Bioenergiapotentiaalien mallintaminen GIS-menetelmin Toni Sankari, Oamk GIS-Seminaari, Oulun yliopisto 2.3.2012
Biokaasupotentiaalitutkimus oli osa BioGhankekokonaisuutta Hankkeen tarkoituksena edistää maatilojen biokaasuntuotantoa Tavoitteena mm. tuottaa pienille ja keskisuurille laitoksille soveltuvia biokaasutuotannon liiketoimintamalleja Lähtökohtana hajautetun biokaasun tuotannon edistäminen Paikkatietoon pohjautuvat toiminnot olivat osa hankkeen toimia
Biokaasupotentiaalitutkimuksen tarkoitus Arvioida Pohjois-Pohjanmaan maakunnan biokaasupotentiaali seutukunnittain Hyödyntää paikkaan sidonnaisia tietoaineistoja ja paikkatietomenetelmiä Demonstroida paikkatietoanalyysityökalujen käyttöä biokaasulaitosten optimaalisten sijaintien arvioinnissa
Tutkimuksen linkitys muihin hankkeisiin InnoGIS Oamk / Luonnonvara-alan yksikkö Business services for rural bioenergy entrepreneurship in Finland: a network analysis approach - OY EkoPelletti T&K Oamk / Luonnonvara-alan yksikkö Uusiutuvan energian yrityskeskus Oulunkaaren seutukunta
Tutkimuksessa hyödynnettyjä aineistoja Kotieläinrekisteri ja viljelijöiden osoitetiedot vuodelta 2009, Maaseutuvirasto (yli 5 000 viljelijän osoitetiedot) Peltolohkotietokanta vuodelta 2009, Maaseutuvirasto (yli 91 000 peltolohkoa) Taajamat Maanmittauslaitoksen Yleiskartta-aineistosta 1: 250 000 Pieneltä osin Ruututietokannan väestötietoaineistoa (250 m ruutukoko) Tilastotietoja puhdistamolietteiden sekä haja-asutuksen kerättyjen jätevesien määristä Tilastotietoja kalastuksessa ja kalankasvatuksessa syntyvien perkuujätteiden ja roskakalasaaliiden määristä Erilaisia Maanmittauslaitoksen tausta-aineistoa karttaesityksiä varten
Biokaasuvarojen laskeminen aineistoista (dia 1/2) Nyrkkisääntönä: kuutio metaania = litra öljyä = 10 kwh sähköä Eläinten vuodessa tuottaman lannan metaanipotentiaali laskettiin seuraavilla oletuksilla: Naudat 176 m 3 ch 4 Siat 40 m 3 ch 4 Hevoset 150 m 3 ch 4 Lampaat 15 m 3 ch 4 Siipikarja 0,75 m 3 ch 4 Perunanviljelykäytössä olleiden lohkojen pinta-aloista 10% on huomioitu potentiaaliin (perunan satomäärä 30 t/ha, metaanipotentiaali 55 m 3 ch 4 /t) Nurmenviljelykäytössä olleiden lohkojen pinta-aloista 5% (2080 m 3 ch 4 /ha) Kesannot, luonnonhoitopellot, viljelemättömät alat ja ruokohelpi koko pinta-alaltaan (2080 m 3 ch 4 /ha)
Biokaasuvarojen laskeminen aineistoista (dia 2/2) Väestön tuottaman ja erilliskerättävän biojätteen olettamuksena on, että yksi asukas tuottaa vuodessa 40 kg biojätettä (1 biojätetonni =150 m 3 ch 4 ), huomioitu vain taajamien asukkaat Puhdistamolietteen ja haja-asutusalueiden jätevesien metaanimääränä on käytetty 300 m 3 ch 4 kuiva-ainetonnia kohti Ammattikalastajien kalansaalistilastoissa käytetty oletusta, että 14,5% kalansaaliista päätyy perkuujätteeksi. Samaa suhdetta on käytetty myös ruokakalankasvattamojen tilastoissa (125 m 3 ch 4 /t)
Point Density analyysimenetelmän esimerkki A B C D 15 32 15 32 15 32 15 32 R1 R2 R3 10 20 10 20 10 8 8 8 20 8 10 20 9 9 9 7 7 7 9 7 Olkoon ympyrän säde 3 yksikköä, jolloin ympyrän pinta-ala A=πr 2 on A=28,26 Ruudun R1 arvo tilanteessa B: (15+10+8) / 28,26 1,17 Ruudun R2 arvo tilanteessa C: (15+10+8+20) / 28,26 1,88 Ruudun R3 arvo tilanteessa D: (15+10+8+20+32) / 28,26 3,01
Kaikki aineistot konvertoitiin pisteaineistoiksi, jokaisella pisteellä on oma metaanipotentiaaliarvo
Kaikki aineistot konvertoitiin pisteaineistoiksi, jokaisella pisteellä on oma metaanipotentiaaliarvo
Kokonaismetaanipotentiaali rasteripintana
Peltolohkoihin perustuva metaanipotentiaali
Eläinmäärätietoihin perustuva metaanipotentiaali
Muihin lähteisiin perustuva metaanipotentiaali
Maakunnan kokonaismetaanipotentiaali
Point Density: Kokonaispotentiaali Ylivieskan sk.
Kernel Density: Kokonaispotentiaali Ylivieskan sk.
Kokonaispotentiaali Reisjärvellä
Uuden biokaasulaitoksen vaikutusalue 3 km
Uuden biokaasulaitoksen vaikutusalue 3 km ja 5 km
Uuden biokaasulaitoksen vaikutusalue 3 km, 5 km ja 10 km
Vertailun vuoksi potentiaalin esittäminen taulukkona kuntarajojen mukaan (pohjautuu samaan aineistoon) Oulun seutukunta lantapotentiaali peltopotentiaali muu potentiaali kokonaispotentiaali Hailuoto 213 613 322 647 6 388 542 648 Haukipudas 54 896 539 452 594 881 1 189 229 Kempele 66 736 673 305 163 134 903 175 Kiiminki 103 340 173 616 52 290 329 246 Liminka 328 925 2 085 620 22 542 2 437 087 Lumijoki 299 652 807 336 6 246 1 113 234 Muhos 848 631 1 370 814 34 368 2 253 813 Oulu 361 655 1 554 303 2 443 375 4 359 333 Oulunsalo 15 586 281 238 52 190 349 014 Tyrnävä 351 622 2 413 620 16 542 2 781 784 yhteensä 2 644 656 10 221 951 3 391 956 16 258 563
Koko tutkimus on luettavissa BioG-hankkeen nettisivuilla osoitteessa: www.oamk.fi/biog
Bioenergiapotentiaalista laajemmin (dia 1/2) Edellä esitellyssä tutkimuksessa käsiteltiin biokaasupotentiaalia Mallintamista voisi laajentaa ja tarkentaa esitetystä vielä huomattavasti Vuoden 2012 aikana vastaavia menetelmiä on tarkoitus soveltaa pelletin tuotantoa koskevien raaka-aineiden kartoittamisessa Näkökulmana myös pellettiselvityksessä on hajautettu energiantuotanto Pellettiselvityksessä kartoitettavia raaka-aineita mm. kutteripurut, sahanpurut, oljet ym. Pellettiraaka-aineiden sijoittumista tarkastellaan suhteessa käyttökohteisiin
Bioenergiapotentiaalista laajemmin (dia 2/2) Metsäkeskusten ja Metsähallituksen metsävaratiedot ovat aineistoina oma lukunsa CORINE Land Cover -aineiston hyödyntäminen: metsien ja soiden bioenergiapotentiaalin mallintaminen käyttäen kyseistä aineistoa? Muita aineistoja?
Menetelmien sovellettavuus myös muille aloille? Analyysit rakennustiheyksistä? Analyysit väestömäärätiedoista? Analyysit ns. ikävistä asioista: esim. rikosten tapahtumapaikat, lapsen huostaanotot? Kasvi- ja eläinlajien havainnot? Line Density -analyysin käyttö viiva-aineistoille, esim. metsäojituksen tiheys? jne
Kiitoksia! Toni Sankari Oulun seudun ammattikorkeakoulu Luonnonvara-alan yksikkö toni.sankari@oamk.fi p. 010 27 23156