Kerääjäkasveista biokaasua Erika Winquist (Luke), Maritta Kymäläinen ja Laura Kannisto (HAMK) Ravinneresurssi-hankkeen koulutuspäivä 8.4.2016 Mustialassa Kerääjäkasvien korjuu 2 11.4.2016 1
Kerääjäkasvien korjuu Viljan puinti elokuun 2015 lopulla Kerääjäkasvien kasvu pääsee vauhtiin Viljalta käyttämättä jäänyt liukoinen typpi sidotaan kerääjäkasvuston biomassaan Kerääjäkasvien korjuu lokakuun 2015 alussa Kerääjäkasvuston korjuun yhteydessä pellolta poistuu ravinteita Korkean fosforitason pelloilla korjuu on keino vähentää fosforipitoisuutta ja talviaikaista fosforin huuhtoutumista Mahdollistaa sadon hyötykäytön! 3 11.4.2016 Kerääjäkasvien säilöntä minisiiloihin Korjattu kerääjäkasvusto pilaantuu nopeasti ilman säilöntää Kerääjäkasvisäilörehua voidaan käyttää sekä eläinten rehuna että biokaasun raaka-aineena Niitetyt kerääjäkasvit säilöttiin minisiiloihin (säilykepurkkeihin) tiiviisti Purkit suljettiin ja säilytettiin vähintään 90 vrk pimeässä, huoneenlämmössä Siiloihin saatiin tiivistettyä eri määrät rehua, vaihtelevuuteen vaikutti rehun sisältämän oljen/sängen määrä 2
Säilöntäkokeeseen valitut koeruudut Koodi Kerääjäkasvi Lannoitus Viljelypaikka A2 A3 A4 A6 A7 A8 B8 Italianraiheinä (7 kg/ha) Italianraiheinä (20 kg/ha) Monivuotinen heinäseos Puna-apila + italianraiheinä Puna-apila + öljyretikka Puna-apila + italianraiheinä (ohra kokoviljana) Valkoapila Lannoitus kokonaan väkilannoitteella viljatila ph:n muutos säilönnässä A2 Italianraiheinä (7 kg/ha) A3 Italianraiheinä (20 kg/ha) A4 Monivuotinen heinäseos A6 Puna-apila + italianraiheinä A7 Puna-apila + öljyretikka A8 Puna-apila + italianraiheinä, olki korjattu pois B8 Valkoapila Näytteiden ph laski säilönnän aikana: Ennen säilöntää ph välillä 6,4 7,3 Säilönnän jälkeen ph välillä 5,1 5,9 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 A2 A3 A4 A6 A7 A8 B8 Tuorerehu Säilöttyrehu 3
Metaanituottopotentiaalin määritys 1 Metaanituottopotentiaali määritettiin panoskokeella 37 C:ssa 30 vrk Määrityksessä näytepulloon (1) punnitaan näytettä sekä ymppinä toimivaa biokaasureaktorin poistetta Syntyvä biokaasu johdetaan pesupulloon, jossa poistuu CO 2 (2) Kaasun mittauskennostolla (3) määritetään metaanikaasun määrä 3 2 Säilörehujen metaanintuottopotentiaali A2 Italianraiheinä (7 kg/ha) A3 Italianraiheinä (20 kg/ha) A4 Monivuotinen heinäseos A6 Puna-apila + italianraiheinä A7 Puna-apila + öljyretikka A8 Puna-apila + italianraiheinä, olki korjattu pois B8 Valkoapila 8 11.4.2016 4
Kuiva-ainesadon energiapotentiaali A2 Italianraiheinä (7 kg/ha) A3 Italianraiheinä (20 kg/ha) A4 Monivuotinen heinäseos A6 Puna-apila + italianraiheinä A7 Puna-apila + öljyretikka A8 Puna-apila + italianraiheinä, olki korjattu pois B8 Valkoapila 9 11.4.2016 Sadon hyödyntäminen biokaasun raaka-aineena Hyödyntäminen tilan olemassa olevassa biokaasulaitoksessa Hyvä lisäsyöte lietelannan joukkoon Lämmön ja sähkön tuottaminen tilalle Kuljetus lähellä sijaitsevaan biokaasulaitokseen Tällä hetkellä biokaasulaitokset eivät maksa viljelijälle biokaasun raaka-aineesta, päinvastoin laitokset perivät porttimaksua vastaanottamistaan syötteistä Biokaasutuotannon kasvaessa kysyntään ei pystytä vastaamaan ainoastaan jäteraaka-aineita hyödyntämällä ja jo nyt puhutaan porttimaksuista luopumisesta, tulevaisuudessa todennäköisesti raaka-aineista maksetaan Raaka-aineesta on mahdollista maksaa, jos biokaasua hyödynnetään liikennepolttoaineena sähkön tuotannon sijaan 10 11.4.2016 5
Biokaasuprosessin energiavirrat Marttinen ym., Biokaasulaitokset syötteistä lopputuotteisiin, Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 14/2015 Sian lietelanta 16 000 t/a + HVP-nurmi 3 500 t/a (ka 37 % 1 300 t) Usean tilan keskitetty laitos 11 11.4.2016 Minkä verran energiaa tila voisi tuottaa kerääjäkasveilla? Omaa peltoa viljelyssä 100 ha, energiantuotto 5 MWh/ha 500 MWh Hyödyntäminen sähkönä (35 %) ja lämpönä (50 %), josta vähennetään biokaasulaitoksen oman energian kulutus sähköä 31 %: 155 MWh = 15 500 (100 /MWh, alv 0 %) lämpöä 39 %: 195 MWh = 12 300 (63 /MWh, alv 0 %) Tässä ei ole huomioitu pääkasvin sadonmenetystä, kerääjäkasvin korjuukustannusta eikä biokaasulaitoksen investointikustannusta Biokaasulaitosinvestointia harkitsevan kannattaa arvioida laitoksen kannattavuutta laskurilla: www.biokaasulaskuri.fi 12 11.4.2016 6
Maatilamittakaavan biokaasulaitokset Märkäprosessi Perinteinen, syötön ka alle 14 % Pääasiallisena syötteenä lietelanta Useita toimittajia, esim. Luke Maaningan biokaasulaitos (Metener Oy) https://portal.mtt.fi/portal/page/portal/mtt/mtt/esittely/toimipaikat/maa ninka/tutkimus/biokaasu 13 11.4.2016 Maatilamittakaavan biokaasulaitokset Korkean kiintoaineen prosessi Yleistymässä, syötön ka yli 14 % Pääasiallisena syötteenä lietelannan separoitu kuivajae, kuivitettu hevosenlanta, kasvibiomassa Joitakin toimittajia, esim. Luke Sotkamon biokaasulaitos (Bio GTS) http://www.biotalous.fi/biogtsn-biokaasulaitos-tuottaa-liikenteenlahipolttoainetta/ Vinkin tila, Haapavesi (Metaenergia Oy) http://maatilanpellervo.fi/2016/02/04/vinkin-tila-sahkoistyybiokaasulla/ Metener Oy https://asiakas.kotisivukone.com/files/metenerii.yrittaa.fi/kuivareaktori _jakoon_txt.pdf 14 11.4.2016 7
Biokaasupotentiaalin valtakunnallinen tarkastelu Suomessa vuonna 2015 kerääjäkasveja viljeltiin 250 000 ha Jos oletetaan energiantuotto 5 MWh/ha 1 250 000 MWh josta biokaasulaitoksen tuottaman biokaasun energiasisältö: 85 % 1 062 500 MWh ja puhdistetun liikennekaasun energiasisältö: 97 % 1 030 600 MWh Kaasuauton keskikulutus (VW Passat Sedan 1,4TSI EcoFuel): 4,6 kg/100 km Henkilöauton keskimääräinen ajomatka (Autoliitto 2010): 18 000 km/vuosi Liikennekaasun energiasisältö (www.gasum.fi): 13,9 kwh/kg 0,046 kg/km x 18 000 km x 13,9 kwh/kg = 11,5 MWh 90 000 henkilöauton vuosikulutus 15 11.4.2016 Yhteenveto Paras metaanintuotto monivuotisella heinäseoksella (oljen vaikutus huomioiden) Paras kuiva-ainesato saatiin italianraiheinällä (20 kg/ha) Kun otetaan huomioon vaikutus pääkasvin satoon, paras kokonaishyöty saatiin monivuotisella heinäseoksella Kerääjäkasveista saatavalla biokaasulla voidaan tuottaa merkittävä osa maatilan sähkön- ja lämmöntarpeesta Ravinneresurssihankkeen kerääjäkasvien viljely- ja biokaasuntuottokokeet jatkuvat kesällä/syksyllä 2016 Kuvassa monivuotinen heinäseos ohran sängen alta kasvamassa. 16 11.4.2016 8
17 ILVAMAP-loppuseminaari 11.4.2016 9