Biokaasun hyödyntäminen ja käyttökohteet maatiloilla

Hankkeen yhteenveto

Hankkeen tavoitteena oli edistää ja aktivoida biokaasun paikallista tuotantoa ja käyttöä Etelä-Savon maatiloilla. LUT-yliopiston ja Xamkin yhteistyöhankkeessa selvitettiin paikallisten maatilojen mahdollisuuksia hyödyntää biokaasua ja mitä käyttöteknologiaa on saatavilla ja mikä on näiden teknologioiden kilpailukyky eri kohteissa. Hankkeessa paikallisia mahdollisuuksia ja esteitä kartoitettiin maatiloille kohdennetulla kyselytutkimuksella. Biokaasun hyödyntämisen toimintamallia käsiteltiin alueen ulkopuolisten esimerkkien avulla. Tarkasteltavia biokaasun eri käyttökohteita olivat mm. lämpö, sähkö, työkoneet ja liikenne. Myös biokaasun jalostustarve ja -mahdollisuudet sekä käytön rinnakkaisvaikutuksia tarkasteltiin hankkeen toteutuksessa. Biokaasun käytettävyyttä ja soveltuvuutta arvioitiin Etelä-Savon maatilakokoluokan tuotantokohteissa ja tulosten avulla pyrittiin löytämään uusia mahdolli-suuksia biokaasun paikalliseen hyödyntämiseen. Hankkeen tulokset edistävät ja helpottavat kilpailukykyisen ja ympäristöystävällisen biokaasun käyttöönottoa sekä motivoivat toimijoita uusiin investointeihin. Lisäksi paikallisten resurssien hyödyntämisellä parannetaan maaseudun ja maatilojen elinvoimaisuutta ja huoltovarmuutta, kun lopullisena päämääränä on hiilineutraali maatila.

Toteutus

Hankkeen toteutus osatehtävittäin ja osatehtävän päävastuullinen toteuttaja.
1. Biokaasun tuotantopotentiaali Etelä-Savossa (Xamk)
Työpaketissa toteutettiin selvitys Etelä-Savon maatilojen tuotantopotentiaalista ja potentiaalisten maatilojen lukumäärästä. Selvityksen mukaan Etelä-Savossa vuonna 2024 nautojen ja sikojen teoreettisen lietelantamäärän potentiaalinen energian tuotto voisi olla noin 73 163 MWh, josta nautojen lietelantojen osuus on 71 182 MWh/a ja vastaavasti sikojen lantojen osuus 1 981 MWh/a. Biokaasulaitokselle potentiaalisempia kohteita ovat nautatilat ja tilakohtaisten eläinmäärien perusteella biokaasulaitokselle soveltuvia kohteita on noin 10 kappaletta Etelä-Savossa. Lisäksi riittävä syötemäärä voidaan saavuttaa useamman tilan yhteisellä biokaasulaitoksella.
Työpaketin toteutuksessa tehtiin selvitystä biokaasun investointi- ja tuotantokustannuksista ja maatilojen biokaasulaitosratkaisuista esimerkkilaskelmien tekemistä varten. Esimerkkilaskelmat toteutettiin ulkopuolisena asiantuntijatyönä AFRY Finland Oy:llä. Esimerkkilaskelmis-sa käytettiin kahta tilakokoa: noin 160 naudan tilaa ja noin 600 naudan tilaa.

2. Biokaasun tuotannon esteet (LUT ja Xamk)
Työpaketissa toteutettiin kyselytutkimus Etelä-Savon maatiloille. Kyselyssä kartoitettiin paikallisten maatilojen näkemyksiä biokaasulaitosten yleistymisen esteistä, haasteista, yhteistyömahdollisuuksista ja kehityskohteista. Kysely lähetettiin Etelä-Savon MTK:n jäsenkirjeen yhteydessä (n. 2000 vastaanottajaa). Laajasta vastaanottajamäärästä huolimatta kyselyyn ei tullut yhtään vastausta. Kyselyn lähetys uusittiin, jolloin saatiin kolme vastausta. Tulosten perusteella biokaasun tuotanto, sekä erityisesti yhteislaitoksen mahdollisuus kiinnostaa tilallisia. Yleisimpinä esteinä tai haasteina biokaasulaitosinvestoinnille nähtiin investointikustannukset, sekä tiedonsaanti toiminnan aloittamiseksi ja ylläpitämiseksi, tuotantomenetelmät ja laitoksen vaatima työmäärä. Kyselyn tavoitettavuudesta ei saatu tarkempaa tietoa ja vastaamattomuudelle ei löydetty selitystä.
Tarkempia haastatteluja varten kartoitettiin potentiaalisia eteläsavolaisia maatiloja, joista kolmea maatilaa haastateltiin puhelimen välityksellä. Kaikki haastatellut olivat kiinnostuneita biokaasulaitoksen mahdolli-suuksista ja erityisesti mädätysjäännöksen mahdollisuudet lannoitekäytössä ja separoidun kuivajakeen kuivikekäyttö kiinnosti.

3. Biokaasun hyödyntäminen suomalaisessa esimerkkikohteessa (LUT)
Työpaketissa selvitettiin julkisista lähteistä ja suorilla kontakteilla suomalaisia biokaasulaitoksia ja niiden toimintamallia. Vuosina 2021 -2024 Suomeen rakennettiin 40 uutta biokaasulaitosta, joista 26 maatiloille. Uudet laitokset keskittyivät Pohjanmaalle ja Etelä-Savoon ei rakennettu yhtään uutta laitosta. Kaksi uutta laitosta on otettu käyttöön Kaakkois-Suomessa.
Osatehtävän toteutuksessa tutustuttiin maatilakokoluokan biokaasulaitoksiin Toivakassa, Haminassa ja Lapinjärvellä. Alussa kaikissa kohteissa uusi toiminta oli opettelua, mutta nyt laitokset ovat toimineet odotusten mukaisesti. Kokemusten mukaan biokaasun tuotanto soveltuu hyvin maatilojen yhteyteen. Maatilojen yhteisen biokaasulaitoksen toimintamallia ja soveltuvuutta Etelä-Savoon käsitel-tiin Pohjois-Suomen Biokaasu Oy:n Ranuan laitoksen tietojen perusteella.

4. Biokaasun käyttökohteet maatiloilla (LUT)
Osatehtävän toteutuksessa selvitettiin julkisista lähteistä ja suorilla kontakteilla biokaasun käyttökohteita maatiloilla. Puhdistetun biokaasun tyypillisiä käyttökohteita ovat ajoneuvot ja työkoneet. Tuotanto edellyttää investointia puhdistuslaitteistoon. Puhdistettua ja paineistettua biokaasua voidaan myös kuljettaa ja myydä ulkopuolisille. Korkeat investoinnit puhdistuslaitteistoon ja käyttöteknologiaan ovat rajoittaneet yleistymistä. Maatiloilla puhdistamattomalla biokaasulla voidaan korvata polttoöljyn, hakkeen ja ostosähkön käyttöä.
Toivakassa lehmän lietelannasta tuotettu biokaasu hyödynnettiin kaasumoottorissa ja kaasukattilassa. Biokaasulaitos nostaa merkittävästi tilan energiaomavaraisuutta, kun biokaasulla on korvattu ostosähkö ja hakelämmitys. Haminassa lehmän lietelannasta sekä nurmesta ja rehusta tuotettu biokaasu (n. 127 000 m3/a) hyödynnettiin kaasumoottorissa ja kaasukattilassa. Omalla sähkön ja lämmön tuotannolla katettiin tilan kulutus. Lapinjärvellä biokaasulaitoksen pääsyötteenä käytetään sian lietelantaa ja lisäsyötteinä mm. lehmän lietelantaa ja nurmea sekä rehua. Biokaasureaktorin osalta biokaasun tuotanto voitaisiin kaksinkertaistaa ja tilalla on alustavasti pohdittu kaasun puhdistusta ja paineistusta. Ranuan 21 maanviljelijän yhteislaitoksella biokaasun raaka-aineena käytetään lietettä ja nurmea. Tuotettu biokaasu puhdistetaan ja paineistetaan biometaaniksi. Osa liikennekaasusta myydään laitoksen yhteydessä olevalla tankkausasemalla ja osa kaasusta kuljetetaan painepulloissa muualle hyödynnettäväksi.

5. Biokaasun käyttöteknologioiden kilpailukyky (LUT ja Xamk)
Osatehtävän toteutuksessa selvitettiin julkisista lähteistä ja esimerkkikohteista biokaasun kilpailukykyä. Xamk toteutti ulkopuolisena asiantuntijatyönä AFRY Finland Oy:llä esimerkkilaskelmat maatilojen biokaasulaitosratkaisujen investointi- ja tuotantokustannuksista. Xamk kokosi raportin taulukkoon maatilakokoluokan biokaasulaitoksen yleisimmät investointituet. Paikallisesti voi olla myös muita investointiavustuksia.
Haminassa biokaasulaitoksen investointikustannus oli n. 1,1 milj. € (alv. 0%) ja investointiin on saatu Ely:n avustusta 50%. Motiivina investoinnille oli korvata maatilan vanha hakelämpökeskus. Kannattavuusarvioinnissa investoinnin korolliseksi takaisinmaksuajaksi 5% korolla saatiin vajaat 13 vuotta. Lapinjärvellä biokaasulaitoksen investointikustannus oli n. 1,5 milj. € (alv. 0%) ja investointiin on saatu Ely:ltä avustusta 50%. Motiivina investoinnille oli kehittää maataloutta. Kannattavuusarvioinnissa investoinnin korolliseksi takaisinmaksuajaksi 5% korolla saatiin yli 20 vuotta. Maatilan arvion mukaan tulevaisuudessa toiminta kehittyy ja kannattavuus paranee. Hajuhaittojen väheneminen lannan levityksessä peltoon koettiin myös merkittävänä hyötynä, mutta tälle ei ollut määritetty rahallista arvoa. Maatilakokoluokan biokaasulaitosesimerkeissä investointituki on ollut ehdoton edellytys investointien toteutumiselle. Biokaasulaitosten avulla on saatu nostettua maatilojen energiaomavaraisuutta ja vakautettua tulevaisuuden energiakustannukset. Jos energian hinnat nousevat tulevaisuudessa niin laitosten kannattavuus paranee. Näin tapahtui talvella 2025-2026. Ranuan maatilojen yhteisen biokaasulaitoksen investointikustannus oli 6,3 milj. € (alv. 0€), johon on saatu Ympäristöministeriön avustusta 4,1 milj. € (65%). Maatilojen yhteislaitoksen osalta isompi laitos ja jalostus liikennekaasuksi on todennäköisesti kannattavampi toimintamalli. Riskinä laitoksen taloudelle on riittävän ajoneuvokannan löytyminen laitoksen ympäristöstä. Toisena rinnakkaisena hyödyntämisvaihtoehtona on kaasun siirto tankeissa/pulloissa muihin kulutuskohteisiin, kuten Ranualla toimitaan.
Xamkin teettämässä konsulttiselvityksessä suoritettiin kannattavuuslaskenta kolmelle eri kokoluokan maatilalle eri syötteitä käyttäen. Kannattavuuslaskelmat toteutti Timo Lehto AFRY Finland Oy:stä. Esimerkkikohteille toteutettiin arviot biokaasun investointi- ja käyttökustannuksista ja teknologisista ratkaisuista.

6. Rinnakkaisvaikutusten arviointi (LUT)
Osatehtävän toteutuksessa selvitettiin julkisista lähteistä ja esimerkkikohteista biokaasun tuotannon ja käytön rinnakkaisvaikutuksia. Haasteena arvioinnissa on biokaasun tuotannon yhteydessä syntyvästä sivutuotteesta saatavan hyödyn rahallinen arvottaminen. Esimerkiksi vierailukohteissa eri sivutuotteiden hyödyt oli tunnistettu, mutta arvottamisessa ei ollut yhtenäistä käytäntöä.
Mädätysjäännöstä pidetään tärkeimpänä biokaasulaitoksen sivutuotteena. Sen käyttö kierrätyslannoitteena tukee maatilojen omavaraisuutta ja alueen maaperän tasapainoa sekä vähentää ulkopuolisten lannoitteiden käyttöä. Lisäksi mädätejäännöstä käytetään nykyisin entistä enemmän myös kuivikkeena, kun kuiviketurpeen saatavuus on heikentynyt ja kustannukset kohonneet.
Biokaasulaitoksen käyttöönotolla maatilalla voi saada tuotteistaa korkeampaa hintaa esim. vastuullisuuslisän avulla. Jos maatalouden sivuvirroista tuotetulla syötteillä tuotetaan maatilalla biokaasua ja sillä korvataan fossiilisia polttoaineita, niin syntyy fossiilisten hiilidioksidipäästöjen vähenemistä. Mädätejäännöksen käyttö lannoitteena vähentää lannan metaanipäästöjä.
Rinnakkaisvaikutusten arvioinnin yhteydessä raportin taulukossa on esitetty Xamkin kokoama yhteenveto biokaasulaitoksen rakentamiseen ja biokaasun varastointiin liittyvistä luvista.

7. Raportointi ja tiedonvälitys (LUT ja Xamk)
Hankkeen toteutusta ja tuloksia on raportoitu eri yhteyksissä hankkeen toteutusaikana ja tiedonvälitys jatkuu myös toteutusajan päättymisen jälkeen. Tiedonvälitys toteutettiin rahoittajan ohjeistuksen mukaisesti (mm. juliste- ja kalvopohjat). Tarkempi selvitys osatehtävän toteutuksesta on esitetty raportissa.

Tulokset

Hankkeessa tuotettiin tietoa maatilojen paikallisista mahdollisuuksista hyödyntää biokaasua Etelä-Savossa. Tuotettu tieto tarjoaa paremmat perusteet biokaasulaitosten investointien perustaksi. Maatiloille tuotettiin tietoa saatavilla olevista biokaasun käyttöteknologioista, arvioita näiden teknologioiden kilpailukyvystä ja kustannuksista eri käyttötarkoituksissa.

Biokaasun käytettävyyttä ja soveltuvuutta arvioitiin Etelä-Savon maatilakokoluokan tuotantokohteissa ja tulosten avulla pyrittiin löytämään uusia mahdollisuuksia biokaasun paikalliseen hyödyntämiseen. Kotimaisten esimerkkikohteiden avulla esiteltiin toimivia esimerkkejä maatilakokoluokan biokaasun hyödyntämisestä. Paikallisia biokaasun tuotannon yleistymisen esteitä kartoitettiin Etelä-Savon maatiloille kohdennetulla kyselytutkimuksella.

Hankkeessa tuotettiin uutta kustannus-, käyttöteknologia- ja toimintamallitietoa, jota eteläsavolaiset maatilat voivat hyödyntää uusissa investoinneissa. Hankkeen tuloksena syntynyt tieto palvelee maatalous- ja energiasektorin yrityskenttää sekä toimijoita, joiden tehtä-vänä on tukea ja edistää ympäristö- ja ilmastotyötä. Hankkeen tuloksia voivat hyödyntää maatalouden harjoittajat sekä toimialaan liittyvät muut toimijat, joita ovat mm. laitetoimittajat, alueen viranomaiset sekä koulutus- ja kehitysorganisaatiot. Hankkeen tulokset antavat tietoa maatalouden kehitysmahdollisuuksista ja laajemmasta omien resurssien hyödyntämisestä. Omien resurssien laajemmalla hyödyntämisellä voidaan nostaa maatilojen energiaomavaraisuutta ja alueiden huoltovarmuutta. Uusien toimintamallien potentiaalisimpina hyödyntäjinä ovat nuoremmat maatalousyrittäjät.

Tulevaisuudessa energian hintojen noustessa biokaasulaitosen kannattavuus paranee. Lisäksi maatilojen omilla resursseilla voidaan vakauttaa energiakustannuksia ja parantaa kustannuksien ennustettavuutta. Esim. talven 2025-2026 energian hintojen nousun taustalla oli poikkeuksellisen pitkä pakkasjakso sekä konfliktit maailmalla.

Vaikutukset ja jatkosuunnitelma

Hankkeen tavoitteena oli paikallisesti tuotetun biokaasun käytön edistäminen Etelä-Savossa ja tavoitteen toteutuminen vaatii uusia investointeja. Investointien toteuttajina ovat maatilat ja ym. mahdolliset toimijat, joten toiminta jatkuu heidän toimenpiteillänsä. Ensivaiheessa näitä toimenpiteitä voivat olla esimerkiksi vierailut biokaasua hyödyntävillä maatiloilla ja tilakohtaiset tarjouspyynnöt laitteistoista.

Hankkeen eteläsavolaisille maatiloille teettämän kyselytutkimuksen ja haastattelujen mukaan maatilojen keskuudessa on kiinnostusta maatilakohtaiseen biokaasuntuotantoon tai yhteislaitoksen perustamiseen. Kannattavuuden ja biokaasun paikallisen hyödyntämisen selvityksiä tulisi jatkaa kiinnostuneiden tilojen osalta. Myös toimialan yleinen kehityksen seuranta on tärkeää jatkossakin. Biokaasun hyödyntäminen laajemmin raskaan liikenteen polttoaineena ja maakaasun korvaajana voi avata uusia toimintamahdollisuuksia maatilakokoluokkaan erityisesti yhteislaitoksissa. Myös hiilidioksidin talteenottoa biokaasulaitoksista tutkitaan ja kehitetään.

Hankkeen tulokset ovat julkisia, joten niitä voidaan hyödyntää myös myöhemmin hankkeen päättymisen jälkeen. Hankkeen tulokset ja toteutuksessa tehdyt havainnot ovat osin hyödynnettävissä myös toteutusalueen ulkopuolella.