SaMaRa-hankkeessa tutkittiin biokaasulaitoksen syötteiden kannattavuutta maatilaolosuhteissa. Tästä syntyi idea tutkia nollakuidun eli selluteollisuudesta ylijääneen puuaineen taloudellista kannattavuutta biokaasulaitoksen syötteenä. (SaMaRa-hanke 2022; Mujunen 2023, 21.)Suomessa nollakuidun biokaasupotentiaalia hyödynnetään heikosti. Metsäteollisuudessa nollakuidun kaltaista kuitulietettä (Kuva 1) käytetään esim. energiantuotannossa polttamalla ja maataloudessa vesiensuojelukeinona käyttäen siitä valmistettuja maanparannusaineita peltoviljelyssä. Esim. Konnivedellä on nollakuitua 58000–116000 m3 ja Näsijärvellä 1,5 milj. m3. (Pasanen & Peltonen 2017, 9, 18; Ramboll Finland Oy 2019, 4; Suomen ympäristökeskus 2021.)
Nollakuidun metaanintuotto
Kun tiedetään nollakuidun kuiva-ainepitoisuus ja tiheys, voidaan laskea tuotetun metaanin (CH4) massa. Kuviossa 1 nollakuidun kumulatiivinen metaanintuotto 35 päivän viipymällä on 278,6 Nl CH4/kgVS, missä Nl CH4 tarkoittaa normaalipaineista metaanilitraa ja VS syötteen eli tässä tapauksessa nollakuidun orgaanista kuiva-ainepitoisuutta (Pajarinen 2023). Esim. Konniveden nollakuidun märkäpainoksi saadaan 71920 tn ja orgaaniseksi kuiva-aineeksi 2517 tn, jos nollakuidun kuiva-ainepitoisuus on 3,5 %, tiheys 620 kg/m3 ja kokonaistilavuus 116000 m3. (Ramboll Finland Oy 2019, 31.)
Koska Konnivedellä nollakuitua on 58000–116000 m3, voi kymmenen käyttövuoden biokaasulaitos hyödyntää sitä 3600–7200 tn/vuosi (a). Jos nollakuitua syötetään biokaasulaitokseen kymmenen vuoden ajan 7200 tn/a, saadaan Luonnonvarakeskuksen biokaasulaskurilla sähköenergiamääräksi 204709 kWh/a ja lämpöenergiamääräksi 409417 kWh/a. Biokaasutuotannosta myyntiin/käyttöön jää sähköenergiaa 138849 kWh/a ja lämpöenergiaa 166263 kWh/a. (Luonnonvarakeskus 2022.)
Nollakuidun kannattavuus biokaasulaitoksessa
Biokaasutuotannon sähköenergian (138849 kWh/a) arvo on 37725 €/a, kun sähkön ostohinta on 27,17 snt/kWh. Vastaavasti kaukolämmön (166263 kWh/a) arvo on 14631 €/a, kun lämmön ostohinta on 8,8 snt/kWh. Tällöin energia-arvo olisi yhteensä 52356 €/a. Jos biokaasulaitos maksaa 557800 €, on investointikustannukset 334680 € (tukitaso 40 %). Biokaasulaitoksen ylläpitämisen lisäksi pitää huomioida nollakuidun kuljetus. Biokaasulaitoksen huolto- ja käyttökustannukset ovat yleensä n. 14000 €/a. Nollakuidun kuljetuskustannukset voivat olla n. 2000 €/a. (Mujunen 2023, 39–45.) Annuiteettimenetelmän eli tasaerämaksumenetelmän mukaisesti biokaasulaitos, missä käytetään nollakuitua 7200 tn/a, on taloudellisesti kannattavaa (Taulukko 1). Tällöin kate on suurempi kuin annuiteettilainan takaisinmaksumäärä (28093 €/a) eli kate kertoo tuotetun euromäärän ja laitoksen vuotuisen käyttökustannuksen suhteen. (Luonnonvarakeskus 2022.)
Kirjoittajat
Arttu Mujunen opiskeleeLAB-ammattikorkeakoulun energia- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmassa.
Mervi Pulkkinen toimii laboratoriovastaavana LAB-ammattikorkeakoulun Teknologia-yksikön analyysilaboratoriossa ja asiantuntijana SaMaRa-hankkeessa.
Lähteet
Luonnonvarakeskus. 2022. Biokaasulaskuri. Maatalousinfo. Viitattu 12.5.2023. Saatavissa https://maatalousinfo.luke.fi/fi/laskurit/biogas
Mujunen, A. 2023. Biokaasuvoimalan kannattavuus osana maatilan ravinnekierrätysprosessia: SaMaRa-hankkeen selvitystyö. AMK-opinnäytetyö. LAB-ammattikorkeakoulu, energia- ja ympäristötekniikan koulutus. Lahti. Viitattu 12.5.2023. Saatavissa https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023051210324
Pajarinen, R. 2023. VS: Nollakuidun ja kuitulietteen numeeriset arvot. Sähköpostiviesti. Vastaanottaja Mujunen, A. Lähetetty 9.5.2023.
Pasanen, N. & Peltonen, S. 2017. 0-kuidun määrä ja laatu Suomen vesistöissä. Helsinki: Aalto yliopisto. Kemian tekniikan korkeakoulu. Selvitystyö tehty yhteistyössä ELY-keskuksen ja ST1:n kanssa. Saatavissa rajoitetusti.
Ramboll Finland Oy. 2019. Hiedanrannan järvisedimentin nollakuidun hyödyntäminen. Sininen biotalous -hankkeen loppuraportti. Espoo: Ramboll Finland Oy. Saatavissa rajoitetusti.
SaMaRa-hanke. 2022. SaMaRa-hankkeen loppuseminaari. LAB-ammattikorkeakoulu. Viitattu 12.5.2023. Saatavissa https://www.lab.fi/fi/tapahtumat/samara-hankkeen-loppuseminaari
Suomen ympäristökeskus. 2021. Kuitulietteitä tutkitaan maatalouden vesiensuojelukeinona – alustavat tulokset lupaavia. Kuitulietteet maatalouden vesiensuojelukeinona (KUITU) -hanke. Viitattu 12.5.2023. Saatavissa https://www.syke.fi/fi-FI/Ajankohtaista/Uutiskirjeet/Vesistokunnostusverkosto/Kuitulietteita_tutkitaan_maatalouden_ves(60345)
