1 Energiatehokkuudella parempaa kannattavuutta maitotiloille ERKKA-hankkeesta työkaluja navettainvestointeihin Projektipäällikkö Teija Rantala, yliopettaja Risto Kauppinen, tutkimuspäällikkö Eero Antikainen, tutkimuspäällikkö Raija Lankinen Savonia-ammattikorkeakoulu, Iisalmi, etunimi.sukunimi@savonia.fi Tiivistelmä Lypsykarjatalous kuluttaa runsaasti energiaa, mutta tuotantorakennusten osalta säästöä on haettu tähän saakka pääasiassa rakennuskustannuksista. Kuitenkin esimerkiksi suorat energiakustannukset maidontuotannossa pelkästään tuotantorakennuksen osalta ovat jopa 10 % maidon tuottajahinnasta. Tuotantorakennuksen energiatalouteen on syytä kiinnittää jatkossa entistä enemmän huomioita. Maitotilojen tuotantorakennusten energiatehokkuutta kehittävän ERKKA-hankkeen keskeisenä tavoitteena on parantaa lypsykarjatilojen taloudellista kannattavuutta vähentämällä energiankäytöstä ja -tuotannosta aiheutuvia kustannuksia. Kohderyhmänä ovat pääasiassa keskimääräistä suuremmat lypsykarjatilat ja niiden energiansäästömahdollisuudet uudisrakentamisen osalta, mutta myös jo olemassa olevissa tuotantorakennuksissa. Keskeisenä osana hanketta on tuotetun ja kootun tiedon välittäminen tiloille ja tilojen kanssa toimiville neuvojille ja muille alan asiantuntijoille. Hankkeen toteuttama kysely osoitti, että maidontuottajat ovat kiinnostuneita vähentämään energiankulutusta laitevalinnoilla ja muuttamalla työtapoja energiatehokkaammaksi. Koneiden ja laitteiden energiankulutus, pienen kokoluokan sähköntuotannon ja lämmöntuotannon tekniikka ja kannattavuus koettiin sellaisiksi, että niistä haluttiin lisää tietoa. Omavaraiseen energian- ja lämmöntuotantoon on kiinnostusta ja lisätietoa kaivataan. Energian tuotantomuodoista eniten yrittäjiä kiinnostaa maalämpö. Asiasanat: energiatehokkuus, uusiutuvat energialähteet, lypsykarjatilat, luonnonvara-ala
2 Abstract Better profitability on dairy farms with energy efficiency Dairy farming consumes a lot of energy but as far as production buildings are concerned savings up to now have been acquired mainly from construction costs. However the direct energy costs in milk production, merely as far as the production building is concerned, are for example up to 10% of the producer price for milk. In the future an increased amount of attention should be paid to the energy economy of the production building. The main objective of the ERKKA project for developing the energy efficiency of the production building of dairy farms is to improve the economical profitability of dairy cattle farms by reducing energy use and production costs. The target group is mainly above average sized dairy cattle farms and their potential for energy savings from the part of new construction and also in existing production buildings. A key part of the project is informing of produced and gathered information to the farms and advisors working with the farms and other experts. The survey carried out by the project showed that milk producers are interested in reducing the energy consumption with choice of equipment and by changing the ways of working to make them more energy efficient. The energy consumption of machines and equipment, small scale production of electricity and heat production technology and profitability were seen as such that more information was wanted about these. There is an interest in self-sufficient energy and heat production and more information is needed. Of the forms of the generating of energy entrepreneurs are mostly interested in geothermal energy. Keywords: energy efficiency, re-generable energy sources, dairy cattle farms, field of agriculture and rural industries
3 Oikeista energiaratkaisuista säästöä pitkällä tähtäimellä Energiahuollolla ja siihen liittyvillä teknisillä ratkaisuilla on keskeinen vaikutus lypsykarjatalouden kannattavuuteen. Välittömät suorat energiakustannukset maidon tuottajahinnasta ovat merkittävät. Esim. sähköä kuluu navetassa 0,08 0,12 kwh tuotettua maitokiloa kohti (Grönroos ja Voutilainen 2001). Tämän lisäksi tuotantorakennuksen rakenteiden ja toimintatapojen sekä energian tuotantotavan valinnoilla ja käytöllä vaikutetaan välillisesti muodostuviin yksikkökustannuksiin ja kannattavuuteen. Merkittävät lypsykarjarakennukseen rajoittuvat energiankulutuskohteet ovat tuotantoeläinten ja toiminnan ylläpitoon, maidon tuotantoketjuun ja käsittelyyn, ilmanvaihtoon sekä käyttöveden ja tuotantorakennuksen lämmitykseen kuluva energia. Tähän saakka tuotantorakennusten osalta säästöä on haettu pääasiassa rakennuskustannuksista. Energiankulutuksessa on suuria vaihteluja tilojen välillä, vaikka tuotantosuunta ja kokoluokka olisivat samat. Esimerkiksi lypsykarjakokoluokassa 50-70 lehmää sähkön käytön vaihtelu eri tiloilla oli 20 ka 200 MWh välillä. Maitotiloilla on paljon tuotannossa käytössä olevia sähkömoottoreita. Yleensä lypsykarjatiloilla on 5-10 jatkuvasti päällä olevaa sähkömoottoria ja 7-10 päivittäin tuotannossa tarvittavaa sähkömoottoria (Kirkkari ja Lehtinen 2005). Suurten tilojen osuus maidontuotannossa on koko ajan nousussa (Pyykkönen et al. 2010), ja odotettavissa on, että vuoteen 2016 mennessä puolet maidosta tuotetaan Suomessa yli 50 lehmän tiloilla. Vuonna 2010 yli 50 lehmän karjojen osuus oli 26 % (Lehtonen ja Pyykkönen 2005). Myös energiankulutuksen ja energiahuollon merkitys korostuvat entisestään. Tuotantoyksikön toiminnan ja kannattavuuden kannalta optimaalisten olosuhteiden aikaansaaminen tulee ottaa huomioon tuotantorakennuksen suunnitteluvaiheessa. Tuotannollisten ja rakennusteknisten ratkaisuiden lisäksi tulisi kiinnittää huomio myös energiantuotantomuodon valintaan, prosessien ja laitteiden energiatehokkuuteen sekä hukkalämpövirtojen hyödyntämiseen lämmöntalteenottojärjestelmiä hyödyntäen. Rakennuksessa vallitsevan ilman laadulla on suuri merkitys eläinten ja tilassa työskentelevien ihmisten hyvinvointiin sekä tuotantotilan rakenteiden ja laitteiden kuntoon. Lypsykarjan tuotantotiloissa ilman olosuhteita hallitaan ilmanvaihdon avulla. Ilmanvaihdon tarvetta määrittäviä tekijöitä ovat ilman lämpötilan ja kosteuden hallinta sekä tiettyjen kaasukomponenttien pitoisuuden pitäminen sallittujen raja-arvojen sisällä. Energiakustannusten oletetaan nousevan tulevaisuudessa edelleen, minkä vuoksi lypsykarjataloudessakin energiatehokkuuden merkitys korostuu entisestään. Lisäksi kansallisen energia- ja ilmastostrategian mukaisesti on tavoitteena siirtyä energiantuotannossa uusiutumattomista fossiilisista polttoaineista uusiutuvien energialähteiden käyttöön. Maitotilojen tuotantorakennusten energian tuotannontavan valintoihin ja energiatehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden kartoitus sekä neuvontatyön ja investointipäätöksien tueksi kehitettävät suunnittelu- ja laskentatyökalut ovat ERKKA-hankkeen keskeisimpiä tavoitteita. Hankkeen tuloksia hyödyntäen on tavoitteena parantaa lypsykarjatilojen taloudellista kannattavuutta vähentämällä energiankäytöstä ja -tuotannosta aiheutuvia kustannuksia. Kohderyhmänä ovat pääasiassa keskimääräistä suuremmat lypsykarjatilat ja niiden energiansäästö uudisrakentamisen osalta mutta
4 myös jo olemassa olevissa tuotantorakennuksissa. Keskeisenä osana hanketta on tuotetun ja kootun tiedon välittäminen tiloille ja tilojen kanssa toimiville neuvojille ja muille alan asiantuntijoille. Hankkeessa tehdään mittauksia tuotantorakennusten laitteistojen energiankulutuksesta, lämpövuodoista sekä ilmanlaadusta. Maalämpö kiinnostaa maitotiloja Maitotilojen energiatietotarpeita kartoitettiin kyselyllä, joka toteutettiin keväällä 2012. Kysely lähettiin 82 pohjoissavolaiselle maitotilalle, ja siihen oli mahdollisuus vastata sekä postitse että sähköisesti. Vastauksia saatiin 22 kappaletta. Vastausprosentiksi muodostui 26,8 %. Kysely osoitti, että tuottajat ovat kiinnostuneita vähentämään energiankulutusta laitevalinnoilla ja muuttamalla työtapoja energiatehokkaammaksi. Koneiden ja laitteiden energiankulutus, pienen kokoluokan sähköntuotannon ja lämmöntuotannon tekniikka ja kannattavuus koettiin sellaisiksi, että niistä haluttiin lisää tietoa. Omavaraiseen energian- ja lämmöntuotantoon on kiinnostusta ja lisätietoa kaivataan. Energiamuodoista eniten yrittäjiä kiinnostaa tällä hetkellä maalämpö (Kuvio 1). Maalämmön hyödyntämisessä tarvittava investointi on korkea. Laiteinvestoinnin yhteydessä tarvikkeiden hankinta ja lämpökanaalien suunnittelu ja kaivu tuovat eniten kustannuksia, mutta sen jälkeen käyttökustannukset jäävät alhaisiksi ja huollon tarve on vähäinen. Toiselle sijalle kiinnostuksen kohteena nousivat biokaasu ja pientuulivoima. Biokaasuteknologia on ollut runsaasti esillä ja yrittäjiä kiinnostanee myös käytettävän teknologian vaikutukset lannan jatkokäsittelyyn ja käyttöön. Kuvio 1. Maidontuottajien kiinnostus (% vastaajista) hankkia lisää tietoa energian tuotantomuodoista (n=23).
5 Kiinnostuneimpia energian käyttöön liittyvän tietämyksen lisäämisestä olivat 40 50 vuoden iässä olevat tuottajat (Taulukko 1). Hieman yllättävää oli, että vain puolet alle 30-vuotiasta yrittäjistä oli kiinnostuneita lisätiedosta. Lehmien lukumäärällä mitattuna pienet tilat olivat kaikkein kiinnostuneimpia saamaan lisätietoa energiaratkaisuista (Taulukko2). Tämä saattaa johtua siitä, että pienillä tiloilla ei ole ollut tarvetta pohtia erikseen energiaratkaisuja. Kustannusten nousun myötä se on kuitenkin noussut esille potentiaalisena kohteena, jossa voidaan saada aikaan säästöjä. Suuret tilat ovat joutuneet paneutumaan tarkemmin energiankäyttöön jo investointien yhteydessä. Taulukko 1. Maidontuottajien iän vaikutus kiinnostukseen hankkia lisätietoa erilaisten energiamuotojen kustannuksista sekä energiatehokkaista ratkaisuista (n=23). Vastaus Kyllä % Ei % Vastaajan ikä alle 30 50,0 50,0 30 40 83,3 16,7 41 50 90,9 9,1 Yli 50 Yhteensä 66,7 79,2 33,3 20,8 Taulukko 2. Tilalla pidettävä lehmien lukumäärä ja tilan halukkuus lisätiedon hankintaan käytettävästä energiamuodosta ja energiatehokkuudesta (n=23). Vastaus Kyllä % Ei % Tilalla lypsylehmiä 25 50 90,9 9,1 51 100 66,7 33,3 Yli 100 75,0 25,0 Yhteensä 79,2 20,8 Lämminpihatto-tiloista 72,2 %, ovat kiinnostuneet samaan lisätietoa (Taulukko 3). Puolilämpimän pihaton omistajat olivat vähiten kiinnostuneita (50 %) energiaan liittyvästä lisätietämyksestä. Energiankulutus puolilämpimässä on pienempi, koska lämmitykseen ei mene niin paljoa energiaa. Parsinavetan omistavilla viljelijöillä oli eniten kiinnostusta energiamuotojen kustannuksia sekä energiatehokkaita ratkaisuja kohtaan kuin muilla (90,9 %). Tämä saattaa johtua siitä, että parsinavetat ovat usein lämpimiä. Uusia parsinavetoita ei juurikaan enää rakenneta, joten nämä yrittäjät voisivat olla sellaisia, jotka suunnittelevat investointia.
6 Taulukko 3. Tilan navettatyyppi ja tuottajien kiinnostus käytettävää energiaa koskevan lisätiedon hankintaan (n= 23). Vastaus Kyllä % Ei % Navettatyyppi lämmin pihatto 72,7 27,3 puolilämmin pihatto 50,0 50,0 parsinavetta 90,9 9,1 Yhteensä 79,2 20,8 Työkaluja ja tietoa käytännön toimijoille ERKKA-hanke tuottaa tietoa siitä, kuinka lypsykarjatilat voivat vähentää uusiutumattoman energian käyttö laiteteknisillä valinnoilla ja uusiutuvien energianlähteiden käytöllä ja rakennusteknisillä ratkaisuilla. Hankkeen tuloksena syntyy suosituksia käytännöistä lypsykarjatilojen tuotantorakennusten lämmönja sähkönkulutuksen vähentämiseksi sekä ratkaisuiksi, jotka vähentävät tuotantorakennusten lämpöhäviöitä, ilmanvaihtoon kuluvaa energiaa tai edistävät rakennusten energiatehokkuutta. Hankkeen tavoitteena on tuottaa tietoa Maatilojen energiaohjelman kehittämiseen. Hanke toteutetaan monialaisena tutkimuksena, jossa hyödynnetään ympäristötekniikan-, luonnonvaraalan-, energiatekniikan- sekä sähkö- ja rakennustekniikan osaamista. Hanke toteutetaan ajalla 1.9.2011-31.12.2013. Lähteet Grönroos, J. ja Voutilainen, P. 2001. Maatalouden tuotantotavat ja ympäristö Inventaarioanalyysin tulokset. Suomen ympäristökeskus 231. 65 s. Kirkkari, A-M ja Lehtinen, R. 2005. Energiankäyttö maito-, nauta- ja sikatiloilla. Työtehoseuran maataloustiedote, 12/2005 (585). 6 s. Perttu Pyykkönen, Heikki Lehtonen ja Anu Koivisto. 2010. Maatalouden rakennekehitys ja investointitarve vuoteen 2020. PTT työpapereita 125 (www.ptt.fi). Heikki Lehtonen ja Perttu Pyykkönen. 2005. Maatalouden rakenne kehitysnäkymät vuoteen 2013. MTT:n selvityksiä 100. 40 s.