|
|
Biokaasureaktorien paikkatieto- ja saavutettavuusperusteinen optimointi : tulevien ja lähtevien sivuvirtojen saavutettavuusanalyysi biokaasureaktorien verkostolle Pohjois-Pohjanmaalla |
|---|---|
| Author: | Kotavaara, Ossi1; Finnilä, Jenna; Lehtinen, Ulla2 |
| Organizations: |
1University of Oulu, Kerttu Saalasti institute, Regional Excellence 2University of Oulu, Kerttu Saalasti institute, Micro Entreneurship |
| Format: | ebook |
| Version: | published version |
| Access: | open |
| Online Access: | PDF Full Text (PDF, 3.6 MB) |
| Persistent link: | http://urn.fi/urn:isbn:9789526234953 |
| Language: | Finnish |
| Published: |
Oulu : University of Oulu,
2022
|
| Publish Date: | 2022-11-09 |
| Description: |
AbstractNorthern Ostrobothnia, and especially the southern part of the region, have a strong emphasis in animal production. This study analysed the regional potential of manure-based biogas production within whole Northern Ostrobothnia. The aim was to deepen the knowledge base to support location decisions of biogas reactors of different sizes. The study measured the regional biogas production potential at different scales, from the farm specific reactors to large industrial units. A spatial analysis of the optimal locations was carried out by calculating the total accessibility of the incoming side stream flows, i.e. cattle and pig manure, from transport distances of 5‐40 km. A similar accessibility analysis was also performed for the outgoing side streams, i.e. reactor reject slurry or digestate, which is widely used as a fertiliser. The available side streams of cattle and pig manure from the biogas reactors were estimated on the basis of farm-specific geographic information data, which is managed by the Finnish Food Authority. Data combined with the Normilanta manure estimation model produced by the Natural Resources Institute Finland. The logistics and transport distances of the side streams to and from the biogas reactor sites were analysed by road network routing-based accessibility calculations. While biogas is the main product of the reactors, the digestate is main side stream and suitable for fertilising. The potential accessibility of outgoing side stream potential based on estimated fertiliser needs was calculated by farm field and production plant data. The main finding of the study is that the southern part of Northern Ostrobothnia has a strong potential for biogas production by using a network of different size reactors. The most favourable locations for biogas reactors are found in the Kalajoki river valley. In terms of high accessibility, potential sites for biogas reactors are found in the Nivala and Kalajoki as well as within Ylivieska, Haapavesi, Haapajärvi and Reisjärvi areas. In the southern part of Northern Ostrobothnia there are also a number of other good locations for smaller biogas reactors. particularly Nivala and the surrounding areas appear to have a strong accessibility potential when for longer distances are included to the analyses. This study was carried out by the University of Oulu, Kerttu Saalasti Institute’s Regional Excellence research team as part of the project ”Low Carbon Business Ecosystem as a Rural Solution for Sustainable Growth (ARVO)” together with Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry. The funding of the project was from the European Regional Development Fund (ERDF) by Council of Oulu region, Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry, City of Nivala, Nivalan Teollisuuskylä Oy and Nivalan Kaukolämpö Oy. see all
TiivistelmäPohjois-Pohjanmaa ja varsinkin alueen eteläosa ovat vahvaa eläintuotantoaluetta. Tässä tutkimuksessa kartoitettiin Pohjois-Pohjanmaan lietelantaperusteisen biokaasutuotannon alueellista potentiaalia. Tavoitteena oli syventää tiedollista pohjaa eri kokoluokan biokaasureaktorien sijoittamispäätösten tueksi. Tutkimuksessa mitattiin alueellisesti biokaasun tuotantopotentiaalia eri mittakaavoilla muutaman tilan yhteisen biokaasureaktorin kokoluokasta suurten teollisten yksiköiden kokoluokkaan. Reaktorien optimisijaintien paikkatietoperusteinen analyysi tehtiin laskemalla tulevien syötteiden eli naudan ja sian lietelannan kokonaissaavutettavuus 5‐40 kilometrin kuljetusmatkoilla. Vastaava saavutettavuusanalyysi tehtiin myös lähtevien sivuvirtojen eli mädätteen (reaktorirejektin) lannoitekäytön potentiaalista. Biokaasureaktoreilta saavutettavissa olevat naudan ja sian lantojen sivuvirrat arvioitiin tilakohtaisten paikkatietojen perusteella hyödyntämällä Ruokaviraston hallinnoimia tuotantoeläintietoja, jotka yhdistettiin Luonnonvarakeskuksen tuottamaan Normilanta-malliin. Biokaasureaktorille tulevien ja sieltä lähtevien sivuvirtojen logistiikka ja kuljetusmatkat huomioitiin tieverkkoperusteisella reitittämisellä ja saavutettavuuslaskennalla. Lantavirtojen kuljetusten mallintamiseen tilasijaintien ja biokaasureaktorien kilpailevien kandidaattisijaintien (eli sijainnin optimoinnin kannalta mahdollisten sijaintipaikkojen) välillä käytettiin tieverkon Digiroad-paikkatietomallia, joka mahdollistaa raskaan kaluston reitityksen tieverkossa nopeusrajoitus- ja tieluokkatietoja hyödyntäen. Koska etäisyyden kasvaessa tulevien ja lähtevien virtojen hyödyntäminen todennäköisesti vähenee, tämä huomioitiin laskennoissa käyttämällä potentiaalisen saavutettavuuden laskentamallia. Biokaasu on reaktorien päätuote, mutta mädäte on pääasiassa lannoitekäyttöön sellaisenaan tai jatkojalosteena soveltuva sivuvirta. Mädätteelle laskettiin vastaavalla tavalla lannoitekäytön saavutettavuuden potentiaali lähialueiden vilja- ja nurmikasvustoisten peltolohkojen pinta-alojen avulla. Laskentojen lopputulokset on esitetty tiivistelmäraportissa karttoina ja yhteenvetotaulukkona. Tutkimuksen keskeisin tulos on, että Pohjois-Pohjanmaan eteläpuolisessa osassa on vahva potentiaali biokaasutuotannolle erikokoisten reaktoreiden verkostolle. Biokaasureaktorien 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 eteläpuolisessa osassa on muutoinkin lukuisia hyviä pienenpien biokaasureaktorin sijaintipaikkoja. Pidempien kuljetusten ja suurempien reaktorien sijoittamiseen erityisesti Nivala ja lähialueet näyttäytyvät erityisen vahvana, samoin kuin Kalajoen alue. Tämä tutkimus oli osa ”Vähähiilinen yritysekosysteemi maaseudun ratkaisuna kestävään kasvuun (ARVO)” -hanketta, jonka toteuttivat yhteistyössä Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti ja Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry. Hankkeen rahoittaja olivat Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR) Pohjois-Pohjanmaan liitto, Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry, Nivalan kaupunki, Nivalan Teollisuuskylä Oy ja Nivalan Kaukolämpö Oy. see all
|
| Series: |
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin julkaisuja |
| ISSN: | 2489-3501 |
| ISSN-E: | 2814-4406 |
| ISSN-L: | 2489-3501 |
| ISBN: | 978-952-62-3495-3 |
| ISBN Print: | 978-952-62-3494-6 |
| Issue: | 3 |
| Type of Publication: |
D4 Published development or research report or study |
| Field of Science: |
117 Geography and environmental sciences |
| Subjects: | |
| Copyright information: |
© University of Oulu, 2022. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited. |