Esiselvitys maa- ja hevostalouden sivutuotteiden hyödyntämismahdollisuuksista Pohjois-Savossa Nurmirehu, maatalousmuovit, hevosenlanta, olki Epäkurantin nurmirehun ja hevosenlannan hyödyntäminen energiana hankkeen loppuraportti Teija Rantala, Anna-Liisa Viljakainen Kesäkuu 2010
SISÄLLYS YHTEENVETO HANKKEESTA... 3 1 ESISELVITYKSEN LÄHTÖKOHDAT... 5 2 NURMIREHUN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUDET...10 3 MAATALOUSMUOVIEN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUDET...26 4 HEVOSENLANNAN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUDET...30 5 OLJEN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUDET...44 6 HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUKSIEN PILOTOINTI...51 7 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET...62 2
YHTEENVETO HANKKEESTA Epäkurantin nurmirehun ja hevosenlannan hyödyntäminen energiana -esiselvityshanketta (5092) on rahoitettu Mannersuomen maaseudun kehittämisohjelmasta 2007-2013. Rahoitukseen on osallistunut pienellä osuudella myös Savonia-ammattikorkeakoulun kuntayhtymä. Hanke sai positiivisen rahoituspäätöksen 9.6.2009 ja sitä toteutettiin 30.6.2010 saakka. Hanketta on toteuttanut Savonia-ammattikorkeakoulun kuntayhtymä, jossa hankkeen toteutuksesta vastasi ympäristötekniikan opetus- ja tutkimusyksikkö. Hankkeen vastuullisena johtajana on toiminut Eero Antikainen, projektipäällikkönä Teija Rantala ja projekti-insinöörinä Anna-Liisa Viljakainen. Lisäksi hankkeessa oli mukana hanketyöryhmä, joka toimi hankkeessa neuvoa-antavana työryhmänä. Hanketyöryhmä kokoontui hankkeen aikana neljä kertaa 11.5.2009, 15.9.2010, 8.12.2009 ja 24.5.2010. Hanketyöryhmän toimintaan osallistui rahoittajan osalta Pekka Kärkkäinen sekä heinäyrittäjä Aarne Soininen, Sanna Airaksinen ja Minna Heiskanen Hevostietokeskuksesta, Marika Lehtola Työterveyslaitokselta, Sari Luostarinen MTT:ltä sekä Eero Antikainen, Risto Kauppinen, Anna-Liisa Viljakainen ja Teija Rantala Savonia-ammattikorkeakoululta. Hankkeen tavoitteena oli projektisuunnitelman mukaisesti selvittää mahdollisuudet epäkurantin nurmirehun sekä hevosenlannan hyödyntämiseksi ensisijaisesti energiaksi. Hankkeen myötä näiden kahden selvitettävän jakeen lisäksi mukaan selvitykseen tuli hanketyöryhmän yhteisellä päätöksellä rehujen pakkaamisessa käytettävät maatalousmuovit sekä ylijäämäolki. Hankkeessa oli viisi osatavoitetta: 1. Esiselvityksen jakeiden syntymäärien kartoittaminen Pohjois-Savon alueella. 2. Vallitsevan nykytilan kartoittaminen esimerkkialueella. 3. Käsittelyvaihtoehtojen selvittäminen. 4. Käsittelyvaihtoehtojen vertailu. 5. Johtopäätökset jakeiden hyödyntämiseksi kustannustehokkaalla tavalla. Ensimmäinen osatavoite hankkeessa toteutettiin Savonia-ammattikorkeakoulun ympäristötekniikan opetus- ja tutkimusyksikön sekä maaseudun kehittämisen koulutusohjelman yhteistyönä. Jakeiden määrien sekä niiden nykyisten käsittelytapojen selvittämiseksi toteutettiin kyselytutkimus, jossa haastateltiin noin 350 pohjoissavolaista maatilaa. Otos vastaa noin 12 % maakunnan maatiloista. Tutkimus toteutettiin puhelimitse Tikeltä tätä tutkimustarkoitusta varten ostettujen tilojen yhteystietojen perusteella. Tilojen yhteystiedot hävitettiin kyselyn suorittamisen jälkeen. Mukana otoksessa oli 250 nautatilaa, 50 hevostilaa ja 50 viljelytilaa. Osa tiloista vastasi myös useampaan kyselyn kohdista, mikäli niillä oli toimintaa useammalla osaalueella. Rehua koskeviin kysymyksiin saatiin vastaukset 243 tilalta, hevosenlantaan liittyviin kysymyksiin 51 tilalta ja olkeen liittyviin kysymyksiin 186 tilalta. Lisäksi kyselyä laajennettiin vielä hankehenkilöstön toimesta myöhemmässä vaiheessa koskemaan 11 suurempaa hevostilaa. Kyselyä oli suorittamassa neljä agrologiopiskelijaa, Jussi Savolainen, Heikki Paunonen, Eero Väänänen ja Jenni Väänänen, joiden opinnäytetyöprosessiin kuului tätä hankkeen osa-alue. Opinnäytetöitä on ollut ohjaamassa Savonian maaseudun kehittämisen koulutusohjelmasta lehtori Sinikka Ripatti, lehtori Katriina 3
Lehtimäki, lehtori Pirjo Suhonen, va. lehtori Jarkko Partanen sekä tilastollisiin menetelmiin liittyen lehtori Petri Kainulainen. Kyselytutkimuksen suunnittelussa ja tulosten arvioinnissa tehtiin tiivistä yhteistyötä hankkeen projektihenkilöstön ja opinnäytetyöntekijöiden kesken. Kyselytutkimuksen tuloksia on käsitelty nurmirehun osalta tämän raportin luvussa 2, maatalousmuovien osalta luvussa 3, hevosenlanan osalta luvussa 4 ja oljen osalta luvussa 5. Hankkeen toinen osuus, vallitsevan nykytilanteen kartoittaminen kohdealueella, toteutettiin tilaustyönä ulkopuoliselta taholta. Työ kilpailutettiin ja siihen saatiin kolme tarjousta. Tarjouskilpailun voitti Watrec Oy edullisimmalla tarjouksella. Kohdealue valittiin yhdessä hanketyöryhmän kanssa niin, että siltä löytyisi mahdollisimman hyvin sekä hevostiloja että myös nautatiloja. Kohdealueella suoritettiin haastattelut viidelle nautatilalle, neljälle hevostilalle sekä yhdelle viljelytilalle. Tämän selvityksen lisäksi tehtiin myöhemmässä vaiheessa pienimuotoinen selvitys myös toiselle alueelle projektihenkilöstön toimesta. Tämän osuuden tuloksia on käsitelty tarkemmin luvuissa 6, hyötykäyttömahdollisuuksien pilotointi. Käsittelyvaihtoehtojen selvittäminen ja niiden vertailu tehtiin projektihenkilöstön toimesta kirjallisuusselvityksillä sekä hakemalla tietoa alan ajankohtaistilaisuuksista sekä henkilökohtaisilla yhteydenotoilla asiantuntijoihin. Hankkeessa on osallistuttu kahteen Itä-Suomen biokaasutoimijoiden kokoukseen Sotkamossa ja Kiteellä sekä yhteen Itä-Suomen bioenergiavaikuttajien kokoukseen Varkaudessa. Projektihenkilöstö osallistui hankkeen toteutusaikana lisäksi seuraaviin tilaisuuksiin: - Biokaasun tuotannon paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT), 26.3.2009 Helsinki - Biokaasu- ja jätealan opintomatka, 15.4.-17.4.2009 - Valtakunnallinen energiavaikuttajien seminaari, 21.10.2009 (verkkoseminaari) - Maataloustieteen päivät, 12.-13.1.2010 Helsinki - Liikennebiokaasu ja Suomi seminaari, 31.5.2010 Joensuu Hankkeen tuloksena syntyi kokonaiskuva siitä, minkä verran maatalousmuoveja, hevosenlantaa ja olkea Pohjois-Savon alueella syntyy sekä kuinka paljon nurmirehua maakunnassa pilaantuu tai jää muuten tuotannosta yli. Lisäksi hankkeessa selvisi, miten näitä jakeita käsitellään tällä hetkellä ja mitkä ovat niiden potentiaalit energiantuotannossa ja muussa materiaalihyödyntämisessä. Hankkeen tuloksia voidaan hyödyntää edelleen suunniteltaessa jätehuoltoa ja kierrätystä sekä erilaisia uusia energiantuotannon muotoja maakunnassa. Hankkeessa toteutettu tutkimus sekä sen tulokset kuvataan tässä raportissa luvuissa 1-7. 4
1 ESISELVITYKSEN LÄHTÖKOHDAT Tutkimusalue, Pohjois-Savon maakunta, koostuu 23 kunnasta. Alueella asuu 4,7% Suomen väestöstä ja maatalous on yksi sen merkittävimmistä elinkeinoista: Pohjois-Savossa sijaitsee 7,1% Suomen maatiloista, 6,5% Suomen viljellystä peltoalasta ja 13,6% Suomen maidontuotannosta. Maatiloja alueella on yhteensä 4619 kappaletta. (Pohjois-Savon liitto 2008) Pohjois-Savon maataloussektoria leimaa voimakas rakennemuutos, jossa tilojen määrä vähenee ja niiden keskimääräinen koko kasvaa. Tilastojen mukaan maatilojen määrä on vähentynyt maakunnassa vuosien 2000 2008 välillä noin sadalla. Samalla keskimääräinen tilakoko on kasvanut 25,0 hehtaarista 32,1 hehtaariin. (Pohjois-Savon liitto 2009) Hevostiloja Pohjois-Savon maatiloista on 471 kappaletta. Niistä reilu neljännes on aloittanut hevosten pidon vuosien 2004 2008 välillä. Samalla maatilojen yhteenlaskettu hevosten määrä on lisääntynyt 1733 eläimestä 2364 eläimeen. (Matilda) Kaikki tallit yhteen laskien hevosia on Pohjois-Savossa noin 3500 kappaletta. (Hevostietokeskus) Muissa kuin maatilatalleissa elää siis yhteensä noin 1100 hevosta. Hevostalous on siis kasvamassa maakunnassa nopeaa vauhtia hevosharrastuksen yleistyessä. Sekä maatilojen koon suurentuminen että hevostalouden lisääntyminen muuttavat näistä toiminnoista syntyvien jätteiden virtoja yhä keskittyneemmiksi, jätteiden ja sivuvirtojen määrän samalla kasvaessa. Nämä erilaiset jätteet ja sivutuotteet aiheuttavat haasteita monilla tiloilla sekä sijoituspaikan että hyötykäyttömahdollisuuksien puutteen takia. Lisäksi ne voivat olla haitaksi sekä ympäristölle että ihmisten ja eläinten terveydelle. Toisaalta jätteiden ja sivutuotteiden synnyn keskittyessä pienemmille alueille voi myös avautua uusia mahdollisuuksia niiden hyödyntämiseen mm. logistiikan näkökulmasta. Ainakin teoriassa jätteitä ja sivutuotteita olisi mahdollista hyödyntää entistä laajemmin joko materiaalina tai energiana. Tässä selvityksessä keskitytään potentiaalisesti energiantuotannossa käytettävien, mutta vähemmän huomioita saaneiden maatalouden sivutuotteiden - ylijäämärehun, hevosenlannan, ja oljen - määrien ja hyödyntämistapojen ja -mahdollisuuksien selvittämiseen Pohjois-Savon maakunnassa. Lisäksi selvityksessä huomioidaan varsinkin rehun käyttöön kiinteästi liittyvän maatalousmuovien hyödyntäminen, koska sen suuret syntymäärät aiheuttavat hankaluuksia useilla tiloilla. 1.1 JÄTESEKTORIN LÄHTÖKOHTIA Suomen jätepolitiikan ja -lainsäädännön tavoitteena on luonnonvarojen kestävän käytön edistäminen sekä jätteistä aiheutuvien terveys- ja ympäristöhaittojen torjuminen. Jätehuoltoa koskevassa lainsäädännössä ja politiikassa käytetään ohjaavana periaatteena jätehierarkiaa (kuva 1). Jätehierarkian mukaan tärkeintä on jätteen synnyn ehkäiseminen. Jos jätettä ei voida estää syntymästä, hierarkian mukaan se tulee ensin pyrkiä käyttämään uudelleen ja tämän jälkeen hyödyntämään biologisesti tai kierrättämään materiaalina. Vasta jos materiaalina hyödyntäminenkään ei ole mahdollista, tulee kyseeseen jätteen energiahyötykäyttö. Viimeisenä keinona on jätteen loppusijoittaminen, joka tulee toteuttaa niin, ettei siitä koidu haittaa ympäristölle tai ihmisille. (Valtakunnallinen jätesuunnitelma vuoteen 2016, VALTSU) 5
Kuva 1: Viisiportainen jätehierarkia Jätehierarkian perusperiaatteet sisältyvät myös nykyiseen jätelakiin (1072/1993), joka ohjaa tuotannossa ja kulutuksessa syntyvien jätteiden käsittelyä yhdessä jäteasetuksen (1390/1993) kanssa. Lain mukaan jäte on pyrittävä hyödyntämään ensisijaisesti aineena ja toissijaisesti energiana. Kaatopaikalle jätettä voidaan sijoittaa vain jos sen hyötykäyttö ei ole teknisesti tai taloudellisesti mahdollista. Lain mukaan ympäristöön ei saa jättää roskaa, likaa tai käytöstä poistettuja esineitä siten että niistä voi aiheutua vaaraa, haittaa tai epäsiisteyttä ympäristölle. Myös jätteen avopoltto on kiellettyä. Jätelain vastuusäännösten (1.6.2007) eli tuottajanvastuun mukaan elinkeinotoiminnan harjoittajat ovat vastuussa omassa toiminnassa syntyvien jätteiden jätehuollon järjestämisestä. Näin ollen elinkeinotoiminnan jätehuollon järjestäminen on rajautunut pääosin pois kunnan vastuun piiristä ja kuuluu jätteen tuottajan vastuulle. Jätelain 10 ja 1 mukaan kunta voi edelleen jätteenhaltijan kanssa tehtävällä sopimuksella kuitenkin ottaa muunkin kuin nimenomaisella vastuullaan olevan jätteen järjestämäänsä jätteenkuljetukseen ja hyödyntämiseen tai käsittelyyn. Ennen lain muutosta tehdyt, vielä voimassa olevat sopimukset voivat jatkua entisellään kummankin sopijapuolen niin halutessa. Näin ollen myös maatilat ja tallit ovat vastuussa omien jätteidensä käsittelystä. Jätesektori on merkittävä kasvihuonekaasujen tuottaja. Varsinkin orgaanisten jätteiden hajoamisesta sekä jätteiden kuljetuksesta aiheutuu kasvihuonekaasupäästöjä. Valtakunnallisen jätesuunnitelman mukaan merkittävin jätepolitiikan ilmastotavoite on vähentää jätteen kaatopaikkakäsittelystä syntyviä metaanipäästöjä. Tähän pyritään mm. rajoittamalla metaania tuottavan biohajoavan jätteen sijoittamista kaatopaikoille. Tavoitteena on myös biokaasun laitosmaisen tuotannon ja käytön edistäminen. Lisäksi suunnitelman tavoitteisiin kuuluu biokaasun käyttöön, mädätteen tuotteistamiseen ja maatalouskäyttöön sekä laitosten ympäristöhaittojen ehkäisyyn liittyvän kehittämis- ja tutkimustoiminnan tukeminen. Tavoitteena on, että kaikki maaseudun elinkeinotoiminnassa syntyvä lanta hyödynnetään. Tästä lantamäärästä 10 % eli noin 2,1 miljoonaa tonnia, käsiteltäisiin maatilojen biokaasulaitoksissa. Näihin laitoksiin ohjautuisi suunnitelman tavoitteiden mukaan myös vähintään 10 % syntyvästä haja-asutuksen sako- ja umpikaivolietteestä. (VALTSU) Suomessa on meneillään jätelainsäädännön kokonaisuudistus, joka valmistuu vuoden 2010 loppuun mennessä. Uudistuksen tavoitteena on ajanmukaistaa jätealan lainsäädäntö vastaamaan nykyisiä jäte- ja ympäristöpolitiikan painotuksia ja EU-lainsäädännön vaatimuksia, varsinkin EU:n uutta jätedirektiiviä. Uudistuksen yhteydessä arvioidaan muun muassa jätteen synnyn ehkäisyn ja jätteiden kierrätyksen edistämisen sääntelyä, tuottajavastuuseen liittyvää sääntelyä sekä jätehuollon valvonnan riittävyyttä. Eräs tavoite on selkiyttää määrittelyä siitä, milloin materiaali on jätettä ja milloin sivutuotetta sekä milloin jäte lakkaa ole- 6
masta jätettä ja muuttuu uusiomateriaaliksi, jolloin sitä voidaan lainsäädännössä käsitellä jätteen sijasta tuotteena. Tällaisia määrittelyjä suunnitellaan mm. rakennus- ja purkujätteille, tuhkille ja kuonille, metalliromulle, kompostille ja keräyspaperille. Maatalouden jätteitä ei ainakaan tässä vaiheessa ole mukana tässä listauksessa. Maaliskuussa 2010 jätelainsäädännön kokonaisuudistusta valmistellut työryhmä jätti esityksensä kommentoitavaksi. Esityksessä sisältää mm. seuraavia asioita: - Jätteiden synnyn ehkäisyn ja jätteiden kierrättämisen edistämisen sääntelyn kehittäminen. - Tuottajanvastuuseen liittyvän sääntelyn kehittäminen. - Jätehuollon valvonnan riittävyyden arviointi. (Ympäristöhallinto) Myös selvitys jäteverotuksen uudistamisesta on käynnistynyt. Tavoitteena on luoda nykyisiä jätehuollon tavoitteita parhaiten edistävä ohjausmalli. Lisäksi Itä-Suomeen on valmistunut oma jätesuunnitelma tammikuussa 2010. Se on laadittu Pohjois-Savon, Pohjois-Karjalan ja Etelä-Savon ympäristökeskuksien yhteistyönä. Suunnitelma on jätelain velvoittama ja sen tavoitevuosi on 2016. Suunnitelma ei ole oikeudellisesti sitova, vaan sillä on jätehuollon kehitystä ohjaava vaikutus. Tämän esiselvityksen jätejakeiden osalta keskeisiä asioita suunnitelmassa ovat: - Jätteen energiahyötykäytön lisäykseen liittyen tavoitteena on, että materiaalihyötykäyttöön soveltumattoman polttokelpoisen jätteen sisältämä energia saadaan hyödynnettyä mahdollisimman hyvin vuoteen 2016 mennessä. Keinona tähän on mm. selvittää alueellinen rinnakkaispolttokapasiteetti ja sen soveltuminen kierrätyspolttoaineen polttoon sekä arvioida keräys- ja käsittelyjärjestelmän kustannuksia. - Biohajoavia jätteitä on tavoitteena käsitellä pienen mittakaavan biokaasulaitoksissa maaseudulla. Biokaasu jalostettaisiin liikennekäyttöön tai käytettäisiin energiantuotannossa alueesta riippuen. - Haja-asutusalueen jätehuollon osalta tavoitetilana on, että vuoteen 2016 mennessä maatalousmuovien keräys ja käsittely on järjestetty. Suunnitelmassa todetaan, että muovin valmistajien, maahantuojien ja pakkaajien vastuulla olevien jätteiden osalta on tarvetta parantaa vastaanottopaikkojen saatavuutta. Yhtenä keinona suunnitelma nostaa esille tuottajan vastuun laajentamisen edistämistä maatalousmuoveihin niin, että se kattaisi kaikki maatalousmuovit. Tavoitteena on saada aikaan säädösmuutos valtioneuvoston päätökseen pakkauksista ja pakkausjätteistä. Huomioitavaa tähän liittyen on, että EU:n pakkausdirektiivissä muoveille on asetettu 22,5 %:n kierrätysvelvoite vuoteen 2016 mennessä. 1.2 ENERGIASEKTORIN LÄHTÖKOHTIA Suomen energiapolitiikkaa linjaavat mm. Euroopan komission energia- ja ilmastostrategia (2007) sekä Suomen kansallinen pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategia. Jätteen polton tekniikkaa ja päästöjä ohjaa puolestaan VNa jätteen poltosta (362/2003). Merkittävänä ohjaavana tekijänä ovat myös energian sekä päästöoikeuksien hinnan muutokset. Uusiutuvan energian kilpailukyky riippuu edellä mainittujen kohtien lisäksi myös niiden ja fossiilisten polttoaineiden tukipolitiikasta. 7
EU:n energia- ja ilmastostrategian tavoitteena on torjua ilmastonmuutosta vähentämällä hiilidioksidipäästöjä sekä parantaa energiahuollon varmuutta ja siten myös alueellista kilpailukykyä. Ilmaston lämpeneminen halutaan rajoittaa enintään kahteen asteeseen verrattuna teollista vallankumousta edeltäneeseen tasoon. Keinoja tavoitteen saavuttamiseen ovat energian sisämarkkinoiden kehittäminen, uusiutuvien energialähteiden käytön lisääminen, energiatehokkuuden parantaminen sekä alan sääntelyn tehostaminen. Strategian mukaisesti unioni on sitoutunut vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä 20 %, parantamaan energiatehokkuutta 20 % ja nostamaan uusiutuvista lähteistä peräisin olevaa energiaa 20 % osuuteen vuoteen 2020 mennessä. Kullekin jäsenmaalle on annettu omat tavoitteet uusiutuvan energian lisäämiseksi. Suomen tavoite on lisätä uusiutuvien määrää 38 %:iin vuoteen 2020 mennessä. Vertailuvuonna 2005 uusiutuvien energianmuotojen osuus oli Suomessa 28,5 %. Kansallisen pitkän aikavälin ja ilmasto- ja energiastrategian tavoitteena on puolestaan energian loppukulutuksen pysäyttäminen ja kääntäminen laskuun niin, että se on vuonna 2020 noin 10 % pienempi kuin mitä se olisi ilman uusia toimenpiteitä. Käytännössä tämä tarkoittaa noin 310 TWh:n vuosikulutusta. Uusiutuvien energioiden osuus on strategiassa sama kuin EU:n velvoitteessa eli 38 %. Velvoitteen täyttäminen edellyttää puuperäisen energian, jätepolttoaineiden, lämpöpumppujen, biokaasun ja tuulienergian käytön voimakasta lisäämistä. Biokaasun osalta tavoitteena on nostaa sen tuotanto 0,5 TWh:sta 1,2 TWh:iin vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteena on myös edistää kierrätykseen soveltumattoman jätteen polttoa ja biokaasun tuotantoa alueellisten jätesuunnitelmien kautta. Samalla halutaan ylläpitää hajautettua energiantuotantoa, joka perustuu useisiin polttoaineisiin ja hankintalähteisiin energian saatavuuden turvaamiseksi. (Energia- ja ilmastostrategia) Energia- ja ilmastostrategiassa nostetaan esille maatalouden mahdollisuudet uusiutuvien energioiden tuottamiseksi seuraavasti: Kasvimassoja voidaan polttaa suoraan energiantuotannossa, kasvi- ja eläintuotteita voidaan jalostaa nestemäisiksi polttonesteiksi ja eläin- ja kasviperäisiä biomassoja voidaan prosessoida biokaasuksi. Näillä voidaan korvata uusiutumattomia energiaraaka-aineita niin maatiloilla kuin muussakin energiantuotannossa. Maatalouden bioenergiapotentiaaleja arvioitaessa tulee käytettävissä olevan peltoalan lisäksi ottaa huomioon lannan, kasvijätteiden ym. jätemateriaalien bioenergiamahdollisuudet sekä eri biopolttoaineiden jalostuksessa saavutettavat erilaiset hyötysuhteet sekä tuotantotekniikoiden kehittymisnäkymät. (Energia- ja ilmastostrategia) Lisäksi energia- ja ilmastostrategian tavoitteena on edistää energiakasvien tuotantoa sekä maatalouden sivuvirtojen ja lannasta saatavan bioenergian käyttöä mm. biokaasun muodossa siten, että niihin perustuva uusiutuvan energian määrä saavuttaa noin 4-5 TWh:n tason vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteena on myös kehittää jätteiden energiakäyttöä ympäristön kannalta tehokkaimpaan suuntaan. Tähtäimessä on vähintään puolitoistakertaistaa kierrätyspolttoaineiden käyttö energialähteenä vuoteen 2020 mennessä. Ensisijaisesti suositaan jätteiden mädättämistä biokaasuksi ja erillislajitellun energiajakeen rinnakkaispolttoa. Biojätteiden käyttöä liikenteen biopolttoaineiden raaka-aineena edistetään myös. (Energia- ja ilmastostrategia) Strategian mukaisesti maatalouden energiatehokkuutta edistetään maatilojen energiaohjelmalla, jonka toteutukseen kuuluvat mm. valtion tukemat tilakohtaiset energiasuunnitelmat ja -katselmukset. Näissä tarkastellaan energiansäästökohteiden ja -investointien lisäksi myös tilan mahdollisuuksia bioenergian käytön ja tuotannon lisäämiseen sekä tiedotetaan kasvihuonekaasupäästöjen vähentämismahdollisuuksista. (Energia- ja ilmastostrategia) Maatilojen energiaohjelman toteutus on alkanut vuoden 2010 aikana. Sen 8
puitteissa yksittäisillä maatiloilla on mahdollisuus saada tuettuun hintaan energiasuunnittelija tekemään joko energiakatselmuksen tai energiasuunnitelman tilalle sen koosta riippuen. Tila saa itselleen raportin, johon on listattu ehdotuksia toimenpiteistä energiankäytön tehostamiseksi. (MMM) Uusiutuvan energian energiantuotannon lisäämisen ohella EU velvoittaa nostamaan myös liikennepolttoaineiden käytössä biopolttoaineiden osuutta. Polttoaineiden uusiutuvan osuuden pitäisi olla energiasisällöstä 5,75 % vuonna 2010 ja 10 % vuonna 2020. (Energia- ja ilmastostrategia) Odotettavissa on, että vuoteen 2020 mennessä biopolttoaineiden raaka-ainepohja laajentuu ei-ruokapohjaisten kasviöljyjen, metsäbiomassan ja biojätteiden laajamittaiseen hyväksikäyttöön. Tähän johtaa tuotannon laajeneminen ja elintarvikkeiden globaali hinnannousu, josta syntyy kritiikkiä viljeltyjen ruokapohjaisten raaka-aineiden käyttöä kohtaan. (Paasi ym. 2008) 9
2 NURMIREHUN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUDET 2.1 Yleisimmät nurmirehukasvit Yleisimmät nurmirehun kasvilajit Suomessa ovat timotei, nurminata ja koiranheinä. Näiden lisäksi nurmiseoksissa viljellään yleisesti raiheinää ja niittynurmikkaa, jotka ovat molemmat monivuotisia kasveja. Puna-apilaa käytetään toisinaan mm. sen typensidontaominaisuuksien vuoksi. Säilörehun raaka-aineeksi soveltuvat hyvin lehtevät kasvilajit, kuten nurminata ja koiranheinä. Kuivaheinän valmistamiseen soveltuvat puolestaan parhaiten heinälajit, jotka eivät ole merkittävissä määrin lehteviä, kuten timotei. Timoteitä käytetään kuitenkin paljon myös säilörehuissa sen maittavuuden ja talvenkestävyyden vuoksi. (Hakkola 1998). Taulukossa 1 kuvataan yleisimpien nurmirehukasvien ominaisuuksia. Taulukko 1: Yleisimmät rehukasvilajit (Hakkola 1998; Peltonen ym. 2010) Timotei Nadat (nurminata, ruokonata, rainata) Koiranheinä, englanninraiheinä ja niittynurmikka Apilat Suomen tärkein nurmikasvilaji. Vaatimaton ja talvenkestävä. Kahden niiton kasvi. Paras maittavuus heinäkasvilajeista. Soveltuu hyvin seokseen natojen kanssa, koska niiden kasvurytmit ovat lähellä toisiaan. Sopivat paremmin säilörehuksi kuin kuivaheinäksi, jossa natojen lehtevyydestä on haittaa. Nadat kestävät kuivuutta ja tauteja paremmin kuin esimerkiksi timotei, mutta niiden maittavuus on heikompi. Natoihin kuuluu nurminata, ruokonata ja uutena jalostettuna lajina rainata. Lajit ovat natoja ja timoteitä vähemmän käytettyjä Suomessa. Koiranheinän ja englanninraiheinän talvenkestävyys on natoja ja timoteitä heikompaa. Koiranheinä ei sovellu seoksiin nopean kasvurytminsä takia, mutta kuivuutta se kestää hyvin. Englanninraiheinällä on puolestaan heinäkasvien paras rehuarvo eli sadon vanhetessa laatu säilyy hyvänä pidempään kuin muilla lajeilla. Puna-apila toimii pelloilla typensitojakasvina. Siinä on runsas valkuaisainepitoisuus, joten hevosille sitä käytetään rehuissa enintään 15-20%. Kasvi soveltuu parhaiten säilörehuun, koska se kuivuu hitaasti. Valkoapila soveltuu ennen kaikkea laidunrehuksi. 2.2 Nurmirehun laatuominaisuudet Säilörehun laatuun vaikuttaa kasvimassan koostumus sen korjuuhetkellä (D-arvo, kemiallinen koostumus ja haitallisten aineiden osuus) sekä säilönnän aikaiset muutokset (säilönnällinen laatu, jälkilämpenemisherkkyys ja haitallisten aineiden osuus). Rehun korjuuajalla on merkittävä vaikutus sen ravitsemukselliseen arvoon: Kesän edetessä rehun laatu heikkenee, vaikka sadon määrä kasvaa. Laadullisia muutoksia ovat sulavuuden väheneminen, raakavalkuaisen ja kivennäisaineiden pitoisuuksien pieneneminen ja kuitupitoisuuden nouseminen. (Peltonen ym. 2010) Kun rehujen sulavuus vähenee, myös niiden biokaasuntuotantopotentiaali laskee. Taulukossa 2 kuvataan nurmirehujen laatuominaisuuksia, taulukossa 3 nurmirehujen säilönnällisiä laatuominaisuuksia ja taulukossa 4 tyypillisiä rehujen kuiva-aineipitoisuuksia. 10
Taulukko 2: Nurmirehujen laatuominaisuuksia (Peltonen ym. 2010) Kuva-ainepitoisuus Ilman esikuivausta korjatun säilörehun kuiva-ainepitoisuus on noin 20-25%. Esikuivatun säilörehun kuiva-ainepitoisuus on puolestaan yli 30%. Esim. lehmät syövät mieluiten rehua, jonka kuiva-ainepitoisuus on noin 35%. Tuhkapitoisuus Raakavalkuaispitoisuus Kuitupitoisuus D-arvo Säilönnällinen laatu Tuhkapitoisuus kertoo kivennäisaineiden kokonaismäärän rehussa. Kivennäisaineista eläimet eivät saa energiaa, mutta ne ovat muuten tarpeellisia. Tuhkasta ei ole hyötyä biokaasun tuotannossa. Lypsylehmillä riittävä raakavalkuaisen pitoisuus rehussa on 13-14%. Muilla eläinryhmillä riittää myös alempi pitoisuus. Kuitupitoisuus kuvaa sitä, miten suuri osuus rehusta on kasvisolujen soluseiniä. Niitä eläimet eivät voi käyttää hyödykseen energiana, mutta ne ovat kuitenkin tarpeellisia ruuansulatuksen toiminnalle. Sulavan orgaanisen aineksen pitoisuus rehun kuiva-aineessa. Säilönnälliseen laatuun vaikuttaa rehun ph (happamuus) sekä maitohappojen, sokereiden, etanolin, ammoniakin ja liukoisen typen pitoisuus rehussa. Taulukko 3: Nurmirehun säilönnällinen laatu (Peltonen ym. 2010) Happamuus (ph) Rehun säilyminen perustuu ph:n laskemiseen hapettomissa olosuhteissa tasolle, jolla rehun mikrobiologinen toiminta vakiintuu. Riittävä happamuus saavutetaan maitohappokäymisen ja/tai rehuun lisätyn säilöntähapon vaikutuksesta. Myös rehun kuivuus rajoittaa mikrobitoimintaa, joten myös riittävä happamuustaso määräytyy rehun kuiva-ainepitoisuuden perusteella. Maitohappo Haihtuvat rasvahapot Sokerit Etanoli Ammoniakki Muodostuu sokereista luonnollisten tai rehuun lisättyjen maitohappobakteerien tuotteena hapettomissa olosuhteissa tapahtuvassa käymisessä. Maitohappo laskee rehun ph:ta, ja parantaa siten sen säilyvyyttä. Liian pitkälle edennyt käyminen vähentää rehun syöntiä ja huonontaa sen valkuaisarvoja. Haihtuvat rasvahapot eli etikka-, propioni- ja voihappo, muodostuvat säilörehuun sivu- ja virhekäymisessä ja huonontavat rehun laatua. Eläimet hyödyntävät energianlähteinään nurmikasvien sokereita. Hevosilla sokereiden määrä rehuissa täytyy pitää kohtuullisena haittavaikutusten minimoimiseksi. Nautaeläimillä sokereista ei ole haittaa. Biologista säilöntää varten sokeripitoisuus on oltava riittävä maitohappojen muodostumista varten. Etanolia muodostuu yleensä jonkin verran säilörehuihin. Eläimet pystyvät hyödyntämään sen aineenvaihdunnassaan. Ammoniakkia rehuun muodostuu typellisten aineiden hajotessa. Ammoniakin määrä kertoo rehun laadun alenemisesta. 11
Taulukko 4 Keskimääräisiä nurmi- ja vihantarehujen kuiva-ainepitoisuuksia Nurmi- ja vihantarehut Kuiva-aine % Säilörehu, tuore 22-25 esikuivattu 25-40 esikuivattu pyöröpaalissa 35-45 Vihantavilja, kaura 22 Kokoviljasäilörehu 35 2.2.1 Nurmirehujen laatuvaatimukset eri eläinryhmillä Nurmirehun laatuvaatimukset määräytyvät sitä syövän eläinryhmän mukaan. Eli eläinryhmät vaativat erilaista rehun sulavuutta (D-arvo), joka vaikuttaa rehusta saatavan energiamäärän saantiin. Lypsyssä olevat lehmät tarvitsevat D-arvoltaan 680-700 g/kg ka (68-70%) rehua tuottaakseen hyvin maitoa. Kaikki muut eläinryhmät voivat syödä D-arvoltaan alempaa rehua. Taulukossa 5 on kuvattu eri eläinryhmien D-arvon suuntaa-antavaa suositusarvoa. (Peltonen ym. 2010) Taulukko 5: D-arvon tavoite eri eläinryhmille (Rinne, Huuskonen, Pesonen, Sormunen-Cristian, Saastamoinen, 2010) Eläinryhmä Suuntaa-antava D-arvosuositus Lypsylehmät ja kasvavat lihanaudat, nurmirehuvaltainen ruokinta 68-70 Lypsylehmät ja kasvavat lihanaudat, väkirehuvaltainen ruokinta 65-68 Emolehmät imetyskaudella > 65 Emolehmät imetyskauden ulkopuolella < 63-65 Kilpahevoset, imettävät tammat ja kasvavat varsat 65-68 Aktiiviset harrastehevoset 60-65 Hevoset ja ponit ylläpitotasolla < 60 Nautaeläinten nurmirehut Pohjois-Savon alueella on noin 2000 nautatilaa, joista 1700 on navetallisia. Nautaeläimiä maakunnassa on noin 117 000, joista 38 000 on lehmiä (Matilda). Naudan energiantarve vaihtelee mm. sen kasvuvaiheen mukaan, mutta keskimäärin nauta syö kuiva-ainetta noin 10 kg päivässä. Kaikista eniten naudoista energiaa kuluttavat lypsyssä olevat lehmät. Lypsylehmän tuotoksessa nurmirehun osuus on noin 50-60%. (Maito ja Me 2.5.2007) 12
Nautojen ruokinnassa on nopeasti yleistynyt seosrehuruokinta. Valtaosa lihanaudoista ruokitaan seosrehulla ja se on myös yleistynyt maitotiloilla karjakoon kasvaessa. Seosrehuruokinta voi perustua säilörehuun ja viljaan, joita täydennetään valkuaisrehuilla, kivennäisillä ja vitamiineilla. Seosrehuruokintaa käytettäessä lypsävälle lehmälle tulee varata 45 55 kg, tiineille hiehoille tai ummessa oleville 20 25 kg, yli 6 kk lihanaudalle 17 20 kg ja vasikoille 9-13 kg seosrehua päivässä. (Agronet) Säilörehun laadulla on suuri merkitys nautojen terveyteen, maidon laatuun ja siten myös karjan antamaan taloudelliseen tuotokseen. Säilörehun laatua voidaan selvittää Artturi-analyysillä, joka kertoo rehun säilönnällisen laadun arvosanoilla neljästä kymmeneen. Analyysissä huomioidaan rehun happamuus, liukoinen typpi, sokeripitoisuus, ammoniakkityppi ja haihtuvat rasvahapot. Analyysin tulos ei kuitenkaan vastaa täysin rehun ruokinnallisen arvon tasoa, mutta mikäli arvosana on alle seitsemän, myös rehun ruokinnallinen arvo laskee. Tiedossa on, että hapanta rehua eläimet syövät heikommin. Hajonneet typpiyhdisteet voivat tuntua rehun maussa ja näkyä maidossa ureapitoisuuden nousemisena. (MTT, Pelto tuottamaan hanke) Nautojen rehun ruokinnallista arvoa mittaavat puolestaan D-arvo, ry-arvo, kuitupitoisuus, raakavalkuainen, OIV ja PVT. Suurin vaikutus on D-arvolla, jonka perusteella rehun päivittäisen tarpeen määrä arvioidaan. Sokeripitoisuus rehuissa tulisi olla välillä 50-150 g/kg ka. Jos rehuissa on liian vähän sokeria, voihappokäymisen riski on suuri. Toisaalta liika sokeri löysyttää ja happamoittaa eläinten mahoja. Kuivaainepitoisuudella ei puolestaan ole merkitystä ruokinnan näkökulmasta. Artturin rehumääritystä kuiville rehuille ei kuitenkaan voida antaa, sillä se perustuu rehujen puristenesteeseen. (MTT, Pelto tuottamaan hanke) Optimaalinen D-arvo lypsävillä lehmillä on 69-70. Kumpaankin suuntaan liikuttaessa rehun ruokinnallinen arvo heikkenee. Väkirehuannosta alennetaan nurmirehun lisäsyönnin mukaan. Näin ollen yhden D-arvon pisteen lasku/nousu vaikuttaa noin 40 kustannukseen lehmää kohden talvessa olettaen että väkirehu maksaa 23 snt/ry ja säilörehu 10 snt/ry. Yli vuoden ikäisillä hiehoilla ja umpilehmillä D-arvon tavoitelukema on noin 62. Nämä eläimet tarvitsevat lypsylehmiä vähempienergisempää, mutta täyttävämpää rehua. Yhtä hiehoa kohti rehua tulisi tehdä noin 1300 ry ja umpilehmää kohti 300 ry sisäruokintakaudelle. (MTT, Pelto tuottamaan hanke) Hevosten nurmirehut Hevosten nurmi- ja kaurarehuntuotantoon tarvitsema ala on 3 5 % peltopinta-alasta vaihdellen maan eri osissa. Suomen koko nurmialasta hevosten nurmet muodostavat puolestaan yli 10 %. Näin ollen hevosille tarvittava heinämäärä vaatii tällä hetkellä noin 1200 keskikokoisen tilan peltoalan, joka on noin 3 % kaikista kasvinviljelytiloista. Suomessa hevoset syövät kuvaheinänä laskettuna 0,5 miljoonaa kiloa nurmirehua päivässä eli 180 miljoonaa kiloa vuodessa. Eniten hevosten ruokinnassa käytetäänkin juuri kuivaa heinää, jota on käytössä noin puollella maan talleista. Suomen 16 000 tallista noin 14 000 sijaitsee muualla kuin aktiivisen maatilan yhteydessä. Eri tutkimusten perusteella arviolta 70 % talleista ostaa osan tai kaiken tarvitsemistaan karkearehuista. Hevosten pääasiallinen karkearehu on heinä, vaikka säilöheinän ja säilörehun käyttö on lisääntynyt. (MTT:n selvityksiä 67) Parhaiten hevosten ruokintaheinäksi soveltuu pelkkä timotei tai timoteivaltainen heinä, jossa timotein osuus on 60-70 %. Lisäksi seoksessa voi olla mukana nurminataa parantamassa kasvuston lehtevyyttä. Myös 13