla 37,1 kg (POR)/m2 vuodessa (Kauppapuutarhaliitto). Suomalaisen tuotannon pienempi lämpöenergian tuotanto kasvihuonepinta-alaa kohden selittyy sillä, että kasvuvalotukseen käytetystä sähköenergiasta syntyy runsaasti lämpöenergiaa, joka omalta osaltaan vähentää lämpöenergian tuotannon tarvetta. Suurin osa kenovalotuksen energiasta muuttuu heti infrapunasäteilyksi ja erilaisiksi häviöiksi, joiden voidaan olettaa muuttuvan kokonaan lämmöksi. Lisäksi 70 prosenttia näkyvästä säteilystä muuttuu kasveissa lämpöenergiaksi. Kun nämä tekijät lasketaan yhteen, saadaan tulokseksi että jopa 93 prosenttia keinovalon ottotehosta muuttuu suoraan ja välillisesti lämpöenergiaksi. (Annala 1992, Österman 2001). Energian kulutus Suomen kasvihuoneissa oli vuonna 2002 likimain kaksi miljoonaa megawattituntia mikä vastaa noin 175 000 tonnia raskasta polttoöljyä. Tarkempi jako eri lämmitysmuotoihin selviää alla. Sähkön osuus kokonaisenergian määrästä on noin 20 prosenttia, eli 400 000 MWh. Kasvihuonetuotannon osuus koko Suomen kokonaisenergian kulutuksesta on 0,5 prosenttia (Maaja metsätalousministeriö 2003, Tilastokeskus 2002). Vuonna 2002 yli puolet kasvihuonetuotannon lämpöenergiasta tuotettiin polttoöljyllä. Muiden energiamuotojen osuudet olivat pääsääntöisesti alle kymmenen prosenttia. Kivihiilen ja polttoöljyn merkitys lämmönlähteenä on vähentynyt, kun taas puu ja hake, nestekaasu ja palaturve ovat lisänneet osuuttaan. Sähkön kulutus on lisääntynyt roimasti vuodesta 1991 vuoteen 2002. Sähkön kulutus oli 52300 MWh vuonna 1991, kun vastaava lukema vuoden 2002 tilastoissa on jo noin 400 000 MWh. Sähkön kulutuksen nousu selittyy ympärivuotisen viljelyn sähköntarpeella. Kasvihuonetuotannonkokonaisenergian kulutus on tilastoissa pysynyt kuitenkin jokseenkin samana (Maa- ja metsätalousministeriö 2003, Tilastokeskus 2002).
T & K RAPORTTI 10(24) 3.2 Tyypilliset olosuhteet kasvihuoneessa Tavallisimmat kasvihuonekasvit vaativat hieman yleistäen noin 20-24 asteen lämpötilaa kasvihuoneissa. Paprikalle riittää hieman alhaisempi lämpötila kuin esimerkiksi kurkulle ja tomaatille. Lämpötila ei myöskään saa nousta liian korkealle. Aurinkoisina päivinä joudutaan siksi avaamaan tuuletusluukut päiväsaikaan jotta lämpötila ei nousisi liian korkealle. Sietoraja on useimmilla kasveilla lähellä 30 astetta, mutta riippuu monesta tekijästä kuten valaistuksen tehosta, hiilidioksidipitoisuudesta ja muusta lannoitteesta. Nykyaikaisessa kasvihuoneessa nostetaan hiilidioksidiptoisuutta lisäämällä kaasua. Luukkujen avautuessa ei pystytä ylläpitämään optimaalista hiilidioksiditasoa. Tämä johtaa itse asiassa jäähdytystongelmaan. Tätä on tutkittu aiemmin ja tutkitaan myös parhaillaan. Tehokas ratkaisu esimerkiksi nykyaikaista lämpöpumpputekniikkaa käyttäen antaisi selvän lisäarvon viljelyyn. Myös pohjoisella Suomella voi tässä suhteessa olla tiettyjä etuja. Hiilidioksidin optimaalista annostelua on tutkittu monessa tutkimuksessa. Nykyään käytetään melko yleisesti noin 800 ppm kokonaistaloudellisesti sopivana tasona. Toinen merkittävä parametri kasvihuoneissa on kosteus. Suhteellinen kosteus pysyy kasvien aineenvaihdunnan ja kasvihuoneen massa- ja energiataseen johdosta hyvin korkealla, lähellä 100 prosenttia. Menossa oleva tutkimus pyrkii entistä tarkemmin mallintamaan ja siten myös ennustamaan kasvihuoneiden massa- ja energiataseita. Nämä työkalut voivat auttaa myös ohjausjärjestelmien optimaalisessa virittämisessä. 3.3 Kokonaiskulutus Energian kulutus kasvihuoneissa koko maassa oli vuonna 2002 taulukon mukainen (Kuva 4). Huomattava osa yrityksistä käytti kevyttä polttoöljyä lämmityksen lähteenä. Seuraavaksi tavallisin lämmityksen lähde oli raskas polttoöljy. Vain kuusi yritystä käytti kivihiiltä. Puu ja hake vastasivat 182:n yrityksen lämmöstä. Energian lähde Lämmitys- ja muu energia Yritysten lkm Energian kulutus Lämmitetty ala kpl (yksikkö vasemmalla) 1000 m3 Kevyt polttoöljy 1000 l 1651 43352 2733,8 Raskas polttoöljy 1000 kg 435 53748 1584,2 Kivihiili 1000 kg 6 6837 100 Puu ja hake m3 182 90745 364,6 Turve m3 60 53852 208 Maakaasu 1000 m3 27 16281 297,5 Sähkö 1000 kwh 555 393694 Kaukolämpö 1000 kwh 62 95105 243,7 Nestekaasu 1000 kg 70 4145 465 Kuva 4. Energian kulutus kasvihuoneessa. Koko maa. Puutarharekisterkysely 2002. MMM:n tietopalvelukeskus.
T & K RAPORTTI 11(24) Tilastojen kriittinen tarkastelu on tehtävissä esimerkiksi suhdelukujen avulla. Vain polttoöljyä lämmitykseen käyttävässä kasvihuoneessa kuluu nyrkkisääntönä 55 kg/m2, a. Sähköä käytti 555 kasvihuonetta. Kokonaissähkön kulutus painottuu lähes kokonaan ympärivuotiseen viljelyyn. Sähkönkulutus vastaa lähinnä keskisuuren teollisuuden sähköhintaa (tyyppikäyttäjä T2 ja T3). Ympärivuotisesa viljelyssä pidennetään kasvukautta tehokkailla sähkölampuilla. Näissä kasvihuoneissa valtaosa sähkön käytöstä kuluu valaistukseen. Keinovalon lisäksi sähkön kulutuskohteita ovat mm. kylmiöt, kasteluveden kiertopumput, puhaltimet sekä muut lämmitys- ja käsittelyjärjestelmän sähkötoimiset oheislaitteet. Nämä laitteet kuluttavat kuitenkin suhteessa keinovalaistukseen häviävän vähän sähköä. Tomaatin talvituotannossa sähkö on merkittävä tuotannontekijä. Esimerkkilaskelmissa käytettävä sähkön menekki ja sähkön yksikköhinta vaikuttavat erittäin paljon tuotannon talouden tarkasteluun. Keinovalaistuksen sähkönkulutukseen vaikuttaa keinovalojen asennusteho esimerkiksi 170-180 W/m2 (käytetään jopa 200-250 W/m2), sekä valotustuntien määrä eri vuodenaikoina. Kasvihuoneissa käytetään myös hiilidioksidia kasvun kiihdyttäjänä. Piikkiössä on tutkittu annostusmääriä eri olosuhteissa. Hiilidioksidin kulutus talvitomaatin viljelyssä on 12 h valotusajanjaksolla arvioitu noin 11 kg/m2. Pidemmällä valotusajanjaksolla 12-16 h on arvioitu noin 21 kg/m2. Hiilidioksidin hinta vaihtelee kulutetusta määrästä riippuen. Määrän ollessa 20-50 tonnia vuodessa hinta on 210 /t. Määrän ollessa 50-80 tonnia vuodessa hinta on 185 /t. Hiilidioksidisäiliöstä peritään vuosittainen vuokra, jonka suuruus on 1500. Hiilidioksidilannoitus on ollut korkeampi pidemmän valotusajanjakson viljelyksessä. Lannoitusmenetelmänä on käytetty suoraan ilmaan lisättävää puhdasta hiilidioksidia. Jossakin määrin kasvihuoneissa käytetään myös palamisen savukaasuista saatavaa hiilidioksidia. Tällöin polttoaineena käytetään puhdasta, rikitöntä dieselöljyä tai propaania. Tuotantokustannusten rakenne näkyy Kuva 5 (MTT 80). Energia ja poistot muodostavat yhdessä noin puolet kustannuksista. Muuttuvista kustannuksista energia vastaa noin puolesta. Tanska Hollanti Suomi /m2 % /m2 % /m2 % Energia 12,1 15,3 6,3 16,4 11,1 16,2 Yhteensä 79,2 100 38,6 100 68,7 100 Kuva 5. Energiakustannusten vertailu vuonna 2000. Viime vuosina kasvihuoneyritysten lukumäärä on Suomessa vähentynyt, ja samanaikaisesti keskimääräinen viljelypinta-ala kasvihuonetta kohden on noussut. Vuosina 1995-2003 keskimääräinen viljelyala kasvihuoneyritystä kohden on kasvanut noin 2000 m2:stä 2500 m2:iin eli noin 22 %. Rakennekehitys onkin vaikuttanut kasvihuonesektorin toimintaan siten, että pienemmät yritykset ovat luopuneet tuotannosta ja tuotanto on alkanut keskittyä suurempiin yksiköihin. Samalla tuotteiden tarjonta alkaa keskittyä suurempiin tuotantoyksiköihin.
T & K RAPORTTI 12(24) Kansainvälisessä vertailussa Suomen kasvihuonetuotanto ei pärjää Keski-Euroopalle. Suomessa maataloustulo ja kannattavuus jäävät alhaisiksi verrattuna Tanskaan ja Hollantiin. Tanskan ja Hollannin kasvihuonetuotannolle asetetut taloudelliset tavoitteet on saavutettu moninkertaisena, kun taas Suomessa EU-jäsenyyden aikana taloudellisista tavoitteita on jouduttu tinkimään vuosittain. Suomessa pieni yrityskoko ja yrittäjä perheen työvoimavaltaisuus alentavat yrittäjän tuloa.
T & K RAPORTTI 13(24) 4 ENERGIAN SÄÄSTÖPOTENTIAALI KASVIHUONEISSA Kuten edellä todettu käytetään edelleen huomattavia määriä fossiilisia polttoaineita kasvihuoneiden energiatarpeeseen. Näistä polttoaineista syntyvän hiilidioksidin määrän rajoittamisessa pätee tässäkin yleisesti pätevät pääkeinot: Energian käytön tehokkuuden parantaminen Siirtyminen uusiutuviin energialähteisiin Siirtyminen vähemmän hiiltä sisältävien polttoaineiden kuten maakaasun käyttöön Energian tuotannon hyötysuhteen parantaminen Energiankäyttöä voidaan tarkastella lämmön ja sähkön suhteen ensin erikseen. Sähkön käyttö ympärivuotisessa käytössä on keino jolla liiketulosta voidaan parantaa. Talviviljelyllä saadaan pitempi satosesonki, parempi tuottavuus vuositasolla samalla sidotulla pääomalla. Edelleen valaistusajanjakson kasvattamista 12 h pidemmäksi 12-16 h on laskelmien mukaan osoittautunut parantavan tulosta. Pidemmästä valaistuksesta aiheutuvat lisäkustannukset olivat pienemmät kuin määrällisesti ja laadullisesti paremmasta sadosta saatu lisätuotto. Valaistuksen tehoa nostamalla on saatu vastaavia tuloksia. Tässä suhteessa on kyse optimin löytämisestä, joka antaa viljelijälle parhaan taloudellisen tuloksen. Tomaatin hintavaihtelut vuoden eri aikoina ovat erittäin voimakkaita, jopa vajaasta 1 /kg aina 4-5 /kg saakka. Talvella kotimainen tomaatti myydään rasiapakattuna luksustuotteena, ja siten tuotteesta saatava hinta on huomattavasti korkeampi kuin kesällä irtomyynnissä olevalla tomaatilla. Korkeaan hintatasoon on myös omalta osaltaan vaikuttanut markkinoiden lievä epätasapaino tarjotun ja kysytyn määrän välillä. Talvitomaatin tuotanto on kuitenkin lisääntynyt, ja tämä vaikuttaa varmasti jatkossa myös hintatasoon. Kotimaiselle talvitomaatille voidaan tästä huolimatta ennakoida hyvää tulevaisuutta. On täysin realistista odottaa, että 10 vuoden päästä kotimaisella tomaatilla on yhtä suuri osuus talvimarkkinoista kuin tällä hetkellä kotimaisella talvikurkulla (noin puolet kotimaista). Tämän saavuttaminen edellyttää kuitenkin viljelymenetelmien, markkinoinnin sekä laadullisen tuoteimagon kehittämistä.
T & K RAPORTTI 14(24) Kasvisuojelu; 3 % Kauppakunnostus; 11 % Tarvikekustannukset Muut; 3 % Alusta; 1 % Lannoitteet; 9 % Sähkö; 44 % Taimet; 7 % Polttoöljy; 22 % Kuva 6. Tarvikekustannusten jakautuminen. Kahta yrityskokoa, 2000 m2 ja 5000 m2, tarkastelemalla on saatu kannattavuusvertailut eri valaistuksella. Tuotantotarvikkeet (Kuva 6) muodostavat suurimman osan kustannuksista, yrityskoosta riippuen noin 57-59 prosenttia. Yli 40 % tarvikekustannuksista ja noin neljännes kokonaiskustannuksista muodostuu sähköstä. Tämän lisäksi tulee polttoöljy tai muu lämmitykseen kuluva energia. Nykytasolla (2005) puhutaan jo korkeampian valaistustehojen, pitempien valaistusjaksojen sekä korkean öljyhinnan takia siitä että energiakulut muodostavat 60, jopa 80 % kuluista. Koska osa valaistukseen menevästä sähkötehosta kuluu hukkalämpöön, lämmitystehon tarve pienenee jonkin verran ei-sesonkiviljelyyn verrattuna. Ympärivuotisessa viljelyssä lämmitykseen kuluva kokonaisenergia (valaistuksen lisäksi) pysyy pidemmän kasvusesongin takia näin ollen likimain samana sesonkiviljelyyn nähden. Sesonkiviljely käyttää tietty määrä öljyä per m2 ja vuosi. Ympärivuotinen viljely pärjää pitkästä sesongista ja talvesta huolimatta likimain samalla öljymäärällä per m2 ja vuosi, johtuen siitä että osa lämmitysenergiasta saadaan lamppujen huomattavasta lämmöstä. Kasvihuoneiden energiankäyttö on hyvin kompleksisessa vuorovaikutuksessa muiden parametrien mukaan: ympäristö-olosuhteet (lämpötila, pilvisyys, tuuli, kosteus) sekä viljelyparametrit valaistus, lämmitys, kosteus, hiilidioksidi, ilmastointiluukkujen avaus, verhot, kastelu, lannoitus, laatu ja tuotto. Myös käytetty katemateriaali ja muu rakennustekniikka vaikuttaa energiankäyttöön. Lisäksi esimerkiksi kattilalaitoksen ajoparametrit, hyötysuhde, kunto, säätö ja tekniikka vaikuttavat energian kulutukseen. (Kauppapuutarhaliitto).
T & K RAPORTTI 15(24) Säästötoimenpide Lämpöenergian säästäminen Varjostus- / lämpöverhojen käyttö Seinien eristäminen Selitys Kasvihuoneiden lämpöenergian kulutusta voidaan vähentää varjostusverhojen avulla. Yöksi aukilevitetyt verhot estävät lämpösäteilyä karkaamasta kasvihuoneen ulkopuolelle. Verhot pitävät lämmön kasvihuoneessa sekä vähentävät kasvien haihduntaa. Hollantilaisissa kokeissa on kasvihuoneiden energiankulutusta pystytty vähentämään 16-19 prosenttia paikallisissa ilmasto-olosuhteissa. (Akkerhuis 2001). Suomessa on joillakin puutarhoilla saatu hyviä kokemuksia pohjoisseinän eristämisestä esimerkiksi polyuretaanilevyillä. Pohjoisseinän eristämisellä ei ole todettu olevan merkitystä luonnonvalon pääsyyn kasvihuoneen sisälle. Tanskalaiset ovat rakentaneet ruukkukasveille koekasvihuoneen, jossa lämpöenergian kulutus olisi mahdollisimman vähäinen. Suomalaisittain nähtynä uusia lämpöenergian tarvetta vähentäviä ratkaisuja ovat pohjoispäädyn eristäminen eristelevyillä, kahden vaakasuoran, valonläpäisyn suhteen erilaisen verhon käyttö sekä lämpösäteilyä heijastavat rullaverhot kasvihuoneen päädyissä ja seinillä. Kasvihuoneolosuhde-automatiikan kalibrointi Kasvihuoneautomatiikkaan kytketyn olosuhdemittareiden toiminta on syytä ajoittain tarkistaa. Jos mittarit antavat lämpötilalukemaksi jatkuvasti yhden asteen liian suuren lukeman, tarkoittaa se hollantilaisten tutkimusten mukaan heidän ilmastossaan viiden prosentin enerngiankäytön lisäystä. (Akkerhuis 2001). Kattilan kunnossapito ja putkien eristys Dynaaminen kasvuolosuhteiden säätö Tanskassa on perehdytty kasvuolosuhteiden dynaamiseen säätelyyn. Dynaamisessa säätelyssä kasvihuoneilman hiilidioksidipitoisuutta säädetään kasvien fotosynteesitehon mukaisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että mitä enemmän kasvit saavat valoa, sitä korkeammalla voidaan pitää lämpötilaa ja hiilidioksiditasoa. Dynaamisessa kasvuolosuhteiden ohjauksessa sallitaan kasvihuoneilmastonlämpötiloille suuri vaihtelevuus. (Rystedt 2003) Tuulensuoja Kasvihuoneiden rakenteet eivät ole sataprosenttisen tiiviitä. Vuotoilmanvaihdon aiheuttamia häviöitä voidaan vähentää tiivistämällä tuuletusaukkojen saumoja. Paikalliset olosuhteet ja etenkin tuuliolosuhteet vaikuttavat voimakkaasti tähän häviöön. Tuulisissa
T & K RAPORTTI 16(24) SÄHKÖENERGIAN SÄÄSTÄMINEN Valaistukseen käytetyn sähköenergian tehokkaampi hyödyntäminen olosuhteissa itse vuodon lisäksi enemmän lämpöä häviää myös johtumalla suoraan katemateriaalin läpi. Tämä johtuu siitä että ilman virtaamisnopeus katepinnalla tehostaa konvektiivista lämmönsiirtoa. Kasvihuoneiden tuuliolosuhteita voidaan helpottaa suojaistutuksilla ja maavalleilla. Uusia kasvihuonerakennuksia suunniteltasessa olisi hyvä ottaa huomioon tulevan rakennusalueen tuuliolosuhteet. (Annala 1992) Uusimalla kasvihuonevalaisinten polttimot säännöllisesti, pystytään valaisinten käyttämä sähköenergia hyödyntämään paremmin. Suurpainenatriumlampun valovirran alenema johtuu pääasiassa siitä, että ulkokuvun sekä purkausputken valonläpäisykyky heikkenee. Vähentynyt natriumkaasu alentaa lampun valontuottoa. Suurpainenatriumlamppujen käyttöikä on noin 8000 tuntia. Valaisimien ja niiden heijastinpintojen likaantuminen arvioidaan huoneen likaantumisluokan mukaan. (Annala 1992). Kiertovesipumpujen säätö Puutarhalla olisi hyvä selvittää, onko lämminvesikiertopumppuja mahdollista ohjata kasvihuoneolosuhdeautomatiikalla. Pumppujen pysäyttäminen tulee kysymykseen sellaisina aikoina, kun lämmityksen tarvetta ei ole. Myös suurten kiertovesipumppujen tehon säätäminen taajuuden muuntajalla voi olla aiheellista. Kiertovesipumppuja voidaan säätää sen mukaisesti, mikä on kulloinenkin lämmitystehon tarve (Rytter 1999). Säteilysummaan perustuva valottaminen Tanskassa on perehdytty kasvuolosuhteiden dynaamiseen säätelyyn, joka tarkoittaa sitä, että lämpötilaa ja kasvihuoneilman hiilidioksidipitoisuutta säädetään kasvien fotosynteesitehon mukaisesti. Dynaamiseen olosuhteiden säätöön liittyy ruukkukasviviljelyssä myös valotuksen ohaaminen akvine saaman sätelysumman eprusteella. Säteilysummaan perustuvassa valotuksenohjauksessa seurataan päivän aikana kasvien saamaa luonnollista säteilyannosta ja antetaan vain tarvitatessa lisävlotusta, jotta aksvin vaatima säteilysumma saavutetaan. Tanskassa tehdyn tutkimuksen mukaan vuoden aikana kyettiin säästämään sähköä jopa 20% normaallilin valotusohjaukseen verrattuna. (Andersson ym. 1999b, Rystedt 1999). Luonnonvalon tehokkaampi hyväksikäyttö kahden verhon tekniikalla Tanskalaiset ovat selvitelleet kasvihuoneiden verhojen käyttöä ja paratsta mahdollista tekniikaa kasvien varjostamiseksi. He ovat tulleet siihen tulokseen, erttä apras ratkaisu energiatlaoudellisesti on asentaa vaakatasoon
T & K RAPORTTI 17(24) yhden verhon sijaan kaksi valonläpäisyltään erialista verhoa. Käytettäessä yhtä verhoa on sen varjostava vaikutus monesti liian suuri. Tällöin osa luonnon valosäteilystä jää käyttä mättä, mikä taas tsaattaa lisätä keinovaloutksen tarvetta. Kahden verhon systeemissä ohuempi verho (varjostavuus 15 %) vedetään auki, kun valosäteilyn teho ylittää 400 W/m2 ja paksumpi verho Sadonkorjuu Vihannesten sadonkorjuu ajoitetaan mahdollisimman viileään ajankohtaan eli aamun tunteihin. Tällöin tuotteet ovat viileämpiä kuin päivällä ja vihannesten lopulliseen jäähdyttämiseen kuluu vähemmän energiaa. Kylmälaitteet ja kylmiön jakaminen Tuotteiden jäähdytystä voidaan tehostaa. Pakotettu ilmakierron jäähdytys jossa kylmävaraston viileä ilma puhalletaan kulkemaan tuotelaatikoiden läpi, on noussut perinteisen jäähdytystekniikan rinnalle. Tällöin koko tuote-erä jähtyy tasaisesti ja nopeasti, ja kylmiön energiatehokkuus kasvaa. Kylmiötilan jakaminen eri osastoihin voi olla kannattavaa sekä energiataloudellisesti että tuotteiden säilyvyyden kannalta. Juuri korjatut tuoteet voidaan jähdyttää eri tilassa kuin missä valmiiksi jäähdytettyjä tuotteita säilytetään. Tällöin juuri korjatut tuotteet eivät pääse lämmittämään jo valmiiksi jäähdytettyjä tuotteita. Kylmiötilan jakaminen on järkevää myös silloin, kun tuotanto on vähäistä ja jäähdytettäviä tuotteita on tavanomaista vähäisempi määrä. (Kotimaiset kasvikset ry 2003)
T & K RAPORTTI 18(24) Koska selvästi suurin kuluerä on sähköenergiassa, ja nimenomaan valaistuksessa pääosa huomiosta kohdistuu helposti tähän. On kuitenkin syytä muistaa myös muut kuten lämmityslaitteet ja osittain rakennustekniikka, jotka ovat siitäkin helpompia että eivät kaikilta osin ole kytketty sadon määrään ja laatuun. Valojen suuntaus, säätö, puhtaus, tyyppi, geometria, tekninen ratkaisu; katemateriaalin paksuus, eristävyys, erikoiskalvot; kasteluveden lämmitys ja määrä; hiilidioksidin annostelu tai integrointi muuhun järjestelmään; tässä muutamia lisämahdollisuuksia jotka osittain voivat vaatia tutkimusta ja kehitystä.
T & K RAPORTTI 19(24) 5 UUSIUTUVAT ENERGIAMUODOT KASVIHUONEISSA 5.1 Yleistilanne Kasvihuoneissa käytetään tällä hetkellä suurimmaksi osin fossiilisia, ei uusiutuvia energianlähteitä lämmitykseen. Kuten taulukosta ilmenee (Kuva 4) uusiutuvista energiamuodoista on edustettuna lähinnä puu ja hake. Pienehköjä määriä käytetään kuitenkin myös muita muotoja. Bioenergiaa puun ja hakkeen muodossa käytettiin noin 6 % kasvihuoneiden kokonaispinta-alan lämmitykseen. Jossakin tapauksessa kasvihuoneyrittäjä käyttää osittain aurinkolämpöä lisälämpönä, joka tällöin korvaa fossiilista polttoöljyä. Kokemukset ovat olleet positiivisia. Kahdentoista neliömetrin aurinkokeräin on voinut tuottaa 1000 l öljyä vastaavan määrän energiaa yhden kasvukauden aikana. Tässä tapauksessa lämpö on käytetty kasteluveden lämmitykseen. Niissä kasvihuoneyrityksissä missä käytetään huomattavia määriä sähköä, sähkö voidaan joko ostaa tai tuottaa itse. Valta-osa nykyään käyttää ostosähköä. Myös poikkeuksia löytyy kuitenkin. Esimerkiksi Oksasen Puutarha käyttää dieselmoottoreita lämmityksen huipputarpeen tyydytykseen, ja tällöin mottoreiden avulla tuotetaan myös sähköä generaattorissa. Suhteellisen kallis dieselöljy vaatii nykyhinnoilla että myös moottoreiden tuottama lämpö hyödynnetään. Muuten tuotettu sähkö ei ole kilpailukykyinen ostosähkön kanssa. 5.2 Tapaus: Maalämpö Esimerkkitapauksena esitellään yhtä kasvihuonetta jossa käytetään maalämpöä. Alkusyksyllä 2005 järjestelmä on ollut kohta käytössä vajaa kahta täyttä viljelysesonkia. Kasvihuoneessa jonka viljelypinta-ala on 5600 m2, viljellään salaattia ja tomaatteja ympärivuotisesti. Lämpöpumppujärjestelmä on koottu viidestä standardiyksiköstä joiden yhteisteho on 600 kw nimellistehoa. Ympärivuotisessa viljelyssä salaatin valaistus on jopa 24 h pimeimpänä vuodenaikana, tomaattien valaistus on pisimmillään noin 16-17 h vuorokaudessa. Valaistusteho on rajoitettu pääsulakkeen kautta maksimissaan 1600 kw:iin. Käyttöarvo on noin 1400-1500 kilowattia valaistukseen ja 200-250 kw lämpöpumppuihin. Investointilaskelmissa on huomioitava nykyhetken öljyn ja sähkön hinta-ero. Investoinnin houkuttelevuus on matalampi jos on jo toimiva olemassaoleva esimerkiksi öljykattilaan perustuva lämmitysjärjestelmä. Tässä tapauksessa oli joka tapauksessa ajankohtaista laajentaa, jolloin avautui uusi investointi-ikkuna. Lämmitys(tai valaistus-)järjestelmää muuttaessa voi samalla harkita sähkösopimuksen rakennetta. Nykyään voi solmia esimerkiksi kahden-kolmen vuoden kiinteähintaisia sähkösopimuksia. Maajärjestelmä sisältää noin 24 km letkuja sekä runkoputket, sekä syöttöletku noin 1 km. Määrä ei ole ylimitoitettu tarvittaville tehoille. Lämpöpumppujärjestelmä koostuu viidestä identtisestä standardiyksiköstä. Toimittajakyselyissä osoittautui että Suomessa tämän kokoluokan toimittajia on
T & K RAPORTTI 20(24) hyvin vähän. Yhdeltä toimittajalta löytyi sopivan kokoinen 120 kw standardiyksikkö jonka tekniikka on koeteltua. Huoltotarve viidelle yksikölle on vähän suurempi kuin harvemmalla isommalla, mutta koetun tekniikan etua katsottiin niin paljon suuremmaksi että valinta oli helppa. Periaatteessa lämpöpumppu toimii kuten jääkaappi, joten huoltotarve ei ole kovin suuri. Yhden yksikön sisältämät pääkomponentit ovat kompressorit, kiertopumput, sähkö- ja elektroniikkayksikkö ja venttiilit. Tekniikka löytyi siis toimittajalta periaatteessa valmiina. Soveltaminen kasvihuonekäyttöön oli vain tarpeen. Projektissa ei ollut erityisesti mainittavia vaikeuksia. Investointi nähdään järkevänä, joskin takaisinmaksuaika ei ole erityisen lyhyt. Kokonaisinvestointi rakennuksineen arvioidaan olevan noin 250 000. Tästä lämpöpumppuaggregaatit muodostavat noin puolet, sisältäen ohjauskaapit. Voi olla luontevaa kytkeä osa ohjauksesta kavihuonejärjestelmään. Putket, kaivot ja venttiilit ovat hieman toistakymmentä prosenttia kokonaisinvestoinnista. Kaivutyöt ja salaojat muodostavat huomattavan osansa. Sähkökaapeli pääkeskukseen ei edusta suurta osaa kokonaisuudesta. Muutaman kymmenen kuution etanolisäiliö maksaa muutama tuhat euroa. Lämpöakku voidaan hankkia esimerkiksi käytettynä öljytankkina. Tärkeää on itse maa-alue josta lämpö otetaan. Pysyvyyskäyrää ajatellen tekniikka toki sallisi järjestelmän käyttöä jatkuvasti. Tehot ovat kuitenkin niin suuret, että maa jäähtyy, jolloin saatu lämpöteho laskee syötettyä sähkötehoa kohti. Siten taloudellisesti optimaalinen ajotapa löytyy järjestelmän ja vuodenajan mukaan. Kevättalvella on saatu 100 kw, kun koko talven ajan on pumpattu runsaasti lämpöä ja maan lämpötila on useita pakkasasteita. Silti maalämpöjärjestelmä on investointina huomattavastikin edullisempi kuin porareikäjärjestelmä. Porareiät olisivat karkean arvion mukaan ehkä muodostaneet parsataa tuhatta euroa lisää. Tosin, voi olla että suuren järjestelmän ansiosta yksikköhinta olisi laskenut ja siten porareikien investointi laskenut. Porien kulutus on kuitenkin vakio myös useampia reikiä porattaessa. Nyrkkiarvona olisi tarvittu ehkä puolensataa sata reikää kahdensadan metrin syvyydellä. Järjestelmän mitoitus kannattaa tehdä niin että maalämpö edustaa tietyn osan vuotuisesta energian tarpeesta, ja huipputeho katetaan investointina edullisella ratkaisulla. Tällä hetkellä kevytöljy on ehkä yleisimmin käytetty huipputehon lämmitysmuoto. 5.3 Tapaus: Aurinkolämpö Tutkimme yritystä jossa kasvihuoneiden lämmitys on toteutettu osittain aurinkolämmöllä. Yhteensä 2260 m2 pinta-alalla viljellään paprikaa ja kurkkuja kahdessa kasvihuoneessa. Paprika vaatii jonkin verran vähemmän lämmitysjärjestelmästä kuin tomaatti ja kurkku. Aurinkopaneelien mitoitus riittää juuri ja juuri. Jos molemmat kasvihuoneet olisivat olleet kurkkuviljelmiä, olisi tarvetta käyttää myös öljyä lisäenergiana. Nyt on todettu olevan noin 18-19 C varastotankissa, mikä juuri riittää. Aurinkopaneelit ovat niin tehokkaita, että esimerkiksi viikon pituinen aurinkoinen jakso lämmittää veden liian kuumaksi. Kesällä 2004 oli vesi tankissa lämmennyt lähes 30 asteeseen ja jonkin verran lämmintä vettä jouduttiin laskemaan tankista pois lämpötilan laskemiseksi. Aurinkopaneelit ovat yhteensä noin 10-11 m2 jaettu kolmeen osaan, kukin noin 3 m2. Paneelit ovat kiinteästi asennettu etelän suuntaan. Voisi myös tutkia tietokoneohjattua kääntyvää järjestelmää. Aurinkolämpöjärjestelmä on nyt käytössä toista sesonkia. Asennus tehtiin suhteellisen myöhään syksyllä, joten tehoa ei voinut täysin testata syksyllä. Asennus helpottui syysasennuksen ansiosta, koska auringon paistaessa lämmöt nousee, ja on siten helpompi asentaa iltaisin.
T & K RAPORTTI 21(24) Keväällä on ollut runsaasti aurinkoa. Helmikuussa oli vielä vähäisiä määriä, mutta maaliskuun puolivälistä lähtien on ollut hyvin tehokasta. Paneelit ovat pannuhuoneen katolla. Järjestelmä on toteutettu suljettuna, niin että pieni laajennusastia on katolla paneeleita korkeammalla. Kiertoaine on jäähdytysnestettä, jonka jäähdytyspiste on noin -30 C. Hallissa on pieni ohjausyksikkö joka laskee päivittäin tuotettu energia, kumulatiivinen virtausmäärä, sekä tulo- ja lähtölämpötila. Lämmin vesi johdetaan kasteluastiaan ja lämmitetään noin kahteen kymmeneen asteeseen. Tällä hetkellä käytetään jokivettä jonka lämpötila on lähellä vesijohtoveden noin 5-10 astetta, jota pitää siis lämmittää +20 asteeseen. Kiertopumppuna käytetään tavallista pientalomallia olevaa pumppua joka on asennettu seinälle. Samanaikaisesti paneelien kanssa asennettiin automatiikka pumpulle. Ohjaus vertaa paneelien lämpötila tankin lämpötilaan, ja käynnistää pumpun. Aiemmin ohjaus ei ollut täysin automaattiinen, ja pumppu seisoi huomattavia jaksoja. Tämä johtui siitä että henkilökunnan ollessa pitempiä jaksoja poissa pumppua piti kytkeä yksinkertaisella kelloautomatiikalla, estääkseen veden ylikuumenemista. Nyt automatiikka toimii hyvin. Aurinkoisena päivänä kasvit tarvitsevat paljon vettä, silloin saadaan myös paljon energiaa talteen tankkiin, ja päinvastoin. Näin tarve ja tuotanto seuraavat toisiaan hyvin. Lämpimänä päivänä kurkku tarvitsee noi n2 litraa kasvia ja päivää kohti, paprika noin 1 litra per päivä ja kasvi. Yhteensä on 3800 paprikaa ja 1500 kurkkua. Näin kulutus olisi lämpimimpänä ajankohtana korkeimmillaan noin 8-10 m3. 5.4 Biolämpö Metsähakelämpö on yleistymässä lämmitysmuotona. Joitakin laitoksia on jo käytössä, myös kasvihuoneiden lämmitykseen. Polttoaineen saatavuus on tärkeä, ja sitä on myös edistetty esimerkiksi lämpöyrittäjähankkeilla. Myös viljan käyttö lämmitykseen on kokeiltu, ja tulokset ovat pääosin positiiviset. Tekniikka on olemassa, ja lämpöarvo on hyvä. Jonkin verran käydään keskustelua periaatteista, josko viljan käyttö lämmitykseen on hyväksyttävää. On kuitenkin olemassa lämpökontteja, joissa voi polttoaineena käyttää haketta, viljaa, ja tietyssä määrin ehkä muitakin biopolttoaineita sekä turvetta.
T & K RAPORTTI 22(24) 6 YHTEENVETO 6.1 Lisäselvityksen tarpeet On selvä että käsillä oleva yhteenveto eri lähteiden tietämyksestä sekä tutkimuksesta ei riitä tyhjentämään kysymyskenttää. Ainakin seuraavat alueet kaipaavat kirjoittajan mielestä lisäselvitystä. - Ilmanvaihdon ohjauksen merkitys energiankulutukseen. Tästä on projekteja meneillään ja niiden tuloksia pitää pystyä hyödyntämään. - Energiaasäästävät valaistusratkaisut? o energiansäästölamput? o valojen optimaalinen etäisyys kasveista? o valaistuksen ohjaus luonnonvalon mukaan? o valaistuksen jatkuva ohjaus inverttereillä? o luxien optimointi eri kasveille on pitkälle tunnettua Näistä voidaan hakea tietoa esimerkiksi Paimion tutkimuskeskuksesta. - Kerroslevykate energiansäästötoimenpiteenä; kerroslevykatteen lämmöneristyskyky verrattuna yksikerroskatteeseen? Hintojen suhde? Tietoa voidaan hakea esimerkiksi Lantbrukssällskapet :in energia-asiantuntijoiden suunnalta. - Kuinka paljon enemmän joudutan valaisemaan kasvihuonetta kerroslevykatetta käytettäessä? - Katetrendi: ovatko kerroslevykatteet yleistymässä muiden vaihtoehtojen kustannuksella? - Kustannustietoja eri energiansäästötoimenpiteille on kerättävä. Vaihtoehtojärjestelmien esimerkkitapauksista löytyy kustannustietoa. Myös varsinaisille energiansäästötoimenpiteille pitää kerätä lisää kustannustietoja. Kustannustietoja voi hakea muun muassa laitevalmistajilta; kokonaistoimittajilta; viljelijöiden järjestysten kautta. - Kattilan kunnossapitoon ja huoltoon liittyvä säästöpotentiaali selviää esimerkiksi Öljyalan Palvelukeskuksesta tai Suomen Lämmitystiedosta.
T & K RAPORTTI 23(24) 7 KUVAT Kuva 1. Kasvihuoneiden lukumäärä ja pinta-ala tyypeittäin. Koko maa. Puutarharekisterikysely 2002. MMM:n tietopalvelukeskus.... 6 Kuva 2. Kasvihuoneyritysten lukumäärät Suomessa, A-, B- ja C-tukialueella vuosina 1995-2003 (Tike 2002b).... 7 Kuva 3. Tomaattia, kurkkua ja ruukkuvihanneksia viljelevien kasvihuoneyritysten lukumäärä vuosina 1995-2002 (Tike 1995-2002a).... 7 Kuva 4. Energian kulutus kasvihuoneessa. Koko maa. Puutarharekisterkysely 2002. MMM:n tietopalvelukeskus. 10 Kuva 5. Energiakustannusten vertailu vuonna 2000.... 11
T & K RAPORTTI 24(24) 8 LÄHTEET MTT Taloustutkimuksen julkaisuja 105. Suomen maatalous ja maaseutuelinkeinot 2005: kymmenen vuotta Euroopan unionissa. J. NIEMI (toim.), AHLSTEDT, J. (toim.). 94 s., 2005. MTT:n selvityksiä 13. Talvitomaatin tuotantokustannus ja kannattavuus. Peter Österman, 24 s., 2002. MTT:n selvityksiä 80. Puutarhayritysten talous Suomessa. Timo Karhula, Pia Outa, Kalle Kankaanhuhta, Ilkka Simola. 74 s., 2004. Kauppapuutarhaliitto r.y., Ismo Ojala, 09-72882110 Kauppapuutarhaliitto r.y. Julkaisu n:o 17, Kasvihuoneyrittäjän Ympäristöopas. Hannu Äystö ja Mikko Rahtola. 139 s., 2004. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus Tike, Tilastoryhmä, Pasi Koskinen, 020-7721xxx Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus Tike, Anna-Kaisa Jaakkonen, 020-7721374 Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus Tike, Maatalouden rakennetilastot, Esa Katajamäki, 020-7721237 MTT Taloustutkimus, kirjanpitotila-aineistot, Arto Latukka, 09-504471 Tilastokeskus, Maatalouden tilinpito (Martti Kankaanpää, 09-17341) Tilastokeskus, Maatalouden maatalousindeksit (Pentti Wanhatalo, 09-17341) Akkerhuis, F.J. 2001. Energisparende tips fra Holland. Andersson, N.E., Rystedt, J. & Skov, O. 1999a. Der kan spare vaekslys. Annala, T. 1992. Valaistuksen ja energiankäytön tehostaminen ympärivuotisessa kasvihuoneviljelyssä. Diplomityö, Helsingin teknillinen korkeakoulu.