Pellervo  Kässi,  MTT   Erika  Winquist,  MTT   MIKSI  HARKITA  LANTABIOKAASUA?     KANNATTAAKO  SE  TILALLE?     Biokaasuprosessin  vaikutus  lietelantaan   •  Paitsi  energiaa,  tuottaa  biokaasulaitos  myös  lisäarvoa  lantaan:   •  10-­‐30  %  korkeampi  liukoisen  typen  osuus  raakalantaan  verrattuna   •  Myös  pH  nousee  >  huomioi  typpi  kaikissa  toimissa!!     •  Vähentynyt  haju   •  Vähemmän  patogeeneja,  rikkakasvinsiemeniä   •  Juoksevampi  rakenne  (alhaisempi  kuiva-­‐ainepitoisuus)     •  Vähentyneet  metaanipäästöt     •  Kun  riittävän  pitkä  viipymä  jo  reaktorissa  tai  jälkikaasuallas   22.10.201 4 2 Kuvat:  Perttu  Virkajärvi  ja  Sari  Luostarinen   © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus LASKENNAN  TAUSTATIEDOT   22.10.201 4 3 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Lähtökohtana  160  lehmän  maitoFla   •  Lähtötiedot:   •  Lypsylehmät  160   •  Nuorkarja  (>  8  kk)  104   •  Vasikat  (<  8  kk)  20   •  Lannantuotto  4301  t/v,  laidunnus  huomioitu   •  Säilörehu    2959  t/v,  josta  hävikki-­‐  (5  -­‐  9,4  %)  ja   ”ylijäämärehu”  (5    -­‐  10  %)    biokaasulaitokseen  →  426  t  /  v   •  Metaanintuottopotentiaali:   t/v  %  VS  m3  CH4/t  VS  m3  CH4   •  Lanta  4301  7,8  200    67  300   •  Rehu  426  23  350    34  300   •  VS  =  volitile  solids  =  orgaaninen  aines   22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 4 Tilakohtaiset  vaikutukset   •  Syötteet   •  Säilörehu:  nurmen  viljely  &  korjuu   →  kustannus  ei  muutu,  koska  käytetään  vain  hävikki-­‐  ja  ylijäämärehua   •  Lanta:  lannan  keruu   →  kustannus  ei  muutu   •  Käsittelyjäännös   •  Levitys  pelloille   →  kustannus  ei  muutu,  määrä  vain  vähän  suurempi  kuin  lannalla,  ilman   biokaasulaitosta  hävikki-­‐  ja  ylijäämärehu  pitäisi  hävittää  jollain  tavalla   •  Säästö  typpilannoituksessa  (1567  €/v)   →  ammoniumtypen  määrä  kasvaa  biokaasuprosessissa,  lisäksi  rehun   käyttö  syötteenä  tuo  lisää  typpeä     22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 5 Tilakohtainen  biokaasulaitos   •  Suunnittelun  pohjana:   •  Reaktorin  ja  jälkikaasualtaan  nestetilavuus  390  m3   •  Viipymä  reaktorissa  30  d   •  Viipymä  jälkikaasualtaassa  30  d   •  Orgaaninen  kuormitus  3,1  kg  VS  /  m3  /  d   •  Laitoksen  perustiedot:   •  Reaktori  450  m3   •  Jälkikaasuallas  450  m3   22.10.2014 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 6 Tilakohtaiset  vaikutukset   •  Energia   •  Tuotettu  sähkö  korvaa  ostosähköä,  ylijäämäsähkö  myydään  verkkoon   •  Tilan  tarvitsema  lämpö  tuotetaan  itse,  ylijäämälämpö  joko  hukkaan  tai   myyntiin   →  Kannattavuudessa  suuri  ero  sen  mukaan,  korvataanko  polttoaineena   kevyttä  polttoöljyä  vai  haketta   →  Ylijäämälämmön  hinnassa  kausivaihtelu  (talvihinta  =  3  x  kesähinta)   •  Investointikustannukset   •  Investointituki  -­‐>  max.  35  %   •  Ylläpitokustannukset   •  Laitoksen  päivittäinen  operointi  sekä  huolto  &  korjaus  (1841  €/v)   22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 7 Energian  kulutus  lehmää  kohF   •  2075  kWh  /  vuosi   •  458  kWh  lämpöä   •  1617  kWh  sähköä   •  Lähde:  Vuorentola  (2012),  Hörndahl  (2008),  Posio  (2010),  Energia-­‐akatemia.fi   (2014)   0 50 100 150 200 250 kWh  /  lehmä/  kk Robotti Maitotankki Apesekoitin Navetan  rehunjakolaitteet Hydraulinen  lannanpoisto Vaijeriraappa Valaistus Ilmanvaihto Lämminvesivaraaja Lämmitys 22.10.201 4 8 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Biokaasulaitoksen  energian  tuoIo   CH4  (m3)   lanta   CH4  (m3)   rehu   Energia   (MWh)   Sähkö   (MWh)   Lämpö   (MWh)   Talvi   36368   15436   518   155   321   Kesä   24245   15436   397   119   246   Yhteensä   60613   30872   915   274   567   22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 9 BMP-­‐toteuma  90  %  syötteen  BMP:stä     CHP-­‐laitteen  kaasuteho  n.  100  kW  ja  hyötysuhde  92  %  (sähköä  30  %  ja  lämpöä  62  %)     -­‐ Kesällä  laidunlannan  vähentäminen  syötöstä   -­‐ Rehun  syöttö  tasaisesti  ympäri  vuoden   →  Talvella  on  turvattava  riittävä  lämmöntuotanto.   →  Tilan  sähköntarve  on  tasaista  ympäri  vuoden,  joten  myös  kesällä  on  tuotettava            riittävästi  sähköä.   ”Talvi”:  marras  –  huhti   ”Kesä”:  touko  –  loka   BIOKAASULAITOSINVESTOINTI   22.10.201 4 10 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus BiokaasulaitosinvestoinF   •  Kaikki  yhteensä  n.  250  000  €   •  Käyttöikä:   •  Rakenteet  20  v.   •  Tekniikka  (myös  sekoittimet)  10  v.   •  Pumput  15  v.   •  CHP  9  v.   •  Kaasukattila  ja  poltin  15  v.   •  Varaosia  ei  huomioitu!   22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11 Biokaasulaitoksen  käyIökustannukset   h  /  vrk   h  /  v   €  /  v   Päivittäinen  työ   0,75   274   3860   Vaihtoehtoinen  työ  tilan  lämpökeskuksessa   -­‐  0,50   -­‐183   -­‐ 2573   Huollot   39   554   Yht.   1841   22.10.201 4 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12 Biokaasulaitos  korvaa  tilan  lämpökeskuksen,  joten  huomioidaan  vain  päivittäisen   työn  lisääntyminen.   Huoltoon  menevä  aika  on  arvioitu  MTT  Maaningan  laitoksen  käyttökokemuksen  perusteella.   Biokaasulaitoksen  tuotot   Energiankulutus:   Sähkö  /   biokaasul aitos   Sähkö  /   maa7la   Sähkö  /   myyn7in   Lämpö  /   biokaasu laitos   Lämpö  /   maa7la   Lämpö  /   MWh   talvikuukaudet  (marras  -­‐   huh7)   45   80   42   109   89   87   kesäkuukaudet  (touko  -­‐  loka)   43   80   4   62   45   112   yht.  MWh   88   159   46   171   134   198   rahallinen  hyöty  (€)   15925   2647   12279   9487   Yhteensä  €  /  v   30851   40338   22.10.201 4 13 Lämpöä   ei  saada   myytyä   Lämpö   myydään   © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Investoinnin  kannaIavuus   Ei   investoin7tukea   Investoin7tuki  35  %   Investoinnin  annuiteeQ   24947   16215   KäySökustannus  €  /  v   1841   1841   ”Ylijäämärehun”   tuotantokustannus  11  000   €  /  v   11000   11000   Tuotot  30  851  €  /  v   30851   30851   Tuotot  -­‐  kulut   -­‐6937   1795   22.10.201 4 14 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Entä  jos  investoinF  olisi   tehty  vuonna  2000?   Polttoöljyn  perusteella  laskettu   energiantuotannon   vaihtoehtoiskustannus  on  ollut   2000  luvun  alkuvuosina  ripeää   Myös  rakennuskustannukset   ovat  kasvaneet  samaan  aikaan,   mutta  nousu  ollut   ”maltillisempaa”               -­‐100000   -­‐80000   -­‐60000   -­‐40000   -­‐20000   0   20000   40000   1998   2000   2002   2004   2006   2008   2010   2012   2014   2016   Kassavirta  €  /  v   Nettokassavirta   Kumulatiivinen  kassavirta   Nettokassavirta,  (inv.  Tuki  35  %)   Kumulatiivinen  kassavirta  (inv.  Tuki  35  %)   22.10.201 4 15 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Yhteenveto   •  Lantaa  ja  nurmea  käyttävä  biokaasulaitos  integroituu   luontevasti  osaksi  lypsykarjatilan  materiaalivirtoja   •  Kiitos  energian  betonia  nopeamman  hinnannousun,  investointi   olisi  nykyään  kannattava  investointituen  turvin.   22.10.201 4 16 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus •  Tämä  on  viimeinen  kalvo   22.10.201 4 17 © Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus