Energiatehokkaat maatalouskoneet Jukka Ahokas Helsingin Yliopisto Maataloustieteiden laitos
Kasvintuotanto Ruiskutus 1 % Kasvinsuojelu 5 % Puinti 6 % Kuljetus 0 % Kuivaus 11 % Kyntö 10 % Tasausäestys 2 % Sänkimuokkaus 0 % Kylvömuokkaus 4 % Siemen 7 % Suorakylvö 0 % Kylvö 2 % Ohra perinteinen viljely, 19% puintikost. Lannoitteet 52 % Kuivaus 31 % Muokkaus 43 % Kuljetus 0 % Puinti 17 % Ruiskutus 4 % Kylvö/suorakylvö 5 % Lähde: Hannu Mikkola
Kevennetty muokkaus 5000 4500 MJ 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Perinteinen kyntöketju Kevennetty muokkaus Suorakylvö Kuivaus Kuljetus Puinti Ruiskutus Kylvö/suorakylvö Muokkaus 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Perinteinen kyntöketju Kevennetty muokkaus Suorakylvö Kuivaus Kuljetus Puinti Ruiskutus Kylvö/suorakylvö Muokkaus Kevennetty muokkaus = kyntämätön Lähde: Hannu Mikkola
Työmenetelmien energiansäästö Kevennetty muokkaus suorakylvö Vähentää viljan tuotannon energian kulutusta parhaimmillaan yli 30% Lisää kasvinsuojeluaineiden käyttöä Vaikuttaa työmenekkiin h/ha Kallis investointi ei saada rahoja takaisin energian säästöllä Puinti Kokoviljarehu vaihtoehtona säästääkö energiaa? Itse puintikoneistossa voitaisiin saada vähennyksiä aikaiseksi Puimurin moottori toimii samalla tavalla kuin traktorin => puimuria pitäisi kuormittaa kunnolla, jotta hyötysuhde saataisiin hyväksi Viljan säilöntä Oman käytön rehuviljalle on vaihtoehtona ilmatiivis säilöntä tai happosäilöntä
Peltokoneiden kehittäminen Vantaiden ja piikkien muodon optimointi Haetaan pienen vetovastuksen ja hyvän työnlaadun antavia laitteita Minimoidaan maan käsittely Pitääkö koko ala käsitellä kun siemenen koko on vain muutaman millimetrin Tehdään älykkäitä koneita Työsyvyyden automaattinen säätö, esimerkiksi säädetään syvyys muokkauksessa ja kylvössä maan kosteuden perusteella Traktorin, työkoneen ja kuljettajan yhteensovittaminen
Esimerkki kulutuksesta Ajonopeuden lisääminen lisää tehontarvetta ja polttoaineen kulutusta Ajonopeuden lisääminen kuormittaa moottoria enemmän ja hyötysuhde paranee Traktoria olisi ohjattava taitavasti Maataloustöille on oman sopivat ajonopeudet Kulutus l/ha 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Äestys 5 6 7 8 9 10 11 12 Nopeus km/h Kulutus Työsaavutus Vetovastus Äestys 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 6. vaihde + alenn. 6. vaihde Kulutus Työsaavutus 5. vaihde Työsaavutus ha/h Vetovastus kn -40-20 0 20 40 60 Muutos %
Energian säästö Näyttää, että suurin ja helpoin säästö saadaan käytön kautta Vihreä traktori säätää itsensä pienen kulutuksen alueella Vihreä ajaja seuraa kulutusta l/ha näytön avulla Vihreä työkone säätyy viljelytarpeiden mukaan
Kuivaus Kuivauksen energian kulutusta on teknisesti mahdollista vähentää jopa yli 50% Öljystä voidaan luopua siirtymällä uusiutuviin polttoaineisiin - Vilja voidaan kuivata kokonaan kotimaisella polttoaineella Kuivaamisesta voidaan kokonaan luopua jos käytetään muita säilöntätapoja Hyötyykö viljelijä tästä taloudellisesti Talous on eri asia kuin energiansäästö! Sähkö (8,9 snt/kwh) Polttoöljy (68,9 snt/l) 8 % 10 % 16 % 200 hl 32 % Korko (5%) Poisto (poistoajat: koneisto 15 ja rakennus 25 vuotta) Vakuutus ja kunnossapito (1,5%) Polttoöljy (68,9 snt/l) Sähkö (8,9 snt/kwh) Työ
Energian säästö Öljypolttimen säätö, vaikutus 0 15 % Kuivaus hyvän sään aikaan, vaikutus 0 20 % Kuivurin eristäminen, vaikutus 10 20 % Korkea kuivauslämpötila, vaikutus 10-15 % Ylikuivaamisen välttäminen, vaikutus 10-20% Poistoilman lämmön talteenotto, vaikutus jopa yli 50 %
Viljankuivaus Viljankuivaus tarvitsee 1,5 dl polttoöljyä yhden vesikilon haihduttamiseen 3,5 t satotasolla ja 19% puintikosteudella tarvitaan 32 l/ha polttoöljyä 10 % säästö merkitsee 3 l/ha säästöä Suomen viljasato on 3,5 miljardia kg => 10 % säästö maan tasolla merkitsee lähes 4 milj l pö säästöä eli sillä lämmitetään 1500 omakotitaloa!
Kasvintuotannon energiankäyttöjä Muoviin kääritty tuorerehu Ley for silage, 15.5. GJ/ha total Sokerijuurikas Sugar beet, 18.2 GJ/ha total Seed 1 % Machines and diesel fuel 14 % Wrapping plastic 12 % Seed 1 % Machines and diesel fuel 31 % Agro chemicals 73 % Agro chemicals 68 %
Karjatalouskoneiden energian käyttö Osuus kokonaiskulutuksesta % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sianliha Maito Sähkön käyttö Ilmanvaihdon lämpöhäviöt Rakenteiden lämpöhäviöt Rehun tuotanto Tuotanto Karjatalouskoneiden osalta etenkin maidontuotannossa tarvitaan runsaasti sähköenergiaa Kyseessä on rehunjakoon, lypsyyn ja maidon jäähdytykseen liittyvä energian käyttö
Esimerkki ilmanvaihdosta Sisäilman laatu ja ilmanvaihtotarve eri painoisilla sioilla Ilmanvaihtomäärä m3/h 350 300 250 200 150 100 50 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 CO2 pitoisuus ppm 30 50 70 90 110 130 Energia säästö ei ole päätavoite, säästön seuraukset pitää myös ottaa huomioon! Energiaa voidaan säästää vähentämällä ilmanvaihtoa Seurauksena on ilman laadun huonontuminen! Tarvittaisiin lämmöntalteenotto, jotta saataisiin energian säästö ja hyvä sisäilma samanaikaisesti!
Ilmanvaihto Raitis ilma sisään - 20 C, 50 m 3 /h lehmää kohden Käytetty ja lämminnyt ilma poistetaan rakennuksesta + 5 C Yhden lehmän hengitysilman lämmittämiseen tarvitaan 0,5 kw lämmitysteho ja vuorokaudessa tarvitaan 12 kwh energiamäärä.
Ilmanvaihto Ilmanvaihtomäärä riippuu lämpötilasta kosteudesta kaasupitoisuuksista eläinten koosta Ilmanvaihto tarvitsee älykkäämmän säädön! Ilmanvaihto/eläin Sikala -8 C - 50% RH m3/h 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 kg CO2 Lämpö Märät pinnat Kosteus RMO:n minimiilmanvaihto/eläin
Karjatalouskoneiden energiakulutuksia 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Hörndahl Maito Sianliha Muna Muu Ilmanvaihto Lannanpoisto Ruokinta Lypsy Valaistus Lähde: Hörndahl, Energy Use in Farm Buildings
Karjatalouskoneet Suuret vaihtelut energian kulutuksessa => tietämys kulutuksista huonoa Tietämys energian kulutuksesta on melko heikko Tarvitaan lisätietoa Suurin kustannus koko tuotannossa on usein rehu, energia on vielä halpaa Maidontuotannossa kylmät ja puolikylmät pihatot kuluttavat vähän energiaa Jos eläimet tarvitsevat lämpöä, lämmönvaihtimilla voitaisiin vähentää energian kulutusta