Biokaasutuotannon potentiaalin tutkimuksessa hyödynnettiin laajasti paikkatietoja ja paikkatietojärjestelmää.
Kotimaisesti tuotettu biokaasu auttaa pienentämään maatalouden ja liikenteen hiilipäästöjä sekä lisää kotimaisen energian saatavuutta ja huoltovarmuutta. Biokaasua voidaan tehdä maaseudulla keskitetysti teollisen mittakaavan tuotantolaitoksilla, tilojen yhteisillä tuotantoyksiköillä tai pienemmillä tilatasoisilla reaktoreilla. Biokaasun tuotantoa voidaan parhaimmillaan rakentaa Suomen tuotantointensiivisen maaseudun kattavaksi verkostoksi etenkin alueilla missä on paljon tuotantoeläimiä sekä viljakasvien ja nurmirehu peltoalaa. Biokaasun raaka-aineena voidaan käyttää monia syötteitä, mutta lannan käyttö tekee reaktorin sivutuotteesta eli rejektistä helposti prosessoitavaa ja hyvää lannoitetta. Biokaasun tuotantoon riittävä syötteiden määrällinen saatavuus ja hyvä logistinen saavutettavuus eli lyhyet kuljetusmatkat ja pieni tonnikilometrikertymä ovat tärkeitä.
Pohjois-Pohjanmaan eteläosa on vahvaa eläintuotantoaluetta. Kartoitimme ARVO-hankkeessa Pohjois-Pohjanmaan lietelantaperusteisen biokaasutuotannon alueellisen potentiaalin. Tavoitteena on tukea tiedollisesti eri kokoluokan biokaasureaktorien sijoittamista alueelle. Tutkimuksessa mitattiin biokaasun tuotantopotentiaalia alueellisesti muutaman tilan yhteisen biokaasureaktorin kokoluokasta suurten teollisten yksiköiden kokoluokkaan. Reaktorien optimisijaintien paikkatietoperusteinen analyysi tehtiin laskemalla naudan ja sian lietelannan kokonaissaavutettavuus 5-40 kilometrin kuljetusmatkoilla. Biokaasu on reaktorien päätuote, lisäksi reaktorirejekti on pääasiassa lannoitekäyttöön sellaisenaan tai jatkojalosteena soveltuva sivuvirta. Vastaava saavutettavuusanalyysi tehtiin myös reaktorirejektin lannoitekäytölle vilja- ja nurmikasvuisille peltolohkoille. Tarkastelut huomioivat siis reaktorille tulevat ja sieltä lähtevät virrat.
Tutkimuksessa hyödynnettiin laajasti paikkatietoja ja paikkatietojärjestelmää. Biokaasureaktoreilta saavutettavissa olevat naudan ja sian lantojen sivuvirrat arvioitiin tilakohtaisten paikkatietojen perusteella hyödyntämällä Ruokaviraston hallinnoimia tuotantoeläintietoja. Tilakohtaiset eläintiedot yhdistettiin Luonnonvarakeskuksen tuottamaan Normilanta-malliin, jonka perusteella lantamäärä voidaan arvioida kohtalaisen tarkasti. Biokaasureaktorille tulevien ja sieltä lähtevien sivuvirtojen logistiikka ja kuljetusmatkat mallinettiin paikkatietojärjestelmässä tieverkkoperusteisella reitittämisellä. Reaktorien mahdollisten sijaintipaikkojen ja tilojen välisiä kuljetusreittejä käytettiin osana lannan saavutettavuuden laskentaa.
Tarkasteluissa reaktorirejektille laskettiin lannoitekäytön potentiaali lähialueiden vilja- ja nurmikasvustoisten peltolohkojen pinta-alojen avulla. Sivuvirtojen saavutettavuutta reaktorien mahdollisista sijainneista mitattiin eri maksimikuljetusmatkoilla viidestä neljänkymmenen kilometrin välillä. Etäisyyden kasvaessa sivuvirtojen käyttö todennäköisesti vähenee, mikä huomioitiin myös laskennoissa. Biokaasusyötteiden ja reaktorirejektin logistiikka voidaan hoitaa meno-paluukuljetuksina samalla kuljetuskalustolla, tyypillisesti puoliperävaunulla.
Kuva 1.Biokaasureaktorien optimisijainnit tulevien virtojen eli naudan ja sian lietelantasyötteiden potentiaalisen saavutettavuuden perusteella.
Laskentojen lopputulokset esitettiin karttamuodossa. Oheiset karttaesimerkit kuvaavat lantasyötteiden saavutettavuutta biokaasureaktorin kandidaattisijainneissa 20 kilometrin maksimikuljetusmatkalla (kuva 1) sekä reaktorirejektin hyödynnettävyyttä lannoitekäyttöön vilja- ja nurmikasvien peltoaloille samalla kuljetusmatkalla (kuva 2). Laskennassa käytetty potentiaalisen saavuttavuuden mittari huomioi reaktorin välittömästä lähteisyydestä kaiken saatavilla olevan lannan. Etäisyyden kasvaessa tilakohtaiset osuudet pienenevät (laskennassa eksponenttifunktiota hyödyntäen) siten, että raja-arvona olevan 20 kilometrin matkan päästä enää 50 % syötteestä huomioidaan.
Kuva 2. Biokaasureaktorien optimisijainnit lähtevien virtojen eli rejektin vilja- ja nurmikasvuisten peltolohkojen lannoitekäytön potentiaalisen saavutettavuuden perusteella.
Tutkimuksen keskeisin tulos on, että Pohjois-Pohjanmaan eteläosassa on vahva potentiaali biokaasutuotannon eri kokoisten reaktorein verkostolle. Parhaat sijaintipaikat useiden tilojen sivuvirtoja hyödyntäville biokaasureaktoreille löytyvät Kalajokilaaksosta. Lyhyiden kuljetusmatkojen tarkasteluissa erityisen hyviä kohteita on Nivalan ja Kalajoen sekä Ylivieskan, Haapaveden, Haapajärven ja Reisjärven alueilla. Pohjois-Pohjanmaan eteläosassa on muutoinkin lukuisia hyviä pienenpien biokaasureaktorin sijaintipaikkoja, kuten kartalta ilmenee. Pidempien kuljetusten ja suurempien reaktorien sijoittamiseen erityisesti Nivala ja lähialueet näyttäytyvät erityisen vahvana, samoin kuin Kalajoen alue. Tutkimuksessa selvitettiin Pohjois-Pohjanmaan lietelantasyötteiden alueellinen biokaasupotentiaali. Suomen laadukkaiden ja kattavien tilakohtaisten rekisteriperusteisten paikkatietojen avulla laskennat olisi kohtalaisella työllä toteutettavissa koko Suomeen. Aineistojen avulla myös muut maatalouden syötteet kuin lanta voidaan ottaa koko maan tasolla tarkasteluun. Tulokseksi saatava koko Suomen alueellinen ja paikallinen biokaasupotentiaali auttaisi tekemään kattavan arvioinnin alueellisesta biokaasupotentiaalista sekä investointisuunnitelmat biokaasusiirtymää varten.
Oulun yliopiston Kerttu Saalastin Instituutin Alueellisen erinomaisuuden tutkimusryhmä toteutti tutkimuksen Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry:n kanssa osana Vähähiilinen yritysekosysteemi maaseudun ratkaisuna kestävään kasvuun (ARVO) -hanketta. Hankkeen päärahoittaja oli Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR) Pohjois-Pohjanmaan liiton kautta. Osarajoittajina olivat Nivalan kaupunki, Nivalan Teollisuuskylä Oy ja Nivalan Kaukolämpö Oy.
Kirjoittaja:
Ossi Kotavaara, tutkimusjohtaja, FT, dosentti
Oulun yliopiston Kerttu Saalastin Instituutin Alueellisen erinomaisuuden tutkimusryhmä (REx)
Tutkittua tietoa ja havaintoja yrittäjämäisellä sydämellä.
Kerttu Saalasti Instituutin blogissa kirjoitetaan instituutin tutkimusryhmien aiheista, yrittäjyyskoulutuksesta sekä instituutin yleisistä aiheista. Kirjoittajina alojen tutkijat, asiantuntijat ja verkostojen jäsenet.
Aiheitamme ovat: mikroyrittäjyys, tulevaisuuden tuotantoteknologiat, alueellinen erinomaisuus, mikroyrittäjyyskoulutus