Keski-Suomen biokaasupotentiaali raaka-aineiden ja lopputuotteiden hyödyntämismahdollisuudet Veli-Heikki Vänttinen, Hanne Tähti, Saija Rasi, Mari Seppälä, Anssi Lensu & Jukka Rintala Jyväskylän yliopisto
Esityksen sisältö Keski-Suomen teoreettinen biokaasupotentiaali Keski-Suomen tekninen biokaasupotentiaali Biokaasupotentiaalin arviointiin käytetyt menetelmät Teknisen biokaasupotentiaalin tulokset materiaalikohtaisesti Biokaasupotentiaalin alueellinen jakautuminen Biokaasulaitosten arvioidut lukumäärät Keski- Suomessa
Keski-Suomen biokaasupotentiaali Teoreettinen biokaasupotentiaali 0,6-1,5 TWh 7-17 % Keski-Suomen energiankulutuksesta (pl. teollisuus) Keski-Suomen öljylämmitteisten rakennusten energiankulutus oli 1,1 TWh vuonna 2006 Keski-Suomen liikenteen energiankulutus oli 2,4 TWh vuonna 2006 Biokaasun käytöllä voidaan vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 48 % yhdistetyssä lämmön- ja sähköntuotannossa ja 44 % liikennepolttoainetuotannossa
Keski-Suomen biokaasupotentiaali Tekninen biokaasupotentiaali 270-580 GWh Yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon (CHP) lisäystavoite maataloudessa (25 GWh) saavutetaan käyttämällä 8 % teknisen biokaasupotentiaalin maatalouden materiaaleista (lanta ja olki) ja energiakasveista Liikennepolttoainetuotannon lisäystavoite (25 GWh) saavutetaan hyödyntämällä 52 % teknisen biokaasupotentiaalin yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaaleista
Biokaasupotentiaalin arviointi Biokaasun tuotannossa hyödynnettävät orgaaniset materiaalit: Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit Jätevedenpuhdistamoiden liete Yhdyskuntien biojäte Teollisuuden orgaaniset jätteet (esim. elintarviketeollisuus) Maatalouden materiaalit Lanta Olki Energiakasvit Nurmi
Biokaasupotentiaalin arviointi Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalien määrät kerättiin VAHTI-tietojärjestelmästä Maatalouden materiaalien ja energiakasvien määrät arvioitiin: Lannan määrä perustui kotieläinten lukumäärään ja eläinkohtaiseen lannantuottoon Oljen ja energiakasvien määrät perustuivat peltopinta-aloihin ja satotasoihin Teoreettinen vs. tekninen biokaasupotentiaali: Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit huomioitiin molemmissa tarkasteluissa kokonaisuudessaan Maatalouden materiaalien ja energiakasvien hyödynnettävyyteen tehtiin oletuksia teknisessä tarkastelussa
Biokaasupotentiaalin arviointi Esimerkkinä energiakasvien (nurmi) määrän arviointi Teoreettinen: 1. ja 2. sato ruuan tai rehun tuotantoon käyttämättömiltä pelloilta (11 500 ha) Keskimääräinen bruttoenergiasaanto noin 30 MWh / ha 2. sato rehunurmen viljelyyn käytettäviltä pelloilta (40 000 ha) Keskimääräinen bruttoenergiasaanto noin 10 MWh / ha Tekninen: 40 % ruuan tai rehun tuotantoon käyttämättömistä pelloista voidaan käyttää energiakasvien viljelyyn 40 % rehunurmen 2. sadosta voidaan käyttää biokaasun tuotantoon
Biokaasupotentiaalin arviointi Biokaasupotentiaali arvioitiin materiaalimäärien ja metaanintuottopotentiaalien perusteella Primäärienergian määrä laskettiin biokaasupotentiaalin perusteella Yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon hyötysuhteet: Sähköntuotanto 30 % Lämmöntuotanto 50 % Liikennepolttoainetuotannon hyötysuhde: Liikennepolttoaineen määrä 98 % tuotettavasta biokaasusta Ravinteiden (typpi ja fosfori) määrät perustuivat materiaalien ravinnepitoisuuksiin
Biokaasupotentiaalin arviointi Biokaasun tuotannolla saavutettavat kasvihuonekaasupäästövähenemät arvioitiin biokaasun käytön perusteella: Lämmöntuotannossa arvioitiin korvattavan kevyttä polttoöljyä Sähköntuotannossa arvioitiin korvattavan Suomessa keskimäärin tuotettavaa sähköä Liikennepolttoainetuotannossa arvioitiin korvattavan nestemäisiä liikennepolttoaineita Biokaasun tuotannossa muodostuvia (esim. materiaalien kuljetukset ja energiakasvien viljely) kasvihuonekaasupäästöjä ei huomioitu
Teknisesti hyödynnettävien orgaanisten materiaalien määrä Jätemateriaalit Maatalouden materiaalit ja energiakasvit Materiaalin määrä yhteensä 176 000 t TS Maatalouden materiaalit ja energiakasvit vastaavat 89 %
Teknisesti hyödynnettävien orgaanisten materiaalien primäärienergiapotentiaali Jätemateriaalit Maatalouden materiaalit ja energiakasvit Tekninen primäärienergiapotentiaali on 460 GWh (270-640 GWh) Yhdyskuntien ja teollisuuden orgaanisista jätteiden potentiaali 60 GWh
Lämmön, sähkön ja liikennepolttoaineen tekninen potentiaali Jätemateriaalit Maatalouden materiaalit ja energiakasvit Lämpö (CHP): 140-320 GWh & Sähkö (CHP): 80-190 GWh Liikennepolttoaine: 260-630 GWh
Ravinteiden (typpi ja fosfori) tekninen potentiaali Jätemateriaalit Maatalouden materiaalit ja energiakasvit Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit: 670 t typpeä ja 200 t fosforia
Biokaasupotentiaalin alueellinen jakautuminen Karttapohja: (c) Maanmittauslaitos
Biokaasupotentiaalin alueellinen jakautuminen Karttapohja: (c) Maanmittauslaitos
Arvio biokaasulaitoksien lukumääristä Keski-Suomen alueella Materiaalit Materiaalin Suuri Pieni Teoreettinen tarkastelu (1100 GWh) määrä kokoluokka (5000 m 3 ) kokoluokka (2000 m 3 ) t TS / vuosi kpl kpl Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit 20 000 4 - Lanta, olki ja nurmi 413 000-250 Tekninen tarkastelu (460 GWh) Yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalit 20 000 4 - Lanta, olki ja nurmi 1) 156 000-95 1) Nautaeläinten, sikojen ja siipikarjan lanta, nautaeläinten laidunnus (4 kk), lypsylehmätilojen koko yli 20 lypsylehmää / tila, lihasikatilojen koko yli 100 lihasikaa / tila, 20 % olkisadosta, 40 % peltopinta-alasta (kesanto ja hoidettu viljelemätön pelto) ja 40 % nurmen toisesta sadosta (alle viiden vuoden nurmet)
Arvio pienen kokoluokan (2000 m 3 ) biokaasulaitosten kuntakohtaisesta lukumäärästä Kunta Materiaalin määrä Laitosten lukumäärä Polttoaineteho Kunta Materiaalin määrä Laitosten lukumäärä Polttoaineteho t TS / vuosi kpl kw / laitos t TS / vuosi kpl kw / laitos Hankasalmi 11 000 7 480 Laukaa 12 200 7 540 Joutsa 6 500 4 470 Luhanka 1 700 1 500 Jyväskylä 10 600 7 470 Multia 2 800 2 420 Jämsä 13 300 8 540 Muurame 1 500 1 460 Kannonkoski 3 600 2 530 Petäjävesi 4 500 3 460 Karstula 9 600 6 490 Pihtipudas 12 500 7 520 Keuruu 7 700 5 470 Saarijärvi 15 700 9 530 Kinnula 4 700 3 440 Toivakka 2 600 2 400 Kivijärvi 2 100 1 610 Uurainen 4 600 3 440 Konnevesi 4 800 3 490 Viitasaari 9 000 5 550 Kuhmoinen 3 500 2 530 Äänekoski 7 100 4 580 Kyyjärvi 4 600 3 460 Yhteensä 156 100 95 500
Yhteenveto Tekninen primäärienergiapotentiaali on keskimäärin 460 GWh Suurin potentiaali on maatalouden materiaaleissa (23 %) ja erityisesti energiakasveissa (64 %) Tekninen biokaasupotentiaali vastaa vuosittain joko 18 500 pientalon lämmitystä tai 22 500 henkilöauton liikennepolttoaineen kulutusta Yhdyskuntien ja teollisuuden orgaanisten jätteiden sisältämä fosfori vastaa 26 % Keski-Suomessa vuonna 2007 käytetystä fosforilannoitteesta Arvio biokaasulaitosten lukumäärästä Keski-Suomen alueella: Suuren kokoluokan laitokset: 4 x 5000 m 3 Pienen kokoluokan laitokset: 95 x 2000 m 3
Kiitokset Keski-Suomen Liitto Jyväskylä Innovation Oy Keski-Suomen Ympäristökeskus
Kysymyksiä, kommentteja? Veli-Heikki Vänttinen veli-heikki.vanttinen@jyu.fi