University of Oulu

Pohjois-Pohjanmaan maataloussektorin biokaasun tuotantopotentiaali

Saved in:
Author: Nevalainen, Riikka1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Environmental Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.1 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201703151356
Language: Finnish
Published: Oulu : R. Nevalainen, 2017
Publish Date: 2017-03-15
Physical Description: 119 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Pongrácz, Eva
Piippo, Sari
Reviewer: Pongrácz, Eva
Piippo, Sari
Description:
Työn tavoitteena on tarkastella kiertotalouden, biotalouden ja maatalouden yhteyksiä sekä pohtia biokaasulaitosten mahdollisuuksia maatalouden kannattavuuden ja energiaomavaraisuuden edistäjänä. Kiertotaloudella tarkoitetaan taloutta, jossa materiaalit ja arvo kiertävät ja tuotteille luodaan lisäarvoa palveluilla ja älykkyydellä. Jätteen määrää pyritään vähentämään. Biotalous on biopohjaisten materiaalien ja prosessien hyödyntämistä siten, että suositaan uusiutuvia luonnonvaroja ja kierrätystä. Biotalous kuuluu kiertotalouteen. Kiertotalous ja biotalous on otettu huomioon useissa poliittisissa linjanvedoissa viime aikoina, esim. Sipilän hallituksen kärkihankkeissa. Maatalous on osa sekä kierto- että biotaloutta. Maatalous edustaa biotaloutta luonnonvarojen käytön osalta ja kiertotaloutta etenkin ravinteiden kierrätyksen kannalta. Koska kyseisiin aloihin satsaus on lisääntynyt, tulee miettiä maatalouden kehittämisen mahdollisuuksia ja maaseudun elinvoimaisuuden lisäämistä. Yhtenä vaihtoehtona ovat biokaasulaitokset. Maatilakohtaisilla biokaasulaitoksilla käytetään usein vain maatilan sisällä tuotettuja syötteitä kuten lantaa ja ylijäämärehua. Yksinkertaisimmillaan biokaasulaitos ei vaadi laitoshyväksyntää tai ympäristölupaa, pelkkä rakennuslupa riittää. Rakentamisen ja toiminnan tulee toki täyttää esim. ympäristönsuojelulain tai nitraattiasetuksen vaatimukset. Tutkimus perustuu kirjallisuuteen, tilastotietoon sekä haastatteluihin. Työssä on käytetty myös ArcMap-ohjelmaa. Kirjallisuuden perusteella määritellään aiheeseen liittyvät käsitteet ja selvitetään mm. eri syötteiden metaanin tuottopotentiaalia. Lisäksi katsastetaan biokaasutuotannon hyötyjä maatalouden ympäristönäkökulmasta. Maatilakohtaisella tilastotiedolla mm. eläinmääristä voidaan arvioida, millä alueella on suuri metaanintuottopotentiaali. Alalla toimivien henkilöiden haastattelut luotaavat sisäpiirin näkemystä ja antavat hyviä käytännön vinkkejä laitosta suunnitteleville. Eläinten lannan lisäksi erilaisten peltoalojen satoa voitaisiin hyödyntää biokaasulaitoksen syötteenä. Esimerkiksi kesantojen ja suojavyöhykkeiden biomassa jää usein hyödyntämättä nykyään. Pohjois-Pohjanmaan alueella on runsaasti biokaasun tuotantoon soveltuvia syötteitä, joiden metaanipotentiaalin perusteella maatilojen energiaomavaraisuutta voitaisiin huomattavasti lisätä. Haastattelujen tulokset osoittavat, että maatilojen biokaasulaitoksista on etua maatilayrittäjille. Viljelijältä vaaditaan kuitenkin suurta kiinnostusta ja panostusta laitoksen perustamiseen sekä teknistä osaamista etenkin omatekoisten laitosten kohdalla. Koska investointi on suuri, se kannattaa ajoittaa uusien lämpökeskusten tai tuotantotilojen hankinnan yhteyteen. Mädätysjäännöksen lannoitehyöty ja siitä saatava kustannussäästö on jäänyt liian vähälle huomiolle. Lisäksi biokaasun maineen sekä poliittisen ilmapiirin parantaminen edesauttaisivat laitosten yleistymistä. Tulokset valaisevat maatilakohtaisten biokaasulaitosten ongelmakohtia ja kehittämismahdollisuuksia. Tarvitaan kuitenkin poliittisia päätöksiä mm. tukitason ja –ehtojen suhteen sekä maatalouden kannattavuuden paranemista, jotta investointi olisi kannattava. Kehittämistä olisi erityisesti maatilojen yhteisissä laitoksissa sekä liikennepolttoaineen saralla.
see all

The aim of this study is to examine the relationships of circular economy, bioeconomy and agriculture. The potential of the biogas facilities to improve the profitability of agriculture and the energy self-sufficiency of a farm is also considered. Circular economy is an economy where material and value are recycled and additional value is created to products by services and intelligence. The amount of waste is decreased. Bioeconomy is the utilization of biobased materials and processes by preferring renewable natural resources and recycling. Bioeconomy is included in circular economy. Circular economy and bioeconomy are taken into account in several political statements lately, for example in the key projects of Sipilä’s government. Agriculture is a part of both circular economy and bioeconomy. Agriculture represents bioeconomy by using natural resources and circular economy through recycling nutrients. The investments have increased in both circular economy and bioeconomy and therefore the possibilities of developing agriculture and increasing the viability of rural area should be addressed. One option is a biogas facility. Farm-based biogas facility usually uses input materials produced in the farm, for example manure or excess forage. This way biogas facility does not need facility approval or environmental permit, only construction permit. Nevertheless, the construction and use of a facility needs to follow e.g. environmental legislation and the requirements of nitrate regulation. This study is based on literature, statistical data and interviews. Program ArcMap is used to produce maps. Literature is used to define related concepts and examine e.g. the methane potential of different input materials. In addition, the benefits of biogas are considered in the environmental point of view. Farm-based statistical data of e.g. the number of animals is used to assess the methane production potential of certain area. The interviews of people working in biogas facilities probe the inside view and give practical advices to people who plan to construct a biogas facility. Besides manure, yield of different field areas could be utilized as an input material to a biogas facility. For example, the biomass of fallow land is often neglected nowadays. There are a lot of input materials which could be used to biogas production in Northern Ostrobothnia. The energy self-sufficiency of farms could be significantly increased based on the methane potential of agricultural input materials. The results of the interviews show a clear benefit of a biogas facility to farmers. A great interest and investment are required from a farmer to construct a facility and technical knowledge is an advantage especially in the case of self-made facilities. Because of great financial investment, the purchase of a biogas facility should be scheduled to the construction phase of a new heat facility or animal shelters. The fertilizer benefit of the digestate and the financial savings have gained too little attention. In addition, the improvements in the reputation of biogas and the political atmosphere would help biogas facilities to become more common. The results of this study shed light to the bottlenecks and the possibilities on farm-based biogas facilities. However, political decisions of financial support and terms are needed. General improvement of the cost-effectiveness of agriculture is also needed to make the investment profitable. Future developments lie in the cooperative facilities of several farmers and in the biofuels.
see all

Subjects:
Copyright information: © Riikka Nevalainen, 2017. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.