Browsing by Subject "biokaasu"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-14 of 14
  • Metsärinne, Vilma (Helsingfors universitet, 2017)
    Biokaasulaitos tuottaa biokaasua energiakäyttöön ja mädätettä lannoitteeksi kasvintuotantoon. Biokaasulaitos on täten monipuolinen tuotanto- ja kierrätyslaitos. Tavanomainen energian- ja lannoitteiden tuotanto on hyvin energiaintensiivistä ja uusiutumattomia energianlähteitä käyttävää. Biokaasulaitos mahdollistaa hajautetun energiantuotannon ja lannoitteiden tuottamisen uusiutuvista raaka-aineista, monesti raaka-aineista jotka olisivat muuten jätteeksi luokiteltavaa. Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, mitä Suomessa toimivissa biokasulaitoksissa käytetään syötteinä, kuinka paljon biokaasua saadaan tuotettua, millaisia ovat mädätteen ravinnepitoisuudet ja kuinka viljelijät käyttävät mädätettä pelloilla. Tutkimuksessa selvitettiin myös, millainen olisi ideaali biokaasulaitoksen toiminta kaasuntuoton, mädätteen jatkokäytön ja laitoksen toiminnan kannalta. Kuinka biokaasuntuotantoa voitaisiin Suomessa lisätä ja parantaa energia- ja ravinneomavaraisuutta? Tarkoitus oli kerätä tietoa sekä keskitetysti toimivilta biokaasulaitoksilta että maatilojen omilta biokaasulaitoksilta. Tavoitteena oli vertailla eri laitosten antamia tietoja ja selvittää millaisia eroja laitoksista löytyy. Tutkimus toteutettiin internetpohjaisena kyselynä. Kyselypohjia oli kaksi: toinen biokaasulaitoksille ja toinen maatiloille, joilla joko oli oma biokaasulaitos tai tilalla oli joskus käytetty mädätettä lannoitteena. Yhteensä vastaajia kertyi 14 kappaletta. Mädätteiden pääravinnepitoisuuksissa oli eroja, vaihteluväli oli 2,8-16 ja keskiarvo 6,47 kokonaistypen osalta. Niissä mädätteissä, joissa oli korkea kokonaistyppipitoisuus, oli myös korkea kokonaisfosforipitoisuus (R2=0,56; p=0,013). Tuloksista ei voi tehdä selkeitä johtopäätöksiä sen suhteen, mikä tai mitkä olisivat parhaita syöteaineita. Syöteaineet olivat vaihtelevia, ja samanlaatuisilla syöteaineilla kaasuntuotanto ja mädätteen laatu erosivat kahdella eri laitoksella.
  • Kiviranta, Tuure (Helsingfors universitet, 2011)
    Työn tavoitteena on tutkia nautatilojen lannan käsittelytapojen taloudellista kannattavuutta. Tutkimuksessa verrataan lietelannan vaihtoehtoisia käsittelytapoja, joita ovat (a) lietteen levittäminen peltoon ilman esikäsittelyä, (b) lietelannan jakeistaminen typpipitoiseen nestejakeeseen ja fosforipitoiseen kuivajakeeseen sekä (c) lannan hyödyntäminen biokaasun tuotannossa. Aineistona tutkimuksessa käytetään aiempia tutkimustuloksia sekä Vieremällä sijaitsevien nautatilojen (21 kpl) tietoja. Menetelmänä käytetään lineaarista ohjelmointia ja malli ratkaistaan GAMS -ohjelmaa käyttämällä. Teoriana tutkimuksessa on tuotanto- ja kustannusteoria. Tutkimuksessa tarkastellaan kuinka eläintiheys, peltolohkorakenne sekä kustannusten muutokset vaikuttavat lannankäsittelyyn. Tutkimuksessa havaitaan, että kun kaikkea lietettä ei voida levittää tilan hallinnassa oleville pelloille, on lietteen jakeistaminen kannattavaa, jos jakeistuskustannus ei ylitä 1,2 €/m3. Sijoituslevityksen havaitaan olevan hajalevitystä kannattavampaa, paitsi typen hinnan ollessa hyvin alhainen hajalevitys on kannattavampi vaihtoehto. Korkea typpikustannus ja lietteen jakeistuskustannus tekevät biokaasun tuotannosta kannattavan vaihtoehdon, jos biokaasulaitos sijaitsee hyvin lähellä tilaa. Lietteen jakeistaminen on kannattavaa alueilla, joilla lannanlevityspinta-alasta on niukkuutta. Jakeistettavaa lietettä on kuitenkin oltava vähintään 20 000 m3/a, jotta jakeistuslaitteen hankkiminen on kannattavaa. Biokaasun tuotannon ei katsota olevan tällä hetkellä kannattava lannan käsittelyvaihtoehto, koska laitoksen olisi saatava tarvittava raaka-ainemäärä kaikissa tapauksissa alle kahden kilometrin säteeltä, eikä tämän katsota onnistuvan. Vieremän tiloista ainoastaan yksi tila sijaitsee riittävän lähellä suunniteltua laitoksen sijaintipaikkaa.
  • Kangas, Ari; Lund, Charlotta; Liuksia, Saku; Arnold, Mona; Merta, Elina; Kajolinna, Tuula; Carpen, Leena; Koskinen, Pertti; Ryhänen, Tapio (Suomen ympäristökeskus, 2011)
    Suomen ympäristö 17/2011
    SYKEn ja VTTn yhteisessä tutkimusprojektissa ”TERMOS – Energiatehokas lietteenkäsittely” selvitettiin jätevesilietteiden energiatehokkaita käsittelytapoja. Nykyään Suomessa puhdistamolietteen vallitsevana käsittelymenetelmänä on isoilla jätevedenpuhdistamoilla mesofiilinen mädätys (35 °C), mutta termofiilinen prosessi (55 °C) on suuremman tehokkuutensa ansiosta noussut mielenkiintoiseksi vaihtoehdoksi. Yksi tutkimuksen päätavoite oli tutkia mesofiilisen prosessin muuttamista termofiiliseksi sekä mesofiilisen ja termofiilisen prosessin kuormitettavuuseroja. Tämä tehtiin kokeellisesti pilot-mittakaavan mädätysreaktoreilla HSY:n Suomenojan jätevedenpuhdistamolla sijaitsevalla SYKE:n tutkimusasemalla Espoossa. Tulosten mukaan prosessin saattaminen termofiiliselle lämpötila-alueelle onnistuu nopeasti ja ilman häiriöitä. Termofiilinen prosessi havaittiin hajottavan orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin ja tuottavan enemmän kaasua sekä myös hygienisoivan lietettä, toisaalta termofiilisesti mädätetyllä lietteellä on huonompi kuivattavuus ja huonolaatuisemmat rejektivedet. Kokeilujen aikana havaittiin myös fermentaatioon perustuva autoflotaatioilmiö, jonka esikäsittelyvaikutusta lietteeseen tutkittiin. Tulosten mukaan esifermentaatio parantaa oleellisesti kaasun yksikkötuottoa molemmissa mädätysprosesseissa, mutta vie termofiilisen prosessin edun. Tutkimuksen toisena päätavoitteena oli vertailla erilaisia käsittelyvaihtoehtoja energiatalouden, kasvihuonekaasupäästöjen ja kustannusten näkökulmasta. Tämä tehtiin case-pohjaisena järjestelmäanalyysina. Lietteen polttoa vertailtiin mädätysprosesseihin eri loppukäsittelyvaihtoehdoilla. Tarkasteltiin myös esisaostuksen ja rinnakkaissaostuksen vaikutuksia käsittelyketjuihin. Biokaasun tuotannon tehostaminen siirtymällä mesofiilimädätyksestä termofiiliprosessiin voisi olla jätevedenpuhdistamolle taloudellisesti kannattavaa erityisesti, mikäli laitos saa tuotetulle sähkölle syöttötariffin mukaiset lisätulot. Energiatalouden kannalta kompostointi olisi edullisin mädätteen käsittelytapa. Energiataseisiin perustuen lietteen poltto olisi päästöjen kannalta edullinen lietteen käsittelytapa sillä edellytyksellä, että tuotettu lämpöenergia voidaan hyödyntää esimerkiksi kaukolämmityksessä. Lietteenkäsittelyketjujen kasvihuonetaseet ja kustannustalous eivät kaikissa tapauksissa kulkeneet käsi kädessä. Yleisesti voidaan todeta, että kaikki tarkastelussa saadut tulokset ovat tapauskohtaisia ja riippuvaisia paikallisista olosuhteista.
  • Ylinen, Mirjami (Helsingin yliopisto, 2020)
    Tutkielma käsittelee biopolttoaineiden kestävyyskriteerisääntelyä. Kestävyyskriteerisääntelyn soveltamisala laajenee uudelleenlaaditun uusiutuvan energian direktiivin ((EU) 2018/2001, RED II) myötä. EU:n jäsenvaltioiden on saatettava direktiivin säännökset kansallisesti voimaan 30.6.2021 mennessä. Soveltamisalan laajenemisen vaikutuksia tarkastellaan yhtäältä biokaasualan sääntely-ympäristön ja toisaalta kestävyysjärjestelmän todentajan kannalta. Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on Euroopan unionin energia- ja ilmastopolitiikan suuri haaste. Fossiilisten polttoaineiden korvaaminen biopolttoaineilla on yksi keino päästöjen vähentämiseen. Biopolttoaineiden tuottamiseen liittyy kuitenkin paljon kestävyyshaasteita, sillä niiden laajamittainen tuotanto aiheuttaa muun muassa metsien hiilinielujen pienenemistä ja biodiversiteetin katoa. Uusiutuvan energian direktiivissä säädetään kestävyyskriteereistä, joiden täyttyminen toiminnanharjoittajan tulee osoittaa, jotta sen tuottama tai jakelema biopolttoaine voidaan luokitella kestäväksi. Kestävyyskriteerit koostuvat kasvihuonekaasupäästöjen vähenemään ja biomassan alkuperään liittyvistä kriteereistä. Kestävyyskriteerien täyttäminen on edellytyksenä sille, että biopolttoaineen tuotannolle voidaan myöntää uusiutuvan energian tukemiseen tarkoitettuja valtionavustuksia, sekä sille, että biopolttoaineet voidaan laskea mukaan RED II -direktiivissä määriteltyyn uusiutuvan energian lisäämistavoitteeseen. Lisäämistavoite asetetaan direktiivin 3(1) artiklassa, jonka mukaan uusiutuvan energian osuuden on oltava vähintään 32 prosenttia EU:n energian kokonaisloppukulutuksesta vuoteen 2030 mennessä. Biokaasu on kaasumainen biomassapolttoaine, jota voidaan käyttää liikenteen polttoaineena sekä sähkö-, lämmitys- ja jäähdytysenergian tuottamiseen. RED II -direktiivin kansallisen voimaantulon myötä polttoaineena käytettävän jalostetun biokaasun ohella myös biokaasulla tuotetun sähkö-, lämmitys- ja jäähdytysenergian on täytettävä kestävyyskriteerit tuotantolaitoksissa, joiden kokonaislämpöteho on yli 2 MW. Toiminnanharjoittaja voi osoittaa kestävyyskriteerien täyttymisen kansallisen viranomaisen ylläpitämän järjestelmän tai Euroopan komission hyväksymän vapaaehtoisen järjestelmän kautta. Kestävyysjärjestelmän todentaja on delegoitua julkista valtaa käyttävä yksityinen toimija, jonka suorittama auditointi eli todentaminen on edellytys toiminnanharjoittajan kestävyysjärjestelmän hyväksymiselle. Suomen kansallisessa kestävyysjärjestelmässä toimivat todentajat hyväksyy ja niitä valvoo Energiavirasto. Vapaaehtoisissa sertifiointijärjestelmissä toimivat todentajat hyväksyy Euroopan komissio. Biokaasualan näkökulmasta tutkielman tavoitteena on selvittää, miten soveltamisalan laajeneminen vaikuttaa alan sääntely-ympäristöön. Lisäksi arvioidaan, miten soveltamisalan laajeneminen toteuttaa vertailun mittareiksi valittuja direktiivin tavoitteita, uusiutuvan energian lisäämistavoitetta ja kiertotalouden periaatteiden huomioimista. Kestävyysjärjestelmän todentajan osalta tavoitteena on systematisoida todentajan oikeudellista roolia sekä arvioida, miten kestävyyskriteerisääntelyn soveltamisalan laajeneminen vaikuttaa todentajan asemaan. Työn pääasiallinen metodi on sääntelyteoreettinen, ja täydentävänä metodina käytetään lainoppia. Todentajan roolin tarkastelussa hyödynnetään new governance -viitekehystä. Biokaasun sääntely-ympäristöön liittyen työn johtopäätöksenä on, että kestävyyskriteerisääntelyn laajeneminen todennäköisesti lisää toiminnanharjoittajiin kohdistuvaa hallinnollista taakkaa. Biokaasualan keskeiset sääntelytarpeet eivät kuitenkaan liity raaka-aineen kestävyyteen vaan biokaasun tuotannon taloudelliseen kannattavuuteen. Taloudellisen kannattavuuden tukeminen on avain siihen, että uusiutuvan energian lisäämistavoite ja kiertotalouden periaatteiden huomioiminen voivat toteutua tehokkaasti biokaasualan kontekstissa. Kestävyysjärjestelmän todentajiin liittyen työn johtopäätöksenä on, että todentajalla on merkittävä rooli kestävyyskriteerisääntelyn toimeenpanossa. Toimiessaan Suomen kansallisessa järjestelmässä todentaja hoitaa julkisia hallintotehtäviä, jotka voidaan hahmottaa yhdistelmäksi valvontatehtäviä ja teknistä tarkastamista. Julkisen hallintotehtävän asianmukaisen hoidon varmistaminen edellyttää riittäviä resursseja todentajia valvovalta viranomaiselta, Energiavirastolta. New governance -viitekehyksessä todentaminen voidaan hahmottaa yhteissääntelyn muotona, jossa yksityinen toimija osallistuu sääntelyn sisällön tosiasialliseen määrittelyyn lainsäätäjän ohella. Kestävyyskriteerisääntelyn soveltamisalan laajeneminen vahvistaa todentajan asemaa edelleen.
  • Ryske, Iiris (Helsingin yliopisto, 2021)
    The modern food production consumes substantial amounts of fossil energy. Meanwhile, the bioenergy that is embedded in the side streams of food production – such as manure and excess grass biomass, is lost. That energy could be utilized by anaerobic digestion in biogas plants, which would also contribute to an efficient nutrient cycling since the nutrient-rich digestate can be used as a fertilizer. Agroecological symbiosis is a local model for a sustainable food system that is based on the cooperative actions of food production stakeholders around a biogas plant. The aim of this study was to discover what the application of agroecological symbiosis would mean for energy self-sufficiency, nutrient cycling, food production and the structure of agriculture on municipal level. The study subject area was the agricultural area in the municipality of Saltvik on Åland, where grassland for forage and pasture cover 40 % and grains 38 % of the agricultural land area. There are 0,56 livestock units per agricultural hectare. The current state of the food production was modelled based on local farming statistics. Based on that, three scenarios (S1-S3) with increasingly wide modifications were created. In the first scenario (S1), only the digestion of side streams in a biogas plant was added compared to the current system. On the second scenario (S2), 25 % of the agricultural land area devoted to grain production was altered to green manure leys, and in the third scenario (S3) 50 %. The reduction of grain area led to a lower degree of local self-sufficiency of grain feed, which was corrected by reducing the number of animals. The released share of grassland for forage was used for cultivating peas for direct human use. That way the scenarios represented a possible situation, where plant-based food production is increased and animal-based is decreased. The energy self-sufficiency was estimated by the relation of potential bioenergy production and fossil energy use. The rate of energy self-sufficiency rose scenario by scenario, as it was 58 % in S1, 69 % in S2 and 83 % in S3 due to the increased amount of bioenergy produced, as well as the decreased amount of fossil energy used. Simultaneously the portion of recycled nutrients used for fertilization was increased. Compared to the 46 % share of recycled nitrogen in the current system, 5, 9 and 17 percentage units more were used in the S1-S3, respectively. As for phosphorus the corresponding percentage units compared to the original 70 % were 3, 4 and 5 in S1-S3, respectively. The local self-sufficiency of feed remained unchanged and the food production nearly unchanged in each scenario compared to the current state. The study demonstrated the current potential to produce renewable energy in Saltvik based on agricultural side streams to a degree that would cover over half of the current fossil energy use of local food production. By shifting the focus of food production towards plant production, and by expanding the area of green manure furthermore increased the energy and nutrient self-sufficiency.
  • Harmoinen, Bartje (Helsingfors universitet, 2017)
    Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuivamädätysperiaatteella toimivan biokaasulaitoksen kannattavuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä 360 lypsylehmän esimerkkitilalla. Lisäksi selvitettiin biokaasuinvestoinnin vaikutus kuvitteellisen esimerkkitilan käyttämän energian hiilijalanjälkeen. Tarkasteltavan biokaasulaitoksen prosessin raaka-aineina käytettiin tilalla syntyvää naudan lietelannan kuivajaetta ja nurmisäilörehua. Kannattavuuslaskennassa biokaasuinvestointia verrattiin vaihtoehtoisiin energiantuotantomuotoihin, joita olivat hake- ja öljylämmitys sekä ostosähkö. Vertailtavien vaihtoehtojen investointikustannusten määrittämisessä hyödynnettiin laitevalmistajilta kysyttyjä tarjouksia. Taloudellista kannattavuutta tutkittiin takaisinmaksuajan, sisäisen korkokannan ja annuiteettimenetelmän avulla. Biokaasulaitoksen vaikutus esimerkkitilan käyttämän energian kasvihuonekaasupäästöihin selvitettiin hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin laskentamenetelmien avulla. Kuivamädätysmenetelmällä tapahtuva biokaasun tuotanto ei osoittautunut kannattavaksi esimerkkitilan tapauksessa. Kannattavuutta alentavia tekijöitä ovat biokaasulla korvattavan energian edullisuus, nurmisyötteen tuotantokustannukset ja biokaasulaitoksen erittäin korkea investointikustannus. Biokaasulaitoksella voidaan kuitenkin saavuttaa selviä ympäristöhyötyjä kasvihuonekaasupäästöjen vähentyessä.
  • Harmoinen, Robert (Helsingin yliopisto, 2020)
    Maapallon väkiluvun kasvamisen ja väestön elintason nousun seurauksena eläinperäisten tuotteiden kulutuksen arvioidaan kasvavan jopa 70 % vuoteen 2050 mennessä. Tämän vuoksi eläinperäisten tuotteiden valmistuksesta aiheutuvia päästöjä on hillittävä. Päästöjen hillitsemisen kannalta on tärkeää tunnistaa päästölähteet sekä niiden suuruus. Tuotteen vaikutusta ilmaston lämpenemiseen voidaan arvioida laskemalla sen hiilijalanjälki, joka ottaa huomioon tuotannosta aiheutuneet kasvihuonekaasupäästöt sekä valmistetun tuotteen määrän. Tässä työssä kerättiin 20:n suomalaisen maitotilan tiedot niiden tuotantomenetelmistä ja tuotantopanosten käytöstä. Kerätyn tiedon avulla laskettiin kyseisten maitotilojen raakamaidon hiilijalanjäljet. Näiden tulosten mukaan noin puolet suomalaisen raakamaidon hiilijalanjäljestä koostuu nautojen märehtimisestä aiheutuvasta metaanipäästöstä. Muita merkittäviä maidontuotannon päästölähteitä ovat maankäytöstä aiheutuvat hiilidioksidi- ja dityppioksidipäästöt, energiankäytön hiilidioksidipäästöt sekä kalkin ja väkilannoitteiden käytöstä aiheutuvat hiilidioksidipäästöt. Lannan hallinnan metaani- ja dityppioksidipäästöt aiheuttavat vain noin 5 % suomalaisen raakamaidon hiilijalanjäljestä ja sen vuoksi lannan prosessoinnilla saatavien suorien lannan hallinnan päästövähennysten vaikutus maidon hiilijalanjälkeen on pieni. Suoria päästövähennyksiä ovat esimerkiksi lannan varastoinnista aiheutuvien metaani- ja dityppioksidipäästöjen pieneneminen. Suorien päästövähennysten lisäksi lannan prosessointi pienensi näiden tulosten mukaan myös väkilannoitteiden käytöstä aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä sekä epäsuoria dityppioksidipäästöjä, joita aiheutuu esimerkiksi typen haihtumisesta lannan levityksestä. Tämän tutkielman perusteella suomalaisen raakamaidon hiilijalanjälki oli 1,02 kg CO2 ekv./kg EKM. Lannan prosessointimenetelmästä saatava biokaasu voidaan hyödyntää korvaamalla raskaan liikenteen fossiilisia polttoaineita. Fossiilisten polttoaineiden korvaamisesta saatavat päästövähennykset kohdennettiin alkutuotantoon. Huomioimalla kaikki edellä mainitut päästövähennykset saatiin suomalaisen raakamaidon hiilijalanjälkeä pienennettyä keskimäärin 14,3 %.
  • Pelkonen, Riina (Suomen ympäristökeskus, 2013)
    Suomen ympäristökeskuksen raportteja 33/2013
    Maatalouden biokaasulaitoksen ympäristölupaoppaan tavoitteena on opastaa, millaista tietoa luvanhakijalta tulisi lupahakemusvaiheessa edellyttää, mitä lupaviranomaisen tulisi ottaa huomioon maatilojen biokaasulaitosten lupaharkinnassa ja millaisia määräyksiä hyvän maatilan biokaasulaitoksen ympäristöluvan tulisi sisältää. Oppaassa kuvaillaan maatilakokoluokan biokaasulaitoksen hyvän ympäristölupapäätöksen lupamääräysten sisältöä. Lisäksi oppaassa esitetään tietoa maatilan biokaasulaitoksista ja niitä koskevasta ympäristölainsäädännöstä sekä yleisesti ympäristölupamenettelystä ja ympäristöluvan hakuprosessista. Oppaassa keskitytään ainoastaan maatilan biokaasulaitoksen kannalta olennaisiin lupamääräyksiin sekä esitellään yleispiirteisesti maatilan biokaasulaitoksille soveltuvia parhaita käytettävissä olevia tekniikoita. Osa A sisältää yleiskuvauksen maatilojen biokaasulaitostoiminnasta ja siihen liittyvästä lainsäädännöstä. Osa B on suunnattu luvanhakijalle ja käsittää maatilan biokaasulaitoksen lupahakemuksessa edellytettävät tiedot. Osassa C on kuvattu maatilan biokaasulaitokselle asetettavia lupamääräyksiä. Se on suunnattu lähinnä viranomaisille ja sen tavoitteena on maatilojen biokaasulaitosten ympäristölupakäytäntöjen yhtenäistäminen ja hyvien käytäntöjen edistäminen.
  • Heikkinen, Aatu (Helsingin yliopisto, 2018)
    The target of this study was to examine if it is technically and financially sensible to co-digest separated cattle slurry solid fraction with cattle slurry in a biogas plant. The purpose of this work was to investigate would it be sensible to build a centralized biogas plant and bring only separated solids to the plant from a distance because separated manure has bigger methane potential. The second goal was to investigate if there is some influence on energy balance when reactor mixing is paused or mixed with biogas. The Maaninka biogas plant consists of a reactor and a post-digestion unit, both having a liquid voloume of 260 m3. The plant is desgned for treating the slurry of 120 cows plus addi-tional feedstocks. From measurements and with the help of literature, cost of separation, transport of separated manure, silage, excess silage and price of digestate nutrients were calcu-lated. On the grounds of results, profitable transport distance for separated manure, influence of separation cost on profibility and separated manure costs compared to silage and excess silage were calculated. Study lasted 20 weeks. The target loading rate of 10 t slurry and 1 t solid fraction per day was realized after 10 weeks, so measurements and influence of reactor mixing modes were studied during weeks 11−20. During that period, the average methane production was 1600 kWh/vrk and the highest gas production was 1600 kWh/d. On average, 84% of feedstock me-thane potential (BMP) was realized. Separated manure decomposed aerobically when manure was stored and its BMP was 1010 kWh/t – 1780 kWh/t of organic matter. When reactor mixing was continuous (on weeks 11−14), mixing power was increased to 73 kWh/d because digestate total solids concentration increased. In stage two (on weeks 15−18), paused mixing of reactor used 26% less electricity, while methane production was the same as in continuous mixing. The electrity usage was still decreased in stage three, pneumatic (biogas recirculation) mixing (weeks 19−20) but the effect on methane production was unclear. The separation cost was 9 €/t separated manure, when the annual separated mass was 730 t/v (slurry 365 t/v + 365 t/v digestate). Transportation and handling cost for the separated manure was 0.5−2.5 €/km/t depending on the transported cubic metres (4 m3 or 20 m3). The cost of silage feed was 57.3 €/t, the cost of excess silage was 36 €/t. The profitable transport distance was 9 kilometres when chips were replaced with biogas as heating energy. When oil was re-placed, the profitable distance was 30 kilometres.
  • Latvala, Markus (Suomen ympäristökeskus, 2009)
    Suomen ympäristö 24/2009
    Energian tuotanto biomassasta sekä jätteiden käsittely yhdistettynä biokaasun tuotantoon ovat viime aikoina herättäneet erityisen paljon kiinnostusta. Biokaasulaitoksella uusiutuvista, biologisesti hajoavista orgaanisista aineista tuotetaan anaerobisissa olosuhteissa metaanipitoista biokaasua. Kasvihuonekaasupäästöt vähenevät, kun orgaanisista jätteistä mahdollisesti muutoin hallitsemattomasti vapautuva metaani saadaan talteen ja hyödynnettäväksi. Biokaasutuotannon BAT-selvityksessä on tarkasteltu erityisesti suomalaisissa biokaasulaitoksissa käytössä olevia tekniikoita ja laitosten ympäristönäkökohtia, kuten hajujen ja rejektivesien hallintaa ja käsittelyä. Ennen varsinaisia tekniikka- ja menetelmäkuvauksia raportissa on käsitelty lyhyesti biokaasulaitoksen toimintaan vaikuttavaa lainsäädäntöä, erityisesti ympäristö- ja lannoitevalmistelainsäädäntöä. Raportti keskittyy reaktorilaitoksiin ja kaatopaikkakaasujen talteenotto ja hyödyntäminen on rajattu selvityksen ulkopuolelle. Raportin alkuun on koottu yhteenveto Suomessa olemassa olevista ja suunnitteilla olevista biokaasulaitoksista (tilanne vuonna 2008). Selvityksessä biokaasulaitokset on jaettu kolmeen laitostyyppiin, jotka ovat maatilalaitos, jätevedenpuhdistamon laitos sekä yhteiskäsittelylaitos. Laitostyyppijaottelu esiintyy raportin kaikissa osissa, koska eri tyyppiset laitokset voivat käyttää hyvin erilaisia syötteitä ja toimintatapoja. Käsittelyssä on jätetty vähemmälle huomiolle tekniikoita, joita ei Suomessa ole nykyisin käytössä tai joiden käyttö tulevaisuudessa on epätodennäköistä. Biokaasulaitoksilla parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden (BAT) valintaan vaikuttavat laitoksen sijainti, laitoksella käytettävät syötteet, muodostuvien hajukaasujen laatu ja määrä, muodostuvien käsiteltävien rejektivesien laatu ja määrä sekä käsittelyjäännöksen hyödyntämismahdollisuudet esimerkiksi lannoitevalmisteena. Biokaasulaitokset muodostavat oman kokonaisuutensa ja laitokselle valittavan tekniikan kelpoisuus on aina arvioitava tapauskohtaisesti. Selvityksen sisältö ja rakenne ovat yhteneväiset Suomessa aiemmin eri toimialoille laadittujen kansallisten BAT-selvitysten kanssa.
  • Myllyviita, Tanja; Rintamäki, Heidi (Suomen ympäristökeskus, 2018)
    Suomen ympäristökeskuksen raportteja 31/2018
    Suomessa muodostuu merkittäviä määriä ravinnerikkaita biomassoja, joita voitaisiin hyödyntää entistä tehokkaammin lannoitteina. Erityisesti biokaasun tuotannon lisääminen edistäisi biomassojen hyödyntämistä. Suomen hallitusohjelman tavoitteena on lisätä kotieläintuotannon lannan ja yhdyskuntalietteiden prosessointia. Prosessoinnin myötä muodostuu uusia kierrätyslannoitteita. Jotta kierrätyslannoitteiden käyttö saadaan edistettyä, tulisi huomioida myös ruuantuottajien tarpeet ja näkemykset. Tämän selvityksen tavoitteena oli selventää ruuantuottajien näkemyksiä kierrätyslannoitteiden käytön mahdollisuuksista ja esteistä sekä kartoittaa kokemuksia niiden käytöstä. Selvityksiä, joissa tarkastellaan eurooppalaisten ruuantuottajien näkemyksiä kierrätyslannoitteiden käytöstä, on muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta vähän. Tässä selvityksessä laadittiin ruuantuottajille kysely, johon saatiin yhteensä 649 vastausta ympäri Suomea. Kyselyn tulosten perusteella ruuantuottajat suhtautuivat kierrätyslannoitteiden käyttöön myönteisesti, ja olisivat halukkaita lisäämään kierrätyslannoitteiden käyttöä. Lähes kolmannes vastaajista olisi valmis levittämään kierrätyslannoitteita koko peltoalalleen. Erityisesti luomutuottajat olivat kiinnostuneita kierrätyslannoitteiden käytön lisäämisestä. Kierrätyslannoitteiden käytön uskottiin parantavan maan laatua ja rakennetta väkilannoitteisiin verrattuna, ja edistävän maan kasvukuntoa ja sadontuottokykyä. Kierrätyslannoitteiden arvioitiin myös tukevan mineraalilannoitteiden käyttöä. Vastaajat mainitsivat kierrätyslannoitteiden hinnan olevan olennainen kierrätyslannoitteiden käyttöä edistävä tekijä. Lisäksi kierrätyslannoitteilta toivottiin hajuttomuutta ja helppoa levitettävyyttä. Kierrätyslannoitteissa ei saisi myöskään olla lääkejäämiä. Vaikka vastaajat suhtautuivat kierrätyslannoitteiden käyttöön myönteisesti, arvioitiin että kierrätyslannoitteista tarvitaan lisää sekä tutkimustietoa että kokemusperäistä tietoa esimerkiksi muilta viljelijöiltä. Ruuantuottajat vierastivat puhdistamo- ja ihmisperäisten raaka-aineiden käyttöä kierrätyslannoitteiden raaka-aineina, ja arvelivat myös asiakkaidensa suhtautumisen olevan kielteistä. Erityisen huolissaan oltiin lääkejäämistä ja hormoneista. Noin kolmannes vastaajista oli hyödyntänyt kierrätyslannoitteita, pääasiassa eläinten lantaa. Näiden vastaajien kokemukset olivat pääsääntöisesti positiivisia, ja he olivat kokonaisuudessaan tyytyväisiä kierrätyslannoitteiden käyttöön. Enemmistö vastaajista kertoi kierrätyslannoitteiden hankinnan, varastoinnin ja levityksen sujuneen ongelmitta, tai koki ongelmat vähäisiksi. Suurin osa vastaajista oli sitä mieltä, että viljelijän kierrätyslannoitteiden käyttöä tulisi tukea. Yli puolet vastaajista piti käyttöopastusta sopivana tukimuotona, mutta myös rahallista tukea kaipasi lähes puolet vastaajista. Avoimissa vastauksissa osa vastaajista totesi, että tukimuotoja ei tarvita lainkaan jos kierrätyslannoitteiden hinta saadaan kilpailukykyiseksi väkilannoitteiden kanssa. Kattavan ruuantuottajille suunnatun kyselyn tulosten perusteella kierrätyslannoitteisiin suhtaudutaan siis myönteisesti. Tämän kyselyn tulokset saattavat kuitenkin antaa todellisuutta myönteisemmän kuvan, sillä vastaajissa oli paljon luomutuotannon harjoittajia, joiden näkemykset kierrätyslannoitteiden käytöstä ovat myönteisempiä kuin tavanomaista tuotantoa harjoittavien näkemykset. Kierrätyslannoitteiden käytön esteenä ovat lähinnä niiden saatavuus (erityisesti prosessoitujen kierrätyslannoitteiden osalta) ja hinta. Vastaajat olivat huolissaan tiettyjen kierrätyslannoitteiden raaka-aineiden (erityisesti puhdistamolietteiden) käytöstä niihin liittyvien terveysriskien vuoksi. Myös lainsäädäntö voi tulevaisuudessa vaikuttaa kierrätyslannoitteiden käyttömahdollisuuksiin.
  • Piirala, Joona (Helsingin yliopisto, 2018)
    The profitability of grain cultivation has diminished as the prices of inputs have increased relative to the prices of grain. Long term monoculture of grains decreases yields. Organic farming shows increased profitability but the availability of organic fertilizers is restricted. This thesis searched solutions to the described challenges by means of biogas production. The study investigated impacts of a common biogas plant for the operation and economy of three case farms located in North Ostrobothnia. The impacts were examined from the perspective of farm acting as a raw materials producer and digestate utilizer. The cost-effectiveness of the biogas production was studied outside this study. One of the three farms produced pork, one grains and the last suckler cows. The pork and the grain farms would produce energy grass and the suckler cow farm would supply manure to the biogas production. The effects of the biogas production on the operation and economy of the farms were studied in scenarios where the variables were production method (conventional/organic) and biogas production technology (continuous/batch). It was also compared whether it was profitable for the conventional farms to converse to organic farming if the biogas production was not applied. The objective was to determine which of the scenarios was the most economically viable. The yields of the different scenarios were estimated according to the available nitrogen fertilization. The economic parameters were the value of the crop, the agricultural subsidies and variable and fixed costs. The viability of the scenarios was compared with the amount of surplus which covers the farming expenses that did not vary between the scenarios. For each farm a different scenario was the most profitable. The surplus of the current scenario was the lowest for each of the farms. The conclusions discussed the results of the feasibility study of biogas production. The batch digestion showed better profitability than the continuous digestion but neither obtained the pursued profitability. The comprehensive cost-effectiveness of all the farms and the common biogas plant was considered. The best alternative was the conversion of the conventional farms to organic farming without biogas production and applicable co-operation of the pork and the suckler cow farms in the crop rotation.
  • Unknown author (Helsingin yliopisto Ruralia-instituutti, 2008)
    Raportteja 27
    Etelä-Pohjanmaan energiahuolto perustuu tällä hetkellä erittäin vahvasti öljyn ja maakunnan ulkopuolelta tuodun sähkön varaan. Vuoden 2005 energiataseen mukaan maakunnassa kulutetusta sähköstä oli tuontisähköä 71 prosenttia ja vastaavasti öljyn osuus polttoaineiden kokonaiskäytöstä oli liikenteen polttoaineet mukaan lukien 57 prosenttia. Maakunnan energiaomavaraisuus oli vuoden 2005 energiataseen mukaan 42 ja uusiutuvan energian osuus koko energian käytöstä 15 prosenttia. Kirittävää on paljon, kun vertailukohdaksi otetaan EU:n komission 23.1.2008 julkistamassa ilmasto- ja energiapaketissa Suomelle vahvistama 38 prosentin tavoitetaso uusiutuvan energian käytössä vuoteen 2020 mennessä. Kehittämisstrategiassa esitetyn vision mukaan Etelä-Pohjanmaa on vuonna 2020 energiatehokas maakunta, joka hyödyntää alueellaan olevia uusiutuvia energiavaroja laajasti ja monipuolisesti. Tämän päämäärän saavuttamiseksi asetetaan maakunnan energiaomavaraisuuden kehittämiseksi sekä kasvihuonekaasujen vähentämiseksi seuraavat tavoitteet: ■ Energiaomavaraisuus on vuonna 2020 vähintään 75 prosenttia kaikesta energian käytöstä ■ Uusiutuvien energialähteiden osuus on vuonna 2020 vähintään 35 prosenttia koko polttoainekäytöstä ■ Energia-alan kone- ja laiteteollisuuden liikevaihto kolminkertaistuu vuoteen 2020 mennessä ■ Energia-alan työpaikat lisääntyvät vähintään 1200:lla vuoteen 2020 mennessä ■ Primäärienergian kokonaiskulutus säilytetään vuoteen 2020 vuonna 2007 toteutuneella tasolla Etelä-Pohjanmaan energiaomavaraisuustavoitteiden saavuttaminen edellyttää maakunnan voimavarojen tarkkaa kohdentamista. Tulevat investoinnit sekä tutkimus- ja kehityspanostukset tulee suunnata maakunnan omien energiaraaka-ainevarojen tehokkaaseen hyödyntämiseen. Kehittämistyön strategiset painopisteet ovat: ■ Maakunnaan uusiutuvia energiavaroja hyödynnetään monipuolisesti, täysimääräisesti ja innovatiivisesti ■ Energiatehokkuuteen ja energian säästöön panostetaan koko ketjussa tuotannosta kulutukseen ■ Turvevarojen energiakäytössä hyödynnetään perinteisten käyttömuotojen lisäksi uusien teknologioiden avaamat mahdollisuudet ■ Energia-alan kone- ja laiteteollisuuden kehityksen ja kasvun edellytyksiä vahvistetaan ■ Uusiutuvan energian tutkimuksen, kehittämisen ja koulutuksen voimavaroja lisätään ja rakenteita kehitetään Etelä-Pohjanmaan energiaomavaraisuuden perustan muodostavat tulevaisuudessa turve, metsä ja peltoenergia. Tällä hetkellä maakunnan oma sähkön ja lämmön tuotanto perustuu suurelta osin turpeen käyttöön. Maakunnan mittavat turvevarat mahdollistaisivat vielä nykyistä huomattavasti suuremman energiantuotannon, mutta turpeen korkea päästökerroin heikentää turpeen kilpailukykyä. Tästä huolimatta turve tulee olemaan jatkossakin maakunnan energiatuotannossa varsin keskeisessä roolissa. Uusiutuvista energialähteistä lähivuosien aikana avainasemassa on ennen kaikkea metsäenergia, mutta myös peltoenergiaa ja biokaasua on pystyttävä hyödyntämään lisääntyvässä määrin. Samoin on lisättävä aurinko- ja tuulienergian sekä lämpöpumpputeknologian hyödyntämistä ja jätteiden polttoa. Energia-ala työllisti vuonna 2005 Etelä-Pohjanmaalla yhteensä noin 2100 henkilöä. Strategiassa asetettujen tavoitteiden toteuttaminen lisää suorien työpaikkojen määrää sekä energian tuotantoon liittyvissä tehtävissä että kone- ja laitevalmistuksessa. Arvion mukaan strategian mukaiset panostukset energiantuotantoon tuovat maakuntaan yhteensä 900-1300 henkilötyövuotta vastaavan määrän uutta työtä. Työllistävyyden kasvu perustuu pääosin kone- ja laiteteollisuuden työpaikkalisäykseen. Energian tuotannossa tehokkaiden koneketjujen ja automatisoinnin johdosta suora työllisyysvaikutus jää suhteellisen pieneksi. Maakunnan omien energiavarojen lisääntyvällä hyödyntämisellä on aluetalouteen myönteisiä vaikutuksia. Erityisesti turpeen ja biokaasun laajentuvalla käytöllä on saatujen tulosten mukaan selvä positiivinen vaikutus aluetalouteen, kun kerrannaisvaikutukset huomioidaan. Turpeen laajentuvan käytön kokonaislisä talouskasvuun on käyttötasosta riippuen vuoteen 2020 mennessä 213 - 247 milj. euroa. Biokaasun aluetaloudellinen merkittävyys ei ole suuri, mutta se tuo kuitenkin maakuntaan yhteensä 46 milj. euroa uutta jaettavaa tarkasteluperiodin aikana. Myös työllisyysvaikutusten osalta tulokset ovat samansuuntaisia. Turvetuotannon merkitys työllistäjänä voisi kasvaa huomattavastikin jos potentiaalia voitaisiin hyödyntää enemmän ja päästökauppaa ei olisi. Ala voisi tuottaa keskimäärin 80-100 uutta henkilötyövuotta. Biokaasun tuotannon oletettiin olevan turvetuotantoon nähden työvaltaisempaa ja keskimäärin luotaisiin 50 uutta henkilötyövuotta vuoteen 2020 ulottuvan tarkastelujakson aikana. Pelto- ja metsäenergian käytön lisäyksellä ei ollut aluetaloudellista merkitystä. Peltoenergian kohdalla syynä oli alhainen lähtötaso ja metsäenergiaa puolestaan käytetään jo tällä hetkellä suhteellisen laajasti, joten tämäkään energiamuoto ei toimialana muodostu riittävän suureksi vallankin, kun potentiaalista voidaan hyödyntää vain osa. Strategian tavoitteiden toteutuessa Etelä-Pohjanmaan hiilidioksidipäästöt ovat vuonna 2020 14,6 prosenttia eli yhteensä 268735 tonnia pienemmät kuin vuonna 2005. Päästöt asukasta kohden laskevat samalla aikajaksolla 9,5 kg:sta 8,3 kg:n. Maakunnan päästöt ovat huomattavasti valtakunnan keskiarvoa pienemmät, sillä Suomen hiilidioksidipäästöt olivat vuonna 2005 noin 15,2 kg asukasta kohden. Turpeen osuus Etelä-Pohjanmaan hiilidioksidipäästöistä oli vuonna 2005 noin 35 prosenttia, mutta tulee nousemaan turpeen suhteellisen osuuden kasvusta johtuen vuoteen 2020 mennessä lähes puoleen eli 48 prosenttiin. Turpeen käyttöä olisi potentiaalin perusteella mahdollista lisätä huomattavasti ja sitä kautta nostaa maakunnan energiaomavaraisuutta, mutta nykyisillä päästökertoimilla siitä seuraisi hiilidioksidipäästöjen huomattava kasvu. Uusiutuvan energian laajamittainen käytön lisääminen edellyttää mittavia investointeja lisäkapasiteetin rakentamiseksi. Koska tuotanto on lisäksi vielä tällä hetkellä monien uusien energiamuotojen osalta myös heikosti kannattavaa, on selvää, että investoinnit eivät käynnisty pelkästään markkinavetoisina hankkeina. Maakunnan omien toimijoiden aktiivisuuden ja panostusten lisäksi tarvitaan myös kansallisella tasolla tehtäviä päätöksiä käynnistysvaiheen kannustimista ja tukijärjestelmistä. Energiaomavaraisuuden saavuttaminen on Etelä-Pohjanmaan osalta haasteellista ja tulee vaatimaan maakunnan toimijoiden vahvaa sitoutumista sekä rohkeaa riskinottoa. Omien voimavarojen lisäksi tulee myös hyödyntää tehokkaasti kaikki uusiutuvan energian käytön edistämiseksi saatavissa oleva tuki. Samoin tulee verkostoitua alan johtavien yritysten ja muiden toimijoiden kanssa osaamisen ja riskirahoituksen hankkimiseksi.
  • Karjalainen, Satu Maaria; Välimaa, Anna-Liisa; Hellsten, Seppo; Virtanen, Elina (Suomen ympäristökeskus, 2017)
    Suomen ympäristökeskuksen raportteja 18/2017
    Koillismaalla vesistöjen virkistyskäyttöä ja kalastusta on haitannut järviin yhä laajemmin levinnyt kanadanvesirutto (Elodea canadensis). Vesiruton hyötykäyttö – riesasta raaka-aineeksi -hankkeessa vesirutolle etsittiin erilaisia hyötykäyttötapoja, jotta vesistöstä nostettu suuri kasvimateriaali ja sen sisältämät aineet saataisiin hyödynnettyä kierto- ja biotalouden tavoitteiden mukaisesti. Neljällä Koillismaan järvellä tutkittiin kasvibiomassan määrää sekä näytealoilta että veneestä käsin kaikuluotausmenetelmällä. Tutkimusjärvistä kolmella selvitettiin lajin koostumusta sekä sen vaikutusta ihmiselle haitallisiin mikrobeihin ja kasvipatogeeneihin. Lisäksi testattiin kasvimateriaalin sopivuutta biokaasun tuotantoa varten ja tutkittiin tämän prosessin tuloksena syntyvän rejektin eli mädätejäännöksen soveltuvuutta jatkokäyttöön muun muassa maanparannusaineena. Kaikuluotausmenetelmällä pystyttiin arvioimaan suuntaa-antava suuruusluokka järven kaikkien vesikasvien biomassalle. Kuitenkin tarkempaa ja luotettavampaa biomassa-arviota varten tulisi vertailunäytealoja sijoittaa koko uposkasvillisuuden esiintymisen syvyysvyöhykkeille riittävä määrä. Biomassan sisältämät aineet olivat lähes täysin kuiva-aineessa, koska vesirutosta veden mukana poistunut ainemäärä oli vähäinen. Vaikka aineet ovat suurimmaksi osaksi sitoutuneet kasviin, on suositeltavaa poistaa vesirutto vesistöstä siten, etteivät ravinteet pääse valumaan takaisin vesistöä rehevöittämään. Tutkituissa järvissä vesiruton raskasmetallipitoisuudet eivät pääsääntöisesti rajoita vesiruton hyötykäyttöä, johon on monia mahdollisuuksia. Kasvibiomassan havaittiin sopivan hyvin biokaasutuksen syötemateriaaliksi korkean metaanintuottopotentiaalinsa ansiosta. Biokaasutuksen mädätysjäännöksenä syntyvä rejekti sisältää huomattavia määriä pää- ja hivenravinteita, joten se on myös arvokasta lannoitusainetta. Joidenkin ravinteiden osalta rejektin käyttö vaatisi kuitenkin myös täydennyslannoitusta. Rejektin havaittiin estävän siementen itämistä laboratorio-olosuhteissa, joten sillä saattaa olla kasvien kasvua rajoittavia vaikutuksia myös pelto-olosuhteissa, mikä tulisi ottaa huomioon rejektin levityspaikan ja -ajankohdan suunnittelussa. Lisäksi tulee huomioida myös rejektin käyttöä ja levitystä koskeva lainsäädäntö sekä tukiehdot. Vesiruttoa voi olla mahdollista hyödyntää myös viljelykasvien kasvitautien biologisessa torjunnassa. Vesirutolla ja siitä poistuvalla vedellä havaittiin perunarupea aiheuttavien sädebakteerien ja joidenkin kasvipatogeenisten sienten kasvua estäviä/hidastavia biologisia ominaisuuksia laboratorio-oloissa. Torankijärvessä havaittu vesiruton suuri mangaanipitoisuus, Kuusamojärven vesiruton alumiinipitoisuus ja kaikkien tutkittujen järvien vesiruttojen rautapitoisuudet rajoittavat kuitenkin vesiruton elintarvike- ja rehukäyttöä. Rehukäyttöä suunniteltaessa tulisikin aina määrittää kasvimassan kemiallinen koostumus ja erityisesti hivenaineiden pitoisuudet etukäteen. Tutkimustulosten perusteella vesirutto ei ole ravitsemuksellisesti niin arvokasta eikä turvallista käytettäväksi ihmisravintona, että sille kannattaisi hakea työlästä ja kallista uuselintarvikestatusta. Näiden tulosten perusteella vesirutto ei myöskään näyttäisi soveltuvan käytettäväksi säilöntäaineena kosmetiikassa tiettyjen bakteerien kasvunestoon. Tutkimuksessa koottu aineisto koostui neljästä järvestä ja suhteellisen pienistä näytemääristä. Tämän vuoksi suunniteltaessa vesiruton jatkokäyttöä tulisi vielä tehdä tarkentavia ja käyttötarkoitusta varten kohdistettuja analyyseja, sekä esimerkiksi peltokokeita ja maittavuuskokeita eläimille. Vesiruton kerääminen on mahdollista vain avovesikauden aikana, joten sen jatkokäyttöä varten tulisi selvittää tarpeet muun muassa esikäsittelyn, säilönnän ja varastoinnin osalta. Kasvibiomassan poistamisessa ja hyödyntämisessä huomioitavat asiat onkin koottu toimintamalliin, jossa on kuvattu eri hyötykäyttövaihtoehtojen arvoketjujen päävaiheet ja niihin vaikuttavat tärkeimmät tekijät, sekä tarvittavat toimijat eri vaiheissa. Lisäksi toimintamallissa on arvioitu eri vaihtoehtoihin liittyviä riskejä ja kehittämistarpeita. Eri käyttömuotojen kannattavuuden selvittäminen ja laajemman mittakaavan pilotointi tulisikin tehdä tulevissa hankkeissa. Pilotoinnin vetäjäksi tarvittaisiin paikallinen kehittämisyhtiö tai muu riittävän iso toimija.