Savonia-artikkeli Pro: Monia vaihtoehtoja biokaasuntuotantoon maatiloilla
Savonia-artikkeli Pro on kokoelma monialaisen Savonian asiantuntemusta eri aiheista.
This work is licensed under CC BY-SA 4.0
Biokaasuntuotannosta kiinnostuneet maatalousyrittäjät voivat, tilan sijainnista riippuen, valita useammasta erilaisesta vaihtoehdosta itselleen sopivimman mallin. Yrittäjillä voi olla jopa valinnanvaikeutta, sillä tietyillä alueilla omavaraisen sähkön- ja lämmöntuotannon ja itsenäisen biometaanin markkinoinnin lisäksi tarjolla on kaksi valmista yhteistyömallia. Ratkaisuna voi olla myös useamman maatilan yhteinen biokaasulaitos.
Lähtökohtaisesti biokaasuntuotannolla saavutetaan reaktorityypistä ja lopputuotteesta riippumatta merkittävää edistystä muun muassa kiertotalouden, hajautetun energiantuotannon ja huoltovarmuuden näkökulmista, mutta maatalousyrittäjän kannalta jokaisella mallilla on omat etunsa ja haasteensa.
Käytettävissä olevat syötteet ovat ratkaisevassa roolissa. Onko lähistöllä tarjolla yhteislaitosta, johon syötteitä voisi markkinoida? Oman biokaasulaitoksen suunnittelussa syötteet ja kaasun käyttökohde vaikuttavat sekä tekniikkavalintoihin että reaktorin mitoitukseen. Jos tavoitteena on biokaasun tai biometaanin myynti, kannattaa kokonaisuus suunnitella niin, että kaikki mahdolliset syötteet saadaan hyötykäyttöön, eikä reaktorin kapasiteetti ole ensimmäisenä rajoittamassa tuotantoa. Omavaraisessa sähkön ja lämmön tuotannossa mitoitus on usein järkevämpi tehdä tarveperusteisesti, tuotannon laajennussuunnitelmat huomioiden.
Reaktorityypeistä ja mitoituksista löytyy lisätietoja laitevalmistajilta, erilaisten syötteiden kaasuntuottopotentiaaleista puolestaan Luken biokaasulaskurista. Alla olevissa esimerkeissä keskitytään tekniikan sijaan erilaisiin tapoihin, joilla maatalouden syötteistä voidaan tehdä bioenergiaa.
Yhden tilan biokaasulaitos -energiaomavaraisuutta sähkön ja lämmön osalta
Yleisimmin maatiloilla käytössä oleva malli on oman sähköntarpeen mukaan mitoitettu, lietelannan hyödyntämiseen perustuva jatkuvatoiminen biokaasulaitos ja sen yhteydessä niin sanottu CHP-laitteisto (Combined Heat and Power). Lietteen lisäksi syötteinä käytetään usein myös säilörehun tähteitä ja kuivikepohjia, jolloin vältytään niiden erilliseltä kompostoinnilta.
Mallin haasteena on sähkön (jota saadaan noin 35–40 % biokaasun energiasisällöstä) sivutuotteena syntyvän lämmön (jonka osuus on 60-65 % energiasta) hyödyntäminen, mikä onnistuu harvoin täysimääräisesti tai ainakaan ympärivuotisesti. Sen sijaan ylimääräistä sähköä voidaan myydä verkkoon. Sähkön suuret hinnanvaihtelut ja epätietoisuus tilalla tarvittavasta lämpöenergian määrästä vaikeuttavat kannattavuuden arviointia ja korkeahko investointikustannus voi vaikeuttaa rahoituksen saamista. Lisäksi iso osa tarjolla olevista reaktoreista sopii vain suurimmille, vähintään kolmen robotin eli noin 200 lehmän tiloille.
Parhaiten omavarainen sähkön- ja lämmöntuotanto sopii tiloille, joilla on kohtalaisen suuri sähkönkulutus ja ympärivuotista käyttöä lämmölle. Lisähyötyinä voi ajatella biokaasulaitoksen mädätejäännöksen lannoitehyödyt raakalietteeseen verrattuna eli helpomman käsiteltävyyden, suuremman liukoisen typen osuuden ja rikkakasvipaineen pienenemisen. Näitä on toistaiseksi vaikea perustella rahoittajalle, mutta aihetta tutkitaan lähivuosina tarkemmin.
Omaan käyttöön tuotetun kaasun osalta ei tarvitse pitää syötekirjanpitoa tai raportoida kestävyyskriteerien täyttymistä.
Kaasun jalostus liikennepolttoaineeksi omalla tilalla
Maatilalla tuotettu biokaasu on mahdollista jalostaa biometaaniksi, jota voidaan myydä liikennepolttoaineeksi (compressed biogas, CBG) tai teollisuuden käyttöön. Tämä edellyttää investointia biokaasureaktorin lisäksi kaasun puhdistus- ja paineistustekniikkaan. Jalostusprosessi kuluttaa energiaa ja sen vaatima investointi tulee kalliimmaksi kuin omavaraisessa sähkön ja lämmön tuotannossa, joten kannattava toiminta edellyttää huomattavan suurta syötepotentiaalia.
Käytännössä biometaanin tuotanto sopinee parhaiten suurille tiloille, joiden sijainti mahdollistaa CBG:n jakelun oman tankkauspisteen kautta. Tilan työkoneiden muuttaminen kaasukäyttöisiksi vähentää riippuvuutta sekä fossiilisista polttoaineista että ulkopuolisista asiakkaista. Huomioitavaa on, että asiakaskunnan muodostuminen voi viedä aikaa. Mädätejäännöksen lannoitekäytön hyödyt ovat kuitenkin samat kuin sähkön ja lämmön tuotannossa eli ne tuovat sekä rahallisia että ajallisia säästöjä.
Biometaanin myyminen edellyttää käytännössä aina tarkkaa syötekirjanpitoa. Syötteiden tulee täyttää kestävyyskriteerit ja laitoksen toiminnalle on tehtävä vastuullisuusarviointi. Selvitettävien asioiden listalle voivat tulla myös energia- ja polttoaineverotus. Hallinnolliseen työhön on onneksi saatavissa asiantuntija-apua. Jotkut laitevalmistajat ovat ottaneet huolehtiakseen vastuullisuusraportoinnin asiakkaittensa puolesta.
Raakakaasun myynti, eli niin sanottu Vieremän malli
Tässä mallissa maatalousyrittäjä rakentaa oman biokaasulaitoksen, jossa tuotettu kaasu myydään kevyesti puhdistettuna (rikinpoisto) kiinteään Vieremän Lämpö ja Vesi Oy:n (VLV) kaasuverkkoon. Kaasuntuottaja tekee sopimuksen VLV:n kanssa ja saa kiinteän sopimushinnan kaasulle seuraavan X vuoden ajalle. Mahdollisuutta on markkinoitu erityisesti karjatilallisille, koska lietteessä on paljon vapaata potentiaalia hyödynnettäväksi.
Maatalousyrittäjän näkökulmasta hyödyt ovat osittain samoja kuin omavaraisessa sähkön ja lämmöntuotannossa. Jos tilalla on käytetty aiemmin lannoitteena lietettä, se korvautuu helpommin käsiteltävällä ja enemmän nopealiukoista typpeä sisältävällä mädätejäännöksellä, eikä kuivikkeiden ja rehuntähteiden erilliselle kompostoinnille ole enää tarvetta.
Laitoksen mitoituksessa ei tarvitse miettiä omaa energiantarvetta tai CBG:n menekkiä, vaan kokoluokan määrittää puhtaasti käytettävissä olevien syötteiden määrä. Investointikustannus nousee vastaavasti reaktorin koon kasvaessa, mutta laitoksen yhteyteen ei tarvita erillisiä laitteistoja kaasun käsittelyyn. Lisäksi kiinteä sopimushinta voi auttaa rahoitusneuvotteluissa. Sen sijaan tilan omaa energiaomavaraisuutta kaasunmyynti ei paranna.
VLV huolehtii kestävyysraportoinnista kaasunmyyjän puolesta, tosin yrittäjä sitoutuu käyttämään kestävyyskriteerit täyttäviä syötteitä sekä toimittamaan VLV:lle raportoinnin edellyttämät tiedot.
Kaasunmyynti on mahdollista toistaiseksi vain Vieremällä, mutta malli on vapaasti kopioitavissa. Viimeaikaisten uutisten perusteella kaasun putkisiirto yhteisjalostukseen vaikuttaa tulevan tarjolle seuraavaksi Kurikassa, ja tulevina vuosina ja vuosikymmeninä toivottavasti lähes jokaisella seutukunnalla.
Osallistuminen Suomen Lantakaasu Oy:n (SLK) toimintaan syötetoimittajana
Tässä mallissa maatalousyrittäjä luovuttaa SLK:lle lantaa ja/tai peltobiomassoja biokaasuprosessin raaka-aineeksi. Vastineeksi SLK toimittaa tilalle biokaasulaitoksen mädätejäännöstä, jota yhteislaitosten kohdalla nimitetään lannoitevalmisteeksi. Kaikki kuljetukset hoidetaan SLK:n toimesta.
Osallistuminen voi edellyttää uuden lietesäiliön rakentamista ja tieinfran parantamista. Pienet erät säilörehun tähteitä ja kuivikepohjia on edelleen kompostoitava itse. Lisäksi syötetoimittajan on huolehdittava kestävyyskriteerien täyttymisestä SLK:n vaatimusten mukaisesti.
Mallissa on useita hyötyjä, sillä se antaa mahdollisuuden myydä SLK:lle myös kiinteitä syötteitä, kuten karjalle sopimatonta tai muuten ylimääräistä säilörehua, ja tarjoaa lannoitevalmisteen hyödyt lietteeseen verrattuna (käsiteltävyys, liukoinen typpi, rikattomuus) ilman omaa biokaasureaktoria. Lannoitevalmisteen voi myös pyytää palauttamaan etäsäiliöön, jolloin yrittäjän ei tarvitse itse siirtää lietettä säilöstä toiseen.
Ennakkotietojen perusteella myös kasvinviljelytila voi liittyä SLK:n verkostoon toimittamalla syötteeksi peltobiomassoja. Tällöin tilalla on mahdollista säästää lannoituskuluissa ottamalla vastaan lannoitevalmistetta, joka tosin edellyttää säiliökapasiteettia.
Huomioitavaa on, että yhteistyö on mahdollista vain kohtuullisen matkan päässä (n. 30 km) SLK:n laitoksista toimiville sopimustuottajille. SLK edellyttää lantaa toimittavilta tiloilta säännöllisiä salmonellakokeita ja monet taudinaiheuttajat –kuten myös rikkakasvien siemenet- kuolevat biokaasuprosessissa.
Liikennepolttoainetta viljelijäomisteisella yhteislaitoksella, kaksi esimerkkiä
Biokaasuntuotanto onnistuu myös kuivalantaa, peltobiomassoja tai niitä molempia samanaikaisesti hyödyntäen. Tästä vaihtoehdosta löytyy malliesimerkki Pyhäjärveltä, missä toimii paikallisten maatalousyrittäjien perustama Pyhäjärven Biokaasu Oy (PB). PB:llä on Vaskikellon kupeessa kaksi kuivamädätystekniikkaan perustuvaa biokaasureaktoria sisältävä laitos, jonka tuottama kaasu puhdistetaan, paineistetaan ja myydään liikennepolttoaineena (CBG) oman tankkausaseman kautta.
Kyseinen reaktorityyppi eroaa merkittävästi lietelantaa hyödyntävistä, jatkuvatoimisista laitoksista. Kuivamädätystekniikka, tässä tapauksessa suotopetireaktori, toimii ilman lietelantaa, ja sen edellyttämä tekniikka on hieman kevyempää kuin märkämädätyksessä. Ennen kaikkea se mahdollistaa ylijäämänurmen lisäksi myös oljen sisältämän energiapotentiaalin hyödyntämisen.
Suotopetireaktorin mädätejäännöksen olomuoto vastaa kuivalantaa, ollen kuitenkin tasalaatuisempaa maanparannusainetta ja lannoitetta, erityisesti sen sisältämän nopealiukoisen typen ansiosta. Käyttäjäkokemusten perusteella mädätettä on hyvä kompostoida jonkun aikaa ennen pelloille levittämistä. Tarkempaa tietoa PB:n laitoksesta ja sen toiminnasta löytyy aiemmasta Savonia-artikkelista LINKKI.
Haasteena tässä mallissa on prosessin opettelu ja kaasuntarpeen vaihtelun ennakointi riittävän ajoissa. Reaktoriin vaihdetaan uudet syötteet eli rakennetaan uusi suotopeti noin 3–4 kuukauden välein, ja vaihtojen välillä kaasuntuottoa on mahdollista säätää vain hieman muuttamalla perkolaattinesteen kiertonopeutta. Kaasun tarve / kysyntä on siis syytä olla varsin tasaista, tai ainakin hyvin ennustettavaa.
Myös Ranualta löytyy maatalousyrittäjien omistama, liikennepolttoainetta valmistava biokaasulaitos. Pohjois-Suomen Biokaasu Oy:n toimintamalli muistuttaa Suomen Lantakaasua sikäli, että liete ja muut syötemassat kuljetetaan lähelle taajamaa rakennettuun keskitettyyn laitokseen. Suurin ero SLK:n malliin on se, että osakkaina olevat 21 maatalousyrittäjää ovat tehneet investoinnin keskenään, ilman ulkopuolista investoria. Alkuvaiheessa vain yrityksen toimitusjohtaja on palkattu omistajaryhmän ulkopuolelta. Toiminnan vakiintuessa yhtiöllä on valmius rekrytoida henkilöstöä huolehtimaan laitoksen operatiivisesta toiminnasta. Viljelijäomisteisten mallien etuna on, että kaikki kaasunmyynnistä kertyvät voitot tulevat suoraan yrittäjille, tosin myös riskit on kannettava itse.
Kaikkien edellä lueteltujen vaihtoehtojen lisäksi villinä korttina on vielä Mäntsälässä toimivan Auris Energian tarjoama mahdollisuus myydä kaasua suoraan kiinteään kaasuverkkoon, joka kattaa lähes koko Euroopan. Investoimalla omaan puhdistus- ja paineistuslaitteistoon sekä kuljetuskalustoon, periaatteessa kuka tahansa voi myydä kaasua kansainvälisille markkinoille, joilla hinta määräytyy pitkälti kaasun kestävyysluokituksen mukaan.
Artikkelia kirjoitettaessa (syksyllä 2025) biokaasulaitoksille on mahdollista saada investointitukea jopa 50 % hyväksytyistä kustannuksista, tiettyjen ehtojen täyttyessä. Investointituen tyyppi on aiemmin riippunut siitä, myydäänkö yli puolet tuotetusta energiasta tilan ulkopuolelle vai käytetäänkö valtaosa itse, mutta viimeaikaisten uutisten perusteella tästä rajoitteesta ollaan luopumassa. Tukikelpoisuuden piiriin päästäkseen biokaasulaitoksen hyötysuhteen tulee olla vähintään 70 %, mikä vaikuttaa eniten omavaraisesta sähkön ja lämmön tuotantoa suunniteltaessa, eikä mahdollista varautumista tuotannon laajentamiseen myöhemmin. Tarkemmat, ajantasaiset ehdot on luettavissa edellä mainittujen viranomaisten kotisivuilta.
Teksti perustuu FarmGas-PS3-hankkeen aikana käytyihin keskusteluihin ja tehtyihin laitosvierailuihin.
Sosiaalisessa mediassa voi tutustua muun muassa seuraavien biokaasulaitosten toimintaan:
- Pohjois-Suomen Biokaasu Oy https://www.facebook.com/profile.php?id=61559350913644
- Ojasaaren Biokaasu https://www.facebook.com/profile.php?id=61554944286813
- Wekas Oy https://www.facebook.com/profile.php?id=100095597888757
Muita hyödyllisiä linkkejä:
- Luken biokaasulaskuri https://biokaasulaskuri.luke.fi/?lang=fi
- Perustietoa biokaasuntuotannosta maatilalla https://www.motiva.fi/files/6958/Biokaasun_tuotanto_maatilalla.pdf
Kirjoittaja: Anu Tiikkainen, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu