Bioenergialla työtä ja toimeentuloa Pielisen Karjalaan

Bioenergialla tyÜtä ja toimeentuloa Pielisen Karjalaan Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta -hankkeen vuosiraportti 2013-2014 Lasse Okkonen, Niina Huikuri & Heidi Tanskanen (toim.)

ISBN 978-952-275-113-3 (painettu) ISBN 978-952-275-114-0 (verkkojulkaisu) Julkaisija: Karelia ammattikorkeakoulu Oy Biotalouden keskus

Sirkkalantie 12 A, 80100 Joensuu Kannen kuvat: Š Common Power / Jussi Ratilainen

Bioenergialla tyÜtä ja toimeentuloa Pielisen Karjalaan Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta -hankkeen vuosiraportti 2013 - 2014 Lasse Okkonen, Niina Huikuri & Heidi Tanskanen (toim.)

Alkusanat PIKES Oy:n ja Karelia-ammattikorkeakoulun hanke, Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta, tavoittelee alueen energiaomavaraisuuden nostoa ja uutta liiketoimintaa hajautetun energiantuotannon avulla.

Energiaa tarvitaan pääosin kolmeen tarkoitukseen, jotka ovat lämpö, sähkö ja liikenne. Pielisen Karjalassa valtaosa lämmöntuotannosta tapahtuu jo nyt biopolttoaineilla. Bioenergiaan tai muihin uusiutuviin energianlähteisiin perustuvat lämmitysratkaisut yleistyvät kaiken aikaa ja pyrkimys fossiilisesta öljystä luopumiseen elää nyt vahvana. Lämpöenergian osalta jopa täydellinen energiaomavaraisuus on mahdollisuuksien rajoissa Pielisen Karjalassa. Liikennepolttoaineiden ja sähköenergian tuotanto sen sijaan on Pielisen Karjalassa lähes nollatasolla ja bioenergiaratkaisuihin siirtymisen kynnys on varsin korkealla.

Liikennepolttoaineiden osalta Pielisen Karjalan suurin potentiaali on biokaasussa. Lieksassa keväällä 2013 järjestetty biokaasukoulutus keräsi motivoituneen joukon oppijoita. Vuoden aikana alueella tehtiin useita biokaasulaitosselvityksiä. Näistä saatujen kokemusten yhteenvetona voidaan todeta, että biokaasun tuotanto liikennepolttoaineeksi maatilayhteistyönä on biokaasun eri liiketoimintamalleista tällä alueella taloudellisesti potentiaalisin vaihtoehto. Kannattavuuden elinehto on toki liikennebiokaasun kysynnän kehittyminen kaasuntuotantoa vastaavaksi. Laitosten perustamisedellytyksiä voidaan parantaa selvittämällä kaasua käyttäviä yhteistyökumppaneita jo laitoksen suunnitteluvaiheessa. Biokaasun tuotantoa jarruttavat ennen kaikkea biokaasulaitosten korkeat rakentamiskustannukset ja suomalaisen energiapolitiikan linjattomuus: uusiutuvaa energiaa sanotaan haluttavan edistää mutta mm. pienet biokaasuntuotantolaitokset putoavat lähes kokonaan tukien ulkopuolelle eikä kaasun käyttöön kannusteta verohelpotuksin. Ilmasto- ja aluetalousnäkökulmasta olisi suotavaa, että uusiutuvan energian tuotantoa ja jätteiden hyötykäyttöä tuettaisiin Suomessa systemaattisesti myös pienessä mittakaavassa.

On arvioitu, että sähkönsiirtoverkkojen maahankaivamisen kustannukset siirtyvät tuntuvassa määrin harvaanasuttujen alueiden asukkaiden sähkölaskuun. On siis hyvä hetki ryhtyä kehittämään omavaraisia, uusiutuviin luonnonvaroihin pohjautuvia ratkaisuja myös sähköntuotantoon. Pielisen Karjalassa on 2013 keväästä saakka toiminut maatilojen energiaratkaisujen rohkea edelläkävijä eli Kuittilan tilan CHP -laitos, joka puunkaasutustekniikalla tuottaa tilalle lämpöä ja sähköä.

Myös perinteinen klapi puolustaa paikkaansa asumisen ja matkailun energiavaihtoehtona.

Vuonna 2013 valmistuneessa markkinaselvityksessä havaittiin, että klapiliiketoiminnalla on edelleen kasvumahdollisuuksia Pielisen Karjalassa.

Tulosraportin lopussa esitetään näkymiä vuodelle 2014. Hankkeen viimeisenä toimintavuotena luvassa on biokaasun tuotannon ja käytön edistämistä, bioterminaaliverkostoselvityksen tekemistä ja maatilojen energiaomavaraisuuden parantamista. Lisäksi hanke jatkaa bioenergia-alan yrittäjien aktivointia, uusien tekniikoiden ja hyvien käytäntöjen levittämistä sekä laajaa tiedottamista hankkeen tuloksista. Vuoden aikana suunnitellaan ja vahvistetaan jatkotoimenpiteet bioenergian ja energiaomavaraisuuden edistämiseksi Pielisen Karjalassa ja luodaan tulevia aktiviteetteja tukevia yhteistyöverkostoja.

Tähän julkaisuun on koottu katsaus hankkeen keskeisiin toimenpiteisiin ja tuloksiin 2013.

Toivomme, että raportti tarjoaa lukijoilleen hyödyllistä tietoa ja kimmokkeen osallistua bioenergia-alan eteenpäin viemiseen.

Lämpimät kiitokset hyvästä yhteistyöstä kaikille, jotka osallistuivat tämän raportin kirjoittamiseen, valmisteluun ja osahankkeisiin.

Nurmeksessa 20.1.2014.

Heidi Tanskanen, PIKES Oy & Lasse Okkonen, Karelia-amk

3

Sisällysluettelo Alkusanat......................................................................................................... 3 Bioenergia osana elinkeinostrategiaa – Aluetaloudellisten vaikutusten mallinnus Pielisen Karjalan bioenergiahankkeista............................................ 9 Tiivistelmä 11 Johdanto 11 Tutkimusalue 12 Aluekehitys Pielisen Karjalassa 13 Pielisen Karjalan elinkeinostrategia 14 Aineistot ja menetelmät 15 Elinkeinostrategiaan liittyvät investoinnit 15 Aluetalousmallinnuksen tulokset Pielisen Karjalassa 17 Elinkeinostrategian toteuttamisen tulovaikutukset 17 Elinkeinostrategian toteuttamisen vaikutukset työllisyyteen 19 Työllisyysvaikutukset suhteessa aluekehityksen trendeihin 20 Johtopäätökset 22 Lähteet 23

Energiaomavarainen talo – Selvitys energiaomavaraisen talon lämmön- ja sähköntuottojärjestelmästä......................................................... 25 Johdanto 27 Energiankulutus 27 Lämmöntuotto 29 Sähköntuotto aurinkovoimalalla 33

Kolin Takametsä - energiaratkaisun esiselvitys .............................................. 39 Taustaa 41 Energiantuotantojärjestelmät 43 Energiantuotantojärjestelmän vaihtoehtoja 44

Esisuunnitelma Valtimon biokaasulaitoksesta................................................ 49 Tiivistelmä 51 Biokaasun tuotanto maataloudessa 52 Tuotantoteknologiat 53 Raaka-aineet 54 Biokaasulaitoksen taloudellinen hyödyntäminen 55 Valtimon biokaasulaitos 57

Toteutussuunnitelma omakotitalon biokaasulaitoksesta................................ 61 Tiivistelmä 63 Biokaasuteknologian levinneisyys ja hyödyt 63 Biokaasun tuotantoprosessi 64 Kotitalouden biokaasulaitos 64 Kannattavuus 66 Lähteet 67

Nurmeksen biokaasulaitoksen kannattavuusarviointi..................................... 69 Johdanto 71 Taustatiedot ja skenaariomallien oletukset 71 Prosessioletukset 72 Esikäsittely ja vastaanotto 72 Mädätysprosessi 73 Biokaasun käsittely 73 Mädätysjäännöksen käsittely ja hyödyntäminen 74 Sivutuoteasetuksen mukainen hygienisointi 74 Jätevesien käsittely 74 Hajuhaittojen ehkäiseminen 74 Kannattavuusmalli 75 Markkinaolettamat 75 Investointikustannukset 76 Operointikustannukset 76 Vaihtoehtojen kannattavuusvertailu 77

Hake- tai puupellettilämmityksen toteutuksen arviointi: Koli Spa Lotus- kylpylä ja hotelli......................................................................79 Kohteen lämmön tuotannon suunnitelmat ja vaihtoehdot 80 Lämpökeskuksen sijoituspaikka ja polttoainevarastot 82 Lämpökeskuksen käyttökustannusten muodostuminen 83 Lämpökeskuksen toteutusvaihtoehtojen investointikustannukset 85 Muut kylpylän läheisyydessä olevat kiinteistöt 86 Lämpölaitostekniikan esimerkkiratkaisuja hakkeella ja puupelletillä 86 Hakelämpökeskus 86 Pellettilämpökeskus 750 kW 88

Pielisen Karjalan peltobioenergiapotentiaalin kartoitus.................................. 91 Johdanto 93 Aineisto ja menetelmät 93 Bioenergiapotentiaalin arviointi 96 Yhteenveto 97 Lähteet 98

Alueellisen ympäristöhallintajärjestelmän (REMS) askeleet Pielisen Karjalan alueelle................................................................................ 99 Johdanto 101 Teollinen ekologia 101 Alueellinen teollinen ekologia 103 Ekoteollinen puisto 104 Alueellinen ympäristöhallintajärjestelmä, REMS 105 REMS -käsitteen määrittely 105 REMS esimerkkejä maailmalta 106 Ehdotus REMS -askeleiksi Pielisen Karjalassa 109 Johtopäätökset 113 Lähteet 114

Hankkeen toimenpiteitä vuoden 2014 aikana....................................................................................... 117 Opinnäytetöiden tiivistelmät.........................................................................121 Liitteet..........................................................................................................125

Bioenergia osana elinkeinostrategiaa – Aluetaloudellisten vaikutusten mallinnus Pielisen Karjalan bioenergiahankkeista Lasse Okkonen, Karelia-amk Olli Lehtonen, Itä-Suomen yliopisto

9

Tiivistelmä Biotalous voi olla hyvin merkittävä aluetaloudellisesti erityisesti harvaan asutuilla ja luonnonvaroiltaan rikkailla alueilla, kuten Pielisen Karjalassa. Biotalouteen liittyviä hyötyjä ovat kasvavat tulo- ja työllisyysvaikutukset sekä parantuva energiahuoltovarmuus. Tässä tutkimuksessa selvitetään bioenergiaan painottuvan paikallisen elinkeinostrategian aluetaloudellisia vaikutuksia. Tutkimuksen aineistona ovat suunnitteilla olevat bioenergia-alan investointihankkeet Nurmeksen Pitkänmäen uudella teollisuusalueella. Tutkimuksen keskeisenä tavoitteena on mallintaa aluetaloudellisia vaikutuksia alueella, joka sijaitsee kasvukeskusten aluekehitysvaikutuksen ulkopuolella. Tutkimuksen tulokset ennakoivat, että paikallisella bioenergialla voi olla hyvin huomattavia hyötyjä: parhaimmassa tapauksessa yli 12 miljoonan euron vuotuinen tulovaikutus ja 280 henkilötyövuoden vaikutus. Uusi aluetaloudellinen vaikutus voi auttaa katkaisemaan alueella pitkään vallinneen negatiivisen kehityspolun. Toisaalta epätasaisen aluekehityksen juuret ovat niin syvällä, että nyt tutkittavat hankkeet ovat vain osaratkaisu alueellisiin kehityseroihin. Syrjäisillä alueilla, kuten Pielisen Karjalan kunnat, on rajallinen määrä mahdollisuuksia hyötyä kasvukeskusten kehitysvaikutuksesta. Uusi bioenergian ja biotalouden kehitys tarjoaa kuitenkin mahdollisuuksia paikkaperusteiseen aluekehitykseen.

Johdanto Nykyisessä aluekehityksen vaiheessa syrjäiset eurooppalaiset maaseutualueet tarvitsevat uusia taloudellisia mahdollisuuksia (Whitley ym. 2004; Lehtonen & Tykkyläinen 2008; Okkonen 2008). Investoinnit biotalouteen voivat lisätä paikallisten luonnonvarojen käyttöä ja tehostaa infrastruktuurin työvoiman ja koneiden käyttöä. Ne myös tarjoavat työmahdollisuuksia sekä pitävät ihmisiä poismuuttoalueilla, mikä mahdollistaa ja on edellytys resurssipohjaisen talouden myöhemmälle kehittymiselle (Lehtonen & Tykkyläinen 2008). Aluekehityksen näkökulmasta biotalous on merkittävä sillä sen avulla voidaan luoda uutta ja ylläpitää nykyistä taloudellista toimintaa taantuvilla haja-asutusalueilla (Johansson ym. 2005; Mirata ym. 2005). Investoinnit ja resurssien tehokkaampi hyödyntäminen voivat jarruttaa maaseutualueiden taantumaa: työllisyys- ja tulovaikutukset parantavat osaltaan väestörakennetta ja auttavat palvelujen järjestämistä. Biotalouden investointien aluetalousvaikutukset ovat kuitenkin edelleen heikosti tunnettuja, samoin kuin sen mahdollisuudet kääntää alueiden negatiivisia kehitystrendejä positiiviksi.

Nettomuuttoon ja työttömyyteen keskittyvä tutkimus on osoittanut, että muuttoliike ei ole tasoittanut Itä- ja Pohjois-Suomen työttömyyseroja, jotka ovat jääneet pysyväisluonteisiksi. (Lehtonen & Tykkyläinen 2009; 2010). Muuttoalttius on maaseutualueilla alhainen, sillä poismuuton esteenä on asunnon myynnistä ja sosiaalisista verkostoista irrottautumisesta syntyviä kustannuksia. Poismuuton kustannukset vähentävät muuttoliikettä kasvualueille ja luovat siten paikallisia alhaisen hyvinvoinnin kehitystaskuja. Näiden alueiden kehittämisessä voidaan hyödyntää paikkaperusteista paikallisiin vahvuuksiin keskittyvää kehitysstrategiaa.

Aikaisempien tutkimusten mukaan paikkaperusteinen aluekehitys ja uusien työllisyysmahdollisuuksien luominen heikommin liikkuvan työvoiman alueilla auttaa erityisesti vaikeammin työllistyviä (Partridge & Rickman 2008; Betz & Partridge 2010). Paikallisten menestyksekkäiden strategioiden tunnistamiseksi ja vaikutusten selvittämiseksi tarvitaan kuitenkin lisää tutkimustietoa. Yhtenä vaihtoehtona on pienen ja keskisuuren yritystoiminnan edistäminen, joka on todettu lupaavaksi maaseutualueiden kehittymiselle (Goetz & Rupasingha 2009; Stephens & Partridge 2011).

11

Paikkaperusteisen aluekehityksen näkökulmasta kehitysstrategioiden pitäisi keskittyä paikallisen osaamisen luomiseen, sisäisten ja ulkoisten toimijoiden yhteistyön edistämiseen ja innovointiin sekä tulosten hyödyntämiseen päätöksenteossa (Rodrik 2005) Aluepolitiikassa on huomioitava, että samat kehitystoimenpiteet eivät ole soveltuvia eri alueille, sillä alueet ovat lähtökohtaisesti hyvin erilaisia (Barca ym. 2012). Paikkaperusteisessa aluepolitiikassa huomioidaan, että maaseutualueilla on erilaisia vahvuuksia ja haasteita (Blank 2005). Mikäli kehittämispolitiikka ei onnistu keskittymään näihin, sillä ei kyetä myöskään estämään maaseutualueiden taantumista (Markey, Halseth & Manson 2008). Maaseutualueiden vahvuuksia globaalin talouden näkökulmasta ovat mm. luonnonvarat, luonto ja elinympäristöt (emt.).

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on analysoida paikallisen elinkeinostrategian toteuttamisen tulo- ja työllisyysvaikutuksia Pielisen Karjalan seutukunnan alueella. Elinkeinostrategia on esimerkki paikkaperusteisesta kehittämisestä, jossa keskitytään erityisesti uuteen luonnonvaratalouteen. Tutkimuksen tehtävänä on selvittää, millaisia tulo- ja työllisyysvaikutuksia strategialla on kunnan ja seutukunnan alueella, ja kuinka strategian mukaiset toimenpiteet vaikuttavat alueen kehitystrendeihin. Analyysi kohdistuu Nurmekseen, joka on resurssi-periferiassa sijaitseva pieneen ja keskisuureen yrittäjyyteen keskittynyt kaupunki. Kaupungin haasteena on jo yli 20 vuotta jatkunut negatiivinen työllisten määrän kehitys.

Tutkimusalue Tutkimusalueemme sijoittuu Pohjois-Karjalaan, yhteen 20 suomalaisesta maakunnasta, jonka pinta-ala vastaa noin Belgian pinta-alaa. Pohjois-Karjala sijoittuu pohjoiselle havumetsävyöhykkeelle ja sen vahvassa resurssiperustassa painottuvat erityisesti metsävarannot. Metsät kattavat n. 85 % maa-alasta (1,5 miljoonaa hehtaaria) ja vuotuiset ainespuun hakkuut vuonna 2011 olivat 4,77 miljoonaa kuutiota, kun arvioitu kestävän hakkuun määrä on n. 5,75 miljoonaa kuutiota (Metla 2012). Pohjois-Karjala on myös esimerkki resurssiriippuvaisesta NUTS3 (nomenclature of territorial units for statistics) alueesta Pohjois-Euroopassa, jonka kehitykseen vaikuttaa olennaisesti valtiojohtoinen innovaatiopolitiikka ja monet maakunnalliset kehittämistoimet. Kasvu keskittyy pääasiassa Joensuun maakuntakeskuksen vaikutusalueelle ja sen työssäkäyntialueen ulkopuolella on pääasiassa negatiivinen väestökehitys (Lehtonen & Tykkyläinen 2011). Tutkimuksen kohteena oleva Nurmeksen kaupunki sijaitsee n. 125 km:n päässä Joensuusta.

Pielisen Karjalan seutukunnan kehitystrendiä kuvaavat negatiivinen väestö ja työllisyyskehitys. Vuosina 2000–2011 seutukunnan väestö laski 16,5 %:lla. Vuonna 2011 alueella asui 23 381 asukasta. Seutukunnan väestöntiheys on 3,97 asukasta /km2. Väestönkehitys on ollut samankaltainen myös Nurmeksessa, jossa lasku oli samana aikana 14,5 %. Nurmeksen asukasluku vuonna 2011 oli 8 359 asukasta. Väestötrendit korreloivat vahvasti työttömyyden kanssa. Vuonna 2011 työttömyys oli Pielisen Karjalassa 17,9 %, Nurmeksessa 16,9 % ja Joensuun seutukunnassa 14,0 %. Korkeahkot työttömyysluvut näkyvät myös tulotasossa, sillä vuonna 2011 keskitulo Pielisen Karjalassa oli 28 823 €, joka on 11,6 % alhaisempi kuin Joensuun seudun 32 607 €. Kun Pielisen Karjalan seutukunnan ominaisuuksia verrataan PohjoisKarjalan kasvavaan keskukseen, havaittuja puutteita ovat talouden kasvukeskittymien, kasvuun tarvittavien talouden rakenteiden ja nuoren koulutetun ja yrittäjyyteen suuntautuvan työvoiman puutteet (Lehtonen & Tykkyläinen 2012).

12

Aluekehitys Pielisen Karjalassa Maaseutututkimukset ovat todenneet kehittyneiden talouksien kaupunki ja maaseutualueiden kehitystrendeissä eroavaisuuksia (Partridge & Rickman 2008; Lehtonen & Tykkyläinen 2012). Tutkimuksen perusteella työpaikkojen kasvu on koskenut etupäässä yliopistokaupunkeja samalla kun pienet kaupungit ovat menettäneet työpaikkoja teollisuudessa (Huovari 2012). Suomessa aluekehitystä kuvaa hidas keskittyminen, sillä kymmenen suurimman työssäkäyntiseutukunnan osuus työpaikoista on noussut vuoden 1990 58:sta 63,8 prosenttiin vuonna 2009. Työpaikkojen lukumäärässä tämä kasvu tarkoitti näissä seutukunnissa noin 109 000 lisätyöpaikkaa, kun koko maan työpaikkamäärä väheni samaan aikaan 42 000.

(Myrskylä 2012) Keskittymisestä huolimatta työpaikkojen lukumääräinen kasvu on tapahtunut maantieteellisesti laajana, sillä vuosina 2006–2010 tapahtunut 1442 postialueen työllisyyden kasvu edustaa 57 % tutkituista alueista. Työpaikkojen lukumäärän kasvu on luonteeltaan keskittyvää, koska 94 % työllisyyden kasvusta tapahtui 25 %:lla postialueista ja yli 43 % työllisyyden kasvusta tapahtui vain 4 %:lla postialueista (n=53). (Lehtonen, Muilu, & Wuori 2014). Analyysin perustella voidaan erottaa alueet, jotka hyötyvät keskusten vaikutuksesta ja alueet, joiden talous perustuu edelleen luonnonvaratalouteen, kuten maa- ja metsätalouteen, kaivostoimintaan ja jalostustoimintaan. Jälkimmäiset ovat tyypillisesti myös taantuvia alueita; samaan kategoriaan kuuluu myös Pielisen Karjalan seutukunta.

Aikaisemmassa tutkimuksessa on analysoitu keskusten kehitysvaikutusten maantieteellistä leviämistä suhteessa kasvualueiden lukumäärään ja työmatkaliikenteen taloudellisiin mahdollisuuksiin, jota tarkastellaan asumisen ja työmatkaliikenteen kustannuksen summana (Lehtonen, Muilu, & Wuori 2014). Tulokset kuvaavat harvaan asuttujen alueiden haasteita keskusten vaikutusten suhteen (Kuva 1). Menetettyjen työpaikkojen korvaaminen tutkimusalueella on ollut haastavaa, sillä alueen kilpailukyky ei ole tukenut uusien työpaikkojen syntymistä.

Toisaalta negatiivista kehitystä selittää tutkimusalueen sijainti, sillä Joensuun seudun kasvuvaikutukset eivät ulotu Pielisen Karjalan seutukunnan alueelle. Joensuuhun verrattuna Pielisen Karjalassa on alhaisempi todennäköisyys työllisyyden kasvulle ja siten työllisyys keskittyy kasvukeskuksen ympärille. Korkeat työmatkaliikenteen kustannukset alentavat kotitalouksien muun käytettävissä olevan tulon määrää vaikka asuminen on halvempaa Nurmeksessa kuin Joensuussa. (Kuva 1). Siten työssäkäynti Joensuussa ei ole vaihtoehto Nurmeksessa asuvalle eikä Joensuun kasvuvaikutus ulotu Nurmekseen tai muualle Pielisen Karjalaan. Tämä edellyttää päätöksentekijöitä suunnittelemaan elinkeinopolitiikkaa paikallisista lähtökohdista.

Aikaisemmissa tilastollisissa mallinnuksissa on havaittu, että maaseutualueet ovat kilpailukykyisiä, kun työpaikkojen syntyminen on keskittynyt luonnonvaratalouteen (Lehtonen & Tykkyläinen 2012).

13

Kuva 1. Asumisen ja työmatkaliikenteen kustannukset suhteessa kotitalouksien tuloihin (Lehtonen, Muilu, & Wuori 2014). Keskimäärin kotitaloudet käyttävät 30–40 % tuloista asumiseen ja työmatkaliikenteeseen ja tarvitsevat 20 % peruselinkustannuksiin (ruoka, kommunikaatio ja terveys).

Siten 80 % on taloudellinen raja-arvo asumisen ja työmatkaliikenteen kustannuksille.

Pielisen Karjalan elinkeinostrategia Negatiivisista kehitystrendeistä huolimatta taantuvat kunnat ja seutukunnat ovat pyrkineet turvaamaan taloudellista perustaansa ja löytämään uusia kasvavia tuotannonaloja. Kunnat pyrkivät turvaamaan keskeisiä resursseja ja luomaan tasapainoista, uusia perheitä ja työvoimaa houkuttelevaa kehitystä. Joissain kunnissa tämä voi tarkoittaa passiivista aluekehityksen strategiaa, jossa nojaudutaan läheisen kasvukeskuksen tuomiin hyötyihin. Syrjäisemmillä alueilla tarvitaan kuitenkin aktiivista paikallista kehittämisstrategiaa, joka perustuu paikallisesti määriteltyihin vahvuuksiin ja haasteisiin. Kuntien on keskeistä turvata verotuloja, sillä ne vastaavat monista palveluista, kuten kouluista, terveyspalveluista ja kunnallistekniikasta.

Kunta on myös hyvin käytännöllinen aluekehityksen yksikkö, jonka kautta aluekehityspolitiikkaa voidaan välittää aluekehityksen toteutuksen toimenpiteiksi.

Pielisen Karjalan elinkeinostrategia vuosille 2011–2013 tunnisti luonnon ja luonnonvarojen hyödyntämisen keskeiseksi kehittämisen teemaksi (Pielisen Karjalan kehittämiskeskus 2010).

Luonto teeman alle sisältyvät mm. hajautetut energiajärjestelmät, metsäbiotalous, ja muut kestävät maaseutuelinkeinot. Strategian teema ”kaikkea puusta” kuvaa hyvin kehitysstrategiaa ja toteutuksen toimenpiteitä, kuten suunniteltuja investointeja biohiilen ja pyrolyysinesteiden tuottamiseksi. ”Uusiutuminen” -teema viittaa alueen vetovoiman parantamiseen, osaamisen ja tietopohjan vahvistamiseen keskeisillä tuotannonaloilla, yrityspalvelujen kehittämiseen sekä uusien räätälöityjen teollisuusalueiden strategiseen suunnitteluun. Kehittämisstrategiaan sisältyy monia toteuttamisen toimenpiteitä, sekä julkisia että yksityisiä.

14

Pielisen Karjalassa elinkeinostrategian luonnonvaratalouteen liittyviä hankkeita ovat mm.

EAKR -osarahoitteiset Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta (PKBEV), sekä Grow Green Nurmes -hankkeet. PKBEV keskittyy uuden bioenergiaan ja hajautettuun uusiutuvaan energiaan liittyvän elinkeinotoiminnan edistämiseen, ml. maatilakohteiden oma sähkön ja lämmön pientuotanto ja biokaasuntuotanto. Grow Green Nurmes keskittyy uuden teollisuusalueen suunnitteluun, ml. biohiilen ja pyrolyysinesteiden tuotantolaitos, siihen kytkeytyvät terminaali- ja logistiikkatoiminnot ja muut puuraaka-aineiden jalostustoiminnot. Edellä mainitut julkisrahoitteiset hankkeet tarjoavat osaltaan asiantuntemusta ja tukea yksityisille yhteensä n. 40 miljoonan euron laajuisille investointihankkeille. Lisäksi Lieksassa on suunnitteilla vastaavan kokoluokan biojalostusta.

Tässä tutkimuksessa analysoidaan Nurmekseen suunniteltujen hankkeiden eli elinkeinostrategian toteuttamisen aluetaloudellisia tulo- ja työllisyysvaikutuksia.

Aineistot ja menetelmät Elinkeinostrategiaan liittyvät investoinnit Aluetaloudellisen analyysin aineistot on koottu suoraan investointeja suunnittelevilta yrityksiltä. Aineisto sisältää budjettitiedot, joista investoinnit on edelleen jyvitetty eri sektoreille.

Investointi ja budjettisuunnitelmat ovat riittävällä tarkkuudella ja niiden avulla on arvioitu Pohjois-Karjalan alueelle tulevat investoinnit ja alueen ulkopuolelle suuntautuvat investoinnit. Perinteisimmissä toiminnoissa, kuten maanrakennuksessa ja talonrakennuksessa, paikallisuuden aste on n. 80 % ja pidemmälle kehittyneiden teknologioiden (asennus ja laitetekniikka) osalta n. 35 %. Paikallisuuden osuudet on arvioitu yhdessä yritysten edustajien kanssa.

Investointeja suunnittelevat yritykset ovat lisäksi toimittaneet tutkimuksessa tarvittavia tietoja vuotuisesta raaka-aineiden käytöstä, tuotantomääristä sekä liikevaihdoista. Kunnallistekniikkaan liittyvät investointiarviot on saatu Nurmeksen kaupungin tekniseltä toimelta.

Tutkimuksen aineistona olevat investointihankkeet sijoittuvat pääosin Nurmekseen Pitkänmäen uudelle teollisuusalueelle. Näihin lukeutuvat biohiilen tuotantolaitos, joka käyttäisi loppuvaiheessa 550 000 k-m3 puuraaka-ainetta ja tuottaisi 100 000 tonnia biohiiltä ja 95 000 tonnia pyrolyysinesteitä. Lisäksi investointeihin kuuluu terminaali, joka toimittaisi n.

50 000 k-m3 metsäpolttoaineita, sekä 20 000 tonnia vuodessa käsittelevä biokaasulaitos. Näiden lisäksi aineistoon kuuluu kaksi hajautetun uusiutuvan energian kohdetta: metsähakkeella toimiva maatilan 140 kW:n omasähkölaitos, sekä matkailuyritys, jossa yhdistyvät paikallinen puurakentaminen, energiatehokkuus ja uusiutuvan energian ratkaisut.

Taulukko 1 sisältää elinkeinostrategian toteuttamisen investoinnit sektoreittain kolmena eri skenaariona. Skenaariot kuvaavat teollisuusalueen raaka-aineen käyttöä ja skaalantuvat sarjassa arvioidun tuotantovolyymin suhteessa. Skenaario A:n mukainen metsäraaka-aineen käyttö on 175 000 k-m3, skenaario B:n 350 000 k-m3 ja skenaario C:n 525 000 k-m3. Rakennusvaiheen kokonaisinvestoinnit vaihtelevat skenaarioittain 11,183 ja 12,290 miljoonan euron välillä. Vaihtelut vuotuisessa toiminnassa ovat suuremmat vaihdellen 16,060 ja 35,206 miljoonan euron välillä (taulukko 1).

15

Taulukko 1. Elinkeinostrategian toteuttamiseen liittyvät bioenergiahankkeiden alueelliset investoinnit toimialoittain (miljoonaa euroa).

Alkuvaiheen investoinnit Toimiala Koneiden ja laitteiden valmistus Perusmetallit/metallituotteet Toimistolaitteiden ja tietokoneiden valmistus Rakentaminen Maanrakennus Sahatavaran sekä puu- ja korkkituotteiden valmistus (pl. huonekalut); olki- ja punontatuotteiden valmistus Tukku- ja vähittäiskauppa Sähkö, kaasu ja lämmöntuotanto Kokonaisinvestoinnit Vuotuinen loppukysynnän kasvu Metsätalous Sähkö, kaasu ja lämmöntuotanto Kuljetusvälineiden valmistus Koksi, jalostetut öljytuotteet, kemikaalit, kemialliset tuotteet, kumi- ja muovituotteet Hotellit ja ravintolat Yhteensä

Skenaario A 1,610 0,091

Skenaario B 2,123 0,091

Skenaario C 2,637 0,091

0,080

0,120

0,160

5,815 3,123

5,815 3,123

5,815 3,123

0,149

0,149

0,149

0,012 0,302 11,183

0,012 0,302 11,736

0,012 0,302 12,290

6,139 9,000 0,360

10,899 13,500 0,360

16,339 18,000 0,360

0,461

0,461

0,461

0,100 16,060

0,100 25,320

0,100 35,260

Bioenergia-alan hankkeisiin liittyvät aluetaloudelliset vaikutukset mallinnettiin muokatulla panos-tuotos mallilla Alueellinen tulo- ja työllisyysvaikutusten mallinnuksen tausta-aineistona käytetään julkaistua alueellista panos-tuotos taulukkoa 30 toimialalta (Tilastokeskus 2006). Muokattu alueellinen malli perustuu Pohjois-Karjalan panos-tuotos tietoihin, mutta pääosa vaikutuksista kohdentuu Nurmekseen. (menetelmästä tarkemmin, ks. Lehtonen & Okkonen 2014).

16

Aluetalousmallinnuksen tulokset Pielisen Karjalassa Elinkeinostrategian toteuttamisen tulovaikutukset Elinkeinostrategian toteuttamisen sosioekonomiset vaikutukset analysoitiin kahdessa vaiheessa: investoinnin ja tuotannon vuotuisina vaikutuksina. Tulovaikutukset osoittavat, kuinka paljon kotitalouksien tulot kasvavat alueella kehittämisstrategian ansiosta. Taulukossa 2 esitetään investointien tulovaikutukset toimialoittain. Kokonaistulovaikutukset vaihtelevat 6,7 ja 7,2 miljoonan euron välillä riippuen biojalostamon kapasiteetista kolmessa eri skenaariossa A, B ja C. Investointien tulovaikutukset ovat suurimpia rakentamisen toimialalla, jossa kokonaisvaikutus on 2 miljoonaa euroa, eli 29 % investoinnin kokonaistulovaikutuksesta (taulukko 2). Maanrakennuksen toimialalla tulovaikutus on 1,2 miljoonaa euroa, joka vastaa toiseksi suurinta tulovaikutusta. Yhdessä rakentamisen kanssa se muodostaa 46 % aluetalouteen kohdistuvasta kokonaistulovaikutuksesta. Pienempiä tulovaikutuksia kohdistuu kotitalouksien, koneiden ja laitteiden valmistuksen, liikenteen sekä tukku- ja vähittäiskaupan toimialoille (taulukko 2).

Taulukko 2. Investointien tulovaikutukset toimialoittain (miljoonaa euroa) Toimiala Koneiden ja laitteiden valmistus Perusmetallit/metallituotteet Rakentaminen Maanrakennus Sahatavaran sekä puu- ja korkkituotteiden valmistus (pl. huonekalut); olki- ja punontatuotteiden valmistus Tukku- ja vähittäiskauppa Hotellit ja ravintolat Liikenne Kiinteistönvälitys ja muut liiketoiminnot; kone- ja laitevuokraus, kotitaloustuotteet; tutkimusja kehitystoiminta Kotitaloudet Muut toimialat Alue yhteensä

Investointien tulovaikutukset Skenaario A Skenaario B 0,378 0,483 0,248 0,259 2,035 2,0038 1,186 1,187

Skenaario C 0,588 0,270 2,041 1,187

0,172

0,173

0,174

0,322 0,062 0,371

0,335 0,065 0,387

0,347 0,068 0,403

0,213

0,224

0,235

0,715 0,985 6,693

0,746 1,022 6,923

0,777 1,058 7,152

17

Taulukossa 3 esitetään kehittämisstrategian toteuttamisen vuotuiset tulovaikutukset. Riippuen biojalostamon raaka-aineskenaariosta, kokonaistulovaikutukset vaihtelevat 5,3 ja 12,1 miljoonan euron välillä. Korkein vaikutus, 2,2 – 5,8 miljoonaa euroa, syntyy metsätaloudessa biojalostuksen vaatiman suuren raaka-ainemäärän vuoksi. Skenaarioiden välillä metsätalouden osuus vaihtelee 41 ja 48 %:n osuuksina toiminnan kokonaistulovaikutuksista. Metsätaloutta (raaka-aineen hankintaa), biojalostusta ja kotitalouksia lukuun ottamatta toimialakohtaiset tulovaikutukset ovat vähäisiä. Kotitalouksissa tulovaikutus on 0,7-1,5 miljoonaa, mikä vastaa 12 % ja 10 % alueellisista kokonaisvaikutuksista; biojalostuksessa vaikutukset ovat 11 % ja 10 % kokonaisvaikutuksista.

Taulukko 3. Vuotuiset tulovaikutukset toimialoittain (miljoonaa euroa) Toimiala Metsätalous Koksi, jalostetut öljytuotteet, kemikaalit, kemialliset tuotteet, kumi- ja muovituotteet Hotellit ja ravintolat Sähkö, kaasu ja lämmöntuotanto Kuljetusvälineiden valmistus Tukku- ja vähittäiskauppa Liikenne Kiinteistönvälitys ja muut liiketoiminnot; kone- ja laitevuokraus, kotitaloustuotteet; tutkimus- ja kehitystoiminta Kotitaloudet Muut toimialat Alue yhteensä

18

Vuotuiset tulovaikutukset Skenaario A Skenaario B 2,203 3,903

Skenaario C 5,843

0,172

0,191

0,211

0,089 0,578 0,058 0,193 0,362

0,124 0,869 0,059 0,309 0,556

0,128 1,159 0,060 0,433 0,756

0,171

0,258

0,347

0,660 0,812 5,302

1,068 1,246 8,585

1,511 1,695 12,147

Elinkeinostrategian toteuttamisen vaikutukset työllisyyteen Kehittämisstrategiaan liittyvien investointien kokonaistyöllisyysvaikutukset vaihtelevat 155, 160 ja 166 työpaikan välillä, riippuen biohiilen tuotantolaitoksen volyymista (skenaariot A, B ja C) (taulukko 4.). Nämä pienet erot skenaarioiden välillä johtuva siitä, että laitosinvestoinnista merkittävä osa suuntautuu Pohjois-Karjalan ulkopuolelle. Suurin työllisyysvaikutus on rakentamisessa, jonne syntyisi 43 työpaikkaa, mikä vastaa 28 % investoinnin vaikutuksesta. Maanrakennuksen työllisyysvaikutus on 25 työpaikkaa, joka on toiseksi suurin vaikutus.

Yhdessä rakentamisen kanssa se muodostaa 43 % investoinnin työllisyysvaikutuksesta. Pienempiä vaikutuksia muodostuu tukku- ja vähittäiskaupassa (13-15 työpaikkaa), koneiden ja laitteiden valmistuksessa (8-9 työpaikkaa), kiinteistöalalla (9-10 työpaikkaa) ja perusmetallien ja metallituotteiden valmistuksessa (5-6 työpaikkaa) (taulukko 4.).

Taulukko 4. Investointien vuotuiset työllisyysvaikutukset toimialoittain (työpaikkojen lukumäärinä) Toimiala Koneiden ja laitteiden valmistus Perusmetallit/metallituotteet Rakentaminen Maanrakennus Sahatavaran sekä puu- ja korkkituotteiden valmistus (pl. huonekalut); olki- ja punontatuotteiden valmistus Tukku- ja vähittäiskauppa Hotellit ja ravintolat Liikenne Kiinteistönvälitys ja muut liiketoiminnot; kone- ja laitevuokraus, kotitaloustuotteet; tutkimusja kehitystoiminta Muut toimialat Alue yhteensä

Investointien työllisyysvaikutukset Skenaario A Skenaario B 9,6 12,2 6,5 6,8 43,5 43,5 25,3 25,3

Skenaario C 14,9 7,1 43,5 25,3

4,0

4,0

4,0

13,7 3,0 6,7

14,2 3,1 6,9

14,7 3,2 7,3

9,0

9,5

10,0

33,6 155,2

34,9 160,9

36,2 166,7

Toiminnan vuotuiset työllisyysvaikutukset vaihtelevat enemmän skenaarioittain kuin investoinnin työllisyysvaikutukset. Työllisyyden vuotuinen kasvu vaihtelee 126 ja 280 työpaikan välillä, mikä tarkoittaa 4 %:n ja 10 %.n osuuksia vuoden 2011 työllisyydestä Nurmeksessa.

Suurimmat vuotuiset vaikutukset kohdentuvat metsätalouteen, koska paikallista puuraakaainetta käytetään suuria määriä biohiilen ja pyrolyysinesteiden tuotantoon. (taulukko 5). Mikäli puuraaka-ainetta käytetään 175 000 k-m3, työllisyysvaikutus on 46 työpaikkaa (skenaario A). Raaka-aineen käytön kasvaessa 550 000 k-m3 tasolle, työllisyysvaikutus on 123 työpaikkaa (skenaario C). Toiseksi suurin vaikutus on biohiiltämön laitostyössä (toimialana sähkö, kaasu, ja lämmöntuotanto), jossa vaikutus on 20–40 työpaikkaa riippuen tuotantovolyymista. (taulukko 5). Kokonaisuutena biohiilen tuotanto ja puuraaka-aineen hankinta muodostavat 52 - 58 % työllisyysvaikutuksesta. Muita huomattavia toimialoja ovat tukku- ja vähittäiskauppa, liikenne ja kiinteistöala, joilla kullakin vaikutus on 10–12 uutta työpaikkaa (taulukko 5).

Nämä toimialat ovat metsätalouden ja biohiilen tuotannon tukialoja paikallistaloudessa.

19

Taulukko 5. Toiminnan vuotuiset työllisyysvaikutukset toimialoittain (työpaikkojen lukumäärinä).

Toimiala Metsätalous Koksi, jalostetut öljytuotteet, kemikaalit, kemialliset tuotteet, kumi- ja muovituotteet Hotellit ja ravintolat Sähkö, kaasu ja lämmöntuotanto Kuljetusvälineiden valmistus Tukku- ja vähittäiskauppa Liikenne Kiinteistönvälitys ja muut liiketoiminnot; kone- ja laitevuokraus, kotitaloustuotteet; tutkimusja kehitystoiminta Muut toimialat Alue yhteensä

Vuotuiset työllisyysvaikutukset Skenaario A Skenaario B 46,7 82,7

Skenaario C 123,8

3,0

3,4

3,7

4,3 20,0 2,8 8,1 6,5

6,0 30,0 2,9 13,1 10,0

6,2 40,0 2,9 18,3 13,6

7,2

10,9

14,7

52,2 126,3

42,2 201,3

55,6 281,2

Työllisyysvaikutukset suhteessa aluekehityksen trendeihin Kehittämisstrategian vuotuisia työllisyysvaikutuksia suhteessa alueen kehitystrendeihin voidaan tulkita aikasarja-analyysin avulla. Kuvassa 2 esitetään Nurmeksen ja Pielisen Karjalan työllisten määrän kehitys 1994–2011 sekä ennustetut muutokset 2012–2016 (katkoviivalla) 95 %:n luottamusvälillä. Kuviossa on mukana skenaarioiden A, B ja C mukaiset ennustetut muutokset vahvennettuna mustana viivana. Kuvan 2 mukaan Nurmeksen ja Pielisen Karjalan työllisten määrät ovat laskeneet vuodesta 1994 lähtien; Nurmeksessa muutos työllisten määrässä on ollut 13,1 % eli 436 työntekijää.

Elinkeinostrategian vuotuiset työllisyysvaikutukset voivat muuttaa työllisyyden kehitystrendiä Nurmeksessa (kuva 2). Erityisesti C -skenaario mahdollistaisi jopa negatiivisen kehitystrendin murtamisen, sillä työllisten määrän kehitys ylittää 95 %:n luottamusvälin. Tämä tarkoittaa, että työllisten määrän kehitys eroaa merkittävästi aikaisemmasta trendistä työllisten määrän noustessa takaisin vuoden 1994 tasolle. Vaikka tuolloin Suomen talous oli taantumassa, asukasluku ja työllisten lukumäärä Nurmeksessa oli huomattavasti nykyistä korkeampi. Myös skenaario B ylittää 95 %:n luottamusvälin ja tarkoittaa huomattavaa muutosta kehitystrendissä; työllisten lukumäärä on B-skenaariossa vuoden 1997 tasolla.

Pielisen Karjalan seutukunnan alueella työllisten määrä on laskenut vuodesta 1994 lähtien 17,4 %, mikä vastaa 1 652 työpaikkaa. Seutukunnan tasolla tarkasteltuna työllisyysvaikutukset ovat kohtuullisempia, sillä työllisten määrä vastaa vuoden 2005 tasoa (kuva 2). Nurmeksen ja Pielisen Karjalan vertailun perusteella voidaan todeta, että kehittämisstrategian toimenpiteet voivat paikallisesti murtaa negatiivisen kehityksen, mutta seututasolla tarvitaan lisää biotalouteen liittyviä vastaavia investointeja. Tämä on tärkeää, koska negatiivinen kehitys laajemmalla alueella voi ylläpitää taantuvaa trendiä positiivisesta paikallisesta kehityksestä huolimatta. Toisaalta biojalostukseen liittyviä muitakin investointeja on vireillä koko Itä-Suomen alueella, mikä ennakoi tutkimusaluettamme laajempaa positiivista aluekehitystä.

20

Kuva 2. Pielisen Karjalan ja Nurmeksen työllisten määrän kehitystrendit 1994–2016. Vuodet 2012, 2013 ja 2014 perustuvat ARIMA (4,0,1) mallin arvoihin. Vuosi 2015 sisältää trendin sekä siihen yhdistetyn investointien tuoman työllisyyden. Vuosi 2016 sisältää 2014 työllisyystrendin ja siihen lisätyt skenaarioiden mukaiset vuosittaiset työllisyysvaikutukset. Pisteinä merkitty viiva on arvio kehitystrendistä vuosina 2012–2016 ja vahvennettu viiva osoittaa kehittämisstrategian mukaisten investointien vaikutuksen. Harmaa alue kuvaa aikasarja-arvioiden 95 %:n luottamusväliä.

21

Johtopäätökset Nurmeksen tapauksessa kehittämisstrategian menestymisen perustana ovat kilpailukykyiset tuotannontekijät. Harvaan asutut alueet eivät yleensä ole kilpailukykyisiä tietopohjaisessa taloudessa vaan niitä kuvaa alhaisempi koulutusaste, vanhempi ikärakenne, pienemmät markkinat ja vakiintunut teollisuuden rakenne. Siten näiltä alueilta puuttuvat usein monia tietopohjaisen talouden keskeisiä tuotannontekijöitä (Lehtonen & Tykkyläinen 2012). Nurmeksessa kehittämisstrategian ennakoidut positiiviset vaikutukset perustuvat alueen omiin vahvuuksiin, kuten huomattavaan metsäraaka-aineperustaan, kuljetuksiin ja logistiikkaan, paikalliseen rakennus- ja maanrakennustoimintaan, metallialan pk-yritystoimintaan ja rakennus- ja prosessitekniikan osaamiseen. Kehittämisstrategia on esimerkki paikallisia vahvuuksia hyödyntävästä paikkaperusteisesta aluekehittämisestä. Tutkimus osoittaa myös, että kaupunkiseutujen ja niiden lähialueiden kehittämisstrategiat eivät sovellu suoraan perifeerisille alueille, joilla ei ole vaadittavia tietopohjaisen talouden tuotannontekijöitä.

Taantuvan alueen ominaispiirre on alhainen kilpailukyky tietopohjaisen talouden kasvavilla toimialoilla. Ilman aktiivisia kehitystrendin huomioivia toimia lukkiutunut negatiivinen kehityskierre jatkuu, mikä johtaa hitaaseen talouden uudelleenrakentumiseen, väestötappioihin ja tulotason laskuun. Negatiiviseen kierteeseen liittyvät mm. jatkuva poismuutto, alueen kilpailukyvyn heikentyminen, työllisten määrän lasku, teollisuuden ja infrastruktuurin taantuminen. Tällaisessa tilanteessa työvoiman saatavuus voi heikentää myös luonnonvarojen laajamittaista hyödyntämistä. Elinkeinostrategian positiivinen vaikuttavuus perustuu uuteen luonnonvaratalouteen eli puuraaka-aineen uuteen jalostustoimintaan. Syrjäiset luonnonvaroiltaan rikkaat alueet voivat hyötyä tästä kehityksestä, mikäli se onnistutaan kytkemään alueen vahvuuksiin ja kehittämisen strategioihin.

Tutkimuksessa havaittiin, että bioenergian aluetaloudellinen mallinnus paikallistasolla on haastavaa, johtuen alueellisen mallin herkkyydestä. Siten tuloksia voidaan pitää vaikutusten suuruusluokkaa kuvaavina. Tulokset tarjoavat tietoa aluesuunnitteluun ja ennakoivat myös elinkeinostrategian toimenpiteiden vaikuttavuutta. Tulokset auttavat myös työvoimaan kohdentuvien toimenpiteiden ennakoivaa suunnittelua.

22

Lähteet Barca, F. McCann, P. Rodriguez-Pose, A. 2012. The case for regional development intervention: place-based versus place-neutral approaches, Journal of Regional Science 52 (2012) 134-152.

Betz, M. Partridge, M. 2013. Country road take me home: Migration patterns in Appalachian America and place -based policy, International Regional Science Review 36 (2013) 267-295.

Blank, R. M. 2005. Poverty, policy, and place: How poverty and policies to alleviate poverty are shaped by local characteristics, International Regional Science Review 28 (2005) 441–464.

Goetz, S. Rupasingha, A. 2009. Determinants of growth in non-farm proprietor densities in the US, 1990-2000, Small Business Economics 32 (2009) 425–438.

Huovari, J. 2012. Globalisaatio ja tuotannon sijoittuminen. Pellervon taloustutkimus PTT. PTT raportteja 235, Helsinki.

Johansson, A. Kisch, P. Mirata, M. 2005. Distributed economies—A new engine for innovation, Journal of Cleaner Production 13 (2005) 971–979.

Lehtonen, O. Tykkyläinen, M. 2008. The emerging shortage of labour in forestry in a remote coniferous region: A brake on the massive use of biofuels, in: K. Andersson, E. Eklund, M. Lehtola, P. Salmi (Eds.), Beyond the rural-urban divide, Emerald, Bingley, 2008, pp. 25–55.

Lehtonen, O. Tykkyläinen, M. 2009. Regional formations and pulse of migration in Finland, 1980-2006, Terra 121 (2009) 119–137.

Lehtonen, O. Tykkyläinen, M. 2010. Self-reinforcing spatial clusters of migration and socio-economic conditions in Finland in 1998-2006, Journal of Rural Studies 26 (2010) 361-373.

Lehtonen, O. Tykkyläinen, M. 2011. Spatial divergence in living stan¬dards during an economic growth phase in the periphery: A case study of North Karelia, Fennia 189 (2011) 47−62.

Lehtonen, O. Tykkyläinen, M. 2012. Spatial processes of job growth in Eastern Finland, 1994–2003, Terra 124 (2012) 85–105 Lehtonen, O. Muilu, T. Wuori, O. 2014. Comparing the extent of the spread effects: ruralurban commuting in the Finnish working regions. Submitted to Journal of Rural Studies (2014).

Lehtonen, O., Okkonen, L. 2014. Socio-economic impacts of a local bioenergy-based development strategy – the case of Pielinen Karelia, Finland. Submitted manuscript to Renewable Energy.

Markey, S. Halseth, G. Manson, D. 2008. Challenging the inevitability of rural decline: Advancing the policy of place in northern British Columbia, Journal of Rural Studies 24 (2008) 409-421.

Metla (Metsäntutkimuslaitos) 2012. Metsätilastollinen vuosikirja, Helsinki, 2012.

23

Mirata, M. Nilsson, H. Kuisma, J. 2005. Production systems aligned with distributed economies: Examples from energy and biomass sectors. Journal of Cleaner Production 13 (2005) 981–991.

Myrskylä, P. 2012. Alueellisten työmarkkinoiden muutos. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja 1/2012. Helsinki.

Okkonen, L. 2008. From exogenous to endogenous development in Scottish forestry: The feasibility of small-scale wood energy enterprise, Journal of Environmental Planning and Management 51 (2008) 221–232 Partridge, M. Rickman, D. S. 2008. Place-Based Policy and Rural Poverty: Insights from the Urban Spatial Mismatch Literature, Cambridge Journal of Regions, Economy and Society 1 (2008) 131–56.

Pielisen Karjalan kehittämiskeskus. 2010. Pielisen Karjalan elinkeinostrategia 2010–2013, Nurmes, 2010.

Rodrik, D. 2005. Growth Strategies, in: P. Aghion, S.N. Durlauf (Eds.), Handbook of Economic Growth, Elsevier Academic Press, North Holland, 2005, pp. 967-1014.

Stephens, H. Partridge, M. 2011. Do entrepreneurs enhance economic growth in lagging regions? Growth & Change 42 (2011) 431–65.

Tilastokeskus. 2006. Alueelliset panos-tuotos -taulukot. Helsinki.

Whitley, M. Zervos, A. Timmer, M. Butera, F. 2004. Meeting the targets and putting renewables to work, Directorate General for Energy and Transport, Energy for Sustainable Development, Corsham.

24

Energiaomavarainen talo – Selvitys energiaomavaraisen talon lämmön- ja sähköntuottojärjestelmästä Ville Väinämö, Villeco Oy

25

Johdanto Tämä selvitys on tehty PIKES Oy:n hallinnoiman ja Karelia-ammattikorkeakoulun osatoteuttaman Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat -hankkeen tilauksesta ja käsittelee energiaomavaraisen talon energiantuotantomallia. Kohteena on Nurmekseen rakennettava nettoalaltaan 196,5 neliöisen kohteen lämmön- ja sähköntuottojärjestelmä. Talo vastaa sähkö- ja lämpöenergiantarpeeltaan keskimääräistä suomalaista pientaloa. Kohteen lämmitys ja sähköntuottojärjestelmä toteutetaan kuitenkin selvityksessä niin, että rakennus on nettoenergiantarpeeltaan omavarainen. Selvityksessä käsitellään bio- ja aurinkoenergiaratkaisuja, niiden energiantuottoa kohteessa sekä järjestelmien hintatasoa.

Selvitys sisältää tarkastelut talon lämmitysjärjestelmästä sekä sähköntuotannosta. Selvityksen on tehnyt Villeco Oy, joka on kestävään rakentamiseen ja rakentamisen energiatehokkuuteen keskittynyt yritys. Villecon toimenkuvaan kuuluvat selvitystöiden lisäksi myös suunnittelu ja LVIS -järjestelmien toimittaminen niin osa- kuin kokonaisratkaisuina.

Tämän selvityksen kohteena olevassa uudisrakennuksessa tullaan harjoittamaan matkailu- ja majoitusliiketoimintaa. Raportissa jäljempänä on esitetty kohteen energiankulutukseen vaikuttavat tarkemmat tiedot. Talo pyritään toteuttamaan energiaomavaraisena nettoenergiatasolla tarkasteltuna. Toisin sanoen energiaa on tarkoitus tuottaa vähintään yhtä paljon kuin kulutetaan vuoden aikana. Sillä ei kuitenkaan ole merkitystä tarvitaanko ajoittain myös ostoenergiaa, kunhan tämä pystytään myöhemmin täysin kompensoimaan tarjoamalla energiaa kiinteistön ulkopuolella käytettäväksi. Alueen sähköverkkoyhtiö on todennut ostavansa verkkoonsa syötetyn sähkön. Ostohinnasta tai siitä menettelystä millä verkkoon syötetty sähkö korvataan, on vielä sovittava.

Talon arkkitehtisuunnitelmat ja rakenneratkaisut oli tehty jo ennen tämän selvitystyön aloittamista. Tilaajan pyynnöstä talon lämmöntuottomuotona tarkastellaan selvityksessä yhdistettyä puu- sekä aurinkolämpöjärjestelmää. Sähköntuotantomuotona on pyydetty tarkastelemaan aurinkosähköjärjestelmää. Kohde toteutetaan verkkoon liitettynä järjestelmänä.

Energiankulutus Vierellä on kohteen energialaskennassa käytettyjä tietoja, jotka vaikuttavat lämpöja sähköenergian kulutukseen kohteessa.

Kohteen muoto, rakenteet ja sijoittelu on valittu kohteeseen ennen tämän selvityksen toteuttamista. Rakenteen lämmönläpäisykertoimet ovat kaikilta osin joko vertailuarvoa parempia tai yhtäläisiä. Rakennuksen muoto on suhteellisen energiatehokas muotokertoimen ollessa 0,85. Itse rakennus tai sen sijoittelu ei ole ihanteellinen energiatehokkuutta eikä energian tuotantoa ajatellen. Esimerkiksi kohteeseen aiotulle aurinkosähköjärjestelmälle ei ole paikkaa rakennuksessa ja toisaalta ikkunapinta-alaa pystyttäisiin hyödyntämään

Laskentatietoja lämmitetty nettoala rakenteen U-arvo rakennusvaipan pinta-ala ilmanvuotoluku ilmanvaihdon LTO:n hyötysuhde ilmanvaihdon SFP-luku lämmitysjärjestelmä valaistus kuluttajalaitteet henkilömäärä

196,5 m² 0,21 W/ m²K 410 m² 1 m³/h m² 90 % 0,9 kW/m³/s lattialämmitys 8 W/m² 3 W/m² 6 hlö

27

enemmänkin ja sitä voitaisiin keskittää enemmän auringon mukaan. Näin myös varjostusta sekä energiantuotantoa voitaisiin integroida ja saavuttaa säästöjä kokonaisinvestoinneissa, mikä tekisi edelleen mielekkäämmäksi ja houkuttelisi tekemään omavaraisenergiaan kohdistuvia investointeja. Rakennuksen suunnitteluratkaisu rajoittaa myös kohteeseen ajatellun puulämmitysjärjestelmän tehoa ja siten hankaloittaa energiaomavaraisuuden saavuttamista kohteessa. Tulevia hankkeita varten suosittelemme energiateknisen suunnittelun tai selvitystyön aloittamista heti rakennushankkeen suunnittelun alkuvaiheilla.

Rakennuksen energiatehokkuuden, kosteusteknisen turvallisuuden sekä sisäilman terveellisyyden kannalta rakennusvaipan ilmanvuotoluku saisi olla enintään 1 m³/h m². Tämä on valittu myös laskenta-arvoksi, johon tullaan todennäköisesti myös rakennustyön aikana pyrkimään. Tavoitearvon aito tavoitteleminen edellyttää vähintään kaksivaiheista tiiviyden mittausta. Tarkoittaen, että sen lisäksi että tiiviys todetaan rakennuksen valmistuttua, tulee se mitata myös rakennusaikana niin, että voidaan aidosti pyrkiä tavoitteeseen ja löytää mahdolliset vuotokohdat riittävän ajoissa.

Energialaskennassa ilmanvaihtojärjestelmän oletetaan koostuvan vastavirtakanavalämmönvaihdinta hyödyntävästä lämmöntalteenotto- ja ilmanvaihtolaitteesta, jossa tehokkaat tasavirta-keskipakopuhaltimet. Ulkoilmakanavassa ennen ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitetta on maalämmönvaihtimen sisäyksikkö eli nestekiertoinen patteri, johon tuodaan lämpöä/viileä maaperästä. Näin voidaan estää lämmönvaihtimen jäätyminen ja/tai muun energiatehokkuutta tai kohteen sisäilman laatua heikentävien toimintojen käyttöön turvautuminen.

Kohteeseen oli valittu lämmitysjärjestelmäksi lattialämmitys. Valaistus ja kuluttajalaitteiden energiakulutus arvioidaan Suomen Rakennusmääräyskokoelman energialaskennasta annettuja määräyksiä soveltaen.

Kaaviossa 1 on esitetty kohteen lämmitysenergian kulutus tilojen, ilmanvaihdon ja käyttöveden lämmityksen osalta. Kaaviosta voidaan huomata, että energiaa kuluu paljon käyttöveden lämmitykseen, mikä myös jakautuu tasaisesti eri vuoden ajoille. Tilojen lämmitystarve on suunnilleen yhtä suuri, painottuen kuitenkin lämmityskaudelle.

Kaavio 1. Rakennuksen lämpöenergiantarve.

28

Lämmöntuotto Kohteeseen on valittu päälämmönlähteeksi kiuas. Lämmöntuottomuodon valinnalla on haluttu lisätä myös kohteen matkailullista arvoa ja siten tukea kohteessa harjoitettavaa liiketoimintaa. Kiuas lämmitysjärjestelmän lämmöntuotossa kompensoi myös suurta lämpimänkäyttöveden kulutusta, koska saunan lämmitys ja lämpimän käyttöveden kulutus liittyvät majoitusliiketoimintaa harjoittavassa kohteessa ehkä normaaliakin vahvemmin yhteen. Kiukaan tehon valintaan vaikuttaa kohteessa saunan koon vuoksi myös saunan ominaisuudet sekä lämmöntuottoon saunan käyttötottumukset. Sauna on suhteellisen pieni ja siksi kiukaan teho jää lämmitysjärjestelmän kannalta pieneksi ja vaatisi energiaomavaraisuuteen pyrittäessä lämmöntuottamiseksi pitkiä käyttöaikoja. Toisaalta kohteen sauna on myös mahdollista toteuttaa massiivisilla suuren lämpökapasiteetin omaavilla seinillä, jolloin kiukaan tehoa voidaan mahdollisesti lisätä. Kiukaan teho riippuu saunan ominaisuuksista sekä kiuas ratkaisusta. Kiuas on mahdollista toteuttaa joko vesikiertoisena, jolloin lämmitystehoa veteen saadaan lisättyä tai tavanomaisella kiukaalla, jolloin lämmitysteho jää pienemmäksi. Tavallisella puukiukaalla toteutettuna lämmitysteho veteen toteutetaan ainoastaan hormissa olevan lämmönvaihtimen kautta. Vesikiertoisessa kiukaassa lämmönvaihdin on sijoitettuna pesän yläpuolelle hormilähtöön. Vesikiertoinen kiuas ja lämmöntalteenottohormin periaate on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1. Vesikiertoisen kiukaan rakenne. (1. hormilähtö; 2. lämmönvaihdin; 3. vaihdettavissa oleva suoja lämmönvaihtimelle) ja lämmöntalteenottopiipun toimintaperiaate. Lähteet: Ekolämmöx ja Savumax.

Saunan koko on kohteessa rajoittava tekijä ja sellaisenaan sinne voitaisiin sijoittaa noin 22 kW tehoinen kiuas. Vesikiertoisena ratkaisuna tämä tuottaisi lämmitystehoa veteen noin 12 kW edestä. Pelkästään vesikiertoisella hormilla lämmitysteho olisi noin 6 kW, mikä tarkoittaa, että ilman vesikiertoa kiuas tulisi toteuttaa isommalla polttoteholla ja näin myös saunan ominaisuuksiin on kiinnitettävä huomiota tai kasvatettava saunan kokoa, jotta isompi kiuas voitaisiin sinne sijoittaa. Vastaava lämmitysteho pelkästä lämmöntalteenottohormista saadaan noin 50 kW:n polttoteholla. Kohteessa arvioidaan lämmitettävän saunaa joka toinen päivä. Kaaviossa 2 on esitetty arvioitu kiukaan lämmöntuotto kun lämmitysteho veteen on 12 kW ja saunaa lämmitetään noin 3 ½ h ajan.

29

Kaavio 2. Lämpöenergian tarve sekä arvioitu lämmöntuotto kiukaan normaalilla käytöllä kohteessa.

Koska päälämmönlähteenä toimivaa kiuasta ei käytetä lämmöntarpeen mukaan eikä saunan normaali käyttö kohteessa ole riittävä tyydyttämään lämpöenergiantarvetta tarvitaan kohteeseen lisälämmönlähde. Lisälämmönlähteeksi on ajateltu aurinkolämpöä. Kohteessa aurinkolämpökeräimien optimaalinen sijoituspaikka on eteläjulkisivu. Lisäenergiantarpeen mukaan mitoitettu aurinkolämpöjärjestelmän absorptiopinta-ala tulisi olla noin 8 m². Tämä riittää tuottamaan keväästä syksyyn kaiken lisälämmön kun keräimet ovat 90° kulmassa etelä seinämällä. Kaaviossa 3 on esitetty kiukaan ja aurinkolämpöjärjestelmän lämmöntuotto yhteensä verrattuna lämmöntarpeeseen.

Kaavio 3. Lämmöntuotto saunan normaalin käytön ja aurinkolämpöjärjestelmän avulla.

Aurinkolämpö painottuu kuitenkin kevättalven ja syksyn välille, jolloin loka-maaliskuun lisäenergian tarvetta ei pystytä riittävästi vähentämään. Tällöin puu-aurinko -järjestelmällä kiukaan käyttöä tulisi lisätä talven aikana lämmöntarpeen mukaan. Kaaviossa 4 alla on esitetty kiukaan käyttötarve (krt/vrk), jos sitä lämmitetään lämmöntarpeen mukaan puu-aurinkojärjestelmässä niin, että kohde on lämpöenergian osalta omavarainen.

30

Kaavio 4. Kiukaan arvioitu käyttötarve (krt/vrk) jos kohteesta halutaan energiaomavarainen.

Pystyakselilla on kiukaan käyttökerrat vuorokaudessa (0…1 krt/vrk). Vaaka-akselin alapuolella riittää arvioitu tuleva saunan käyttö kohteessa eli joka toinen päivä lämmittäminen kun taas vaakaviivan yläpuolella lämmityskertoja tarvitaan enemmän. Lämmityskaudella sauna tulisi lämmittää joka päivä lämmitysenergiantarpeen tyydyttämiseksi.

Sauna tulisi siis lämmittää päivittäin lämmityskaudella. Lisäksi lämmitystä tulisi pitää yllä pitempiä aikoja lämmityskaudella noin 4 – 7 h. Lyhyemmillä lämmitysajoilla ja joka toinen päivä tapahtuvalla lämmityksellä selvitään kesällä. Puuta kuluisi vuoden aikana lämmitykseen noin 19 p-m³, kun kaikki lämmitysenergia tyydytetään puu-aurinkolämpöjärjestelmän avulla.

Todellista lämmitystarvetta arvioitaessa voidaan huomioida, että kulutus on arvioitu kuuden henkilön mukaan, jolloin käyttöveden lämmityksen tarve on hyvin suuri. Riippuen majoitettavien henkilöiden määrästä kulutus voi siis olla paljon pienempi ja vähemmällä saunan lämmittämisellä voi myös pärjätä hyvin kulutuksesta riippuen.

Jos kiukaalla ei sitouduta lämmittämään lämmöntarpeen mukaan lämmityskaudella useammin kuin joka toinen päivä, jää lisälämmöntarpeeksi noin 10 000 kWh vuodessa. Energiaomavaraisuuteen pyrittäessä tämä tarkoittaa siis joko sähköntuottojärjestelmän tehon suhteellisen suurta lisäystä tai vaihtoehtoisesti lämpöpumppua lisälämmönlähteeksi. Lämpöpumppu on kustannustehokkaampi ratkaisu pyrittäessä energiaomavaraisuuteen kuin sähköntuoton lisääminen omalla aurinko- tai tuulivoimalla. Lämpöpumpulla sähköenergiantarve pystyttäisiin lämmöntuoton osalta vähentämään noin 2 500 kWh:in vuodessa. Tällöin sähköenergian kokonaiskulutus kohteessa olisi noin 8 200 kWh vuodessa. Vastaava energiamäärä pystyttäisiin Nurmeksen korkeudella tuottamaan noin 10 kW aurinkosähköjärjestelmällä. Vaihtoehtona on myös tuulisähkö, mikä voisi vastata paremmin marras-tammikuun aikana energiankulutukseen. Esimerkiksi 5 m potkurihalkaisijaltaan oleva laite tuottaa 3 – 4 m/s keskimääräisellä tuulen nopeudella noin 200 – 400 kWh/kk, mikä riittäisi esimerkiksi talviajan lisälämmöntuotantoon lämpöpumppujärjestelmän avulla. Tuulivoiman vuosituotto on kuitenkin sisämaan vähätuulisilla paikoilla huonompi verrattuna aurinkovoimalaan ja voi jäädä 2500 – 5000 kWh. Seuraavalla sivulla on esitetty järjestelmän yleinen kuvaus (kuva 2). Kuvan 2 järjestelmää ei ole tarvetta toteuttaa kokonaisuudessaan vaan edellytykset huomioiden voidaan siitä koota kohteeseen sopiva kokonaisuus. Järjestelmävaihtoehdot ovat esitetty taulukossa 1.

31

Kuva 2. Järjestelmäkuvaus.

Taulukko 1. Järjestelmävaihtoehdot pyrittäessä energiaomavaraisuuteen selvityksen tekemiseen annetuilla ohjeilla.

Lämmitysjärjestelmä Puu-aurinko Puu-aurinko-lämpöpumppu

Edellytykset Kiuasta käytetään lämmöntarpeen mukaan Kiuasta käytetään normaalien käyttötottumuksien mukaan

Energiaomavaraisuus n. 7 kW:n aurinkovoimala n. 10 kW:n aurinkovoimala

Lämmitysjärjestelmän varaajan kokoon vaikuttavat määräävimpänä energiaomavaraisuuteen pyrittäessä latauksen kesto ja päälämmönlähteenä toimivan kiukaan käyttötottumukset.

Ihanteellinen varaajakoko kohteeseen, kun tarkoituksena on aidosti pyrkiä energiaomavaraisuuteen ainoastaan puu-aurinkolämmitysjärjestelmällä, on 2000 litraa. Näin varauksen kesto on suurin piirtein suhteessa kiukaan käyttöön nähden ja energiaomavaraisuuteen pystytään normaaleilla saunan käyttötottumuksilla aidosti pyrkimään. Tämä vaatisi kuitenkin lämmitystehon tai latausajan kasvattamista. Jolloin saunan kokoa tai ominaisuuksia voidaan joutua katsomaan tarkemmin, että riittävän tehokas kiuas voidaan sijoittaa kohteeseen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää toista vesikiertoista tulisijaa kiukaan rinnalla.

32

Mikäli kohteeseen hyväksytään ostoenergiankäyttö lämmityksessä, tulee varaajakoko kohteeseen olla vähintään 500 litraa, jolloin saadaan riittävä puskuri puu- ja aurinkolämpöjärjestelmälle. Tällöinkin voidaan energiaomavaraisuutta tavoitella, jos kiuasta sitoudutaan lämmittämään useammin lämmöntarpeen mukaan tai lämmitysjärjestelmää täydennetään lämpöpumpulla, jolloin lämmitykseen käytettävä ostoenergia on mahdollista kompensoida omalla energiantuotannolla. Alla taulukossa 2 on esitetty eri varaajakooille varaus- sekä latausaikoja.

Taulukko 2. Varaajan lataus- ja varauksen keston aika.

Varaajatilavuus

Latausaika n. 12 kW teholla

500 litraa 1000 litraa 2000 litraa

…3 h …5 h …10 h

Varauksen kesto 5,7…2 kW:n lämpöhäviöteholla n. ¼ vrk … n. ¾ vrk n. ½ vrk … n. 1 vrk n. 1 vrk … n. 2 ¾ vrk

Sähköntuotto aurinkovoimalalla Aurinkosähköjärjestelmissä käytetyt tekniikat ovat kiteinen piikenno, ohutkalvotekniikka, väriainekennot ja orgaaniset aurinkokennot sekä keskittävä aurinkokenno. Näistä kiteinen pii on yleisin ja siksi myös selkein ratkaisu kohteeseen. Muista tekniikoista ei saatu järjestelmätoimittajilta tarjousta selvitykseen annetulla aikataululla.

Aurinkosähköjärjestelmät toteutetaan tällä hetkellä selvästi suurimmilta osin kiteisillä piikennoilla (noin 85 - 90 %). Loput 10–15 % ovat ohutkalvotekniikkaa. Lisäksi orgaanisia aurinkokennojen osuus on noin 1 %. Kiteisien piikennojen hyötysuhde on yli 20 %, kun taas ohutkalvokennomateriaalien parhaat hyötysuhteet ovat olleet kymmenen prosentin luokkaa.

Perinteisten kiteisten piikennojen ehkä ainoa vakava kilpailija tulee olemaan väriainekenno, jota sanotaan myös kolmannen sukupolven kennoksi. Väriainekennoille eri toimijat ovat kuitenkin parhaillaan vasta kehittämässä erilaisia ratkaisuja ja prototyyppejä. Niiden massatuotannon odotetaan olevan hyvin halpaa, koska niiden kokoaminen on yksinkertaista ja materiaalit halpoja. Aurinkopaneelitekniikoista on kerrottu lyhyesti alla olevassa koosteessa.

Kuten aikaisemmin tekstissä sivuttiin, kohteen sähköenergiankulutus tulisi olla energiaomavaraisessa kohteessa todennäköisimmin noin 5 700 – 8 200 kWh vuodessa, mutta voi olla myös yli 15 000 kWh. Sähkön kulutus riippuu valitusta lämmitysjärjestelmäkokonaisuudesta sekä siitä miten puulämmitystä sitoudutaan käyttämään. Laitesähkön kulutuksen osuus on 5 700 kWh vuodessa. Lämmitykseen voidaan kohteessa joutua käyttämään sähköä jopa 10 000 kWh, mikäli kiuasta tai muuta vesikiertoista tulisijaa ei käytetä riittävästi lämmöntarpeen tyydyttämiseksi eikä lisälämpöä tuoteta lämpöpumpulla. Tällöin kohteen ostoenergian kulutus olisi yli 15 000 kWh, jolloin sähköntuottojärjestelmää joudutaan kasvattamaan.

Taulukko 3. Aurinkovoimalan koko suhteessa valittuun lämmitysjärjestelmään ja puulämmitykseen sitoutumiseen.

Sähköenergian kulutus 5 700 kWh (puu-aurinko) 8 200 kWh (puu-aurinko-lämpöpumppu)

Aurinkovoimala 7 kW 10 kW

33

Kiteinen piikenno ensimmäinen sukupolvi

Ohutkalvotekniikka toinen sukupolvi

Väriainekennot kolmas sukupolvi

Pii on yleinen aine, mutta sen muuttaminen kiteiseksi piiksi on hyvin energiaintensiivinen prosessi ja aurinkokennosovelluksiin käytettäessä vaatii vielä puhdistamista. Vaikka piin ominaisuudet eivät tee siitä ideaalista aurinkokennokäyttöön, ovat piikennojen hyötysuhteet korkeimpien joukossa sekä niillä on suhteellisen hyvä valon absorptiokyky. Lisäksi pii on osoittautunut luotettavaksi eri sovelluksissa. Yleisyyden lisäksi piitä käytetään aurinkokennoteollisuudessa paljon jo olemassa olevan kehittyneen tekniikan vuoksi.

Ohutkalvotekniikassa eli toisen sukupolven kennoissa on pyritty ohentamaan kennoa ylläpitäen samaa tehoa, jotta perinteisten piipohjaisten kennojen materiaalikustannuksia pystyttäisiin laskemaan. Ohutkalvokennojen absorptiohyötysuhde on noin 100-kertainen kiteiseen piihin verrattuna. Siten 1-2 µm:n materiaalipaksuus riittää absorboimaan jopa 90 % valosta. Tämä auttaa vähentämään puolijohdemateriaalin massaa.

Väriainekenno tai kolmannen sukupolven kenno kaappaa auringon energiaa väriainemolekyylien ja fotosynteesin avulla samalla periaatteella kuin vihreät kasvit. Väriainekennossa valo muuttuu sähköksi nanorakenteisen titaanioksidin pintaan kiinnittyneiden väriainemolekyylien avulla.

Etuna tekniikalla on sen yleisyys ja helppo saatavuus sekä hyvä käytännönhyötysuhde noin 20 %. Haittana on kiteisestä piistä valmistettujen kennojen vaativa ja energiaintensiivinen tuotantoprosessi.

34

Etuna tekniikalla on, että se kestää paremmin varjoa. Haittana taas on ollut heikompi hyötysuhde käytännön sovelluksissa sekä kuluminen verrattuna esimerkiksi kiteisestä piistä valmistettuihin kennoihin. Näin myös hintataso tuotettua kWh:a kohden on kalliimpi. Mistä johtuen useat toimittajat ovat luopuneet tekniikasta tai suosittelevat mieluummin käytettäväksi kiteisestä piistä valmistettuja kennoja.

Etuna tekniikalla on kohtuullinen hyötysuhde ja todennäköisesti helppo ja halpa valmistus sekä moninaiset sovellusmahdollisuudet. Toistaiseksi tekniikkaa ollaan kehittämässä kaupalliseksi.

Kuva 3. Sähkövoimalan yleinen kuvaus verkkoon kytketyssä järjestelmässä (1. aurinkosähköpaneelit muuttavat auringon säteilyn sähköenergiaksi; 2. invertteri muuntaa sähköenergian vaihtovirraksi; 3. virta voidaan syöttää verkkoon tai käyttää kohteessa; 4. Riippuen alueesta voidaan verkkoon syötetystä sähköstä saada maksu tai neuvotella muusta menettelystä; 5. mahdollinen seurantalaite).

Riippuen lämmitysjärjestelmän sähköenergian kulutuksesta vastaavan energiamäärän tuottamiseksi vuoden aikana tarvitaan noin 7-10 kW tehoinen kiteisillä piikennoilla toteutettu aurinkovoimala. Rakennusta ei ole suunniteltu aurinkoenergian hyödyntämistä silmällä pitäen ja olosuhteet sille ovat melko huonot. Rakennuksessa ei ole etelälapetta, jolloin voimala tulisi sijoittaa erilliselle alustalle tai molemmille lappeille asennustelineisiin, jotka kallistetaan etelään päin. Myös eteläseinää voidaan hyödyntää osin järjestelmän toteutuksessa. Aurinkovoimala voidaan sijoittaa myös erilliselle aurinkoa seuraavalle alustalle, mikä lisää energian tuottoa, jopa vastaavalle tasolle kuin mitä Keski-Euroopassa vuoden aikana, mutta lisää samalla investointi kustannuksia. Yksikään suomalainen järjestelmätoimittaja ei pystynyt tarjoamaan annetulla aikataululla tätä selvitystä varten kohteeseen tällaista sovellusta. Alla kaaviossa 5 on esitetty 7 kW:n aurinkovoimalan sähköntuoton jakautuminen vuoden aikana sekä kohteen laitesähköenergian kulutus. Kohteessa on kuitenkin huomioitava, että on todennäköisesti joitain varjostuksia kuten metsä ja maaston muodot, jotka voivat heikentää tuotantoa varsinkin kesäkuukausien ulkopuolella kun aurinko paistaa matalalta.

Kohde tulee sähköverkkoon, jolloin akustolle tai sähkön varastoimiselle ei ole suoranaista tarvetta. Varajärjestelmänä sähkökatkoksia varten akusto voidaan kuitenkin halutessa toteuttaa, jos siihen nähdään tarvetta. Tällöin se koostuu IPS:stä (integroitu invertteri, ohjaus- ja säätöyksikkö, integrated power supply) johon voidaan liittää akusto ja aggregaatti sekä verkkovirta ja aurinkokennot. Yleisimmin käytetyt akut aurinkovoimasovelluksissa ovat AGM -akkuja. Niiden itsepurkautuvuus on alle 2 % ja käyttöikä on noin 10 vuotta. Yleisemmin aurinkojärjestelmien yhteydessä tarjottujen akkujen kapasiteetit ovat 12 V akuissa 65 – 170 Ah. Suomen oloissa akustosta muodostuisi usein iso, jos siihen halutaan varastoida sähköä kulutusta varten käytettäväksi silloin kun omaa tuotantoa ei ole. Aggregaatti on Suomen oloissa, kuten tässäkin kohteessa, hyvä ratkaisu toteuttaa varajärjestelmä. Pienempää akustoa voidaan käyttää haluttaessa lyhytaikaiseksi turvaksi osana varajärjestelmää.

35

Kaavio 5. Aurinkovoimalan sähköntuoton sekä rakennuksen laitesähköenergian kulutuksen jakautuminen vuoden aikana; Sähkön tuotto ja kulutus ovat vuoden aikana yhtä suuria.

Hintatiedot Selvityksen yhteydessä on pyydetty hintatiedot järjestelmästä kolmelta eri tarjoajalta. Tietoja tarjoamistaan tuotteista ja järjestelmistä tarjosivat mm. Ekolämmöx, Savumax, Finnwind, Windside, NAPS systems, Y-energia, Härmä-air, Tulikivi ja Iki-kiuas.

Kohteeseen tulee päälämmönlähteenä puulämmitysjärjestelmä, joka hyödyntää saunan puukiuasta lämmöntuotossa. Mahdollisesti saunan kiukaassa sekä kiukaan hormissa on vesikiertoinen lämmöntalteenottojärjestelmä, joka liitetään varaajaan. Lisälämpönä kohteeseen on mahdollista hyödyntää aurinkolämpöä ja/tai lämpöpumppua. Kohteen sähköenergiankulutus voidaan kompensoida vuoden aikana aurinko- ja/tai tuulivoimalla. Järjestelmien toteutukseen on useampia vaihtoehtoja joihin vaikuttavat lämmöntuottomuodon takia vahvasti rakennuksen käyttäjän sitoutuminen lämmitykseen sekä tavoite energiaomavaraisuudesta.

Sekä lämmön- että sähköntuottojärjestelmän kustannukset ovat hintaluokaltaan noin 20 000 €. Taulukkoon alla on eritelty mahdollisista investoinneista syntyvät kustannukset eriteltyinä töiden ja materiaalien osalta.

36

Taulukko 4. Energiantuotantojärjestelmän investointikustannuksia.

Järjestelmäosa

Materiaalihinta Työkustannus Päälämmitysjärjestelmä

Puulämmitysjärjestelmä •• kiuas (20 kW…40 kW) •• lämmöntalteenottohormi •• latausyksikkö Varastointi- ja lämmönjakojärjestelmä •• hybridivaraaja 500 - 2000 litraa •• lämmönsäätö- ja ohjausyksikkö •• paisunta- ja varojärjestelmä •• lattialämmitys 196,5 m²

1600…4810 € 4900 € 200…450 €

Asennuskustannus kiukaalle 200 475 € riippuen valitusta kiukaasta.

1900…4100 € Asennuskustannukset teknisessä 800…1000 € tilassa (4 työpäivää x 2 hlö) 2400 €.

150…400 € 3000 € 2000 € (…3000 €, Putkitukset yms. pientarvikkeet tekni- riippuen valitusta Lämmönjakopiirin asennustyöt (2,5 sessä tilassa laitekokonaisuu- pv x 2 hlö) 1500 €. desta) Yhteensä n. 17 000 € n. 4 200 € Lisälämmitysjärjestelmä Aurinkolämpöjärjestelmä •• 8 m² keräinala ja kiinnitystelineet Asennuskustannus (2 pv x 2 hlö) •• putkitukset ja 4700 € …1200 € Sis.osin teknisen tilan lämmönsiirtonesteet asennuskustannuksiin.

•• ohjaus- ja pumppuyksikkö, sekä paisunta- ja varojärjestelmä Yhteensä 4 700 € …1 200 € Varalämmitysjärjestelmä mikäli kiuasta ei tulla käyttämään lämmitystarpeen mukaan Lämpöpumppujärjestelmä Sis. teknisen tilan asennuskustan•• lämpöpumppu 4 kW 4 300 € nuksiin 1000 € •• keruupiiri 600 € Yhteensä 4 900 € 1 000 € Sähköntuottojärjestelmä Aurinkovoimala 7…10 kW, (edellyttäen olemassa olevaa alustaa voimalan 15 500 – 32 000 € 2 500 € asentamiseksi; hintataso sekä ilman asennustelineitä että telineiden kanssa) Koko järjestelmä yhteensä 37000 – 57000 € 7 900 – 8 800€

Kannattavuus Omavaraisenergiaan panostaminen ja uusiutuvien energianlähteiden hyödyntäminen on ensisijaisen tärkeää ympäristömme ja tulevaisuutemme kannalta. Taloudellisessa yhteisössä haluamme kuitenkin usein tietää välittömän taloudellisen tuloksellisuuden energiaan kohdistuville investoinneillemme, koska näissä taloudellinen tuloksellisuus on mahdollista. Tarkastelemme tässä taloudellista tuloksellisuutta eli investoinnin kannattavuutta nykyarvo- ja annuiteettimenetelmän avulla. Laskenta-arvoina on käytetty kuluttajahintojen nousulle eli tässä tapauksessa energian hinnan nousulle 5,8 %, joka on tilastokeskuksen mukaan kymmenen vuoden keskiarvo. Lisäksi korkona on käytetty 2,9 %, joka on myös tilastokeskuksen mukaan kymmenen vuoden keskiarvo. Tarkastelujaksona on käytetty 20 vuotta, koska pääasiallisten järjestelmäosien odotettu käyttöikä on noin 25 vuotta.

37

Taulukko 5. Kannattavuuslaskelmien tulokset annuiteetin ja nykyarvon avulla tarkasteltuna.

Järjestelmäratkaisu

Järjestelmäratkaisu 1 kokonaisuudessaan, kun kiuasta sitoudutaan lämmittämään lämmöntarpeen mukaan; verkkoon syötetty sähkö kompensoi käytetyn sähkön.

Järjestelmäratkaisu 1 ainoastaan puu- aurinkolämpöjärjestelmän osalta, kun kiuasta sitoudutaan lämmittämään lämmöntarpeen mukaan.

Järjestelmäratkaisu 1 kokonaisuudessaan, kun kiuasta sitoudutaan lämmittämään lämmöntarpeen mukaan; verkkoon syötetystä sähköstä maksetaan SPOT-hinta -15 % (kuukausittaisen 10 vuoden keskiarvon mukaan arvioituna).

Järjestelmäratkaisu 1 kokonaisuudessaan, kun kiuasta ei sitouduta lämmittämään lämmöntarpeen mukaan, jolloin tarvitaan lämpöpumppua varalämmönlähteeksi energiaomavaraisuuteen pyrittäessä.

Järjestelmäratkaisu 1 kokonaisuudessaan, kun kiuasta ei siutouduta lämmittämään lämmöntarpeen mukaan, jolloin tarvitaan lämpöpumppua varalämmönlähteeksi energiaomavaraisuuteen pyrittäessä; verkkoon syötetystä sähköstä maksetaan SPOT-hinta -15 % (kuukausittaisen 10 vuoden keskiarvon mukaan arvioituna).

Järjestelmäratkaisu 1 ainoastaan puu- aurinkolämpöjärjestelmän osalta, kun kiuasta ei sitouduta lämmittämään lämmöntarpeen mukaan.

Investointi KäyttöAnnuiteetti kustannus (Kustannukset jaettuna vuosittaisiksi yhtäsuuriksi eriksi)

Nykyarvo

45 000 €

0€

1 659 €

45 000 €

27 500 €

684 €

1 698 €

46 049 €

45 000 €

169 €

1 828 €

49 583 €

65 000 €

0€

2 400 €

65 000 €

65 000 €

320 €

2 717 €

73 700 €

27 500 €

1 950 €

2 958 €

80 220 €

Taulukossa 5 esitetyistä kannattavuuslaskelmien tuloksista voidaan huomata, että lähtökohtaisesti kaikki energiatehokkuuden ja energiaomavaraisuuden parantamiseksi tehdyt investoinnit ja energiaomavaraisuuteen sitoutuminen (puulämmitysjärjestelmän käyttäminen lämmöntarpeen mukaa) ovat kannattavia. Sähköntuottojärjestelmän kannattavuus on kuitenkin epävarma kunnes sähköyhtiön kanssa on sovittu menetelmästä, jolla verkkoon syötetty sähkö korvataan. Investoimatta jättäminen ja puulämmitysjärjestelmän vajaakäyttö, voi aiheuttaa enimmillään nykyarvon avulla tarkasteltuna 20 vuoden aikana noin 30 000 € lisäkustannukset tai annuiteetin kautta tarkasteltuna 1 200 € vuosittaiset lisäkustannukset.

38

Kolin Takametsä - energiaratkaisun esiselvitys Ville Väinämö, Villeco Oy

39

Taustaa Tämä PKBEV -hankkeen toimeksiannosta laadittu raportti sisältää lämpö- ja sähköenergiankulutuksesta tehtyjen laskelmien tulokset kuukausittain sekä kuvaajana että taulukoituna.

Lisäselvityksenä on katsottu eri energiantuotantovaihtoehtoja, joissa tarkoituksena on pyrkiä kohti energiaomavaraisuutta.

•• Rakennuskohde: Kolin Takametsä •• Käyttötarkoitus: Asuminen ja matkailumajoitus •• Osoite: Aapiskukontie 2, 83960 Koli

Taulukko 1. Laskennan lähtötiedot rakenteiden osalta. A= rakennusosien yhteenlaskettu pinta-ala, U = Lämmönläpäisykerroin eli U-arvo, ilmoittaa lämpömäärän siirtymän (watteina) rakennusosan neliömetrin suuruisen alueen läpi aikayksikössä (h), kun ulko- ja sisälämpötilan ero on 1 Kelvin, UA = Rakennusosan kokonaispinta-alan lämmönläpäisy tunnissa kun lämpötilaero on 1 Kelvin, %= rakennusosan lämmönläpäisyn suhteellinen osuus kokonaisläpäisystä.

Rakennusvaipan umpiosat Ulkoseinät Yläpohja Alapohja Ikkunat Ulko-ovet Kylmäsillat Ilmavuotoluku q50 = 2

A m² 181,2 174,5 148,8 19,4 6,2

U W/(m² K) 0,29 0,15 0,17 1,35 1,00

UA W/K 53 26 25 26 6 16

% 35 % 17 % 17 % 17 % 4% 10,00%

Taulukko 2. Lämmitysenergian kulutus kuukausittain tammikuusta joulukuuhun sekä koko vuoden ajalta yhteensä.

Kuukausi

tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu Yhteensä

Käyttöveden lämmitysjärjestelmän lämpöenergian tarve yhteensä kWh

Tilojen pääasiallisen lämmitysjärjestelmän lämpöenergian tarve yhteensä kWh

5 167

31 094

439 396 439 425 439 425 439 439 425 439 425 439

4763 4302 4198 2940 1461 836 378 572 1466 2528 3638 4358

41

Kaavio 1. Lämmitysenergian kulutus kuukausittain tammikuusta joulukuuhun.

Lämpimän käyttöveden osalta on hyvä huomata, että lämpimän käyttöveden kulutus vaihtelee suuresti ja siksi myös arvio siitä vaihtelee paljon. Alustava laskenta on tehty arviolla noin 80 m³ lämmintä käyttövettä vuodessa. Tilojen lämmityksen osalta laskenta perustuu vakioolosuhteisiin sisällä ja kuukauden keskimääräisiin ulkolämpötiloihin. Pyydettäessä voimme tehdä kohteesta simuloinnin, jossa sisäilmaolosuhteet ovat riippuvaisia ulkoilmasta ja annetuista käyttötottumuksista.

Taulukko 3. Sähkönkulutus.

Kuukausi tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu

Sähkönkulutus, kWh 389 369 351 278 283 273 282 287 283 297 290 350

Sähkölaitteiden käytössä ja määrässä on hyvin paljon vaihtelua ja siten laitteiden kuluttaman energian määrä voi vaihdella hyvinkin paljon. Mikäli tarkempaa arviota kulutuksesta halutaan muodostaa, on hyvä käydä laitteet sekä käyttötottumuksia yhdessä tarkemmin läpi.

42

Energiantuotantojärjestelmät Energiantuotantojärjestelminä tarkastellaan seuraavia ratkaisuja: •• Yhdistetty lämmön ja sähkön tuotanto energianlähteenä pelletti •• Yhdistetty lämmön ja sähkön tuotanto energianlähteenä puu •• Lämmöntuottomuotona maalämpö •• Lämmöntuottomuotona puulämmitys •• Aurinkoenergia Selvitystä tehtäessä ei löydetty valmiita tuotteistettuja ratkaisuja yhdistettyyn lämmön ja sähkön tuotantoon (myöhemmin CHP -laite) erillisessä pientalossa tai vastaavassa kokoluokassa, vaan tuotteet olivat suurempaan kokoluokkaan tarkoitettuja. Pientalokokoluokan kohteisiin löytyi kuitenkin muutamia vaihtoehtoja, joissa on parhaillaan menossa pilottivaihe. Myös Kolin kohteeseen on mahdollista saada pilotti CHP -järjestelmästä.

Maalämpö ja puulämmitysjärjestelmät ovat yleisiä Suomessa ja saatavilla pientalokohteisiin.

Näiden rinnalla energiaomavaraisuuteen pyrittäessä ovat yleisiä ratkaisuja aurinkolämpökeräimet ja -sähköpaneelit. Aurinkoenergiaratkaisuissa yhdistettyyn lämmön ja sähkön tuotantoon pientaloissa löytyy yhdistetty aurinkosähköpaneeli ja lämpökeräin (myöhemmin PVT -paneeli). PVT -paneelissa on päällimmäisenä monikiteisestä piistä valmistettu aurinkosähköpaneeli, jonka alla on aurinkolämpökeräin. Yhdistetyssä PVT -paneelissa on erillisiin vastaaviin ratkaisuihin verrattaessa etuna, että sähköpaneeli pysyy viileämpänä alla olevan lämpökeräimen ansiosta, jolloin sähköpaneelin hyötysuhde on parempi säteilyn ollessa voimakkaimmillaan.

Lämpö- ja sähköenergian tarpeen mukainen tuottaminen ja energiaomavaraisuus ovat kohteessa mahdollista CHP-laiteilla, joissa energian lähteenä pelletti tai puu. Pelletti CHP-laitteen kanssa olisi hyvä olla käytössä noin 3 kWp aurinkosähkövoimala, jotta lämmityskauden ulkopuolella ei jouduta käyttämään CHP -laitetta, kun lämmöntarve ei vastaa sähköenergiankulutusta ja näin voidaan tavoitella energiaomavaraisuutta kohteessa. Nettoperiaatteella tarkasteltuna koko vuoden aikana kulutettava energiamäärä voidaan tuottaa myös aurinkosähkövoimalalla niin, että huhti – elokuussa sähköenergiaa saadaan enemmän kuin kulutetaan kun taas lopun aikaa vuodesta joudutaan ostamaan energiaa. Lämmöntuottomuodon ollessa puulämmitys riittävä huipputeho aurinkosähköjärjestelmälle on 3 – 4 kWp kun taas maalämpöjärjestelmän yhteydessä riittävä huipputeho järjestelmälle on vähintään 9 kWp, kun maalämpöjärjestelmä on osatehomitoitettu ja osa lämmöstä tuotetaan puulämmityksen avulla (esim. vesikiertoinen tulisija, liesi tai kiuas). 9 kWp aurinkosähkövoimala ei kuitenkaan mahdu kohteessa rakennuksen etelälappeelle. Suurin kattolappeelle asennettavissa oleva teho on noin 5 kWp.

43

Huomioita Kohteessa on painovoimainen ilmanvaihtojärjestelmä, jossa ei ole lämmön talteenottoa. Parhaimmillaan lämmöntalteenottolaitteen avulla kohteen lämmitysjärjestelmälle voidaan saavuttaa noin 20 000 kWh kulutus. Eli lämmitysenergiassa voidaan säästää yli 10 000 kWh olettaen, että kohteessa pidetään yllä mitoitusilmavirtoja molemmissa ilmanvaihtoratkaisuissa. Koneellinen ilmanvaihtojärjestelmä lisää sähköenergiankulutusta vuoden aikana kohteessa noin 1000 kWh. 10 000 kWh lämmitysenergian tarve puulämmitteisessä talossa tarkoittaa noin 8 p-m³ polttopuuta ja lämpöpumpulla tuotettaessa noin 2 500 kWh sähköenergian kulutusta.

Mietittäessä teknisiin järjestelmiin liittyviä valintoja on hyvä huomioida myös ilmanvaihdon ja lämmityksen vaikutukset toisiinsa: Puulämmitys lisää ilman vaihtuvuutta, koska palaminen tarvitsee runsaasti ilmaa. Tulisijojen käyttö edellyttää myös parempaa ilmanvaihdon suunnittelua terveellisen sisäilman ja mielekkään ilmanvaihdon saavuttamiseksi. Siksi jäljempänä esitetyt esimerkkiratkaisut ovat koottu niin, että kohteeseen suunniteltu painovoimainen ilmanvaihto on toteutettu puulämmitysratkaisussa. Kun taas maalämpöratkaisussa on hyödynnetty koneellista tulo-poistoilmanvaihtoa lämmöntalteenotolla, koska se pienentää koko järjestelmän investointikustannuksia ja tekee mahdolliseksi jossain määrin tavoitella energiaomavaraisuutta kohteessa.

Alla kaaviossa on esitetty rakennuksen tilojen lämmitysjärjestelmän tehontarve kilowatteina vuoden aikana säävyöhykkeen esimerkkivuoden säätietojen (Jyväskylä) perusteella laskettuna. Vihreällä painovoimainen ilmanvaihtoratkaisu ja harmaalla ilmanvaihdon lämmöntalteenottolla toteutettu ratkaisu. Toteutettaessa käyttöveden lämmitys varaajan avulla, voidaan tilojen lämmityksen huipputehontarpeen lisäksi laskea noin 0,5 kW lisätehoa. Lisäksi on huomioitava valitun lämmöntuottojärjestelmän hyötysuhde.

Energiantuotantojärjestelmän vaihtoehtoja 1. Puulämmitys: lämmöntuotto voidaan toteuttaa kodin eri tulisijojen avulla. Kun lämmöntuottoon hyödynnetään useampia kodin tulisijoja, voidaan rakennus lämmittää parhaimmillaan tulisijojen normaalilla käytöllä saunomisen, ruuanlaiton tms. yhteydessä. Puulämmityksessä on hyvä harkita aurinkolämpöä varsinkin, jos puulämmitys liittyy normaaleihin käyttötottumuksiin. Puulämmityksen hyvä puoli on CO2 -neutraalius ja usein myös riippumattomuus ostoenergiankulutuksesta.

Energiaomavaraisuuteen pyrittäessä puulämmitys antaa siihen hyvät lähtökohdat, koska kaikki lämpö pystytään tuottamaan itse. Laitesähkönkulutuksen kattamiseksi kohteeseen tulisi asentaa esimerkiksi 4 kWp aurinkosähkövoimala, joka tuottaa rakennuksen katolle asennettuna noin 3 200 kWh vuodessa. Esimerkkijärjestelmään (kuvaaja alla) on tästä huolimatta valittu 3 kWp voimala asennettuna katolle, jotta ylimääräistä sähköntuotantoa, jota ei pystytä hyödyntämään kohteessa, olisi mahdollisimman vähän.

3 kWp sähkövoimala tuottaa vuodessa noin 2 500 kWh, johon on mahdollista haluttaessa pyrkiä myös vuotuisen kulutuksen osalta.

2. Maalämpö + koneellinen tulopoistoilmanvaihto lämmöntalteenotolla: Kohteen sähköenergiankulutus lisääntyy edellisestä noin 6 000 kWh. Tässä esimerkkiratkaisussa maalämpö on mitoitettu mahdollisimman pieneksi, jotta sähköntuottojärjestelmälle ei aseteta liian suuria vaatimuksia ja sitä kautta nosteta energiajärjestelmien kokonaiskustannuksia. Maalämmön osuus mitoitustehosta tulee olla suhteellisen pieni, jos halutaan tavoitella energiaomavaraisuutta, koska 5 kWp voimala on suurimpia,

44

mitä rakennuksen katolle mahtuu. Lisäenergia voidaan tuottaa talon tulisijoja hyödyntämällä. 5 kWp aurinkovoimala tuottaa noin 4 000 kWh. Jäljessä olevassa kaaviossa on maalämpöratkaisun sähköenergian kulutus yhteensä, sisältäen laitesähkön sekä maalämmön sähköenergian tarpeen, verrattuna aurinkosähkön tuotantoon.

Maalämmön hyvä puoli verrattuna muihin on sen helppous sekä suuri maasta saatava omavaraisenergian määrä.

3. Pellettikäyttöinen mikroluokan CHP -laite (valmistaja itävaltalainen ÖkoFen): Laite on sopiva käytettäväksi erillisissä pientaloissa. Tuotteella on käynnissä pilotti, jonka valmistaja toteuttaa kotimaassaan Itävallassa. Markkinoilla, mahdollisesti myös kotimaansa ulkopuolella, valmistaja uskoi tuotteen olevan saatavilla 2015. Pilotoitavassa ”Pellematic Smart e” -laitteessa on käytössä ÖkoFenin pellettikattila ja Microgen Engine Corporationin Stirling-moottori.

Taulukko 4. ”Pellematic Smart e” -laitetiedot Nimellisteho Lämmöntuotto nimellisteholla Sähköteho

15,6 kW 14,8 kW 1000 W

Pellettikäyttöisen CHP-laitteen rinnalle on laskentaesimerkissä valittu ilmanvaihdon lämmöntalteenotto pienentämään polttoaineen ja energian kokonaiskulutusta. Taulukosta jäljempänä nähdään, että CHP-laitoksen kanssa sopii noin 3 kWp aurinkovoimala tuottamaan jopa lähelle kaiken energian tarpeen mukaisesti. Lisäksi, jos auringosta kerätään myös lämpöä talteen, voidaan pellettin kulutusta vähentää, koska keväällä ja kesällä auringosta saadaan riittävästi sekä lämpöä että sähköä. Kaaviossa esitetty tilanne on laskettu 2 kWp PVT paneeliosuudella ja 1 kWp PV paneeliosuudella, jolloin auringosta saadaan sekä lämpöä että sähköä. Lisäksi ilmanvaihto- ja lämmöntalteenottolaite lisää sähköenergian tarvetta ja vähentää taas lämmöntarvetta ja sopii siten hyvin myös tähän kokonaisuuteen saaden kulutuksen ja tuotannon vastaamaan paremmin toisiaan.

Pelletti CHP -laitteella voidaan tuottaa kaikki lämpöenergia mitä kohteessa kulutetaan. Järjestelmä on hyvä ratkaisu kohteeseen, jossa tavoitteena on energiaomavaraisuus. Valmiita laitteita ei ole kuitenkaan tarjolla vielä tällä hetkellä pientalokokoluokan sovelluksiin Suomessa.

4. Toisena CHP -järjestelmäratkaisuna kohteeseen selvitetään kokonaisuutta, jossa pääenergianlähteenä toimii SteamMotor Finland Oy;n kiertomäntäisen ja pyörivämäntäisen höyrymoottorin yhdistelmää Quadrum ja höyrynkehityslaite Quadrumina. Järjestelmä on pilottivaiheessa ja pilottivaihe toteutetaan Suomessa.

Järjestelmä koostuu kuumaa liekkiä kehittävästä puupolttolaitoksesta, Quadrumina höyrykattilasta ja Quadrum höyrymoottorista sekä generaattorista. Tämän lisäksi tarvitaan energian varastointijärjestelmä. Lämpö varastoidaan kapasiteetiltaan suureen lämmitysenenergiavaraajaan ja sähkö akustoon.

Taulukko 5. Steam Motor Finland CHP -laitos, pientalokohteen laitetiedot.

Kohteeseen valitun etupesän teho Lämmöntuotto Sähköteho

noin 20 kW noin 14 kW noin 4 kW

Tällä puupolttoainetta käyttävällä CHP -järjestelmällä voidaan tuottaa kaikki lämpö- ja sähköenergia mitä kohteessa kulutetaan. Järjestelmä on hyvä ratkaisu kohteeseen, jossa tavoitteena on riippumattomuus ja polttopuuta on omasta takaa. Suomessa ovat käynnistymässä ensimmäiset pilotit.

45

Taulukko 6. Yhteenveto kohteen eri energiantuotantovaihtoehdoista kustannusarvioineen.

1) Puulämmitys + aurinkosähkö 3 kWp ja -lämpö 10m² Puulämmitysjärjestelmä, asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 6 000 € •• vesikiertoinen takkasydän 20-30 kW •• latausyksikkö, asennus ja tarvikkeet Vesikiertoinen kiuas, asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 2 600 € Energiavaraaja 1000 litraa, aurinkolämpökeräimet 10 m², lämmön säätö ja ohjaus, asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 11 000 € Aurinkosähköjärjestelmä asennus ja tarvikkeet 7 000 € •• aurinkosähköpaneelit yksikiteinen pii, esim. 250 Wp x 12 kpl •• vaihtosuuntaaja ja sähköasennustarvikkeet •• kiinnikkeet katolle sekä muut tarvikkeet •• asennus Investointikustannus yhteensä noin 27 000 € 2) Maalämpö + aurinko 5 kWp Maalämpöjärjestelmä + ilmanvaihtojärjestelmä asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 23 000 € (ei sisällä lämmön tai ilmanvaihdon jakojärjestelmää) •• lämpöpumppu 4 kW…6 kW •• energiavaraaja 500 litraa •• lämmön säätö ja ohjaus •• asennus ja tarvikkeet •• lämpökaivo, 170…200 m •• ilmanvaihto ja lämmöntaleenottolaite ηlto=86 %, SFP<1,2kWh/(m³/s) ja maalämmönvaihdinyksikkö jäätymisenestoon Vesikiertoinen kiuas, asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 2 600 € Aurinkojärjestelmä asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 9 500 € •• aurinkosähköpaneelit monikiteinen pii, esim. 250 Wp x 20 kpl •• vaihtosuuntaaja ja sähköasennustarvikkeet •• kiinnikkeet katolle sekä muut tarvikkeet •• asennus Investointikustannus yhteensä noin 34 600 € 4) Puulämmitys – höyryvoima -järjestelmä Puulämmitysjärjestelmä, asennus ja tarvikkeet yhteensä noin 10 000 € •• etupesä 20 kW •• lämpövaraaja 4 m³ •• lämmönsäätö •• asennus ja tarvikkeet Höyryvoimajärjestelmä, asennus ja tarvikkeet yhteensä alustava arvio noin 62 000 € •• Quadumina höyrynkehitin •• Quadrum höyrymoottori •• generaattori •• sähkön varastointijärjestelmä (kodin energianhallintajärjestelmä, lyijy-geeli akut 24 x 940 Wh) •• asennus ja tarvikkeet Investointikustannus yhteensä arviolta noin 72 000 €

46

Huomioita taulukon 6 yhteenvetoon: Vaihtoehto 3) Pelletti CHP -laitteiston hintaluokka ei ole tiedossa, koska laitetta ei myydä Suomeen. Vaihtoehto 4) Minihöyryvoimalan kustannuksista on esitetty alustava arvio. Kustannukset tarkentuvat kun useampia pilotteja saadaan vietyä eteenpäin. Energiaomavaraisuuteen pyrittäessä ja erityisesti ostoenergiankulutuksen vähentämiseksi voidaan myös muissa kuin CHP -ratkaisuissa, käyttää lisäksi akustoa, akun latausohjausta sekä kuorman ja verkkoon syötön ohjausta. Esimerkkijärjestelmiin toteutettuna ratkaisut, joissa nämä ominaisuudet, akkusarjat sekä UPS-järjestelmä ovat lisäkustannuksiltaan noin 3 500 € (3 kW yksikkö + 2 kpl 150Ah/12V AGM-akkuja) ja 5 500 € (5 kW yksikkö + 6 kpl 150Ah/12V AGM-akkuja).

Tarkempi kuvaus esimerkkiratkaisujen valmistajista, laiteosista ja niiden teknisistä tiedoista toimitetaan tarjouspyynnön mukaan. Maalämpölaitteita, puulämmityslaitteita sekä laitevalmistajia kuten myös aurinkolämpö ja -sähköjärjestelmävalmistajia on useampia mahdollisia.

47

Esisuunnitelma Valtimon biokaasulaitoksesta Erkki Kalmari, Juha Luostarinen & Jussi L채ntel채, Metener Oy

49

Tiivistelmä Tässä esisuunnitelmassa on tarkasteltu Valtimoon suunnitteilla olevan maatalouden raakaaineita käyttävän biokaasulaitoksen toteutusmahdollisuuksia ja kannattavuutta. Tarkastelussa pääraaka-aineina on käytetty tilojen tuottamaa lantaa sekä yhdyskuntien ja teollisuuden sivuvirtoja. Jakeet ovat sulavuudeltaan ja kuiva-ainepitoisuudeltaan sellaisia, että märkämädätystekniikka ei voida hyödyntää vaan on käytettävä kuivamädätystä.

Biokaasulaitos on samalla ympäristö- ja energiantuotantoinvestointi. Laitoksen tuottama biokaasu, joka on pääosin metaania, voidaan hyödyntää yhdistettyyn lämmön- ja sähköntuotantoon, myydä sellaisenaan polttoaineeksi teollisuuteen tai muuhun energiakäyttöön tai jalostettuna liikenteeseen. Liikennepolttoainetta tuotettaessa tulisi kaasulle olla valmis markkina, jotta puhdistininvestointi saadaan tehokkaaseen käyttöön heti toiminnan käynnistyessä.

Tämä edellyttää usein yhteistyötä monien alueen toimijoiden kanssa.

Biokaasun käyttö vähentää kasvihuonepäästöjä aiheuttavien fossiilisten polttoaineiden käytön tarvetta lämmityksessä, sähköntuotannossa ja ajoneuvojen polttoaineena. Biokaasu paikallisesti tuotettuna elävöittää myös paikallistaloutta, kun energian hankintaan käytettävät varat jäävät lähialueelle. Anaerobinen prosessi tuhoaa jätteen haitallisia mikrobeja, rikkakasvien siemeniä sekä hajuyhdisteitä, mutta ne on syytä huomioida verrattaessa investointia muihin jätteenkäsittelymenetelmiin ja energiantuotantovaihtoehtoihin.

Kuva 1. Havainnekuva panostoimisesta maatilan kuivamädätyslaitoksesta.

51

Biokaasun tuotanto maataloudessa Maatilatalouden biokaasuteknologia on laajemmin otettu käyttöön EU:n alueella Saksassa, jossa vuoden 2010 lopussa toimi yli 6000 pääasiassa maatalouden biokaasulaitosta, joiden yhteenlaskettu sähköteho oli 2279 MW (Linke 2011). Näiden kokemusten perusteella biokaasuteknologia on vakiintunut käyttökelpoiseksi teknologiaksi erilaisten orgaanisten materiaalien käsittelyyn maataloudessa. Maatalouden biokaasuteknologia on sisällytetty myös EU:n komission eläintalouden IPPC BAT (best available technology) asiakirjaan menetelmänä, jolla voidaan vähentää hajuhaittoja sekä tuottaa energiaa (Euroopan komissio 2006). Biokaasuteknologian käyttöönotolla on havaittu olevan lukuisia suoria positiivisia vaikutuksia maatilataloudelle sekä yhteiskunnalle (Taulukko 1).

Biokaasulaitos on investointi, jonka tuottamat hyödyt ulottuvat maataloutta kauemmas. Biokaasulaitos vähentää lietteistä aiheutuvia hajuhaittoja levityksen aikana ja lannan patogeenieli taudinaiheuttajapitoisuudet laskevat prosessissa murto-osaan verrattuna käsittelemättömään lietteeseen. Biokaasun käyttö energiantuotannossa ja liikenteessä auttaa vähentämään kasvihuonepäästöjä. Biokaasulaitoksen rakentaminen ja ylläpito työllistää, ja laitos vähentää alueen tarvetta ostaa energiaa ja ravinteita ulkopuolelta.

Maatalouden biokaasulaitokset jaotellaan maatilakohtaisiin biokaasulaitoksiin, jotka käsittelevät yhden maatilan tuottamia raaka-aineita tai keskitettyihin, jotka käsittelevät usean tilan tuottamia raaka-aineita. Jätteenkäsittelyssä biokaasuteknologian tärkeimpänä etuna verrattuna kompostointiin on korkealaatuisen energian tuotto ja vähentyneet kasvihuonekaasupäästöt. Suljetun prosessin tuomat edut etenkin aumakompostointiin nähden ovat vähentyneet hajut sekä jätevedet (Tuovinen 2002). Suljettu prosessi ei myöskään houkuttele alueelle haittaeläimiä.

Kasvihuonekaasupäästöjen vähenemisen edellytyksenä on huolellinen prosessisuunnittelu ja riittävän pitkät viipymäajat. Mikäli laitos optimoidaan energiantuoton maksimointiin, samalla minimoidaan päästöjä, ja vastaavasti mikäli laitos optimoidaan mahdollisimman nopeaan jätteen käsittelyyn, päästöt kasvavat. Biokaasuteknologian käyttöönottoon liittyy myös imagohyötyjä, joita hyödynnetään tehokkaasti varsinkin Ruotsin kuntalähtöisessä biokaasun tuotantomallissa. Nämä ovat arvoja, joita on vaikea ottaa huomioon investoinnin kannattavuutta laskettaessa, mutta jotka kuitenkin vaikuttavat siihen, kuinka biokaasulaitosten rakentamiseen suhtaudutaan. Tässä mielessä biokaasulaitoksen investoinnin kannattavuuden sijaan voitaisiin puhua investoinnin edullisuudesta tai suositeltavuudesta. Biokaasulaitosinvestointia voidaan kuitenkin käsitellä myös puhtaasti taloudellisena energiantuotantoinvestointina, kuten tässä kannattavuustarkastelussa on tehty.

Taulukko 1. Biokaasuteknologian suorat hyödyt (Klinger 1999).

Edut maatilataloudelle •• Energian tuotto •• Orgaanisen lannoitteen laadun paraneminen •• Kemiallisten lannoitteiden tarpeen väheneminen •• Kasveille haitallisten yhdisteiden väheneminen •• Maaperän laadun paraneminen •• Lannan hygienisoituminen •• Sivutuotteiden ympäristövaikutusten väheneminen

52

Edut yhteiskunnalle •• Uusiutuvan energian tuotanto •• Huoltovarmuuden parantuminen •• Maatalouden kasvihuonepäästöjen vähentyminen •• Hajuhaittojen vähentyminen •• Raaka-aineiden säästyminen •• Kesantomaan hyödyntäminen •• Monipuolinen tuotantorakenne •• Työllisyysvaikutus

Tuotantoteknologiat Kaikissa biokaasuprosessissa eloperäinen aines hajotetaan suljetussa anaerobisessa reaktorissa hallitusti biokaasuksi, joka sisältää noin 60 % metaania ja noin 40 % hiilidioksidia. Biokaasun lämpöarvo on noin 6 kWh / Nm3. Biokaasulaitos on prosessiteknisesti ohjattu yksikkö, jossa olosuhteet (lämpötila ja syöttö, sekoitus) on tarkasti säädelty ja hallittu. Anaerobisesti käsitellyssä materiaalissa jäljelle jäänyt orgaaninen aines on humusmaisina yhdisteinä.

Käytettävien raaka-aineiden kuiva-ainepitoisuuden ja sulavuuden mukaan prosessit voidaan jakaa kuiviin ja märkiin prosesseihin sen mukaan, missä muodossa reaktorin sisältö ja laitoksen lopputuote on. Pelkästään syötteen olomuodosta ei voida päätellä onko kyseessä märkä- vai kuivaprosessi, sillä esim. pelkkää kiinteää ja kuivaa maissisäilörehua voidaan käsitellä märkäprosessissa hyvän sulavuuden johdosta ja lopputuote on tasalaatuista, juoksevaa lietelantamaista pumpattavaa ravinnelietettä.

Vastaavasti kuivalantoja käsittelevät laitokset ovat selkeämmin kuivamädätystekniikkaa, sillä vaikka niiden kuiva-ainepitoisuus voi olla maissisäilörehua alhaisempi, mutta silti lannan ja kuivikkeiden huonomman sulavuuden johdosta lopputuote on vielä kasassa pysyvää ja käsiteltävissä kuormaajilla. Märkäprosessissa sekoitettavuus on helpompaa, jolloin syötteen leviäminen koko reaktorin tilavuuteen mikrobien saataville on varmempaa. Tästä syystä märkäprosessissa on yleensä saatavissa samasta syötteestä täydellisemmän hajoamisen takia hiukan suurempi saanto.

Tuotantoteknologiat voidaan edelleen jakaa jatkuvatoimisiin ja panosprosesseihin syöttötavan perusteella. Jatkuvatoimista prosessia syötetään vähintään päivittäin, ja syöttöjen yhteydessä myös poistetaan käsiteltyä massaa. Jatkuvatoimisesta prosessista saadaan biokaasua tasaisesti, ja kaasu on tasalaatuista. Haittapuolena jatkuvatoimisessa prosessissa voi olla oikovirtaus, sillä etenkin täyssekoitteisessa prosessissa pieni osa syötteestä poistuu reaktorista jo seuraavan poiston yhteydessä, mikä alentaa lopputuotteen hygieenistä laatua ja kaasun saantoa. Oikovirtausta voidaan vähentää pitkällä viipymäajalla ja käyttämällä kaksivaiheista prosessia.

Panostoimisessa prosessissa raaka-aine sekoitetaan jo käsiteltyyn materiaaliin ja suljetaan reaktoriin yleensä 30 – 60 vrk ajaksi. Kaasun tuottomäärä ja metaanipitoisuus vaihtelee panoksen kypsyyden mukaan, tuoton ollessa suurimmillaan panoksen alkupuoliskolla. Panosprosessin etuna massan taattu viipymä prosessissa, sillä panokseen ei lisätä eikä siitä poisteta massaa kypsytysaikana. Kaikkia näitä prosesseja voidaan käyttää eri lämpötila-alueilla, yleisimmin maatilataloudessa käytettävä lämpötila on mesofiilinen 35 – 40 ºC, joka on edullinen maltillisen lämmöntarpeen ja kuitenkin matalampiin lämpötiloihin nähden nopeamman hajoamisen johdosta. Lisäksi mesofiilista aluetta pidetään yleisesti biologisesti vakaana. Mikäli tarvitaan parempaa hygieenistä laatua, voidaan käyttää termofiilistä, Eviran määritelmän mukaan yli 55 ºC asteen prosessilämpötilaa. Esimerkiksi puhdistamolietteitä käsiteltäessä termofiilinen mädätys on riittävä, mikäli erillistä hygienisointikäsittelyä ei käytetä. Kaasun saannossa ei lämpötila-alueilla ole merkittävää eroa, mikäli prosessi on oikein mitoitettu.

Termofiilistä lämpötilaa pidetään yleisesti biologisesti epävakaampana.

53

Raaka-aineet Eri aineiden kaasuntuottopotentiaali on riippuvainen vesipitoisuudesta ja siitä kuinka helposti hajoavaa sen orgaaninen aine on (taulukko 2.). Syötemateriaalien alhainen kuiva-ainepitoisuus laskee tonnikohtaista metaanintuottoa ja lisää laitoksen tarvitsemaa lämpöenergian määrää, mikä laskee laitoksen hyötysuhdetta. Tämä tulee huomioida mm. navettojen veden käytössä ja säilönurmen korjuussa. Kuivemmat raaka-aineet edellyttävät myös vähemmän kuljetuksia energiasisältöön nähden.

Ravinnehävikkiä materiaalissa ei käsittelyn aikana tapahdu, vaan ravinteet pysyvät materiaalissa ja huomattava osa ravinteista liukoistuu, jolloin anaerobisesti käsitellyn materiaalin lannoitearvo on korkeampi kuin käsittelemättömän, koska lietteen typpi on suurimmaksi osaksi liukoistunut ja siten välittömästi peltokasvien käytettävissä (Lehtomäki 2001). Lietteen biokaasukäsittelyn yhteydessä ei muodostu ilma- tai vesistöpäästöjä, koska lietteet ovat suljetuissa altaissa. Liukoinen ammoniumtyppi on kuitenkin haihtuvaa, joten on tärkeää että haihtumista vähennetään katetuin varastoaltain ja hyvällä levitystavalla prosessin jälkeen jäännöstä hyödynnettäessä.

Käytettäessä muuta ulkopuolista lisämateriaalia kuin kasviperäistä peltobiomassaa, on huomioitava hygienisoimisen aiheuttamat vaatimukset prosessille, jotka saattavat aiheuttaa muutoksia edellä esitettyyn kaavioon. Suomessa elintarviketurvallisuusvirasto Evira antaa hyväksynnän biokaasulaitoksille, jotka käsittelevät sellaisia materiaaleja joista saattaa aiheutua hygieniariskiä.

Taulukko 2. Energiansaanto biokaasuprosessissa yhdestä tonnista materiaalia (Weiland 2009 ja Metener Oy kokeet).

Materiaali

Biokaasua, Nm3

Naudan lietelanta Sian lietelanta Puhdistamoliete Kuivalanta Roskakala Juurikkaan naatit Energianurmi Kotitalouksien biojäte Leipomojätteet Paistorasvat

25 30 30 60 60 90 160 200 714 960

Metaania, Nm3 tai bensiinilitraekvivalentteja 15 18 18 36 36 54 96 120 428 576

Primäärienergiaa, kWh 150 180 180 360 360 540 960 1200 4280 5760

Kansallisin kriteerein voidaan hyväksytyssä laitoksessa käsitellä esimerkiksi ruokajätettä (tuotteita, jotka ovat olleet sellaisenaan ihmisravinnoksi kelpaavaa, mutta ei esimerkiksi elintarviketeollisuuden jätteet), maitoa ja maitotuotteita sekä munia ja munatuotteita. Lisäksi voidaan validointimenettely kautta kokeellisesti todentaa prosessin hygienisoiva vaikutus, jolloin prosessille voidaan myöntää hyväksyntä.

Eläinperäisiä sivutuotteita käsitellessä sivutuoteasetuksen (1069/2009/EY) vaatimusten täyttäminen edellytetään, mikäli käytetään sellaisia syötteitä joita ei kansallisin kriteerein tai validointimenettelyn kautta voida täyttää. Esimerkiksi 3. luokan sivutuotteelle edellytetään hygienisointisäiliön rakentamista, jossa viipymä on vähintään 1 tunti 70 °C:ssa, palakoko alla 12 mm. Mikäli lopputuote saatetaan markkinoille, tulee huomioida myös MMM:n ase-

54

tus lannoitevalmisteista 24/11. Keskeisimmät vaatimukset biokaasulaitosten lopputuotteille ovat seuraavat: ei salmonellaa, E. coli määrä alle 1000 pmy/g neljässä näytteessä ja alle 5000 pmy/g yhdessä näytteessä, metallien enimmäispitoisuudet ja kasvitaudinaiheuttajien poistuminen.

Etenkin E. colin määrä lantaa käsittelevissä laitoksissa on helposti yli raja-arvojen, mutta tavallista korkeammalla käsittelylämpötilalla ja pidemmällä viipymällä määrää saadaan vähennettyä. Raskasmetallien pitoisuudet saattavat ylittyä joissain puhdistamolietteissä ja kasvitaudinaiheuttajat esiintyä joissain tapauksissa juuresperäisiä jätteitä käsitellessä. Mikäli keskitetty laitos käsittelee vain määritettyjen tilojen lantaa ja lopputuote käytetään samoilla tiloilla yhteislantalaperiaatteen mukaisesti, eikä lopputuotetta saateta markkinoille eikä ulkopuolisia jakeita käsitellä, ei tarvita ilmoitusta

Biokaasulaitoksen taloudellinen hyödyntäminen Biokaasulaitoksen tuottama energia voidaan käyttää yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa (CHP) paikallisen sähkön- ja lämmöntarpeen kattamiseksi ja ylijäävä osuus voidaan myydä sähkö- ja kaukolämpöverkkoon. Kaasua voidaan kuljettaa kaasuputkessa ilman hävikkiä sijainniltaan optimaaliseen CHP -tuotantopaikkaan. Biokaasua voidaan puhdistaa ja paineistaa liikennekäyttöön, ja puhdistettua kaasua voidaan syöttää maakaasuverkkoon.

Taulukkoon 3. on koottu biokaasun arvo (alv. poistettu) eri käyttökohteissa ja käyttötapojen hyötysuhteet. Hintoina on käytetty markkinoilla olevia hintoja, jotka riippuvat pitkälle käyttökohteesta, esim. lämpönä edullisin hinta on kotimaisia kiinteitä polttoaineita korvatessa, arvokkain kevyttä polttoöljyä korvatessa. Sähkön osalta heikoin arvo on verkkoon myydessä, paras taas omaa käyttöä korvatessa tai sähkön syöttötariffia käytettäessä.

Taulukko 3. Biokaasun käyttötavat.

Käyttötapa

Hyötysuhde

Alin arvo, €/kWh

Ylin arvo, €/kWh

Raakakaasun arvo €/ Nm3, alin

Lämpö Erillissähkö

90 % 35 % 90 % ( 35% ja 55%) 85 %

0,015 0,040 0,040 0,015 0,015

0,09 0,13 0,13 0,09 0,09

0,08 0,08

Raakakaasun arvo arvo €/Nm3, ylin 0,49 0,21

0,13

0,51

0,08

0,46

95 %

0,080

0,10

0,46

0,57

CHP Prosessihöyry Liikennepolttoaine

Lisäksi liikennepolttoainetta tuottaessa on mahdollista tuottaa hiilidioksidia, jota syntyy raakakaasukuutiota kohden 0,8 kg. Hiilidioksidin arvo teollisuuskäytössä on noin 0,2 €/kg, eli hiilidioksidin hyödyntäminen nostaa raakakaasun arvon välille 0,62 – 0,73 € / Nm3. Hiilidioksidin arvo markkinoilla vaihtelee kuitenkin runsaasti riippuen sovelluksesta ja käyttömääristä.

55

Lopputuotteet voidaan käyttää useimmiten sellaisenaan lannoitteena. Tällöin saavutettava hyöty verrattuna lantojen käsittelemättömänä levittämiseen tulee parantuneesta hygieenisestä laadusta, tuhoutuneista rikkakasvinsiemenistä ja typen liukoistumisesta sekä hapen kulutuksen vähenemisestä viljelymaassa kun orgaaninen aines on jo prosessissa hajotettu.

Mädätettyä kuivalantaa voidaan edelleen kuivata mekaanisesti ruuvikuivainta käyttämällä.

Mädätetty kuivalanta on olomuodoltaan vetisempää kuin käsittelemätön, sillä orgaaninen aines on osittain hajonnut. Ruuvikuivaimella kiinteä jäännös voidaan kuivata noin 30 – 35 % kuiva-ainepitoisuuteen, ja lisäksi saadaan väkevä puristeneste.

Mekaanisesti kuivattu jae voidaan edelleen kuivata haihduttamalla nestettä pois kuivauslaitteilla, jotka toimivat joko ulkoisen lämmönlähteen tai sähkökäyttöisen lämpöpumpun avulla.

Näillä laitteilla voidaan saavuttaa 70 – 90 % kuiva-ainepitoisuus, mutta haittana on suuri energiankulutus. Lämpöpumppua hyödyntävä laite kuluttaa sähköä 333 kWh/poistettu vesitonni, ulkoista lämmönlähdettä käyttävä kuluttaa lämpöä 800-1000 kWh/poistettu vesitonni.

Biokaasuputken ohjeellisena rakennuskustannuksena voidaan pitää 30 – 100 €/m (Koistinen 2010), joka on maakaasuputken rakentamisen kustannus asutulla alueella. Putken hinta ei ole merkittävä verrattuna työn osuuteen. Kuitenkin parhaassa tapauksessa helppoon maastoon kaivettaessa urakoitsijat ovat tarjonneet kaivuun ja täytön hinnaksi 8 €/m (ei sisällä mahdollisesti tarvittavia maa-aineita) ja putken hankintahinta on 63 mm putkella 7 €/m, joten optimaalisessa tilanteessa putken kustannukset voivat olla edullisemmat.

Kaukolämpöputkiston rakentamistyönkustannukset ovat verrattavissa kaasuputkeen, mikäli pystytään käyttämään alle 95 ºC lämpötiloja ja siten pex -putkea, joka esimerkiksi kahtena erillisenä 63 mm putkena rakennettaessa putkien hinta on 40 €/m. Käytettäessä korkeampaa lämpöä kestävää teräsputkea putken hinta on hiukan halvempi, mutta hitsaustyö ja putkiosat nostavat hinnan pex -putkea korkeammaksi. Lisäksi täytyy huomioida, että kaukolämpöputkessa on siirtohäviöitä toisin kuin kaasuputkessa, ja siirrettävä lämpöteho on kaasuputkessa suurempi kuin vastaavan kokoisessa lämpöputkessa.

56

Valtimon biokaasulaitos Valtimon biokaasulaitos tulisi käyttämään muutaman tilan kuivalantaa ja mahdollisesti lisäsyötteitä (taulukko 4.). Laitoksessa käytettävissä olevat syötteet ovat kuiva-ainepitoisuudeltaan ja sulavuudeltaan sellaisia, että perinteistä märkämädätystekniikkaa ei voida helposti soveltaa. Lisäksi kuivalannan joukossa ja teurasjätteissä olevat kappaleet ovat vaikeita käsitellä pumpuilla ja sekoittimilla. Teknologiaksi suositellaan panostoimista kuivamädätystä, n.s. autotallireaktoritekniikkaa. Alustavan mitoituksen mukaan riittävä reaktorikoko on 3 * 360 m3, jolloin panoksen viipymä on 40 vuorokautta ja käytettävä ympin osuus 25 % panoksen koosta.

Taulukko 4. Valtimon biokaasulaitoksen syötteet ja biokaasupotentiaali. Kuivalannan tilavuuspainoksi oletettiin 700 kg / m3 ja kaasuntuottopotentiaalit arvioitiin tutkimusten mukaiseksi (Weiland 2009).

Syöte Tila 1 Tila 2 Tila 3 Tila 4 Tila 5 Tila 6 Leipomojätteet Huoltoas.biojäte Kalanperkuujäte Lihaper.jätteet Paistorasvat

t / vuosi 1050 700 1200 630 700 600 130 100 100 7 1

m3 biokaasua / t 60 60 60 60 60 60 714 200 60 230 960

m3 CH4 / t 36 36 36 36 36 36 428 120 36 150 576

m3 CH4 / v 37 800 25 200 43 200 22 680 25 200 21 600 55 640 12 000 3 600 840 576

Laitoksen tuottama metaanimäärä pelkkää lantaa käsitellessä on noin 175 000 m3 CH4/v, vastaten jatkuvana kaasutehona noin 200 kW. Liikennekäytössä määrä vastaa noin 140 henkilöauton vuotuista tarvetta (kulutus 4,5 kg CH4/100 km, 20 000 km/vuosi). Mikäli ulkopuoliset jakeet huomioidaan, syntyy metaania noin 248 000 m3 CH4/v, vastaten jatkuvana kaasutehona noin 280 kW. Liikennekäytössä määrä vastaa 198 henkilöauton vuotuista tarvetta (kulutus 4,5 kg CH4/100 km, 20 000 km/vuosi). Leipomojätteet on arvioitu kuivana leipomojätteenä.

Keskimääräisillä kuiva-ainepitoisuuksilla laskettuna laitoksen massatase on taulukon 5. mukainen. Massataseen perusteella voidaan laskea, että lopputuotteen kuiva-ainepitoisuus on hiukan alle 20 %. Mikäli lopputuote kuivataan ruuvikuivaimella, lopputuotteena saadaan arvioilta 3103 tonnia vuodessa puristenestettä (kuiva-ainepitoisuus 5 %) ja 1612 tonnia kiinteää jaetta (kuiva-ainepitoisuus 30 %). Mikäli lopputuote halutaan edelleen kuivata tavoitteena 70 % kuiva-ainepitoisuus, tulee kiinteästä jakeesta poistaa vettä 625 tonnia. Lämpöpumpputekniikkaa hyödyntäen sähköenergiankulutus on 207 000 kWh vuodessa ja ulkoista lämmönlähdettä käyttävää kuivainta käytettäessä lämmön tarve on 500 000 – 625 000 kWh vuodessa. Valtimon tapauksessa kuivaimet olisivat pienimpiä markkinoilta löytyviä jatkuvatoimisia kuivaimia. Valmistajien mukaan pelletöintilaitteistot tulisi mitoittaa siten, että ne pystyvät olemaan jatkuvatoimisesti käynnissä, sillä laitteiston käynnistykseen liittyy haastavia säätöjä.

Näin pienelle kapasiteetille mitoitetulle laitteelle ei löytynyt tarjoajaa.

57

Taulukko 5. Laitoksen syötteiden ja lopputuotteiden määrät.

Raaka-aineet

Lihaperäiset jätteet Kalanperkuujäte Leipomojätteet Kuivalantaa Huoltoasemien biojäte Paistorasvoja Yhteensä

Määrä, Kuivat/v ainepitoisuus, %

Kuiva- Veden Biokaasun Mädätainemäärä, määrä, teen määrä, t t/v t/v määrä, t/v

7

30

2,1

4,9

2

100 130 4880

55 70 25

55 91 1220

45 39 3660

7 113 356

100

35

35

65

24

1 5218

100 215

1 1403

0 3815

1 503

4714

Kuivaainetta mädätteessä, t/v

806

Laitoksen käyttökulut koostuvat kaasun tuotantolaitteiden ja käyttölaitteiden kuluista. Biokaasulaitoksen ovat biokaasulaitoksen huolto- ja korjauskulut noin 13 000 €/vuosi. CHP -laitteen ja biokaasun puhdistimen ja tankkausaseman käyttökulut ovat muuttuvia kuluja ja pitkälti riippuvaiset käyttömääristä. CHP:n käyttökulut ovat noin 10 €/MWh tuotettua sähköä. Puhdistin ja tankkausasema kuluttavat sähköä 0,06 MWh/MWh puhdistettua kaasua, eli ostosähkönä noin 6 €/MWh. Lisäksi vettä kuluu kaasun pesussa noin 0,3 m3/MWh kaasua.

Puhdistimen muut korjaus- ja huoltokulut ovat noin 5 €/MWh. Laitoksen arvioitu lämmön kulutus on 5200 tonnin syötemäärällä 300 MWh/vuosi ja sähkön kulutus 80 MWh/vuosi.

Biokaasulaitoksen työvoiman tarve valvontaan, ylläpitoon ja operointiin on noin 1-2 h/arkipäivä. Viikonloppuna ei työvoimaa tarvita, pois lukien mahdolliset häiriötapaukset joihin päivystäjän on vastattava. Lisäksi on huomioitava kulut, jotka aiheutuvat massojen kuljetuksista ja panosreaktoreiden täytöistä ja purkamisista kahden viikon välein. Laitoksen vakuutusmaksut (laiterikko- ja keskeytysvakuutus) ovat noin 3000 – 4000 € vuodessa, puhdistimen vakuutusmaksu noin 1500 € vuodessa.

Biokaasulaitostoimittajia: •• Bekon Gmbh •• Bioferm Gmbh •• Flinga Biogas AB •• Finess / UDR teknologia •• Viessmann Oy •• Metener Oy •• Ytterenebyn biokaasulaitos

58

Lähteet Euroopan komissio 2006: BREF Intensive Livestock Farming.

Klinger, B. 1999: Environmental aspects of biogas technology, German Biogas Association.

Lehtomäki, A. 2006: Biogas production from energy crops and crop residues. Jyväskylä studies in biological and environmental science 163.

Linke 2011: Country report Germany. IEA Bioenergy Task 37, Istanbul, 13. - 15. huhtikuuta 2011.

Luostarinen, S. 2001: Pro gradu-tutkielma: Maatilakohtainen biokaasulaitos, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylä.

Koistinen 2010: Biokaasun siirron mallintaminen Vaalassa. Insinöörityö, Kajaanin AMK. MMMELO 2915/835/2005: Maa- ja metsätalousministeriön ja Kasvintuotannon tarkastus- keskuksen ohje maataloudessa käytettävälle puhdistamolietteelle.

Schulz, H. & Eder, B. 2001: Biogas Praxis: Grundlagen – Planung – Anlagebau – Beispiele, Ökobuch, 2. überarbeitete Auflage, Staufen.

Weiland 2009: Anaerobic digestion of agricultural waste and selected biomass. FAL 2009

59

Toteutussuunnitelma omakotitalon biokaasulaitoksesta Erkki Kalmari & Juha Luostarinen, Metener Oy

61

Tiivistelmä Tässä esisuunnitelmassa on tarkasteltu omakotitalon wc- ja ruokajätteen käsittelyyn sopivan yksinkertaisen biokaasulaitoksen toteutusmahdollisuuksia. Suunnitelman on tilannut Pikes Oy. Tarkastelussa raaka-aineina on käytetty kahden henkilön tuottamia wc- ja biojätteitä.

Laitteen mitoitus mahdollistaa kuitenkin jopa 6-8 henkilön jätteiden käsittelyn. Esisuunnitelmassa on tehty prosessimitoitus ja toiminnallinen suunnittelu. Biokaasulaitosinvestoinnille on laskettu kustannusarvio ja käyttökulut.

Biokaasulaitos on samalla ympäristö- ja energiantuotantoinvestointi. Laitoksen tuottama biokaasu, joka on pääosin metaania, voidaan hyödyntää tässä kokoluokassa helpoiten keittiökaasuna. Prosessin lopputuote voidaan hyödyntää puutarhaviljelyssä maanparannusaineena ja korvaamaan energiaintensiivisiä typpilannoitteita ja uusiutumattomia fosforilannoitteita.

Anaerobinen prosessi tuhoaa lietteen ja jätteiden haitallisia mikrobeja ja käsitellyt materiaalit stabiloituvat ja niiden lannoitusominaisuudet paranevat käsittelyssä.

Biokaasuteknologian levinneisyys ja hyödyt Biokaasuteknologia on laajemmin otettu käyttöön EU:n alueella Saksassa, jossa vuoden 2011 lopussa toimi yli 7200 biokaasulaitosta, joiden yhteenlaskettu sähköteho oli 2900 MW (Fachverband Biogas E.V. 2012). Maanviljelyyn integroidun biokaasuteknologian käyttöönotolla on havaittu olevan lukuisia suoria positiivisia vaikutuksia maatilataloudelle sekä yhteiskunnalle (Klinger 2009; ks. taulukko 1, sivu 52). Kotitalousmittakaavan biokaasulaitoksia on eniten Kiinassa, 42 miljoonaa kappaletta, ja Intiassa, 4,4 miljoonaa kappaletta (Global alliance for clean cookstoves 2012). Näissä maissa energian saatavuus ja hinta on energiakriiseistä lähtien ollut ajavana voimana maaseudun biokaasulaitosinvestoinneissa erityisesti niillä alueilla, missä korkea keskilämpötila mahdollistaa ympärivuotisen biokaasun tuotannon ilman ulkoisia lämmönlähteitä.

Pieniä, kaupunkioloihinkin soveltuvia ruokajätteellä toimivia yhden kuutiometrin vesisäiliöistä valmistettuja biokaasureaktoreita on valmistettu ja kehitetty etenkin Intiassa (ARTIindia 2014). Biokaasu-teknologian tärkeimpänä etuna verrattuna kompostointiin on korkealaatuisen energian tuotto, vähentyneet KHK -päästöt ja suljetun prosessin tuomat edut etenkin aumakompostointiin nähden ovat vähentyneet hajut sekä jätevedet (Tuovinen 2002).

Suljettu prosessi ei myöskään houkuttele alueelle haittaeläimiä.

63

Biokaasun tuotantoprosessi Biokaasuprosessissa eloperäinen aines hajotetaan pieneliöiden avulla suljetussa anaerobisessa reaktorissa hallitusti biokaasuksi, joka sisältää noin 60 % metaania ja noin 40 % hiilidioksidia. Biokaasun lämpöarvo on noin 6 kWh / Nm3. Anaerobisesti käsitellyssä materiaalissa jäljelle jäänyt orgaaninen aines on humusmaisina yhdisteinä. Ravinnehävikkiä ei käsittelyn aikana tule, vaan ravinteet pysyvät materiaalissa ja huomattava osa ravinteista liukoistuu, jolloin anaerobisesti käsitellyn materiaalin lannoitearvo on korkeampi kuin käsittelemättömän, koska lietteen typpi on suurimmaksi osaksi liukoistunut ja siten välittömästi peltokasvien käytettävissä (Luostarinen 2001). Käsitellyn materiaalin kemiallinen hapenkulutus (COD) on vähäinen, eli prosessijäännös ei vie happea kasvien juurilta.

Omakotitalon biokaasulaitoksessa käsitellään käymälän ja keittiön tuottamia biohajoavia jätteitä. Käsitelty materiaali käytetään ensisijaisesti lannoitteena omassa puutarhassa. Eri materiaalien energiantuotto riippuu aineen sisältämästä biohajoavan orgaanisen aineen osuudesta (taulukko 2). Biokaasulaitoksen tuottama energia hyödynnetään tässä kokoluokassa helpoiten keittiökaasuna.

Taulukko 2. Energiansaanto biokaasuprosessissa yhdestä tonnista materiaalia.

Materiaali Naudan lietelanta Sian lietelanta Naudan kuivalanta Ihmisen lanta Roskakala Perunan kuorimajäte Ruokajäte Energiakasvit Leipomojätteet Paistorasvat

Primäärienergiasaanto kWh / t 100 - 160 140 - 180 300 - 400 500 - 700 950 - 1050 800 - 1000 1000 - 1500 1000 - 1500 4000 - 4200 5000 - 5500

Kotitalouden biokaasulaitos Biokaasureaktori on täyssekoitteinen, sekoitus tehdään ajastetusti pumppusekoituksella ja lietetilan lämpötila pidetään ulkoisella lämmitysputkistolla 35 °C asteessa (mesofiilinen). Koska kyseessä on oman kotitalouden jätteiden käsittely, rinnastuu teknologia kotikompostointiin, ja edellyttää yleensä ilmoituksen kunnalle, kuinka jätteiden käsittely kiinteistöllä on hoidettu.

Erityisiä muita lupia ei tarvita koska kyseessä ei ole ammattimainen jätteiden käsittely. Kaasulinjojen asennus tulisi suorittaa käyttäen hyväksyttyjä kaasuosia, kuten esimerkiksi Geberit mapress -puristusliittimiä ja putkia, jotka ovat vastaavia kuin saman tuoteperheen maa- ja aurinkolämpö- sekä käyttövesiputket. Asentajalla tulisi olla vähintään C-luokan kaasuasennusluvat. Riskit järjestelmässä ovat hyvin pienet johtuen erittäin alhaisista kaasun paineista ja pienestä kaasuvaraston koosta.

64

Biokaasulaitos käsittelee keittiön ja käymälän tuottamaa biojätettä. Kirjallisuuden mukaan yksi sekaruokavaliolla oleva ihminen tuottaa lantaa noin 100 – 200 g päivässä (Malkki 1999), mutta kasvispainotteista ravintoa käyttävä 300 – 400 g päivässä (House 2012). Tässä oletuksena käytettiin 150 g / henkilö / päivä. Keittiöjätettä syntyy HSY:n jätetutkimuksen mukaan 52 kg / asukas / vuosi, jota käytettiin tässä oletuksena (Toukola ym. 2011). Biojätteen synnyssä on kuitenkin oletettavissa vielä suurempaa hajontaa kuin lannan osalta.

Tonni biojätettä tuottaa 120 Nm3 ja tonni ihmisen lantaa 60 Nm3 metaania (Lehtomäki ym.

2007), ja metaanikuutio sisältää energiaa 10 kWh. Laitoksen tuottama energiamäärä olisi täten 180 kWh / vuosi. Kuitenkin arviossa voi olla hajontaa välillä 100 – 500 kWh, riippuen elintavoista. Liesi (mukaan lukien uuni) kuluttaa 200 – 600 kWh vuodessa (Energiateollisuus 2013), joten keittotarpeiden kattaminen biokaasulla on realistinen vaihtoehto. Lisäksi laitoksen tehoa on mahdollista lisätä esim. nurmikonleikkuujätteellä, joka sisältää energiaa 0,5 kWh / kg. Jos oletetaan keittiöjätteen määrä tavanomaista suuremmaksi, 250 kg / vuosi, nousee energiantuotto 360 kWh:n, energian arvo nestekaasua korvatessa noin 50 € / vuosi.

Käytettävä reaktori on tyypiltään lämpöeristetty, täyssekoitteinen, jatkuvatoiminen muovista valmistettu tekniseen tilaan sijoitettu anaerobireaktori. Reaktorin aihiona voidaan käyttää esim. IBC-konttia. Syöttöläpiviennit säiliöön tulee viedä nestepinnan alapuolelle kaasun karkaamisen estämiseksi ja putkien päät viistetty pystysuoriksi kaasukuplien putkeen joutumisen ehkäisemiseksi. Kuivakäymälästä eroteltu lanta voidaan johtaa suoraan reaktoriin sijoittamalla reaktori WC-istuimen alle. Keittiöjäte voidaan murskata In-Sink-Erator (Avfallskvarn) -laitteella, ja viemäröidä viettoviemärillä reaktoriin pienen vesimäärän kanssa. Tällöin keittiössä ei tarvita erillistä biojäteastiaa, vaan jätteet voidaan poistaa välittömästi syntymisen yhteydessä. Samaa reittiä jolla biojäte viedään reaktoriin, voidaan kaasu ohjata keittiön kaasupolttimelle. Polttimen tarvitsema paine tehdään asettamalla sopiva paino kaasupussin päälle.

Prosessilämpötila on mesofiilinen (~ 35 °C), ja lämmitys toteutetaan asentamalla kieppi PEX -putkea reaktorin ja eristeiden väliin, jossa kiertää talon lämmitysjärjestelmän paluuvesi. Reaktorisäiliön yläosassa on n. 10–30 % kaasutila alaosan ollessa nestetilavuutta, vaihdellen reaktorin tyhjennyssyklin mukaan. Kaasutilasta muodostuva biokaasu johtuu omalla paineellaan eteenpäin kaasuvarastoon. Kaasuvarastona voidaan käyttää esim. PVC-säkkiä.

Reaktori on suojattu yli ja alipaineventtiilillä, joka toimii myös kondenssiveden erottimen.

Reaktori on eristetty kauttaaltaan 100 mm styroksilla. Biokaasu poistetaan reaktorin yläosasta. Reaktorin syöttö tapahtuu käymälän ja keittiön käyttämisen yhteydessä. Liete poistetaan reaktorista pumppaamalla pinnan noustessa.

Biokaasulaitoksesta on tehty yleiskaavio, piirustusnumero 1011-3-01. Yleiskaavioista käy ilmi tarvittavat säiliöt, pumput, varastot sekä prosessin ainevirrat ja ainevirtojen suunnat.

Taulukko 3. Kotitalouden biokaasulaitoksessa tarvittavien komponenttien kuluttajahintoja (sis. alv).

Komponentti Reaktorisäiliö IBC kontti Reaktorin eristys 6 m2 Käytetyn lietteen säiliö Kaasuvarastopussi 3 m3 (18 kWh) In-Sink-Erator Erotteleva kuivakäymälä Kaasuliesi Sekoitus- ja poistopumppu Putket ja asennustarvikkeet, pientarvikkeet Yhteenlaskettu

Hinta 50 € 50 € 50 € 100 € 500 € 600 € 230 € 360 € 650 € 2590 €

65

Materiaalien biokaasukäsittelyn yhteydessä ei muodostu päästöjä, koska lietteet ovat suljetuissa astioissa. Huomattava osa kiintoaineen sisältämästä orgaanisesta typestä hydrolysoituu ja liukoistuu ammoniumtypeksi, joka on peltolevityksessä kasvien hyödynnettävissä joko suoraan ammonium-ioneina tai nitrifikaation kautta nitraattina. Siten loppumateriaalin lannoitekäytössä typen huuhtoutuminen vesistöihin vähenee ja levityksen yhteydessä orgaanisten yhdisteiden aiheuttamat hajuhaitat vähenevät mädättämättömään materiaaliin verrattuna (Luostarinen 2001).

Tarkastellun kotitalouden jätteistä jäävä mädätysjäännös sisältää typpeä 4,1 kg, fosforia 0,2 kg ja kaliumia 13,2 kg. Typen mukaan laskien peltoviljelyn 100 kg / ha esimerkinomaisella levitysmäärillä jäännös riittää 4,1 aarin kasvimaan lannoitukseen, vastaten noin 40 kg Puutarhan Kevät -lannoitetta (arvo noin 50 €).

Laitoksen käyttökuluina on lähinnä sen tarvitsema sekoitus- ja lämmitysenergia, joka on kuitenkin hyvin vähäistä, luokkaa 20 € vuodessa, sillä sekoitus toimii ajastettuna, vain muutamia minuutteja vuorokaudessa, ja lämmönhävikki vapautuu tekniseen tilaan, jossa se vähentää tilan lämmitystarvetta ja vapautuu johtumalla teknisen tilan yläpuolella olevan WC:n lattiaan.

Lisäksi kesäaikaan lämmitykseen voidaan käyttää aurinkolämpöä.

Kannattavuus Kotitalousmittakaavan laitoksen tuottaman energian ja kierrätysravinteiden arvo on suhteellisen vaatimaton, 100 € vuodessa. Käyttökulujen jälkeen laitoksen tuottama rahallinen nettoarvo on 80 €, mikä on vähän suhteessa arvioituun rakennuskustannukseen 2590 €, jolloin takaisinmaksuaika on yli 30 vuotta. Toisaalta laitoksessa on komponentteja, jotka kotitalouteen on hankittava muutenkin, mm. wc -istuin ja liesi, sekä käyttömukavuutta lisäävä biojätteen murskain. Mikäli nämä komponentit vähennetään investoinnista, jää takaisinmaksuajaksi 16 vuotta. On kuitenkin todettava, että investoinnin hyödyllisyyttä ei voida määrittää pelkästään taloudellisia arvoja mittaamalla, vaan arvoa tulee laskea myös omavaraisuudelle ja ravinteiden kierrätykselle sekä huomioida vaihtoehtoisten jätteenkäsittelytapojen kustannukset. Suomen oloihin soveltuvia kaupallisia ratkaisuja ei ole valmiina ostettavissa ja yksittäiskappaleen teettäminen on kallista, joten laitteiston rakentajalta edellytetään omatoimisuutta ja kokeilunhalua. Internetistä on saatavilla runsaasti tietoa ja ohjeita pienistä järjestelmistä joita on maailmalla toteutettu.

66

Lähteet ARTI-india. 2014. ARTI Biogas Plant: A compact digester for producing biogas from food waste. Saatavissa: http://www.arti-india.org/index2.php?option=com_content&do_ pdf=1&id=45. 29.4.2014 Energiateollisuus 2013: Lieden sähkönkulutus. http://energia.fi/koti-ja-lammitys/kodin- sahkolaitteet/sahkoliedet/lieden-sahkonkulutus Fachverband Biogas e.V 2012: Saksan biokaasuyhdistyksen tilastot (http://www.biogas. org/edcom/webfvb.nsf/id/DE_Branchenzahlen/$file/12-06-12_Biogas%20 Branchenzahlen%202011_eng.pdf) Global alliance for clean cookstoves 2012: 2012 International Workshop on Domestic Biogas November 20, 2012 Chengdu, China House 2012: Complete biogas handbook, David William House 2012 Klinger, B. 1999: Environmental aspects of biogas technology, German Biogas Association Lehtomäki, A., Paavola, T., Luostarinen S. & Rintala, J. 2007: Biokaasusta energiaa maatalouteen – Raaka-aineet, teknologiat ja lopputuotteet. Jyväskylän yliopiston bioja ympäristötieteiden laitoksen tiedonantoja 85, Jyväskylän yliopisto 2007 Luostarinen, S. 2001: Pro gradu-tutkielma: Maatilakohtainen biokaasulaitos, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylä.

Malkki 1999: Human faeces as a resource in agriculture Työtehoseura, P.O. Box. 13, FIN05201 Rajamäki MMMELO 2915/835/2005: Maa- ja metsätalousministeriön ja Kasvintuotannon tarkastuskeskuksen ohje maataloudessa käytettävälle puhdistamolietteelle Schulz, H. & Eder, B. 2001: Biogas Praxis: Grundlagen – Planung – Anlagebau – Beispiele, Ökobuch, 2. überarbeitete Auflage, Staufen.

Toukola ym. 2011: Ramboll Finland Oy / Virve Toukola, Seela Sinisalo, Kai Sormunen, Sanna Pulkkinen: Pääkaupunkiseudun biojätteen koostumus, HSY 2011 Tuovinen, H 2002: Biohajoavan jätteen hallintastrategian lähtökohdat. SYKE 2002, Helsinki

67

Nurmeksen biokaasulaitoksen kannattavuusarviointi Outi Ruottinen, Doranova Oy

69

Johdanto Doranova Oy suoritti Pielisen Karjalan Kehittämiskeskus Oy:n (PIKES) tilauksesta taloudellisen kannattavuusarvioinnin Nurmekseen suunnitteilla olevasta biokaasulaitoksesta.

Kannattavuusarvion perustana käytettiin biokaasulaitoksen arvioitua alueellista käsittelykapasiteettia ja siinä tarkasteltiin biokaasulaitoksen vaatimia investointi- ja käyttökustannuksia.

Arvio perustettiin alustaville skenaarioille mahdollisesta liiketoimintamallista, biokaasulaitosprosessista ja laitoksen operoinnista. Laitosinvestoinnin lähtökohtana käytettiin vastaavilla syötteillä operoitavien biokaasulaitosten vertailevaa tekniikkaa ja kannattavuuslaskelmat pohjattiin keskimääräisiin markkinahintoihin. Kannattavuusarvioinnissa huomioitiin myös biokaasulaitoksen mahdolliset haittavaikutukset ympäristöön ja niiden vaikutukset investointiin sekä hankkeen kannattavuuteen.

Taustatiedot ja skenaariomallien oletukset Suunniteltu biokaasulaitos sijoittuu Nurmeksen kaupunkiin, Känkkäälän teollisuusalueelle, Känkkääläntien varteen. Alue on kaavoitettu teollisuuskäyttöön ja alueelle suunnitellaan myös muita bioenergiatoimintoja jotka voivat tarjota synergiaa. Suunniteltu alue sijaitsee Porokylän pohjavesialueella (tai läheisyydessä). Lähistöllä ei sijaitse luonnonsuojelualuetta ja lähimmät asutukset ovat n.500 m päässä biokaasulaitoksesta. Nurmeksen keskusta sijaitsee noin 4 km päässä biokaasulaitoksesta. Suurin osa liikennöinnistä laitokselle tulee todennäköisesti tapahtumaan Kajaanintien ja Kuopiontien kautta.

Biokaasulaitoksen raaka-aineina käytetään jätevedenpuhdistamolietteitä ja biojätteitä. Lietteitä vastaanotetaan Nurmeksen, Valtimon, Lieksan sekä Kainuun alueen jätevedenpuhdistamoilta. Kainuussa sijaitsee yhdeksän jätevedenpuhdistamoa. Nämä jätevedenpuhdistamot sijaitsevat 80–200 km säteellä Nurmeksen biokaasulaitoksesta. Niiden arvioidaan tuottavan yhteensä 22 000 t lietettä vuodessa. Lieksan jätevedenpuhdistamo sijaitsee 62 km päässä biokaasulaitoksesta. Valtimon jätevedenpuhdistamon lietteet yhdistetään Nurmeksen jätevedenpuhdistamon lietteisiin, joka sijaitsee 7 km päässä biokaasulaitoksesta. Valtimon, Lieksan sekä Nurmeksen jätevedenpuhdistamoiden yhteenlaskettu lietteen tuotanto on arviolta 3 000 t vuodessa. Jätevedenpuhdistamoiden lietteiden arvioitu kuiva-ainepitoisuus on 13–19 % välillä ja VS 12 %. Lietteitä arvioidaan kuljetettavan vuositasolla noin 2.800.000 nettotonnikilometriä.

Biokaasulaitokselle toimitetaan biojätteitä Kainuun alueelta. Biojäte koostuu erilliskerätystä biojätteestä ja teollisuuden biojätteestä. Biokaasulaitokselle toimitettavan erilliskerätyn biojätteen määrä tulee olemaan noin 6 000 t vuodessa; vastaava luku teollisuuden biojätteelle on noin 1000 t vuodessa. Kainuun alueen yhteenlaskettu biojätteen tuotantomäärä on arvioitu olevan 7 000–7 500 t vuodessa. Biojätteiden arvioitu kuiva-ainepitoisuus on 29 % ja VS 25 %. Biojätteitä arvioidaan kuljetettavan vuositasolla noin 800.000 nettotonnikilometriä.

Biokaasulaitoksella tuotettu biokaasu tullaan hyödyntämään energiana, joko sähkön ja lämmön yhteistuotannossa tai liikennebiokaasuna. Yhteistuotannossa biokaasulaitos voi hakeutua syöttötariffin (Laki 1396/2010) mukaiseen tukijärjestelmään ja saada lämpöpreemiolla korotetun syöttötariffin hyödyntäessään lämpöenergiansa yli 20 % -sesti. Liikennebiokaasun tuotannon osalta vaihtoehtoina ovat joko biokaasun myynti raakakaasuna ulkopuoliselle yhtiölle, joka jalostaisi kaasusta biometaania ja myisi tämän liikennekäyttöön, tai vaihtoehtoisesti tuottaa biometaani itse.

71

Mädätysjäännös voidaan käyttää joko sellaisenaan tai fraktioida se neste- ja kuivajakeeseen.

Mädätysjäännöksen osalta tulee huomioida että siitä valmistettujen tuotteiden käyttöä rajoitetaan mm. puhdistamolietepäätöksen ja sivutuoteasetuksen pohjalta. Mikäli mädätysjäännös tyyppinimessä on jätevesipuhdistamolietettä, koskee sitä VNa 282/1994 mainitut käyttökohderajoitukset, jotka määrittävät että valmistetta voi käyttää vain viljalle, sokerijuurikkaille ja öljykasveille, tai sellaisille kasveille joita ei käytetä ihmisten tai eläinten rehuksi. Lisäksi käyttöä koskevat erilliset raskasmetallirajoitukset. Kaikki laitoksella syntyvä mädätysjäännös arvioidaan voitavan hyödyntää maatalouskäytössä 40 km säteellä löytyvillä peltoalueilla. Mädätysjäännöstä tullaan kuljettamaan noin 1.200.000 nettotonnikilometriä.

Taulukko 1. Skenaariomallit VO1, VO2, VO3 VO1 Sijainti Nurmes, Känkkäälä 7 000 t/a biojätettä, Käsittelykapasiteetti 22 000 t/a JVP-lietteitä Energiantuotanto 16 670 MWh/a Biokaasun hyötykäyttö Myynti raakakaasuna

VO2 Nurmes, Känkkäälä 7 000 t/a biojätettä, 22 000 t/a JVP-lietteitä 16 670 MWh/a Myynti biometaanina

Energian arvo /MWh

35 €/MWh

80 €/MWh

Investointiavustus Mädätysjäännöksen arvo Omakäyttösähkö/lämpö

25 %

25 %

VO3 Nurmes, Känkkäälä 7 000 t/a biojätettä, 22 000 t/a JVP-lietteitä 16 670 MWh/a CHP 133,5 €/MWh + 10 €/ MWh lämmöstä ei

negatiivinen

negatiivinen

negatiivinen

ostetaan

ostetaan

ostetaan

Prosessioletukset Biokaasulaitos tuottaa biokaasua mädättämällä orgaanista syötettä anaerobisissa olosuhteissa. Biokaasulaitos käsittää syötteiden vastaanottorakennuksen, vaaka-aseman, biokaasureaktorin, loppuvarastosäiliön, separoinnin, kaasupumppaamon, soihtupolttimen, kaasun hyötykäyttöyksikön sekä tarvittavat varastointirakennukset.

Laitoksen prosessit tulevat tapahtumaan suljetuissa laitteistoissa. Prosessin eri osien välillä materiaali siirretään putkistoja ja kuljettimia pitkin. Laitos ei aiheuta päästöjä maaperään tai pohjaveteen.

Esikäsittely ja vastaanotto Syötteeksi toimitettava raaka-aine saapuu laitokselle kuorma-autoilla tai jäteautoilla. Saapuva raaka-aine vastaanotetaan vastaanottorakennuksen sisällä sijaitseviin vastaanottosiiloihin, joihin raaka-aine kipataan suoraan kuljetuskalustosta. Tulevan raaka-aineen määrää (laskutusperuste) voidaan seurata laitoksella vaaka-aseman avulla. Vastaanottosiiloista raaka-aineet ohjataan seulontaan, jossa prosessiin sopimattomat aineet erotellaan. Eroteltu jäte käsitellään asianmukaisesti ja seulottu aines syötetään murskaimelle, joka hienontaa raaka-aineet.

Hienonnettu raaka-aine ohjataan kuljetinta pitkin syötteenvalmistussäiliöön.

72

Biokaasureaktoriin menevä syöte valmistetaan syötteenvalmistussäiliössä, jossa hienonnettuun raaka-aineeseen lisätään nestettä siten, että syntyvän syötteen kuiva-ainepitoisuus saadaan halutulle tasolle. Lisättävästä nesteestä suurin osa koostuu laitoksen kierrätettävästä mädätysjäännöksestä tai rejektivedestä. Syöteannoksen koostumus riippuu käytettävissä olevista raaka-aineista ja syöte muodostetaan siten, että syöteannos sisältää kaasuntuotannon kannalta parhaan mahdollisen seoksen. Syötteenvalmistussäiliön sekoitusjärjestelmä optimoi syötteen kiintoainepitoisuuden ja huolehtii sen tasalaatuisuudesta. Syötteenvalmistussäiliöstä syöte ohjataan automaattisesti putkistoa pitkin biokaasureaktorille mädätysprosessiin.

Mädätysprosessi Syötteen määrän ollessa 7 000 tonnia biojätettä, 22 000 tonnia lietteitä vuodessa saadaan laitoksesta biokaasua noin 2,7 milj. Nm3 @ 60 % CH4 vastaten energiasisällöltään 16 600 MWh vuodessa. Laitos voidaan toteuttaa siten, että mädätysprosessin on mahdollista toimia sekä termofilisella (50 - 60 °C) että mesofilisellä (30 - 45 °C) lämpötila-alueella.

Biokaasureaktorin tulee olla eristetty ja lämmitetty, ruostumattomasta ja osin haponkestävästä teräksestä rakennettu säiliö. Reaktorin bruttotilavuuden tulee olla noin 5.000 m³ ja nettotilavuuden noin 4.000 m³. Reaktorissa olevan mädätettävän massan tulee lämmittää joko ennen reaktoria tai vesikiertoisesti reaktorin seinillä olevien putkistojen avulla. Massan lämpötilaa tulee seurata ja säätää reaaliaikaisesti. Mädätettävä aines syötetään mädätysprosessiin biokaasureaktorin yläosasta. Reaktorin tulee olla täyssekoitteinen ja reaktorissa olevan massan liikkeitä tulee voida ohjata siten, että mädätysprosessi toimii mahdollisimman tehokkaasti ja tasaisesti. Reaktoriin syötetyn raaka-aineen viipymäaika reaktorissa on 25 - 50 vuorokautta riippuen käytettävästä prosessista ja syötteen raaka-aineesta. Syntynyt biokaasu varastoidaan reaktorin yläosassa sijaitsevaan kaasukupuun. Kaasuvarasto varustetaan tukirakenteella, joka estää kaasukuvun painumisen kasaan tilanteessa, jossa kaasun tulo häiriintyy.

Kaasutilan kaasupitoisuutta tulee mitata jatkuvatoimisesti.

Kaasun paine reaktorissa on noin 5 mbar. Reaktori tulee varustaa varoventtiilein, jotka ongelmatilanteessa päästävät ylipaineen purkautumaan reaktorista estäen samalla hapen pääsyn reaktoriin. Kaasukuvusta kaasu pumpataan erillisen kaasupumppaamon kautta kuivattuna kaasun siirtoputkistoon ja hyötykäyttöön. Ongelmatilanteessa kaasu poltetaan soihtupolttimella, joka mitoitetaan vastaanottamaan laitoksen tuotantokapasiteetin verran kaasua.

Biokaasun käsittely Biokaasureaktorilta saatava kaasu ohjataan omalla paineellaan kaasun pumppausyksikölle.

Pumppausyksiköllä kaasusta poistetaan kosteutta ja sen paine korotetaan noin 300 mbariin, jolloin kaasu on syötettävissä edelleen sopivassa paineessa kaasun siirtoputkistoon tai muuhun hyötykäyttöön.

Kaasupumppaamoprosessissa voidaan myös mitata kaasun laatua. Tyypillisiä kaasumittauksia ovat happi- (O2 ), metaani- (CH4 ) ja rikkivetypitoisuus (H2S). Lisäksi mitattaessa siirtoputkistoon lähtevän kaasun virtausta, saadaan kertomalla tämä metaanipitoisuuden kanssa laskettua energiasisältö. Kaasupumppaamo tulee myös varustaa kaasun vuotoilmaisimella, jonka lauetessa automaatiojärjestelmä sulkee kaasulinjan sulkuventtiilin ja näin ollen katkaisee kaasun syötön.

73

Mädätysjäännöksen käsittely ja hyödyntäminen Mädätyksen tuloksena syntyy mädätysjäännöstä suunnilleen saman verran kuin syötettä menee sisään. Jäännöksen kiintoainepitoisuus mädätyksen jälkeen on noin 5-10 % riippuen syötteen kuiva-ainepitoisuudesta ja kuiva-aineen orgaanisen aineksen määrästä.

Mädätetty liete poistetaan reaktorin alaosasta. Osa lietteestä voidaan käyttää uudelleen syötteenvalmistussäiliössä. Loppusijoitettava mädätysjäännös syötetään hygienisointiprosessiin.

Mädätysjäännöksen ensisijainen loppusijoituskohde on peltolevitys.

Sivutuoteasetuksen mukainen hygienisointi Biokaasureaktorilta mädätysjäännös syötetään hygienisointiyksikölle. Hygienisointiyksiköllä jäännös kuumennetaan lämmönvaihtimilla reilun 70 °C lämpötilaan, jolloin jäännöksestä saadaan eliminoitua haitallinen bakteerikanta. Jäännös pidetään lämpöpuskurisäiliössä, sivutuoteasetuksen mukaisessa hygienisointiprosessissa, tunnin ajan, jonka jälkeen se voidaan ohjata mädätysjäännöksen loppukäsittelyyn. Lämpöpuskurisäiliössä olevan hygienisoitavan aineen lämpötilaa seurataan jatkuvatoimisesti, jotta varmistetaan hygienisoitavan massan lämpötilan pysyminen yli 70 °C lämpötilassa. Hygienisointiprosessista massa voidaan ohjata loppusijoituspaikkaansa.

Jätevesien käsittely Vesijohtoveden kulutus laitoksen toiminnassa pyritään minimoimaan. Vesijohtovettä käytetään pääasiassa laitoksen saniteetti-, toimisto- ja sosiaalitiloissa sekä kaluston pesuun ja paloposteihin. Kaluston pesusta syntyvä jätevesi voidaan kuitenkin ohjata takaisin prosessiin laimennusvedeksi.

Prosessivetenä käytetään pääasiassa prosessista takaisin kierrätettävää, raaka-aineiden mukana tullutta vettä. Arvio kierrätettävän veden osuudesta prosessin kokonaisvesimäärästä on 90–95 %, sillä mädätettävän lietteen typpipitoisuuden hallitsemiseksi voi olla välttämätöntä ajoittain lisätä vettä prosessiin. Varsinaisia jätevesiä laitoksella syntyy lähinnä saniteetti-, toimisto- ja sosiaalitiloissa.

Hajuhaittojen ehkäiseminen Laitoksen vastaanottorakennuksen ilmanvaihtojärjestelmä tulee yhdistää hajukaasujen puhdistusjärjestelmään, joka käsittelee ja puhdistaa kaiken rakennuksen sisältä kerättävän ilman hajuttomaksi.

Hajukaasujen puhdistus tullaan toteuttamaan absorptiopesurin ja aktiivihiilisuodatuksen yhdistelmäratkaisulla. Absorptiopesurissa haiseva ilmayhdiste absorptoituu veteen. Pesuri poistaa ilmasta noin 80–90 % hajuja aiheuttavista yhdisteistä. Pesurin jälkeen ilma ohjataan aktiivihiilisuodatukseen, jonka jälkeen ulospuhallettava ilma on käytännössä täysin hajutonta.

Puhdistettu ilma johdetaan rakennuksesta piipun kautta ulos.

74

Kannattavuusmalli Biokaasulaitoshankkeen kannattavuusmallin investointi ja käyttökustannukset perustuvat olemassa olevien vastaavantyyppisiä jätejakeita käsittelevien biokaasulaitosten toteutuneisiin investointi- ja käyttökustannuksiin. Jätteiden käsittelymaksut (porttimaksut) perustuvat vuosina 2012 - 2013 julkisissa hankinnoissa voittaneisiin markkinahintoihin. Kannattavuuslaskennassa porttimaksuja käsitellään nettohintoina, ts. kuljetuskustannukset eivät sisälly näihin.

Mikro- ja makroekonomiset olettamat ovat konservatiivisia ja kirjanpidollisessa laskennassa (mm. poistoajoissa ja määrissä) käytetään keskiarvoja. Avustukset, kuten energiatuki ja uusiutuvan energian syöttötariffi ovat huomioituna investointikustannuksissa ja tulovirroissa.

Markkinaolettamat •• Porttimaksut biojätteille ovat 60 €/t ja JV-lietteille 40 €/t •• Raakakaasuna myytävän biokaasun arvo on 35 €/MW ja biometaanin loppukäyttäjähinta 80 €/MW •• Mädätysjäännöksen taloudellinen arvo on negatiivinen, ts. rahtikulut jäävät tuottajalle •• Keskimääräinen kuluihin vaikuttava inflaatio on EKP tavoitteen 2 % •• Laitoksen laskutusperusteita tarkistetaan vuositasolla +3 % •• Keskimääräinen markkinaperustainen korkokanta (WACC) on 8 % •• Maksimi laina-aika vieraan pääoman rahoitukselle on 10 vuotta •• Investoinnin lisäksi biokaasulaitos tarvitsee perustamisvuosille käyttöpääomalainan kassan ylläpitoon •• Pankkilainojen maksimi on 50 % taseen mukaisesta kokonaisinvestoinnista •• Investoinnin kirjanpidollinen poistoaika on 15 vuotta, poistomenetelmä tasapoisto •• Energiatuki tai syöttötariffi myönnetään laitokselle.

75

Investointikustannukset Laitosinvestointi koostuu vaihtoehdoissa VO1-VO3 biokaasulaitoksesta, sekä vaihtoehdossa VO2 kaasun rikastus-, siirto- ja tankkausjärjestelmästä, sekä vaihtoehdossa VO3 biokaasumoottorista. Perusinvestointi (VO1) on 4 500 000 EUR, koostuen n. 50/50 suhteessa maa- ja rakennustöistä, sekä prosessi- ja järjestelmätöistä. Kaasun rikastus-, siirto- ja tankkausjärjestelmän kustannus, olettaen siirtolinjan pituudeksi 4 km, on noin 1 900 000 EUR. Biokaasumoottorin (800 kW) investointikustannus sisältäen kaasunpuhdistusjärjestelmän on noin 600 000 EUR.

Taulukko 2. Laitosinvestointikustannusten jakauma vaihtoehdossa VO1 Laitosinvestointi

Maanrakennustyöt Vastaanottorakennus Biokaasuprosessi Mädätysjäännöksen käsittely Loppuvarastosäiliöt Kaasun hyötykäyttö SIA ja LVI-työt Projektinjohto Riskilisä 5 % Yhteensä

Kustannus (€)

700 000 1 100 000 1 500 000 100 000 300 000 * 400 000 200 000 200 000 4 500 000

Operointikustannukset Laitoksen operointikustannukset koostuvat materiaali ja palvelukustannuksista, palkoista sekä muista liiketoiminnan kuluista. Kaikissa skenaarioissa olettamina on käytetty samoja tausta-arvoja, ellei toisin ole ilmoitettu.

Materiaali ja palvelukulut sisältävät: •• Jatkuvat tuotantoinvestoinnit, vastaten 1 %/vuosi laitoksen alkuinvestoinnista •• Ulkopuoliset huoltopalvelut, vastaten 0,5 %/vuosi laitoksen alkuinvestoinnista •• Kemikaalikulut separoinnin osalta, noin 4 €/t mädätysjäännöstä (säästökohta jos separointia ei käytetä) •• Sähkö ja lämpö ostetaan ulkopuoliselta 40 €/MWh ja 20 €/MWh (paitsi VO3 lämpö omatuotantoa) •• Biojätteen käsittelyssä syntyy ylitettä 5 % syötteestä, jonka hävitys maksaa 100 €/t •• Mädätysjäännös tule kuljettaa laitokselta pelloille, rahtikustannus noin 3€/t (0,07 €/t/ km) Henkilöstökulut sisältävät: •• Kolmen täysiaikaisen henkilön työpanos Liiketoiminnan muut kulut: •• Toiminnan yleiskustannukset, vertailuarvona muut Suomessa toimivat biokaasulaitokset

76

Vaihtoehtojen kannattavuusvertailu Vaihtoehtoja vertailtaessa on tärkeää huomata erot vaihtoehtojen välillä. VO1:ssä biokaasulaitos ei omaa riskiä kaasun myymisestä loppuasiakkaalle, vaan kaasu toimitetaan laitokselta raakakaasuna jakeluportaalle. Vaihtoehdossa VO2 biokaasulaitokselle jää riski tuottaa biometaania, saattaa se liikennebiokaasuna markkinoille, sekä saada koko tuotanto myytyä.

Suurimmat riskit toimitusongelmille ovatkin vaihtoehdossa VO2. Vaihtoehdossa VO3 kaasu jalostetaan sähköksi jolloin sen myyminen markkinoille on yksinkertaista. Alueen teolliset suunnitelmat huomioiden, vaihtoehdossa VO1 kaasun loppuasiakkaana, sekä vaihtoehdossa VO3 lämmönkäyttäjänä, voisi toimia alueelle suunniteltu biohiiltämö joka käyttäisi kaasua pyrolyysin polttoaineena.

Kaikkien laitosten kannattavuus on herkkä sekä biojätteen toimitusmäärille (johtuen sen kaasuntuotosta), että JV-lietteen toimitusmäärille (johtuen porttimaksusta).

Lopputulemana voidaan todeta, että vaihtoehtojen VO1-VO3 kannattavuuden vertailu osoittaa kaikki vaihtoehdot taloudellisesti kannattaviksi. Investoinnin kokonaisuutta mietittäessä painoarvoa tulee antaa i) alueellisille synergioille, ii) investoinnin rahoitusmahdollisuuksille ja vaadittavalle toiminta- ja toimitusvarmuudelle.

Skenaariokohtainen kannattavuusarviointi kassavirta- ja tilinpäätöslaskelmineen on esitetty liitteessä 1 (sivu 125).

77

Hake- tai puupellettil채mmityksen toteutuksen arviointi: Koli Spa Lotuskylpyl채 ja hotelli Anssi Kokkonen, Avain Energia Oy

79

Kohteen lämmön tuotannon suunnitelmat ja vaihtoehdot Kylpylän on tarkoitus valmistua käyttökuntoiseksi vuoden 2014 alkupuoliskolla, joten lämmöntuotannon suunnitelmat on tehty ajoittaen lämmitysjärjestelmän käyttöönotto talvelle 2013–14. Kylpylän ja hotellin lämmityksen tehon tarve ja mitoitus on jaoteltu kolmeen vaiheeseen (Insinööritoimisto Jormakka Oy): •• I vaihe (kylpylä): huippulämpötehon tarve 400 kW, lämmityskaudelle 2013–14 mennessä.

•• II vaihe (kylpylä): huippulämpötehon tarve 400 kW+400 kW, valmistuu kesän 2014 kuluessa.

•• III vaihe (kylpylä+hotelli valmiina): huippulämpötehon tarve 400 kW+400 kW + 500 kW, yhteensä 1300 kW, tarvitaan hotellin valmistuessa, ennakkotiedon mukaan viimeistään v. 2015.

Kylpylän ja hotellin lämpö on alustavasti suunniteltu tuotettavaksi joko hake- tai puupellettilämpökeskuksella/-keskuksilla. Vaihtoehdot lämpötuotannolle ovat yksi yhteinen lämpökeskus tai molempien rakennusten oma erillinen lämpökeskus. Kylpylälle ja hotellille mitoitettu huippulämpötehon tarve perustuu laskentavaiheen tietoihin ja toteutuksiin. Lopulliset rakenteelliset toteutukset (esim. hotelin laajuus) vaikuttavat tehomitoitukseen, joka tulee varmentaa ennen lopullisia lämpölaitostarjouksia.

Kuva 1. Koli Spa Lotus-kylpylä rakennusvaiheessa.

80

Vaihtoehto 1.

Yksi keskitetty kiinteän polttoaineen (kpa) lämpökeskus, josta lämpö jaetaan kanavistolla sekä kylpylään että hotellille. a) Ratkaisun yhtenä vaihtoehtona on, että kylpylän ja hotellin välille rakennetaan kävelysilta. Lämpökanaali saadaan tällöin asennettua sillan rakenteisiin. Lämpökanaalin maaperäasennus edellyttää louhintatöitä (suunnittelijan ja vastaavan mestarin arvio) ja lupamenettelyä tien alituksen osalta. Asennuksen lupamahdollisuudesta ei ole tarkasteluvaiheessa tietoa. Etäisyys kylpylän ja hotellin välillä on n. 50 m ja suunnitellulta lämpökeskukselta suora etäisyys hotellille on n. 100 m. b) Kpa- keskuksen teho on esim. 750 kW ja sen lisänä on n. 1,3 MW kevytpolttoöljy (kpö) laitteisto. Tällöin kpa- keskuksella saadaan tuotettua suurin osa (n. 80–90 %) koko vuoden lämpöenergian tarpeesta. Loppuosa katetaan kpö- laitteistolla, joka toimii samalla myös varalämpöjärjestelmänä huoltotilanteissa sekä huippulämpökuormien lisätuottajana. c) Kanaali lämpökeskukselta kylpylälle n. 50 m, suunniteltu putkikoko DN100, liitoskanaali kylpylältä hotellille n. 50 m, putkikoko todennäköisesti DN65 (ei suunnitelmatietoa).

Vaihtoehto 2.

Kylpylälle ja hotellille rakennetaan molemmille oma lämpökeskus. a) Kylpylän kpa- keskus teholtaan n. 500 kW, lisänä n. 800 kW kpö- laitos •• Tarvitaan lämpökanaalia n. 50 m •• Lämpökeskuksen sijoituspaikka tontin luoteiskulmassa kuten yhdellä yhteisellä lämpökeskuksella b) Hotellin kpa- keskus teholtaan n. 300 kW, lisänä n. 500 kW kpö- laitos •• lämpökeskuksen sijoituspaikka ja lämpökanaalimitta avoinna.

81

Lämpökeskuksen sijoituspaikka ja polttoainevarastot Kpa- lämpökeskukselle on myös alustavasti suunniteltu sijoituspaikkaa kylpylän parkkialueen takaosaan (tontin luoteiskulma, kuva alla Ins. Tsto Jormakka Oy). Oheisessa kuvassa lämpökeskus on sijoitettu tontin ulkopuolelle, parkkialueen ja Merilänrannantien väliin.

Tämä sijoitus vaatii erillisen luvan mm. maanomistajalta (Lieksan kaupunki?), mutta ei veisi tilaa parkkialueelta. Mikäli lämpökeskus sijoitetaan täysin nykyiselle tontille, joudutaan parkkialuetta pienentämään lämpökeskuksen osalta. Kohteessa käytyjen keskustelujen perusteella rakennuttajien ensisijainen toive on lämpökeskuksen sijoittaminen tontin luoteiskulmalle, mahdollisesti heti tontin ulkopuolelle.

Kuva 1. Lämpökeskuksen alustava sijoituspaikka on kylpylätontin luoteiskulmassa.

82

Lämpökeskuksen sijoittamiseen liittyviä näkökulmia Polttoainetäydennykset ja lämpölaitoksen suuremmat huollot on hoidettava kylpylän aukioloaikojen ulkopuolella, ettei siitä aiheudu haittaa esim. asiakasliikenteelle. Sijoituspaikan valinnassa tulee huomioida vallitseva tuulensuunta (etelä-lounas), jotta mahdolliset lämpökeskuksen aiheuttamat savu- ja hajuhaitat saadaan minimoitua. Hakelämpökeskuksen polttoainevarasto vaatii suuremman maapinta-alan ja raskaammat rakenteet kuin pellettivarasto

Polttoaineen varastotarve 750 kW hakelämpökeskus toimii täydellä varastolla huipputeholla n. 5-6 vrk, kun hakevarasto on n. 150 m3.Vertailukohtana 500 kW hakelämpökeskus toimii täydellä varastolla huipputeholla n. 5-6 vrk, kun hakevarasto on n. 100 m3.

Puupelletille varaston on hyvä olla n. 80 m3 (tyypillinen toteutus 2 x 40 m3 ), jolloin 750 kW laitos toimii täydellä varastolla huipputeholla n. 10–13 vrk. 500 kW pellettilämpökeskukselle kannattaa liittää samankokoinen varasto, jotta pellettikuormat voidaan maksimoida. Minimikoko varastolle on vähintään 40 m3, jolla lämpökeskus toimii täydellä varastolla huipputeholla n. 10 vrk.

Lämpökeskuksen käyttökustannusten muodostuminen *Kaikki hintatiedot ovat ilman arvonlisäveroa (alv 0 %), ellei muuta ole mainittu.

Puupolttoaine Vuotuinen tarvittava lämpöenergiamäärä on arvioitu olevan yhteensä 2000 Mwh. Kun lämpökeskuksen vuosihyötysuhde on 80 %, tarvittava polttoaineen energiasisältö on n. 2500 MWh. Hakkeen energiasisältö on 0,8 Mwh/i-m3. Hakelämpökeskuksella tarvitaan siis yhteensä n.

3200 i-m3 haketta vuodessa ja polttoaineen vuosikustannukseksi tulee 51 500 €, kun hintana käytetään metsähakkeen valtakunnallista tilastohintaa 20,60 €/MWh. Polttohakkeen todellinen hintataso vaihtelee paikallisesti; pienemmille lämpökeskuksille (alle 1 MW) toimitetun hakkeen hinta on yleensä korkeampi mm. tiukemmista laatuvaatimuksista johtuen. Hintaeroa voi olla n. 10–20 %.

Puupelletin energiasisältö on 4,75 MWh/tonni. Pellettilämpökeskuksella tarvitaan yhteensä n. 526 tonnia puupellettiä vuodessa ja polttoaineen vuosikustannukseksi tulee 100 000 €, kun hintana käytetään puupelletin suurerähintaa 40 €/MWh (190 €/tn, minimikertatoimitus vähintään rekkakuorma n. 20 tn). Valtakunnallinen puupelletin tilastohinta on 44,52 €/MWh (5 tn erä toimitettuna pienkäyttäjille).

83

Huoltotyöt ja kunnossapito Huoltotyön määrään vaikuttaa mm. kattilan tyyppi ja valittu automatiikka, esim. onko kattilassa konvektio-osan nuohousautomatiikka, onko se paineilmatoiminen vai mekaaninen, onko käytössä liikkuva arina, jne. Tarvittavia huoltotoimia ovat mm. kattilan ja arinan puhdistukset, voitelut ja säädöt. Kunnossapito sisältää mahdolliset laitoksella tehtävät korjaustyöt, esim. moottorivaihdot ja kuljetinkorjaukset. Huoltoon ja kunnossapitoon voidaan yhdessä hakelämpökeskuksessa arvioida kuluvan keskimäärin 4 h/vko eli 208 h/v, josta työkustannuksella 40 €/h tulee kustannukseksi yhteensä 8 320 €/v. Tilastojen mukaan huoltoja käyttökustannusten osuudeksi haketta käyttävillä kauko- ja aluelämpölaitoksilla voidaan arvioida n. 3 €/tuotettu MWh (Käyttötaloudelliset tunnusluvut 2012, Energiateollisuus ry), tällä taksalla huoltotyön vuosikustannus Koli Spassa olisi 6 000 €. Huomioitavaa kuitenkin on, että tilastointi koskee suurempia kiinteän polttoaineen lämpölaitoksia kuin tarkastelussa oleva kohde.

Pellettilämpökeskuksessa huollon ja kunnossapidon osuudeksi arvioidaan korkeintaan 2 h/ vko eli 104 h/v, jolloin kustannus vuositasolla on yhteensä 4 160 €. Vähimmillään pellettilämpökeskus vaatii huoltotoimia 1 krt/kk ja tarkistuskäynnin kerran viikossa.

Valvonta ja päivystys Lämpökeskuksen tulee olla jatkuvan etähälytysjärjestelmän piirissä, jolloin häiriötilanteista menee välittömästi tieto päivystävälle huoltomiehelle. Hake- tai pellettilämpökeskuksen valvontaan ja päivystykseen kuuluu normaali laitoksen päiväaikaisen toiminnan valvonta sekä mm. polttoainetoimitusten valvonta ja yö- tai viikonloppuhälytysten tarkistuskäynnit. Tilastojen mukaan valvonnan ja päivystyksen osuudeksi voidaan arvioida haketta käyttävillä kauko- ja aluelämpölaitoksilla n. 4 €/tuotettu MWh (Käyttötaloudelliset tunnusluvut 2012, Energiateollisuus ry), tällöin kustannus olisi yhteensä 8 000 €/v.

Tuhkan poiskuljetus Metsähakkeen tuhkapitoisuus on n. 1-1,5 %. Tuotettaessa lämpö hakkeella tuhkaa syntyy yhteensä n. 6,5 tn/v. Puupellettien tuhkapitoisuus on n. 0,5 %., joten pellettivaihtoehdossa tuhkaa syntyy yhteensä n. 2,5 tn/v. Tuhkan poiskuljetus erillistyönä on n. 500–1 500 € kustannus vuodessa. Tuhkahuolto kannattaa sisällyttää muuhun laitoksen huoltopalveluun, mikäli se ostetaan palveluna ulkopuolelta.

Laitoksen omakäyttösähkö Lämpökeskuksen käyttöön tarvitaan sähköä mm. kuljetinmoottoreille, kattilakoneikoille, puhaltimille ja automaatiolle. Tarkasteltavan 750 kW kpa-lämpökeskuksen omakäyttösähkön teho (ilman lämmönjakopumppuja) on n. 10 kW ja omakäyttösähkön määrä n. 25 Mwh/v.

Yleisesti lämpölaitosten omakäyttösähkön osuus on n. 1-2 % tuotetun lämmön määrästä, kun mukaan ei lasketa lämmön jakojärjestelmän sähkön kulutusta. Omakäyttösähkön kustannus on 3 000 €/v, kun sähkön hintana käytetään 120 €/MWh.

84

Lämpökeskuksen toteutusvaihtoehtojen investointikustannukset Hinnat perustuvat kyselytietoihin laitetoimittajilta (HT Enerco Oy, Biofire Oy, Säätötuli Oy) sekä vastaavantehoisten toteutuneiden lämpökohteiden kustannuksiin. Lämpökanaalin kustannukset ja tarvittavat perustukset eivät ole mukana hinnoissa. Kaikki hintatiedot ovat ilman arvonlisäveroa (alv 0 %), ellei muuta ole mainittu. Hinnat ja tehot ovat suuntaa antavia, koska esim. 750 kW ja 1000 kW kattilalaitoksien hintataso on joillakin valmistajilla lähes sama. Varsinaiseen tarjouspyyntöön on erittäin tärkeää määrittää laitoksen nimellisteho sekä muut tarvittavat raja-arvot, mm. käytettävä polttoaine. Edullisimmissa ratkaisuissa on yleensä vähemmän automaatiota ja ne vaativat useammin manuaalista huoltoa.

Vaihtoehto 1. Yksi yhteinen lämpökeskus Hakelämpökeskus n. 750 kW + lisänä kevyt polttoöljylaitteisto n. 1300 kW. •• Hintataso n. 350 000-400 000 €, riippuen mm. siitä, onko kyseessä paikalla rakennettu vai konttirakennus ja millainen varustelu ja hakevaraston tilavuus valitaan.

Pellettilämpökeskus 750 kW + lisänä kevyt polttoöljylaitteisto n. 1300 kW. •• Hintataso n. 260 000-320 000 € (valmiina konttirakennuksena siiloineen).

Vaihtoehto 2. Erilliset lämpökeskukset kylpylälle ja hotellille Hakelämpökeskus n. 500 kW + lisänä kevyt polttoöljylaitos n. 800 kW. •• Hintataso n. 200 000-300 000 €, riippuen edellisessä kohdassa mainituista seikoista.

Pellettilämpökeskus n. 500 kW + lisänä kevyt polttoöljylaitos n. 800 kW. •• Hintataso n. 150 000-280 000 € (valmiina konttirakennuksena siiloineen) Pellettilämpökeskus n. 300 kW + lisänä kevyt polttoöljylaitos n. 500 kW. •• Hintataso n. 120 000-150 000 € (valmiina konttirakennuksena siiloineen).

85

Muut kylpylän läheisyydessä olevat kiinteistöt Kylpylän läheisyydessä on lisäksi rakennettuna kahdeksan lomamökkiä. Mökit sijaitsevat Pikkupurnu -tien päässä. Lähimpien mökkien etäisyys suunnitellusta hotellin sijoituspaikasta on n. 100 m ja siten ne eivät liene järkevillä kustannuksilla liitettävissä samaan lämpöverkkoon.

Mökkien osalta tarvitaan kuitenkin erillinen energiakulutuksen arviointi tarkempaa mitoitusta ja kustannuslaskentaa varten. Lisäksi mökkien lämmönjako tulee olla vesikiertoinen, mikäli niille halutaan keskitetty lämmön tuotanto. Tällä hetkellä mökit lämpiävät sähköllä.

Lomamökkien osalta vaihtoehtona olisi lämmön tuotanto yhdellä pienellä pellettilämpökeskuksella, joka olisi sijoitettuna välittömästi mökkialueen läheisyyteen. Tällöin lämpökanaalin pituus ja siten lämpöhävikki voitaisiin minimoida.

Lämpölaitostekniikan esimerkkiratkaisuja hakkeella ja puupelletillä Hakelämpökeskus Hakevarasto Tilavuus n. 150 m3 ja toteutus tasamaalle. Mikäli täyttö tapahtuu suoraan peräkärristä tai rekasta (kuva 1), tulee varaston purkulaitteisto (esim. tankopurkaimet) olla varaston lattiaan upotettuna tai ajoramppi olla korotettuna purkulaitteiston päällä (korotus 80-90 cm). Tarvittava pohjan pinta-ala esim. n. 10 x 10 m. Oletuksena perästä purkava kärri tai rekka, muutoin kippauskorkeus on huomioitava.

Mikäli hakevarastoa täytetään vain etukuormaimella, voi varastossa olla hydraulisesti avattava katto täyttöä varten ja ajoramppia ei tarvita (kuva 2), tarvittava pohjan pinta-ala esim. n. 6 x 10 m. Etukuormaintäyttöä varten on läheisyydessä oltava erillinen hakkeen välivarastotila.

Hakekasan alla oleva purkulaitteisto siirtää haketta varastoruuville, joka syöttää polttoainetta tarpeen mukaan kattilan syöttöruuville, varasto- ja syöttöruuvin välissä on tyypillisesti pudotuskuilu (pieni välivarasto) ja siihen on yhdistetty hydraulinen sulkupelti takapalosuojana.

Hakekattila Yli 500 kW tehoilla käytetään yleensä mekaanista porrasarinaa, jolla eri palovaiheet etenevät, alle 700 kW tehoilla osa valmistajista käyttää kattilaan liitettäviä hakepolttimia, joihin on rakennettu porrasarina (mm. Ariterm). Kattilan lämmön talteenotto-osassa kannattaa olla automaattinuohous joko pneumaattisesti tai mekaanisilla nuohoimilla. Savukaasupuhallin tasaa palotilan alipainetta, lisäksi tarvittaessa savukaasupuhdistin (multisykloni).

86

Tuhka siirtyy arinalta tuhkakuljettimelle, joka siirtää tuhkan erilliseen säiliöön, tuhkasäiliö on yleensä lämpökeskuksen ulkopuolella ja siirrettävissä tyhjennykseen esim. traktorin etukuormaimella. Hakekattilan säätöalue on tyypillisesti 20-100 % (150-750 kW), alle 50 % teholla hakepolttoaineen laadun merkitys kasvaa häiriöttömässä käytössä.

Kuva 2. Hakelämpökeskuksen toteutus tasamaalla (kuva: www.biofire.fi).

Kuva 3. Hakelämpökeskuksen polttoainetäyttö kuormaajalla (kuva: www.megakone.fi).

87

Muu varustus Hakelämpökeskuksen takapalosuojauksessa käytetään paineistettua vesisammutusjärjestelmää ja sammutussuuttimet on yleensä sijoitettu vähintään syöttöruuville sekä välivarastoon.

Kattilassa on lisäksi mm. äkillisten sähkökatkojen varalta hätäjäähdytysjärjestelmä ylikiehunnan estämiseksi (kylmän veden syöttö). Lämpökeskuksen automaatio huolehtii anturoinnin perusteella laitoksen toiminnasta, lämpökeskuksen ohjaus ja säädöt voidaan hoitaa tarvittaessa verkon kautta tietokoneelta etänä. Häiriöhälytykset ohjataan yleensä valvojan matkapuhelimeen.

Pellettilämpökeskus 750 kW Pellettivarasto Pystysiilot 2 kpl, n. 40 m3 siiloja sinkitystä pellistä. Siiloissa varustuksena täyttöputkisto ja -yhteet sekä korvausilmaputket pellettien pneumaattista täyttöä varten. Siilot voidaan varustaa myös vaaituksella polttoaineen määrän mittausta varten. Siilot ovat verhoiltavissa tarpeen mukaan. Siilojen tarvitsema pohjapinta-ala n. 3,5 x 6,5 m ja kokonaiskorkeus on n. 7 m.

Siiloissa on keskittävät pohjasuppilot, josta pellettien siirto tyypillisesti ruuvikuljettimilla (tai myös pneumaattisesti letkua pitkin) välivarastoon kattilahuoneessa. Välivarastolta pelletit syötetään kattilan palotilaan syöttöruuvilla.

Pellettikattila Vastaava kattilatekniikka kuin hakepolttoaineelle. Alle 700 kW tehoille löytyy erillisiä kattilaan liitettäviä pellettipolttimia, erityisesti alle 500 kW tehoalueella poltinmalleja on jo useita. Pellettikattilan säätöalue on 10–100 % (75-750 kW); pellettipolttoaineen tasalaatuisuus mahdollistaa tarkemman ohjauksen pienillä tehoilla ja hyötysuhde pysyy yleensä haketta korkeampana alatehoilla. Alle 500 kW tehoalueen pellettipolttimien säätöalue on osalla valmistajista erittäin laaja, 1-100 %, mikä mahdollistaa lämpökeskuksen joustavan käytön lämmön tarpeen vaihdellessa.

Muu varustus Pellettilämpölaitoksen takapalosuojauksessa käytetään jauhesammutusjärjestelmää, sammutussuuttimet on yleensä sijoitettu syöttöruuville sekä välivarastoon, kattilassa on lisäksi mm. äkillisten sähkökatkojen varalta hätäjäähdytysjärjestelmä ylikiehunnan estämiseksi (kylmän veden syöttö). Lämpölaitoksen automaatio kuten hakelaitoksessa.

88

Kuva 3. Pellettilämpökeskus 750 kW paikalla rakennettuna ja 80 m3 siilo.

Kuva 4. Pellettilämpökeskus 500 kW konttirakennuksena ja 40 m3 siilo.

89

Pielisen Karjalan peltobioenergiapotentiaalin kartoitus Ilkka Saloranta & Lasse Okkonen, Karelia-amk

91

Johdanto Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat -hankkeessa on yhtenä osatavoitteena selvittää, nimensä mukaisesti, alueen materiaalivirtoja ja bioenergiantuotannon potentiaalia. Alueella on runsaat metsäenergiavarat ja niiden hyödyntämiseen liittyen monipuolista yritystoimintaa. Seutukunnan peltoenergiapotentiaalia ei ole aikaisemmin selvitetty, vaikka alueella on todettu olevan huomattavaa potentiaalia. Tässä selvityksessä tavoitteena on selvittää kokonaispotentiaalia ja tunnistaa alueen peltoenergian keskittymät. Analyysin perusteella voidaan todeta, että peltoenergiakeskittymiä on useita, selvimmät niistä Pielisen luoteispäässä Nurmeksen ja Valtimon raja-alueella sekä Lieksan Viekistä Vuonisjärvelle jatkuvana vyöhykkeenä. Keskittymät tarjoavat mahdollisuuksia paikallisen bioenergian hyödyntämiseen ja uuteen yritystoimintaan.

Kuva 1. Nurmen ylijäämä sopii hyvin biokaasulaitoksen raaka-aineeksi.

Aineisto ja menetelmät Tutkimuksessa on käytetty pohja-aineistona Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksen (Tike) vuoden 2013 raporttia Lieksan, Nurmeksen ja Valtimon kasveista peruslohkoittain. Mallina tutkimukselle on käytetty Oulun seudun ammattikorkeakoulun luonnonvarayksikön tuottamaa Pohjois-Pohjanmaan biokaasupotentiaalin arviointitutkimusta vuodelta 2011 (Imppola & Sankari 2011).

Tiken raportti vuoden 2013 Lieksan, Nurmeksen ja Valtimon kasveista peruslohkoittain sisältää 8 997 peltolohkoa ja 58 eri kasvityyppiä. Lohkotietoihin on yhdistetty lohkolla viljeltävät kasvityypit sekä lohkojen pinta-alat. Lisäksi Tiken toimittamassa Peltolohkorekisterissä koko Suomen aktiivisten peltolohkojen rajat on digitoitu polygoneiksi ja kiinnitetty koordinaatistoon lohkotunnuksilla. Näin lohkoille lasketut tiedot mm. bioenergiapotentiaaleista voitiin yhdistää paikkatietoaineistoon.

93

Tausta-aineistona tutkimuksessa on käytetty Maanmittauslaitoksen kuntajakoaineistoa vuodelta 2011 sekä Maa- ja metsätalousministeriön peltolohkorekisteriä vuodelta 2013.

Taulukko 1. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksen raportin kasvityypit.

Erityistukisopimusala, metsämaa Erityistukisopimusala, pysyvä laidun Kaura Kevätrypsi Kevätvehnä Luonnonhoitopelto (niittykasvit, väh. 2 v.)

Luonnonhoitopelto (nurmikasvit, väh. 2 v.)

Rehuherne Rehujuurikasvit ja rehukaali

Erityistukisopimusala, muu ala Koristepaju punontatarkoitukseen, alle 5 v.

Lanttu Luonnonhoitopelto (maisema) Luonnonhoitopelto (riista)

1-vuotinen kuivaheinä -, säilörehu -, tuorerehunurmet 1-vuotiset laidunnurmet 20 v. erityistukisopimus, pelto Avokesanto Hakamaa, puustoinen

Mansikka

Kasvimaa

Marja-aronia

Kumina

Mustaherukka Muut hedelmät

Luonnonlaidun ja -niitty Metsälaidun Monivuotinen kuivaheinä -säilörehu - ja tuorerehunurmet Monivuotiset laidunnurmet Pysyvä kuivaheinä, säilörehu., tuorerehu (väh. 5, alle10 v) Pysyvä laidun, ei sadonkorjuuvelvoitetta Pysyvä laidunnurmi (väh 5, alle 10 v) Suojakaista Suojavyöhykenurmi Sänkikesanto Viherkesanto Viherlannoitusnurmi

Rehuohra

Muut marjakasvit

Ruokohelpi Seos herne/härkäpapu/makea lupiini yli 50 % +viljaa Seoskasvusto (valkuaiskasvit + väh. 50 % viljaa) Seoskasvusto (valkuaiskasvit + öljykasvit) Seosvilja (korsiviljat) Syysruis Tarhaherne Tilapäisesti viljelemätön ala Vihantavilja

Omena Porkkana Punaherukka Ruokaperuna Sipulin pikkuistukkaat Tyrni Vadelma ja mesivadelma Viljelemätön

Lieksan, Nurmeksen ja Valtimon peruslohkoille laskettiin valittujen kasvityyppien mukaan pinta-ala perusteinen bioenergiapotentiaali MS Excel -taulukko-ohjelmalla. Peltobioenergiapotentiaalit laskettiin kuutiometreinä metaania (m3 CH4). Taulukko tallennettiin sellaiseen muotoon, että sen avaaminen ja hyödyntäminen olisi mahdollista Esrin ArcGIS -paikkatietoohjelmalla.

Bioenergiapotentiaalisia 58:stä kasvityypistä oli kaiken kaikkiaan 13 kasvityyppiä. Nämä tyypit jaettiin kolmeen eri ryhmään, sen mukaan miten paljon potentiaalista bioenergiaa ne sisältävät.

Nurmi- ja rehunviljelyn osalta bioenergian tuotantoon laskettiin mukaan 5 %: n varmuusvaran osuus sadosta. Varmuusvaralla tarkoitetaan Impolan ym. (2011, 4) mukaan nurmen viljelyssä yleisesti käytettyä 5 %: n ylimääräistä osuutta, jolla pyritään varmistamaan riittävä rehun tuotto huonompina satovuosina (Niemeläinen, O. 2010). Metaanipotentiaalina käytettiin 2080 m3 CH4 /ha, kun 100 % sadosta on käytössä (Impola & Sankari 2011, 4). Tällöin hehtaarilta voidaan saada 104 m3 metaania kun 100 %:sta on käytössä 5 %. Luokkaan kuuluvat kasvityypit: •• Monivuotiset, kuivaheinä-, säilörehu - ja tuorerehunurmet •• 1-vuotiset kuivaheinä-, säilörehu-, tuorerehunurmet.

94

Pielisen - Karjalan alueella sijaitsee lisäksi myös sellaisia viljelemättömiä tai kesannolla olevia peltolohkoja, jotka voitaisiin ottaa bioenergiantuotantoon kokonaisuudessaan. Näiden lohkojen osalta ei tarvitse laskea 5 %: in varmuusvaraa vaan voidaan olettaa että metaanipotentiaali olisi 100 % eli 2080 m3 CH4/ ha. Luokkaan kuuluvat kasvityypit: •• Luonnonhoitopelto (maisema) •• Luonnonhoitopelto (nurmikasvit väh. 2v) •• Luonnonhoitopelto (riista) •• Luonnonhoitopelto (niittykasvit väh. 2v) •• Viljelemätön •• Tilapäisesti viljelemätön ala •• Viherkesanto •• Avokesanto •• Sänkikesanto •• Ruokohelpi.

Perunan bioenergiapotentiaalin arvioinnissa käytettiin Oulun seudun ammattikorkeakoulun tuottamassa Pohjois-Pohjanmaan biokaasupotentiaalin arviointitutkimuksessa käytettyä 10 %:n osuutta perunasadosta (Sankari ja Impola 2011, 4) Samaisessa tutkimuksessa arvioitu sato, 30 tonnia perunaa peltohehtaarilta, ja metaanimäärä 55 m3 CH4/tonni perunaa, todettiin hyväksi ja käyttökelpoiseksi (Kalmari, E. & Luostarinen, J., 2010; Lehto, M., 2007; Sankari & Impola 2011, 4 mukaan).

Yhdeltä peltohehtaarilta voidaan saada siis 3 tonnia perunaa biokaasun tuotantoon ja tuottaa metaania 165 m3. Pielisen - Karjalan alueella sijaitsee myös porkkanan viljelyssä olevia peltolohkoja, jotka vähäisestä lukumäärästään johtuen jaettiin perunan kanssa samaan potentiaaliryhmään. Perunan bioenergiapotentiaaliryhmään sisällytettiin kasvityyppeinä talousperuna ja porkkana.

ArcGIS paikkatieto-ohjelmassa peltolohkoille lasketut bioenergiapotentiaalit (Excel-taulukko) liitettiin peltolohkotunnuksen avulla, JOIN -toimintoa käyttäen, peltolohkorekisteriin. Rekisterin polygonimuotoinen data muutettiin pistemuotoiseksi ohjelman ”features to points” -toiminnolla. Toimintoa käyttämällä pisteet sijoittuvat alkuperäisen polygonin eli peltolohkon keskipisteeseen (ArcGIS Resource Center 2012).

Point density -työkalu muodostaa pistemäisistä objekteista rasteritason, jonka jokaisella solulla on jokin arvo. Solun arvo määritetään laskemalla pistemäisten objektien tiheys rasterisolun keskustan ympärille määrätyllä säteellä. Kaikki pisteet, jotka jäävät säteen muodostavan ympyrän sisälle lasketaan yhteen ja jaetaan ympyrän pinta-alaan mahtuvien solujen määrällä (ArcGIS Resource Center 2012.) Rasterin solujen kooksi määritettiin 100 m2 ja ympyrän säteeksi 5 kilometriä. Tällöin analyysissä ei huomioida solun keskustasta yli 5 kilometrin etäisyydellä olevia pisteitä.

Pisteiden lukumäärän sijasta painotettiin niiden bioenergiapotentiaalia. Lopputulokseksi saatiin hajautetun pisteaineiston sijasta rasterikartta, jonka jokaiselle solulle on määritetty bioenergiapotentiaali. Kartasta nähdään selkeästi millä alueilla potentiaalia on eniten. Tällaista karttaa voidaan hyödyntää esimerkiksi, kun mietitään paikkaa bioenergialaitokselle.

Kartan bioenergiapotentiaalina käytettiin arvoa m3 CH4/ha, joka saatiin suoraan lohkolla kasvavan kasvityypin metaanipotentiaalista. Esimerkiksi ruokohelpeä kasvavan peltolohkon metaanipotentiaalina käytettiin 2080 m3 CH4/ha. Tällöin lohkot, jotka ovat kooltaan pienempiä kuin 1 hehtaari, saavat potentiaaliarvoksi todellista potentiaaliaan suuremman arvon ja hehtaaria suuremmat lohkot päinvastoin. Näin tehtiin sen takia että ohjelma muodostaa rasteripinnan, jonka rasterin solukoko on 1 hehtaari. Tällöin jokaiselle solulle muodostuva potentiaaliarvo vastaa lähimpänä sitä arvoa, jonka peltolohko omaisi jos se olisi hehtaarin kokoinen.

95

Bioenergiapotentiaalin arviointi Pielisen - Karjalan peltobioenergian kokonaispotentiaali on tutkimuksen mukaan noin 5 211 014 m3 CH4. Tähän tulokseen on laskettu potentiaaliset peltolohkot, jotka sisältyivät Tiken vuoden 2013 raporttiin Lieksan, Nurmeksen ja Valtimon kasveista peruslohkoittain.

Kokonaispotentiaali jakaantui seuraavasti: Valtimo 1 273 990 m3 CH4, Nurmes 1 279 554 m3 CH4 sekä Lieksa 2 657 471m3 CH4.

Alue Valtimo Nurmes Lieksa Pielisen Karjala yht.

Peltoenergiapotentiaali (m3 CH4/a) 1 273 990 1 279 554 2 657 471 5 211 014

Kartasta katsottuna (Kuva 2.) suurimmat bioenergiakeskittymät Lieksan alueella sijaitsevat Vuonisjärven ympäristössä, sekä Viekijärven ympäristössä, jossa kaksi erityisen suurta keskittymää; Kylänlahden eteläpuolella sekä Varpasen ja Kuusniemen väliin jäävällä alueella.

Nurmeksen ja Valtimon alueella merkittävin keskittymä sijaitsee Nurmeksen Savikylän ja Valtimon keskustan välisellä alueella. Lisäksi Nurmeksen Ylikylän alueelta löytyy vielä hieman pienemmän potentiaalin omaava alue.

96

Kuva 2. Pielisen-Karjalan (m3 ch4/ha).

peltobioenergiapotentiaali kuutiometreinä metaania hehtaarilta

Edellä kuvattua point density -menetelmää käytettiin myös seutukunnan peltoenergian kokonaispotentiaalin arvionnissa (Korvenranta 2013). Raaka-ainepohjaa on laajennettu käsittämään myös viljan oljen sekä rypsin, rapsin ja ruokohelven (Kuva 3). Kokonaispotentiaali on hyvin yhdenmukainen peltoenergian metaanipotentiaalin kanssa.

Kuva 3. Pielisen Karjalan peltobioenergian kokonaisenergiapotentiaali (MWh/ha), mallinnettuna Sankarin ja Imppolan (2011) mukaisesti laajennetulla raaka-ainepohjalla, ml. nurmikasvien ylijäämä, talousperunan ylijäämä sekä viljan olki ja rypsi/rapsi ja ruokohelpi. Kartassa on myös optimoitu laitossijainti, mikäli peltoenergiaa hyödynnettäisiin yhdessä kohteessa. (Korvenranta 2013)

Yhteenveto Pielisen Karjalan peltoenergiamallinnuksen perusteella seutukunnan alueella on huomattava vielä hyödyntämätön kokonaispotentiaali. Peltobioenergian kokonaistarkastelun avulla voidaan tunnistaa peltobiomassojen osalta lupaavimmat sijaintialueet; lisäksi raaka-ainepohjan tarkasteluissa pitää huomioida eläinperäiset raaka-aineet sekä yhdyskuntien ja teollisuuden biojätteet. Kokonaispotentiaali on aina teoreettinen laajemman alueen tarkastelu ja siitä voidaan edetä tarkemmalle tasolle biokaasulaitosten selvitysten yhteydessä.

Peltoenergian osalta selvinä keskittyminä eroavat Nurmeksen Savikylästä Ylä-Valtimolle ulottuva vyöhyke sekä Viekistä Vuonisjärvelle jatkuva Pielisen Itärannan vyöhyke.

97

Lähteet ArcGIS Resource Center 2011. How Point Density works. 6/2011 http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/ How_Point_Density_works/009z00000013000000/.

ArcGIS Resource Center 2012. Feature To Point. 12/2012. http://help.arcgis.com/en/ arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//00170000003m000000.

Imppola, R. & Sankari, T. 2011 Pohjois-Pohjanmaan biokaasupotentiaalin arviointitutkimus.

BioG –hanke 10/2011.

Kalmari, E. & Luostarinen, J., 2010: Maatilatason biokaasulaitoksen toteutusselvitys, Koivikon opetustila, OAMK. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Luonnonvara-alan yksikkö. http://www.oamk.fi/hankkeet/bioenergia/biog/ajankohtaista/.

Korvenranta, M. 2013. Peltoenergiapotentiaalin keskittymät Pielisen Karjalan alueella ja optimaalisin sijainti peltoenergiaa käyttävälle laitokselle. Maantieteen harjoitustyö. ItäSuomen yliopisto, Historia- ja maantieteiden laitos.

Niemeläinen, O. 2010: Arvio mahdollisista nurmibiomassan lähteistä bioenergian raakaaineeksi Suomessa. Maataloustieteen päivät 2010, www.smts.fi.

98

Alueellisen ympäristöhallintajärjestelmän (REMS) askeleet Pielisen Karjalan alueelle Teemu Kolehmainen & Lasse Okkonen, Karelia-amk

99

Johdanto Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat osana Pohjois-Karjalan energiaomavaraisuutta (PKBEV) -hankkeen tavoitteena on bioenergia-alaan kytkeytyvän elinkeinotoiminnan edistäminen seutukunnan alueella. Kuluneen kahden vuoden aikana alueelle on kohdistunut bioenergia- ja biojalostustoimijoiden kiinnostusta. Uudet hankkeet asettavat haasteita alue- ja ympäristösuunnittelulle, mihin vastaamaan on käynnistetty myös mm. EAKR -osarahoitteinen Grow Green Nurmes -hanke. PKBEV -hanke toimii yhteistyössä Grow Green Nurmes -hankkeen kanssa mm. selvittämällä alueellisen yhteistyön mahdollisuuksia seutukunnan alueella. Alueellisen biotalouden kestävyys ja ympäristönäkökohtien huomiointi on keskeistä hankkeiden suunnitteluvaiheessa. Alueellinen yhteistyö voi hyödyttää uusia hankkeita, mutta myös nykyisin alueella toimivia yrityksiä.

Tämä PKBEV ja Grow Green Nurmes -hankkeiden yhteistyönä laadittu selvitys esittelee uudeksi mahdollisuudeksi ja vaihtoehdoksi alueellisen ympäristöhallinnan yhteistyöjärjestelmän (Regional Environmental Management System, REMS). Selvitys tukee PKBEV -hankkeen ”Pielisen Karjana biotalouden kehittämisen ohjaus” -kokonaisuutta, jossa selvitetään yritysten osallistumista, yhteistyöverkostojen muotoja ja työnjakoa. Grow Green Nurmes -hankkeessa tavoitteena on kuvata REMS -toimintamalli ja mahdollistaa sen käyttöönotto Känkkäälän teollisuusalueen suunnittelussa. Selvitystyön tavoitteena on esitellä REMS sekä pohtia askeleita sen soveltamiseen Pielisen Karjalan alueella. Selvitystyön lähdemateriaaleina on käytössä REMS:n teoriaa ja käytäntöä käsittelevät tutkimukset ja selvitykset.

Teollinen ekologia Teollisen ekologian lähtökohta on, että tuotantojärjestelmän materiaali- ja energiavirrat sopeutetaan luonnon järjestelmien kiertokulkuihin ja ylläpidetään siten taloudellista, kulttuurista ja teknologista kehitystä (Graedel & Allenby 2003). Teollisen ekologian avainkäsitteisiin kuuluvat systeemianalyysi, materiaali- ja energiavirrat, avoimet ja suljetut systeemin materiaalikierrot, luonnonanalogiat (esimerkit luonnonjärjestelmistä) ja monitieteisyys (Garner & Keoleian 1995). Teollinen ekologia pyrkii optimoimaan tuotantoprosessin aineenvaihdunnan eli materiaali- ja energiavirrat tasolle, joka ei aiheuta häiriötä luonnonjärjestelmien toiminnalle ja mahdollistaisi siten kestävän kehityksen. Teollisen ekologian tavoitteena on minimoida raaka-aineiden tehotonta käyttöä ja tuotetun jätteen määrää. Materiaalivirtoja kehitetään kohti suljettua kiertoa, jolloin yhden tuotantovaiheen jätteet ja sivutuotteet toimivat toisen tuotantovaiheen raaka-aineina. Tällä tavoin teollinen ekologia tarjoaa mahdollisuuden ja keinon luonnonvarojen tehokkaaseen hyödyntämiseen modernissa yhteiskunnassa ottamalla mallia luonnon ekosysteemeistä.

Teollisen ekologian lähtökohta on perusluonteeltaan ympäristöteknillinen ja – taloudellinen, sillä tuotantoon sovellettuna se tarkoittaa teollisten prosessien, palvelujen ja materiaalien suunnittelua sekä niiden kilpailukyvyn että ympäristömyönteisyyden kehittämistä. Lisäksi päätöksen teolla ja yhteistyöllä on teollisessa ekologiassa suuri rooli.

101

Kuva 1. Teollisen ekosysteemin visio (mukaillen Korhonen 2004; 2005; Porter & van der Linde 1996.).

Teollisen ekosysteemin tarkoituksena on vähentää panoksen eli alueen ulkopuolelta tulevan raaka-aineen ja energian määrää sekä tarvetta. Alueen omavaraisuus kasvaa kun materiaaleja ja energiaa hyödynnetään alueellisessa yhteistyössä. Taloudellisesta näkökulmasta vaikutus näkyy materiaali- ja energiakustannusten sekä ympäristöhallinnan kustannusten vähentymisenä. Sosiaalisia hyötyjä ovat uudet työllistymismahdollisuudet paikallisen materiaali- ja energiayhteistyön kautta. Lisäksi toimijoiden välinen yhteistyö ja osallistuminen lisääntyvät.

Alueen omavaraisuuden kasvaessa ja toimijoiden välisen yhteistyön kehittyessä, alueelta poistuu vähemmän tuotoksia eli päästöjä ja jätteitä alueen ulkopuolelle. Ympäristön kannalta olennaista on jätteiden ja päästöjen määrän väheneminen. Taloudellisesta näkökulmasta katsottuna jätehuoltokustannukset ja ympäristöhallintakustannukset vähentyvät. Lisäksi imagoedut ja vihreiden markkinoiden potentiaali kasvavat alueella.

Yleensä teolliset ekosysteemit ovat hyvin paljon raaka-aineita ja energiaa kuluttavia teollisuuskeskittymiä. Niiden sisällä on kuitenkin paljon materiaali- ja energiavirtoihin perustuvaa yhteistyötä, mikä pienentää kokonaisvaikutuksia. Alkuvaiheessa biojalostuksen teollisuusalueet, esimerkiksi Nurmeksen Känkkäälä, tulevat käyttämään paljon ulkopuolelta tulevaa uusiutuvaa raaka-ainetta ja tuottamaan eri jalostusasteen tuotteita seutukunnan ulkopuolelle.

Teollisen ekologian malli edellyttäisikin alueelle sijoittuvaa jatkojalostusta ja tuotteiden hyödyntämistä myös paikallisesti; tämä edesauttaisi myös aluetaloudellisten tulo- ja työllisyysvaikutusten syntymistä.

102

Alueellinen teollinen ekologia Alueellinen teollinen ekologia tarkastelee materiaali- ja energiavirtoja alueellisella tasolla. Systeemissä on tarkoitus ymmärtää materiaalivirtojen suoria ja epäsuoria vaikutuksia ympäristöön sekä taloudellisten, poliittisten ja sosiaalisten tekijöiden vaikutusta resurssivirtoihin ja resurssien käyttöön alueellisella tasolla. Tavoitteena on luoda eri toimijoiden välille kestäviä teollisia ekosysteemejä. (Ehrenfeld 1997).

Nykytilanteessa teolliset tuotantojärjestelmät käyttävät paljon alueen ulkopuolelta tulevia raaka-aineita ja energiaa. Tämän seurauksena teolliset tuotantojärjestelmät tuottavat alueen ulkopuolelle paljon tuotoksia kuten päästöjä ja jätteitä. Alueellisen teollisen ekologian tulevaisuuden visiona on saada alueen omavaraisuus kasvamaan. Kiertojen lisääminen ja energian kaskadit parantavat alueellista ekotehokkuutta ja palvelutehokkuutta. Lisäksi paikallinen kysyntä ja aluetaloudelliset vaikutukset kasvavat. Kiertojen kasvu vähentää luonnonvarojen ja energian kulutusta sekä päästöjä ja jätteitä. Kuvassa 2 visioidaan alueellista teollista ekologiaa Pielisen Karjalassa. Yritysten yhteistyö muodostuu luontevimmin paikallisesti teollisuusalueiden sisällä ja saman alan yritysten kesken, kuten esimerkiksi Nurmeksessa sijaitsevan Metallinyrkin yritysten yhteistyössä. Hajautetun talouden mukaisesti keskittymät voivat myös verkottua keskenään muodostaen synergisiä, toisiaan täydentäviä, ja joustavia yksikköjä (Johansson ym. 2005). Tällaisten verkostojen kilpailuetuna on yleensä keskittyminen tuotannon laatuun ja erikoistuotteiden valmistukseen.

Kuva 2. Alueellisen ekosysteemin visio, jonka eko-teollisia alueita voisivat olla esim. Nurmeksen Känkkäälä ja Pitkänniemen teollisuusalue, Höljäkkä, Lieksan Kevätniemen / teollisuuskylän alueet, sekä Juuan teollisuusalueet.

Alueellisella tasolla tarkoitetaan maantieteellistä aluetta, jossa useat eri toimijat ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Alueellinen taso määritetään niin, että kuljetusmäärien ja -etäisyyksien kasvaminen on hyväksyttävää niin kauan kun kuljetettavilla sivutuotteilla tai jätteillä saadaan ympäristö-, talous- ja sosiaalisia hyötyjä verrattuna alueen ulkopuolelta tulevien raaka-aineiden käyttöön. Alueellinen teollinen ekologia toimii vielä maakuntatasolla koska välimatkat eivät ole liian suuret. Valtakunnallisella tasolla systeemi ei ole yleensä enää kannattava koska mittakaava vaikuttaa panosten ja tuotosten yhteensovittamiseen sekä materiaalija energiayhteistyöhön. Siirryttäessä yhä suuremmalle aluetasolle suorat symbioosisuhteet eli

103

yrityksien väliset suorat suhteet heikkenevät merkittävästi. Lisäksi toimijoiden välinen luottamuspula alkaa kasvaa ja yhteisen sijainnin hyödyt katoavat. Aluetason positiivinen puoli on se, että verkoston toimijoiden pois lähtö ei vaikuta dramaattisesti muiden toimintaan kuten ekoteollisessa puistossa.

Kuva 3. Alueellisen ulottuvuuden soveltuvuus kestävyydelle (mukaillen Sterr & Ott 2004.)

Alueellisen teollisen ekologian verkostossa voi olla kymmeniä ellei jopa satoja eri toimijoita.

Näitä toimijoita voivat olla mm. maatalous-, muoviteollisuus-, tekstiiliteollisuus-, paperiteollisuus-, energiateollisuus-, rakennusmateriaalien teollisuus-, metallijalostus- ja elintarvikejalostusyritykset sekä jätteenkäsittely- ja jätehuoltoyritykset. Esimerkkinä tällaisesta alueellisesta toimialat ylittävästä verkottumisesta toimii mm. Styrian alue Itävallassa, jossa metsä- ja paperi-, teräs-, muovi-, sementti-, rakentamis-, kaivos- ja keramiikkateollisuudet ovat vahvasti verkottuneita ja niitä yhdistää hyvin kehittyneet kierrätystoiminnot (Schwarz & Steiniger 1997). Styriassa energiaa tuotetaan edelleen suurelta osin fossiilisilla polttoaineilla ja teollisuus on ympäristöä voimakkaasti kuormittavaa. Yhteistyö toimii kuitenkin hyvin laajalla alueella, koska toimijat ovat hyvin tietoisia toistensa sivutuotteista ja alueella on vahva yhteistyön kulttuuri.

Ekoteollinen puisto Teollisen ekologian viimeaikaisen suosion käynnistäjänä pidetään yleisesti Froschin ja Gallopouoloksen Scientific Americanissa 1989 julkaistua Strategies for Manufacturing -artikkelia, jossa esitettiin perinteisen teollisen tuotantomallin muuttamista integroituun teollisen ekosysteemin mukaiseen tuotantosysteemiin (Frosch ja Gallopouols 1989). Eko-teollisella alueella optimoidaan materiaalien ja energian käytön tehokkuutta, minimoidaan jätteen syntymistä ja hyödynnetään jätteitä ja sivutuotteita toimijoiden välisessä yhteistyössä, jolloin toisen sivutuote/jäte voi toimia toisen raaka-aineena. Froschin ja Gallopouloksen visioima teollinen ekosysteemi toimisi luonnon ekosysteemin mallin mukaisesti, jolloin materiaalit kiertävät toimijoiden välillä mahdollisimman suljetussa kierrossa ja energiaa hyödynnetään kaskadiketjussa eli eri laatutasoilla.

Ekoteollisuuspuiston käsite kuuluu teollisen ekologian alaan, jossa luonnon ekosysteemien toiminnasta pyritään ottamaan mallia ihmisen teollisiin järjestelmiin. Saikun (2006) mukaan ekoteollisessa puistossa painotetaan erityisesti materiaalikiertojen sulkemista ja energian mahdollisimman tehokasta käyttöä. Ekoteollisuuspuisto on tietty maantieteellisesti rajattu alue, jonka eri toimijoiden välillä tapahtuu materiaalien, energian sekä informaation vaihtoa.

104

Jokin teollisuus voi kehittyä vuosien myötä ekoteollisuuspuistoksi itsestään, kun alueen yritysten välille syntyy yhä monimutkaisempia raaka-aineiden ja energianvaihtomekanismeja.

(Emt.) Ekoteollisuuspuistojen perustaminen voi tuoda alueelle ympäristö-, talous- ja sosiaalisia hyötyjä esim. neitseellisen raaka-aineen ja energian käytön vähentymisen myötä (Korhonen 2000).

Alueellinen ympäristöhallintajärjestelmä, REMS REMS -käsitteen määrittely Alueellisen ympäristöhallinnan kehittäjänä tunnetun Richard Welfordin (2004) mukaan lähtökohtaisesti alueellisella ympäristöjärjestelmällä tavoitellaan yritysten oman ympäristöhallinnan laajentamista aluetason ympäristöhallinnaksi. Aluetasona voi olla paikallisen viranomaisen hallinnoima alue, jokin tietty kaupunki, kaupungin osa tai teollisuusalue. Tärkeintä alueellisen tason määrittämisessä on, että alueelliseen yhteistyöhön sitoutuneet toimijat voivat toimia alueen sisällä riittävän tehokkaasti, jokainen toimija pitää järjestelmään kuulumista tärkeänä ja yritykset kokevat yhteistyöstä saatavan lisäarvoa, kuten taloudellista hyötyä ja ympäristön tilan kehittymistä ja paranemista. (Emt.) Alueellisen ympäristöhallintajärjestelmän tarkoituksena on luoda alueellinen yhteistyö, joka perustuu ympäristöasioiden hallinnan yhdistämiseen niin yritystasolla kuin alueellisellakin tasolla. Alueellisen järjestelmän kehittämisessä voidaan tarkastella esimerkkejä muilta alueilta. Tavoitteena voi olla myös eko-teollisen yhteistyön edistäminen uudelle teollisuusalueelle, jonne houkutellaan uusia yrityksiä ja palveluja soveltuvilta sektoreilta. Yhteyksien rakentaminen toimijoiden välille on keskeistä, jotta uudet ja jo alueella sijaitsevat tahot pystyvät sopeutumaan ja lähestymään toisiaan. (Welford 2004.)

REMS:n keskeisenä lähtökohtana on yhteistyö yrityksien, julkisen sektorin, sekä kolmannen sektorin välillä. Osallistuvat toimijat sitoutuvat parantamaan alueellisten ja paikallisten resurssien saatavuutta. Alueellisen ympäristöhallinnan strategiassa määritellään kehitystä edistäviä asioita. Yritysten näkökulmasta olennaista on osoittaa yhteistyön tapoja ja mahdollisuuksia, kuten yhteiset hankinnat, logistiikka, sivuvirtojen hyödyntäminen tai ympäristöraportointi.

Ympäristöjärjestelmät edellyttävät osallistujien perehdyttämistä ja sitouttamista eikä REMS tee tässä asiassa poikkeusta. (Welford 2004.) REMS poikkeaa kuitenkin perinteisestä yksittäiseen materiaali- tai energiavirtaan, tuotteeseen, prosessiin, yritykseen tai toimijaan kohdistuvasta ympäristöjohtamisesta. Täten se eroaa perustaltaan standardoitujen organisaatiokohtaisten ympäristöjärjestelmien lähtökohdista. Alueellisen ympäristöjärjestelmän toimijaverkostoon voi kuulua yrityksiä ja julkisia toimijoita kuten kuntaorganisaatio, alueellisia tutkimus- ja koulutusyksiköitä, kansalaisjärjestöjä sekä kuluttajia. (Korhonen 2002.)

REMS sopii hyvin erityisesti pienille ja keskisuurille yrityksille sillä se edistää yritysten alueellista yhteistyötä ja verkostoitumista, eli hajautettua taloutta. REMS:n piirissä voi olla monia organisaatioita, joilla on omat toimintonsa ja omat hallintorakenteensa, mutta joilla ei ole välttämättä yhtenäistä keskitettyä hierarkkista rakennetta tai päätöksentekovaltaa. (Korhonen 2002.)

105

REMS esimerkkejä maailmalta Yhdysvaltojen Virginiassa sijaitsee toistaiseksi maailman tunnetuin toimiva alueellinen ympäristöasioiden hallintajärjestelmä (Virginia Regional Environmental Management System, V-REMS) mutta muitakin samankaltaisia hankkeita on käynnissä ympäri maailmaa. Tällaisia esimerkkejä ovat mm. Kanadassa sijaitseva Vancouverin Maplewood -hanke (Global Environment & Technology Foundation 2004) ja Suomessa Varpaisjärven Berliinin teollisuusalueelle laadittu selvitystyö REMS -yhteistyöstä (Korhonen ja Helin 2002).

Virginia Regional Environmental Management System (V-REMS) Innovatiivinen hanke nimeltään V-REMS (Virginia Regional Environmental Management System) on monitasoinen projekti, jossa kumppaneina ovat julkisen, yksityisen ja yhteiskunnallisen puolen organisaatioita Suur-Richmondin alueelta Yhdysvalloista. V-REMS antaa toimijoilleen mahdollisuuden kehittää ympäristötoimintaansa alueellisesta näkökulmasta. VREMS on ensimmäinen projekti Yhdysvalloissa, jonka tarkoituksena oli saada osavaltion kokoiselle alueelle alueellinen ympäristöhallintajärjestelmä. Projekti on saanut alkunsa vuonna 2003 ja hanke käynnistettiin 9 kuukauden kokeiluohjelmana. Kokeilun tarkoituksena oli edistää rakentavaa ja kehittävää kommunikointia eri hallinnollisten tasojen välille. (Global Environment & Technology Foundation 2004.)

Yhdysvaltojen Puolustusministeriö (U.S. Department of Defence, DoD) ja Valkoisen talon alainen ympäristöhallinto (White House Council on Environmental Quality, CEQ) rahoittavat V-REMS -järjestelmää. V-REMS on auttanut useita toimijoita vahvistamaan merkittävästi sekä heidän sisäistä ja ulkoista viestintäänsä. Mukana olevat toimijat ovat rakentaneet omia ympäristöhallintajärjestelmiä ja hyödyntäneet niitä alueellisessa yhteistyössä sekä ympäristöviestinnässä. (Global Environment & Technology Foundation 2004.) V-REMS edustaa siten alueellista yhteistyömallia, jossa tuotetaan suoraan hyötyjä yrityksille omien organisaatiokohtaisten järjestelmien rakentamisella. Järjestelmiä rakennetaan yhteistyöllä ja koulutusten kautta; yhteisen viestinnän ja yhteisten tilaisuuksien avulla parannetaan toimijoiden tietoisuutta toistensa toiminnasta, mikä johtaa usein myös syvempään yhteistyöhön. Apuna REMS -yhteistyössä ovat yhtenevät organisaatiokohtaiset järjestelmät.

V-REMS:n saavutuksiksi todetaan alueellisen viestinnän parantuminen eri toimijoiden ja hallinnon tasojen välillä, toimijoiden kouluttaminen ympäristöhallintaan ja -johtamiseen, sekä yhteistyön myötä saavutetut ympäristöhyödyt. V-REMS:n ansiosta Virginian alueen veden käyttömäärä on laskenut 15 prosentilla. Alueella ajavien autojen kilometrimäärä on vähentynyt 735 000 kilometrillä ja näin ollen polttoaineen kulutus sekä ajoneuvojen pakokaasupäästöt ilmaan ovat vähentyneet merkittävästi. Rikkipäästöt ovat myös vähentyneet 100 tonnista 7 tonniin. V-REMS yhteistyö on kehittänyt hyvät suhteet paikallisten toimijoiden välille.

(Global Environment & Technology Foundation 2004).

Säännöllinen ja toistuva yhteydenpito on ollut ratkaisevan tärkeä tekijä projektin onnistumisen kannalta. Projektia markkinoitiin voimakkaasti heti sen alkuvaiheessa. Toimijat kertoivat, kuinka kuukausittaisten neuvottelupuhelujen avulla saatiin käsitys kunkin toimijan oman ympäristöjärjestelmän (EMS) etenemisestä. Tietoisuus toisten toiminnasta mahdollisti keskinäistä tiedon ja osaamisen vaihtoa. Kumppanuus kasvatti toimijoiden välillä yhteishenkeä ja motivaatiota. Sen ansiosta toimijat siirtyivät odotuksia nopeammin eteenpäin ratkaisemaan yksityiskohtaisempia haasteita liittyen mm. ympäristöön. (Global Environment & Technology Foundation 2004, 10.)

V-REMS:n kokemukset osoittavat, että REMS -järjestelmää voidaan lähteä rakentamaan myös yrityskohtaisten järjestelmien (EMS) kautta, mikäli samalla varmistetaan tiedonvaihto ja yhteistyön edistäminen mukana olevien toimijoiden välillä.

106

The Maplewood Project Maplewoodin aluetta Kanadan Vancouverissa kutsutaan usein ”hiomattomaksi timantiksi”.

Nimitys kuvaa Maplewoodin tulevaisuuden potentiaalia kun huomioidaan alueen vaikuttavat puitteet ja sen strateginen sijainti. Maplewood on Vancouverin pohjoisrannikolla sijaitsevista teollisuusalueista suurin ja alueella toimii yli 120 yritystä. Maplewood on suurelta osin (n.

30 %) suojeltua tai puistoaluetta; mikä luo erinomaiset mahdollisuudet luonnonsuojeluun ja korkea-arvoisen ihmisten elinympäristöjen ylläpitämiseen. Toisaalta alueella sijaitsee voimakkaasti ympäristöä kuormittavaa teollisuutta, mikä edellyttää toimivaa alueellista ympäristöhallintaa. (von Hausen 2004.) Maplewood -hankkeella ei ole REMS -statusta mutta alueellisen ekoteollisen yhteistyön prosessi voi toimia esimerkkinä myös REMS -yhteistyölle.

Maplewoodissa on toimijoina niin pienempiä kaupallisia yrityksiä kuin myös suurempia teollisia laitoksia, joiden tuotteita viedään maailmanlaajuisesti. Maplewoodin etuna on, että toimiva yhteistyösuhde julkisen sektorin ja teollisuuden välillä on jo olemassa. Alueen teollisuuden haasteeksi kerrotaan korkea verotus, kasvavat energiakustannukset ja kuljetuksiin / logistiikkaan liittyvät haasteet. Näiden myötä liiketoiminnan kasvu on rajoittunut (von Hausen 2004).

Maplewoodin alueella toimii pieniä kaupallisia yrityksiä sekä suuria teollisia laitoksia. Projektissa mukana olevia teollisia toimijoita ovat mm. asfalttipäällyste-, laivanrakennus-, kemikaali-, paperiteollisuus- ja öljytuotteiden jalostusteollisuus, sekä korkeakoulu (Canadian International College). Maplewood projektissa on kattava yhteistyöverkosto, jonka rakentamiseen kului aikaa useita vuosia. Yli 20 yhteistyökumppania, mukaan lukien hallituksen pitkäaikaiset edustajat, paikalliset yritykset, rahastosäätiö, julkiset palvelut, pk-yritykset ja asuinyhteiskunta muodostavat Maplewood tiedotuskomitean (the Maplewood Advisory Committee, MAC). (von Hausen 2004.)

Maplewood -projektissa kehitettiin yhteistyössä 9 -vaiheinen ”E-Co-Think” -prosessi, joka rakennettiin helpottamaan monimutkaisten ekoteolliseen yhteistyöhön liittyvien asioiden ymmärtämistä ja suunnittelua. Prosessin vaiheita ovat: 1. Projektin aloituspalaveri ja yhteistyökumppaneiden kartoittaminen 2. Projektin varsinainen käynnistys ja järjestäytyminen 3. Ekoteollisen verkoston mahdollisuuksien tunnistaminen 4. Paikallistason inventoinnit ja sidosryhmien näkemysten huomiointi 5. Ekoteollisen verkoston kannattavuustarkastelut 6. Aluesuunnitelma eko-teolliselle yhteistyölle 7. Yhteissuunnittelun seminaarit 8. Tarkennetut kannattavuustarkastelut 9. Toteuttamissuunnitelma.

Projektin alussa perustettiin työryhmät ja valittiin projektipäälliköt sekä sovittiin tapaamisajankohdat viikoiksi eteenpäin. Ekoteollisen verkoston mahdollisuuksien tunnistaminen alkoi yhteistyöllä toimijoiden kanssa. Tarkoituksena oli ymmärtää yhteiskunnan materiaali- ja energiavirtoja sekä tunnistaa kehitykselle tarvittavat resurssit. Tässä vaiheessa määriteltiin tarvittava koulutus, tausta-aineistot ja -tutkimukset, selvitettiin eri palvelujen järjestämisen prosessit ja niiden kehitystarpeet (esim. logistiikka, hankinnat, kunnossapito ja turvallisuus).

Paikallistason inventoinnit auttoivat ymmärtämään sidosryhmien näkemyksiä alueiden kehittämiseksi. Työryhmien avulla tunnistettiin mahdollisuuksia eko-teolliseen yhteistyöhön. Vaiheiden 2 ja 3 jälkeen laadittiin kannattavuustarkasteluja eko-teollisille yhteistyötoimenpiteille.

107

Aluesuunnitelmassa määriteltiin tavoitteet ja periaatteet ekoteolliselle yhteistyölle, listattiin toimenpiteet / toimenpideohjelma, sekä kytkettiin ne aluesuunnittelun dokumentteihin ja karttoihin. Yhteissuunnittelun seminaarissa muodostettiin viimeistelty mallisuunnitelma eko-teolliselle yhteistyölle; mukana oli mm. insinöörejä, maisema-arkkitehteja, graafikkoja, sidosryhmien edustajia, yrittäjiä ja päättäjiä.

Tarkennetussa kannattavuustarkastelussa käytiin läpi yhteissuunnitteluseminaarin tuloksia, jossa osa ekoteollisen verkoston mahdollisuuksista oli karsittu pois ja osa taas hyväksytty.

Toteuttamissuunnitelma sisältää toteutuskelpoisen strategian ekoteollisen verkoston hankkeen aloittamisesta. Lopulliseen toteuttamissuunnitelmaan tuli seminaarissa käytyjen asioiden lopputulokset, yhteenveto sekä esitetyistä kehittämissuunnitelmista että hyväksytyistä ekoteollisen verkoston mahdollisuuksista. Lisäksi lopullisessa raportissa on suositukset lyhyen aikavälin ja pidemmän aikavälin toimenpiteistä, jotka Maplewood projektissa pannaan täytäntöön.

Maplewood -projekti on erinomainen esimerkki siitä, kuinka ekoteollinen verkosto ja kestävän yhteiskunnan suunnittelu voidaan yhdistää siten, että se johtaa yhteiskunnan kehittymiseen, ympäristön eheytymiseen ja taloudelliseen hyvinvointiin. Ekoteollinen verkosto luo yhteyden yrityksien, hallituksen ja yhteiskunnan välille ja edesauttaa resurssitehokkuutta.

Tällaisia resursseja ovat energia, materiaali, vesi, maa, pääoma, infrastruktuuri ja inhimillinen pääoma. (von Hausen 2004.) Teollisen ekologian mallin mukaisesti yhden yrityksen jäte tai energia voi olla toisen yrityksen raaka-aine.

Varpaisjärvi: Berliinin teollisuusalue REMS (Regional Environmental Management System) oli Joensuun ja Kuopion yliopistojen yhteinen TEKES -osarahoitteinen hanke 2000-luvun alussa, jossa suunniteltiin REMS -järjestelmää Varpaisjärvellä sijaitsevalle Berliinin teollisuusalueelle (Korhonen ja Helin 2002).

Hankkeessa järjestettiin yhteisiä suunnittelutapahtumia ja rakennettiin organisaatiokohtaisia ympäristöjärjestelmiä. Projektiin kuuluivat julkishallinto, yliopistot, kehittämisyhtiö ja teollisuusalueen 13 yritystä.

Berliinin teollisuusalueen, kuten koko Varpaisjärven elinkeinoelämän, kulmakiviä ovat mekaaninen puunjalostus, metalliala, vaatetusala ja kivenjalostus. Lisäksi teollisuusalueella toimii useita eri toimialojen pieniä yrityksiä. Varpaisjärven taajaman ja Berliinin alueen teollisuuskiinteistöt ovat kaukolämmön piirissä.

Hankkeen haasteena oli ympäristöyhteistyön muodostaminen toiminnaltaan erilaisten pkyritysten välille. Luontevia kumppanuuksia oli jo rakentunut puunjalostuksen sektorille, mutta muutoin yhteisen järjestelmän tarve oli vähäinen. Yritysten näkökulmasta kiinnostavinta oli yrityskohtaisten ympäristöjärjestelmien rakentaminen, mikä antoi heille parhaiten kilpailuetua.

REMS -hankkeen pohjalta voidaan todeta, että ympäristöhallinnan yhteistyö edellyttää, että; a) toimijoilla on selkeä tarve ympäristöjärjestelmälle, b) kiinnostusta yhteistyöhön ympäristöhallinnassa, ja c) t oimijoiden välillä on riittävästi aitoja taloudellisia riippuvuussuhteita ja yhteistyömahdollisuuksia, jotka antavat yritykselle kilpailuetuja.

108

Ehdotus REMS -askeleiksi Pielisen Karjalassa Olemme muodostaneet ehdotuksen REMS -askeleiksi edellä esiteltyjen esimerkkien pohjalta. Askeleet eivät ole ehdottomia vaan niiden tarkoitus on kuvailla, kuinka REMS -järjestelmää voisi soveltaa seutukunnan alueella.

Askel 1: Sidosryhmien tunnistaminen ja analyysi.

Yrityselämässä sidosryhmillä tarkoitetaan kaikkia niitä tahoja, joiden kanssa organisaatio/ yritys on tekemisissä. Erilaisia sidosryhmiä on sekä yrityksen ulko- että sisäpuolella eikä yritys voi toimia ilman niitä. Yrityksen sisäisiin sidosryhmiin kuuluu esim. henkilöstö ja yrityksen ulkoisia sidosryhmiä voivat olla asiakkaat, sijoittajat ja yhteistyökumppanit. Lisäksi yhteiskunta eli yhteisö ja ihmiset, joihin organisaatiolla tai sen tuotteilla on vaikutusta, voivat olla osa yrityksen ulkoista sidosryhmää. (Renvall 2013) Ympäristöhallinnan merkitystä yrityksen sidosryhmäyhteistyölle kuvataan myös ISO 14004 standardissa: Ympäristöjärjestelmä voi auttaa organisaatiota vakuuttamaan sidosryhmät siitä, että sen johto on sitoutunut saavuttamaan ympäristöpolitiikkansa, päämääriensä ja tavoitteidensa mukaiset lupaukset sekä järjestelmän suunnitteluun sisältyy jatkuvan parantamisen prosessi (SFS-EN ISO 14004:2010, 6.)

REMS -järjestelmän laadinnassa voidaan hyödyntää sidosryhmien analyysiä alueellisella tasolla. Usein sidosryhmäyhteistyöhön valitaan ennalta tunnetut ja ”itsestään selvät” osallistujat. Tarkemman analyysin kautta tunnistetaan usein myös uusia toimijoita ja voidaan myös selvittää eri sidosryhmien yhteistyölle asettamat vaatimukset, toiveet ja tarpeet. Alueen sisäisen sidosryhmän voisivat muodostaa kaikki alueen toimijat kuten yritykset henkilöstöineen sekä tarvittavat tukipalvelut (esim. huolto-, turvallisuus, talous-, viestintä-, ja kuljetus).

Alueen ulkoisia sidosryhmiä voisivat olla julkinen sektori, kehittämiskeskukset, yliopistot ja ammattikorkeakoulut, logistiikkayritykset sekä rahoituspalvelut. Ulkoisten ja sisäisten sidosryhmien rajaukseen vaikuttaa luonnollisesti valittu aluetaso; REMS voi olla teollisuusalueen oma järjestelmä tai seutukunnan yhteistyöfoorumi.

Askel 2: Johtaminen ja toiminnan organisointi ovat alueellisen ympäristöhallintajärjestelmän kannalta olennaisia asioita.

REMS ei pysty toimimaan alueella itsestään vaan se vaatii jonkun tahon, joka pitää huolen sen toimivuudesta ja jatkuvuudesta. Näitä tahoja voivat olla mm. kehittämisyhtiö, toimijoiden kokoama johtoryhmä, yhteinen ympäristöpäällikkö, tai ympäristöhallinnan yhteiskunnallinen yritys. Luonteva ratkaisu olisi koota REMS:n ohjausryhmä ja valita projekti/ympäristöpäällikkö käytännön työn organisointiin. Yksi mahdollinen vaihtoehto olisi perustaa ympäristöhallinnan yleishyödyllinen tai yhteiskunnallinen yritys, jota rahoittaisivat julkinen sektori sekä yksityiset REMS:n toimijat. Tällöin edellä mainitut kohdat yhdistyisivät yhdeksi ympäristöhallinnan yhteiskunnalliseksi yritykseksi, jonka johtoryhmään kuuluisivat toimijoiden edustajat ja toteutuksesta vastaisi ”yhteinen projekti- / ympäristöpäällikkö”.

109

Askel 3: Alueellisen ympäristöhallintajärjestelmän toteuttamiseksi tarvitaan yhteinen visio.

Visiolla kuvataan alueellisen yhteistyön tavoitteet ja päämäärät. Alueellisen järjestelmän onnistumisen kannalta on erittäin tärkeää kuinka alueellisen ympäristöjärjestelmän visio vastaa alueen organisaatioiden tavoitteita, toiveita ja mielikuvia. Mitä useampi alueen organisaatioista on sitoutunut yhteisiin tavoitteisiin, sitä paremmat mahdollisuudet alueellisella ympäristöjärjestelmällä on toteutua. Vision muodostamisessa lähtökohtia voivat olla esim. alueellisuus ja pk-yritysten yhteistyö.

REMS -järjestelmän konkreettisia hyötyjä voivat olla mm.: •• Uudet liiketoimintamahdollisuudet tai olemassa olevan liiketoiminnan laajennusmahdollisuudet •• Tehokkaampi materiaalien ja energian hyödyntäminen yhteistyössä •• Uuden energia/ympäristöteknologian suunnitelmat ja kannattavuustarkastelut •• Yhteiset kuljetukset /logistiikka •• Yhteiset hankinnat •• Yhteinen ympäristötiedon kokoaminen, -hallinta ja -raportointi •• Viestintä ja imagoedut •• Ympäristön tilan laatu.

Kun pohditaan tavoitteita Pielisen Karjalan alueella REMS -järjestelmälle, täytyy päättää onko tavoitteena luoda yhteinen ympäristöjärjestelmä vai alueellinen yhteistyöjärjestelmä.

Yhteisellä ympäristöjärjestelmällä tarkoitetaan sitä, että alueelle luodaan yritysten välinen yhteisesti hallinnoitu ympäristöjärjestelmä, joka on osa toimijoiden organisaation rakennetta.

Yhteistyöjärjestelmällä tarkoitetaan sitä, että alueen toimijat osallistuvat ympäristöhallinnan yhteistyöhön oman tahtotilansa mukaisessa laajuudessa. Toiminta kattaa mm. yhteistä kouluttautumista, yhteistyötilaisuuksia ja yhdessä tehtävää kehitystyötä, kuten organisaatioiden omien ympäristöjärjestelmien tai tuotteiden ja palvelujen ympäristöselosteiden laatimista.

Askel 4: Sitoutuminen ja ympäristöpolitiikka ovat tärkeitä vaiheita alueellisen ympäristöjärjestelmän toteutumisessa.

REMS toimijoiden sitoutuminen ympäristöasioihin ja yhteistyöhön on järjestelmän kannalta ratkaisevaa. Alueellista ympäristöjärjestelmää kehitettäessä voidaan päätöksentekorakennettakin parantaa. Ympäristöpolitiikkaa kuvataan ISO 14004 – standartissa seuraavasti: Ympäristöpolitiikka määrittää organisaation toiminnan periaatteet. Se määrittelee organisaatiolta vaaditun ympäristövastuun ja ympäristönsuojelun tason, jonka suhteen kaikkia tulevia toimenpiteitä arvioidaan. Politiikan tulisi olla tarkoituksenmukainen suhteessa organisaation toimintojen, tuotteiden ja palveluiden ympäristövaikutuksiin (ympäristöjärjestelmän määritellyssä laajuudessa) ja sen tulisi ohjata päämäärien ja tavoitteiden asettamista. (SFS-EN ISO 14004:2010, 24).

Sitoutuminen ja ympäristöpolitiikka poikkeavat merkittävästi alueellisessa järjestelmässä ja organisaatiokohtaisessa järjestelmässä. Alueellisessa järjestelmässä on useita toimijoita, joilla on erilliset päätöksenteko- ja hallintorakenteet. ISO -pohjainen ympäristöjärjestelmän rakenne, vastuut ja valtuudet eivät lähtökohtaisesti kata yritysten välistä ympäristöjärjestelmää.

Nämä tekijät on määritettävä alueellisen ympäristöjärjestelmän toteuttamiseksi. Vaikka or-

110

ganisaatioita ei voida suoraan velvoittaa järjestelmään, on muistettava niiden keskinäisten riippuvuuksien ja vuorovaikutussuhteiden merkitys. Suurempien yritysten suhtautuminen ja sitoutumisaste vaikuttavat lopputulokseen muita organisaatioita enemmän. Sitoutumisasteet ympäristöhallinnan kehittämiseksi voivat vaihdella suullisista sopimuksista yritysten integraatioihin. Lisäksi on olemassa erilaisia rakenteita kuten ristiinomistusta, uusia yhteysyrityksiä, yhdistyksiä tai kirjallisia sopimuksia. Eri rakenteilla on erilaiset juridiset seuraamukset, jotka osaltaan heijastavat organisaatioiden sitoutumisen astetta.

Askel 5: Yhteissuunnittelu on keskeistä alueellisessa järjestelmässä, kun mukana on useita organisaatioita.

Hyötyjen saaminen tehokkaalla tavalla edellyttää toimijoiden aktiivista yhteistyötä ja sopivia työtapoja. Alueellisen järjestelmän suunnittelussa on syytä kiinnittää huomiota siihen, että kysymyksessä ei ole pelkästään ympäristöjärjestelmä vaan myös yhteistyöjärjestelmä. On syytä kiinnittää huomiota alueen kannalta merkittävimpiin näkökohtiin.

Alueellisten vaikutusten ja näkökohtien suunnittelussa on hyödyllistä käyttää paikallisten ympäristöviranomaisten tietämystä. Ympäristöjärjestelmää voi kehittää jatkossa entistä yksityiskohtaisemmalle tasolle. Vaatimusten osalta täytyy suunnitella, mitkä koskevat koko verkostoa ja mitkä ovat alueellisesti merkityksellisiä. Verkoston sisäiset, kuten organisaatioiden keskinäiset, vaatimukset voidaan eriyttää ulkoisista vaatimuksista. Verkoston toiminnan kannalta on keskeistä, että siinä toimivien organisaatioiden suorituskykyä pystytään mittaamaan.

Suorituskriteereiden suunnittelussa on myös huomioitava organisaatioiden sisäiset prioriteetit eli mitkä asiat organisaatiossa ovat tärkeysjärjestyksessä etusijalla.

Yhteissuunnittelussa ympäristöpäämäärät pitää määritellä verkoston ympäristöpolitiikan täyttämiseksi. Päämäärät ovat alueellisesti ja ympäristöllisesti kokonaisvaltaisia, joiden perusteella voi asettaa yksityiskohtaisempia ympäristötavoitteita. Ympäristöpäämääriä ja -tavoitteita suunniteltaessa täytyy ottaa huomioon alueellisen järjestelmän rakenne. Lisäksi tavoitteiden täytyy olla mitattavia ja kohdennettavissa organisaatioihin koska ei ole mielekästä asettaa päämääriä tai tavoitteita, joiden täyttäminen ei REMS -yhteistyössä olisi mahdollista.

Askel 6: Toiminnan resursointi.

Toteuttaakseen ympäristöjärjestelmäänsä tehokkaasti, organisaation tulisi tarjota resurssit, mahdollisuudet, rakenteet ja tukimekanismit, joita tarvitaan sen ympäristöpolitiikan, -päämäärien ja – tavoitteiden saavuttamiseen (SFS-EN ISO 14004:2010, 46.) Pienten ja keskisuurten (PK) yritysten resurssit ja organisaatiorakenne saattavat asettaa ympäristöjärjestelmän toteuttamiselle tiettyjä rajoituksia (SFS-EN ISO 14004:2010, 46.) Selvitäkseen näistä rajoituksista PK -yritys voi harkita yhteistyöstrategioita suurempien asiakas- ja toimittajaorganisaatioiden kanssa jakaakseen teknologiaa ja tietoa tai muiden samassa tuoteketjussa olevien PK -yritysten kanssa tai paikallisesti määrittääkseen ja käsitelläkseen yhteisiä asioita, jakaakseen kokemuksia, helpottaakseen teknistä kehitystä, käyttääkseen yhteisiä tiloja tai hyödyntääkseen ulkoisia resursseja yhteisesti (SFS-EN ISO 14004:2010, 46.)

Alueellisen ympäristöjärjestelmän resurssit pitää määritellä, hankkia ja saattaa käytettäviksi organisaatioille. Resurssit pitää kohdentaa verkostossa tehokkaasti ja yhteistoimin. Yhteydet ulkoisiin ympäristöjärjestelmään liittyviin tahoihin hoidetaan keskitetysti mahdollisuuksien mukaan. Organisaatioiden erikoisosaamisalueet tai suhteelliset vahvuudet pyritään hyödyntämään verkoston laajuisesti maksimaalisen hyödyn tai kustannustehokkuuden saavuttamiseksi. Alueellisessa järjestelmässä hyödynnetään sellaisien organisaatioiden osaamista, joilla on enemmän kokemusta ympäristöhallinnasta tai standardeista. Alueellinen ympäristöjärjestelmä on edullista järjestää yhteensopivaksi verkoston yritysten muiden järjestelmien kesken.

Mikäli järjestelmät poikkeavat täysin toisistaan, voidaan yhtenäistämistä harkita.

111

Ympäristöjärjestelmän menestyksekäs luominen, toteuttaminen ja ylläpito riippuvat suurelta osin siitä, kuinka yli johto määrittelee ja osoittaa vastuut ja valtuudet organisaatiossa (SFSEN ISO 14004:2010, 48.) Ylimmän johdon tulisi nimetä edustajia, joilla on – tai tehtäviä, joihin kuuluu -riittävät valtuudet, tietoisuus, pätevyys ja resurssit varmistamaan ympäristöjärjestelmän luominen, toteuttaminen ja ylläpito organisaation kaikilla soveltuvilla tasoilla sekä raportoimaan ylimmälle johdolle ympäristöjärjestelmän suorituskyvystä ja sen kehittämisestä (SFS-EN ISO 14004:2010, 48.)

Osa alueellisen järjestelmän rakennevaihtoehdoista ei takaa riittäviä valtuuksia organisaatioiden väliseen ympäristönhallintaan, jolloin vastuu ympäristöjärjestelmän tehokkuudesta heikkenee. Tämä voi johtaa tehottomaan järjestelmään. Valtuudet kuten vastuutkin pitää määritellä selvästi sekä organisaatioissa sisäisesti että organisaatioiden välillä.

Johtoryhmä on avainasemassa verkoston henkilöstön motivoinnissa ja ympäristötietoisuuden kohottamisessa. Koulutuksen avulla verkostossa voidaan saavuttaa merkittäviä synergisiä etuja. Ulkoista koulutusta voidaan keskittää ja verkoston sisäistä ympäristöosaamista hyödyntää koulutuksessa. Hankintoja ja selvityksiä voidaan tehdä keskitetysti ja yhteistyössä julkisten kehittämistoimijoiden kanssa.

Verkostosta nähdään olevan hyötyä myös ympäristöjärjestelmän tukitoiminnoissa, joita ovat tiedonkulku ja raportointi, dokumentointi, toimintojen ohjaus ja hätätilannesuunnitelmat.

Tiedonkulku ja -hallinta ovat tärkeitä verkoston toimivuuden kannalta niin ulkoisesti kuin sisäisestikin. Alueellisessa ympäristöjärjestelmässä tiedonvälitystä voidaan keskittää ja mahdollisesti julkaista yhteinen ympäristöraportti. Ympäristöjärjestelmien dokumentointi vaatii resursseja. Dokumentoinnissa on hyvä huomioida organisaatioiden jo olemassa olevat käytännöt ja hyödyntää niitä. Toimintojen ohjauksella pyritään varmistamaan, että verkoston organisaatiot voivat täyttää tavoitteensa ja lisäksi, että verkosto kokonaisuutena voi toteuttaa ympäristöpolitiikkaansa ja saavuttaa päämääränsä. Ympäristövahinkotilanteiden varalle tulee olla valvonta- ja menettelysuunnitelmat. Lisäksi on huomioitava, että ympäristövahingon sattuessa koko verkoston ja ympäristöjärjestelmän maine ja imago on vaarassa.

Askel 7: Alueellisen järjestelmän tulee soveltaa jatkuvan parantamisen prosessia.

Alueellisen ympäristöjärjestelmän katselmuksista vastaa päätöksentekoelin. Kuten organisaatiokohtaisessa järjestelmässä, REMS:n johdon täytyy katselmoida järjestelmä arvioidakseen sen soveltuvuutta, riittävyyttä ja tehokkuutta. Katselmuksen tulisi kattaa niiden toimintojen, tuotteiden ja palveluiden ympäristönäkökohdat, jotka sisältyvät REMS:n laajuuteen.

Katselmuksen tulisi kattaa kaikki verkoston organisaatiot ja toisaalta kaikki organisaatioiden toimintojen, tuotteiden ja palveluiden ympäristölliset ulottuvuudet taloudellisine vaikutuksineen. Kattavuuden kannalta verkoston kaikkien organisaatioiden olisi syytä osallistua tähän prosessiin.

Ympäristönäkökohta on organisaation toimintojen, tuotteiden tai palvelujen osa, joka voi olla vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa (ISO 14001:2004, 3.6.) Ympäristönäkökohtia tunnistettaessa voidaan hyödyntää elinkaariajattelumallia, jossa vertaillaan ympäristön nykyistä tilannetta ja tilannetta ympäristövaikutuksen jälkeen. Tärkeimpiä tunnistettavia ympäristönäkökohtia ovat maa, vesi, ilma, jäte, energia, raaka-aine, melu, pöly, haju ja maisema.

Merkittävä ympäristönäkökohta on sellainen, jolla on tai voi olla merkittävä ympäristövaikutus. (ISO 14001:2004, 3.6). Ympäristövaikutuksella tarkoitetaan tuotteesta tai prosessista luontoon kohdistuvaa rasitusta tai muutosta. Näitä ympäristövaikutuksia ovat mm. happamoituminen, rehevöityminen, jätevuori, otsonikato, ilman laadun heikkeneminen tms. Ympäristövaikutuksien merkittävyyttä tarkastellaan organisaatio ja aluetasoilla.

112

Mittauksella, arvioinnilla ja katselmuksilla varmistetaan, että verkoston organisaatiot noudattavat verkoston yhteistä toimintaohjelmaa. Tähän tulee luoda yhteiset menettelytavat organisaatioiden välille, joissa kiinnitetään huomiota luotettavuuteen. Tarvittavat korjaavat ja ehkäisevät toimenpiteet pitää tunnistaa ja vastuut niiden toteuttamisesta määritellä. Kukin organisaatio voi itse päättää, ketkä osallistuvat katselmukseen. Alueellisella tasolla tehokas ympäristötiedon hallinta edellyttää sähköisen tietojärjestelmän käyttöä. Yhtenäinen keskitetty tietojärjestelmä mahdollistaa merkittäviä kustannussäästöjä yritysten ympäristötiedon hallinnassa. Alueellisen ympäristöjärjestelmän auditoinnissa voi noudattaa ISO 14004-standardin ohjeita. Alueellisessa järjestelmässä auditoinnin voi tehdä joko yksittäinen organisaatio, verkoston joku muu organisaatio tai täysin ulkopuolinen organisaatio. Pääasia on, että pätevyys- ja puolueettomuusvaatimukset täyttyvät.

Johtopäätökset Olemme avanneet tässä raportissa alueelliseen ympäristöjohtamiseen liittyvää alueellisen ympäristöhallinnan REMS:n käsitettä. Kuten edellä on esitetty, REMS ei ole vakiintunut järjestelmä vaan organisaatiokohtaisen järjestelmän alueellinen sovellus. REMS:n heikkoutena on sen epävirallinen status – se ei siis anna suoraa sertifikaattia, jota voidaan hyödyntää viranomaisyhteistyössä tai sidosryhmien kanssa. REMS kuitenkin mahdollistaa organisaatiokohtaisten järjestelmien laadinnan – se voi olla parhaimmillaan alueellisen ympäristöhallinnan ja yritysten ympäristöjohtamisen yhteistyöjärjestelmä, jonka piirissä rakennetaan organisaatiokohtaisia järjestelmiä, syvennetään yritysten yhteistyötä ja jaetaan osaamista ja tietoa. Yhteistyön kehittyessä REMS:n piirissä on mahdollista edetä jopa yhteisesti johdettuun organisaatioiden rajat ylittävään ympäristöjärjestelmään. REMS:n alkuvaiheen määrittelyssä osallistujien täytyy määritellä odotukset ja toiveet yhteistyölle ja sitoutumisen asteensa. Tämän vaiheen jälkeen REMS:n rakenne voidaan määritellä tarkemmin.

REMS:n alueellisen soveltaminen edellyttää toimijoiden aktiivisuutta ja osallistumista. Yhteissuunnittelun avulla järjestelmä voi olla samaan aikaan yrityksiä, ympäröivää yhteisöä ja ympäristöä palveleva. Käytännön työ voi olla aluesuunnittelua, materiaali- ja energiatehokkuuden parantamista, logistiikan yhteistyötä, yhteisiä hankintoja, koulutuksia, ympäristöselosteiden laadintaa, vaikutusarviointia ja -raportointia, ympäristöteknologioiden ja uusiutuvan energian käyttöönottoa jne. Tärkeintä mahdollisen REMS:n laadinnassa on pyrkimys yhteistyöhön ja jatkuvaan parantamiseen alueelle parhaimmin sopivilla tavoilla.

113

Lähteet Baas, L.W. & Boons F.A. 2004. Journal of Cleaner Production, Vol. 12, 8-10. An industrial ecology project in practice: exploring the boundaries of decision-making levels in regional industrial systems. http://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S095965260400071X Ehrenfeld, J.R. 1997. Industrial ecology: a framework for product and process design.

Cambridge, Massachusetts: J. Cleaner Prod., 1997, Volume 5, Number 1 -2.

Frosch, Robert A & Nicholas E Gallopoulos (1989): Strategies for manufacturing. Scientific American, Vol. 261. No. 3. September 1989. Pp. 94-102.

Garner, Any & Gregory A Keoleian (1995): Industrial ecology: an introduction. National pollution prevention center for higher education. Pollution prevention and industrial ecology. University of Michigan.

Gibbs, D. & Deutz, P. 2005. Geoforum, Vol. 36, 452-464. Implementing industrial ecology?

Planning for eco-industrial parks in the USA http://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S0016718504001071 Gibbs, D. & Deutz, P. 2007. Journal of Cleaner Production, Vol. 15, 1683-1695. Reflections on implementing industrial ecology through eco-industrial park development http:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095965260700039X Global Environment & Technology Foundation. 2004. Virginia Regional Environmental Management System Final Report. City of Richmond: Global Environment & Technology Foundation Graedel, Thomas E & Allenby, Brad R (2003): Industrial Ecology. Englewood Cliffs, NJ. Prentice Hall. 412 Pp. Karjalainen, J. 2013. Grow Green Nurmes. Nurmes: JK Kehitystoimisto Oy. Korhonen, Jouni (2000): Industrial ecosystem: using the material and energy flow model of an ecosystem in an industrial system. (Doctoral dissertation). Jyväskylä Studies in Business and Economics 5. University of Jyväskylä, Finland. Pp. 131.

Korhonen, J. 2001. Journal of Environmental Management, Vol. 63, 367-375. Regional industrial ecology: examples from regional economic systems of forest industry and energy supply in Finland http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0301479701904773 Korhonen, Jouni (2002): Two paths to industrial ecology: applying the product-based and geographical approaches. Journal of Environmental Planning and Management. Vol. 45. No. 1. Pp. 39-57.

Korhonen, J. & Helin, J. 2002. Alueellinen ympäristöasioiden hallintajärjestelmä REMS. Joensuu: TEKES. Korhonen, Jouni (2004): Theory of industrial ecology. Progress in Industrial Ecology – An International Journal, Vol. 1, Numbers 1–3.

Korhonen, Jouni (2005): Industrial Ecology for Sustainable Development: Six Controversies in Theory Building. Environmental Values 14. Pp. 83-112.

114

Mickwitz, P., Melanen, M., Rosenström, U. & Seppälä, J. 2006. Journal of Cleaner Production, Vol. 14, 1603-1611. Regional eco-efficiency indicators – a participatory approach. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652605001368 Okkonen, L. 2013. Alueellinen teollinen ekologia. Karelia-ammattikorkeakoulu. Joensuu: Opintomateriaali.

Okkonen, L. 2013. Alueellinen ympäristöhallintajärjestelmä. Karelia-ammattikorkeakoulu.

Joensuu: Opintomateriaali.

Porter, Michael E & Claas Van der Linde (1995): Green and competitive. Harvard Business Review. September-October 1995.

Renvall, J. (2013). Ympäristö- ja laatujohtaminen. Luentomateriaali. Kareliaammattikorkeakoulu, Biotalouden keskus.

Schwarz, Erich J & Karl W Steiniger (1997): Implementing nature’s lesson: the industrial recycling network enhancing regional development. Journal of Cleaner Production.

Vol. 5. No. 1-2. Pp. 47-56.

SUOMEN STANDARDOIMISLIITTO SFS, 2004. SFS-ISO 14004: 2004.

Ympäristöjärjestelmät. Yleisiä ohjeita periaatteista, järjestelmistä ja tukea antavista menetelmistä.

SUOMEN STANDARDOIMISLIITTO SFS, 2010. SFS-ISO 14004: 2010.

Ympäristöjärjestelmät. Yleisiä ohjeita periaatteista, järjestelmistä ja tukea antavista menetelmistä.

Sterr, T. & T. Ott. 2004. The industrial region as a promising unit for eco-industrial development. Reflections, practical experience and establishment of innovative instruments to support industrial ecology. Journal of Cleaner Production 12(8-10): 947-965. von Hausen, M., Casavant, T., Barrs, R., Jeffrey, M. & Holland, M. 2004. The Maplewood Project: sustainable community planning and eco-industrial development opportunities in a west coast community. North Vancouver: District of North Vancouver Welford, R. 2004. Commentary: regional environmental management systems. University of Hong Kong: Progress in Industrial Ecology, Vol. 1, Nos. 1/2/3.

Yang, L., Hu, S., Shen, J., Li, Y., Wu, Z. & Wang, T. 2003. Computer Aided Chemical Engineering, Vol. 15, 1405-1410. Development of a management information system for an eco-industrial park. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S1570794603805072

115

Hankkeen toimenpiteit채 vuoden 2014 aikana

117

Hankkeen toimenpiteitä 2014 aikana Pielisen Karjalan bioenergiaverkostot ja -virrat -hankkeen tavoitteena on bioenergiaan liittyvän uuden yritystoiminnan luominen ja tätä edistävän tiedon ja osaamisen välittämiseen.

Hajautettu energiantuotanto ja maaseutuyritysten energiaomavaraisuus pysyvät hankkeen painopistealueina myös vuonna 2014.

Alkuvuodesta 2014 hanke järjestää yhteistyössä kansainvälisen BIOPAD -hankkeen kanssa Pielisen Karjalan päättäjien biotalousakatemian. Tilaisuudessa keskustellaan biotalouden toimintamahdollisuuksista ja edistämiskeinoista ja kartoitetaan alueen päättäjien näkemyksiä biotaloudesta. Vuoden 2014 aikana jatkamme työtä biokaasulaitosten suunnittelun ja perustamisen tukemiseksi sekä selvitämme poltettavan biojätteen terminaaliverkoston edellytyksiä.

Hanke selvittää ja tukee uudella konseptilla toimivan maatilan biokaasulaitoksen perustamishanketta Valtimolla ja pyrkii edistämään biokaasun tuotantoa ja käyttöä Pielisen Karjalassa.

Jatkamme vuoden 2014 aikana pilottiluonteisen Kuittilan tilan lämmön- ja sähköntuotantojärjestelmän markkinointia niin paikallisille kuin myös kansallisille ja kansainvälisille toimijoille. Viimeisenä toimintavuonna toiminnan painopiste on tehtyjen selvitysten tulosten ja hyvien käytäntöjen levittämisessä ja projektin käytännön tuloksista tiedottamisessa. Olemme havainneet bioenergian ja biotalouden herättäneen suuren yleisön ja yrittäjäkunnan mielenkiinnon, joten projektille pyritään suunnittelemaan jatkotoimenpiteitä, joiden avulla bioenergia-alan myönteinen kehitys voisi jatkua ja vahvistua Pielisen Karjalassa myös vuoden 2014 jälkeen.

119

Opinnäytetöiden tiivistelmät

121

Nurmeksen metallinyrkin markkinointistrategiat ja alihankinnat bioenergia-alalla Mika Kemppainen, Karelia-amk Opinnäytetyössä tutkittiin seitsemän Metallinyrkkiin kuuluvan yrityksen neljää eri markkinointistrategiaa, jotka olivat: tuotestrategia, asiakasstrategia, markkina-aluestrategia sekä kilpailuetustrategia. Markkinointistrategioiden avulla selvitettiin yrityksien mahdollisuuksia, potentiaaleja sekä kiinnostuksia valmistaa laitteita ali-, osa- tai laitevalmistajana bioenergiaalalle. Tutkimus suoritettiin aikavälillä heinäkuu 2012 – marraskuu 2012.

Tutkimuksessa saatiin selville, että Metallinyrkkiin kuuluvat yritykset voisivat valmistaa markkinointistrategiselta näkökannalta bioenergia-alan tuotteita tehokkaimmin, jos yritykset tekisivät joitain muutoksia markkinointistrategioihinsa. Muutoksien tarpeet vaihtelivat yrityskohtaisesti. Ehdotettuja muutoksia ovat: tuotannossa erikoistuotteiden painotuksen lisääminen, asiakasstrategioiden muuttaminen erikoistuotelähtöisemmäksi, markkina-alueiden laajentaminen, sekä löytää tai tehdä erikoistuotteen kohderyhmän arvostama kilpailuetu. Löydettyä kilpailuetua tulisi käyttää tehokkaassa markkinoinnissa.

Tutkimuksessa tunnistettiin, että Metallinyrkkiin kuuluvilla yrityksillä on erilaisia vahvuuksia, jolloin bioenergia-alan tuotteiden valmistukseen liittyen oli mahdollista löytää eri roolijakoihin vahvimmat yritykset. Tulevaisuuden näkymät olivat Metallinyrkin yrityksissä positiiviset bioenergia-alaa koskien, ja yritykset uskovat valmistavansa alan tuotteita tulevaisuudessa.

Opinnäytetyö on saatavissa PKBEV -hankkeen verkkosivuilta osoitteesta: Bioenergia.pikes.fi (julkaisut).

Selvitys pilkeliiketoiminnan mahdollisuuksista Pielisen Karjalassa Tommi Karukannas, Karelia-amk Opinnäytetyössä selvitettiin toimintaedellytyksiä pilkeliiketoiminnalle Pielisen Karjalassa.

Tärkeintä oli löytää tiedot hintatasosta ja laatuvaatimuksista. Tulokset kerättiin haastattelujen sekä verkkokyselyjen pohjalta, joiden kohderyhminä olivat pilkkeen edelleen myyjät ja välittäjät. Haastatteluun osallistujia oli 8 ja verkkokyselyyn osallistujia 25.

Polttopuun kysyntä on suurempaa alueilla, joissa asukkaita on tiheämmässä. Tällaisilla seuduilla myös pilkkeestä saatava hinta on parempi. Työssä selvitettiin pilkkeen kuljettamisen kannattavuutta Pielisen Karjalasta suuremman ostopotentiaalin omaaville alueille.

Välittäjät ja edelleen myyjät haluavat ostaa pilkkeensä luotettavalta ja toimitusvarmalta kotimaiselta toimijalta. Haluttu pilke on pääsääntöisesti lyhyttä, kuivaa koivua.

Pilkkeiden myyminen välittäjälle madaltaa uuden polttopuuyrittäjän aloituskynnystä, sillä välittäjillä on valmiina kanta-asiakkaita. Välittäjälle myydessään tuottaja säästää myös markkinointi- ja kuljetuskuluissa.

Pienissä erissä ja siisteissä pakkauksissa myytävästä pilkkeestä oltiin valmiita maksa-maan keskimäärin 83 €/i-m3. Irtotavarana tai suurissa pakkauksissa myytävän pilkkeen keskimääräiseksi hinnaksi muodostui 40 euroa/i-m3. Irtotavarana tai suurissa pakkauksissa myytävän pilkkeen etuina ovat kuitenkin tuotannon yksinkertaisuus ja suuremmat jakeluerät. Pilkkeestä maksettava hinta on noussut 10 vuoden aikana 60 %. Silti pilke on energianhinnaltaan yli kolmanneksen halvempaa kuin öljy tai sähkö. Niin pilkkeen käyttäjät, kuin myyjätkin uskovat pilkkeen kulutuksen lisääntyvän tulevaisuudessa.

Opinnäytetyö on saatavissa PKBEV -hankkeen verkkosivuilta osoitteesta: Bioenergia.pikes.fi (julkaisut).

Liitteet

125

[VO1] NURMEKSEN BIOKAASULAITOS ‐ Biokaasun myynti raakakaasuna LASKENNAN OLETUKSET INVESTOINNIT JA INFLAATIO Laitosinvestointi Investointiavustus Osakepääoma Käyttöpääomalaina Pääomalaina Pankkilaina Keskikorkokanta (WACC) Lainan kuoletusaika Tulojen tarkistus‐% Menojen tarkistus‐% KASSAVIRTALASKELMA KÄYTTÖKATE (EBITDA) Yhteisöverot OPERATIIVINEN NETTOKASSAVIRTA Vieraan pääoman korot Vieraan pääoman lyhennykset VAPAA KASSAVIRTA VAPAA KASSAVIRTA (KUMULATIIVINEN) ROI ROE Omavaraisuusaste Nettovelkaantuneisuusaste

Kustannus (€ jtai %)

Erilliskerätty biojäte (ts 29%, vs 25%) Teollisuuden biojätteet (ts 29%, vs 25%) JV‐Lieteet (ts 15%, vs 12%) Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti

4 500 000 25 % 15 % 5 % 10 % 50 % 8 % 10 3 % 2 %

TULOSLASKELMA

MATERIAALIT JA PALVELUT Ostot tilikauden aikana Tuotantoinvestoinnit Kemikaalit Sähkö Lämpö Vesi Jätevesi Biojätteen ylite Muut ostot Ulkopuoliset palvelut Näytteenotot ja analyysit Mädätysjäännöksen kuljetus Huoltopalvelut HENKILÖSTÖKULUT Palkat Henkilöstösivukulut POISTOT JA ARVONALENTUMISET Poistot (15 a tasapoisto)

Kaasu Energia Hinta (€/t) (m3CH4/tVS) (MWh/a) 60 500 7 500 60 500 1 250 40 300 7 920 ‐3 35 60 % 16 670 133,5 40 % 6 668 10 50 % 8 335

Kustannus (€) 700 000 1 100 000 1 500 000 100 000 300 000 0 400 000 200 000 200 000 4 500 000

LAITOSINVESTOINTI Maanrakennustyöt Vastaanottorakennus Biokaasuprosessi Mädätysjäännöksen käsittely Loppuvarastosäiliöt Kaasun hyötykäyttö SIA työt Projektinjohto Riskilisä 5 % YHTEENSÄ

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

‐181 900 0

628 575 ‐18 915

897 296 ‐75 890

1 165 740 ‐133 068

1 326 033 ‐168 894

1 373 135 ‐182 384

1 421 796 ‐196 512

1 472 066 ‐211 312

1 523 997 ‐226 825

1 577 641 ‐243 091

1 633 052 ‐260 153

1 690 288 ‐278 058

1 749 406 ‐289 881

1 810 465 ‐302 093

1 873 528 ‐314 706

1 938 658 ‐327 732

‐181 900 0 0

609 660 ‐234 000 ‐201 911

821 406 ‐217 847 ‐218 064

1 032 673 ‐200 402 ‐235 509

1 157 139 ‐181 561 ‐254 350

1 190 750 ‐161 213 ‐274 698

1 225 284 ‐139 237 ‐296 674

1 260 753 ‐115 503 ‐320 408

1 297 171 ‐89 871 ‐346 040

1 334 550 ‐62 188 ‐373 724

1 372 900 ‐32 290 ‐403 622

1 412 231 0 0

1 459 525 0 0

1 508 372 0 0

1 558 823 0 0

1 610 926 0 0

‐181 900 ‐181 900

173 749 ‐8 151

385 495 377 343

596 762 974 105

721 227 1 695 332

754 839 2 450 171

789 373 3 239 544

824 842 4 064 386

861 260 4 925 646

898 639 5 824 285

936 989 6 761 274

1 412 231 8 173 504

1 459 525 1 508 372 1 558 823 1 610 926 9 633 029 11 141 401 12 700 224 14 311 150

‐5 % ‐16 % 14 % 593 %

10 % 7 % 17 % 479 %

18 % 29 % 26 % 287 %

24 % 52 % 38 % 162 %

25 % 69 % 51 % 97 %

24 % 77 % 62 % 62 %

22 % 88 % 71 % 40 %

21 % 100 % 80 % 25 %

20 % 114 % 87 % 15 %

19 % 132 % 94 % 6 %

18 % 154 % 100 % 0 %

16 % 165 % 100 % 0 %

15 % 172 % 100 % 0 %

14 % 179 % 100 % 0 %

13 % 186 % 100 % 0 %

12 % 194 % 100 % 0 %

‐16 %

10 %

24 %

31 %

35 %

38 %

39 %

41 %

41 %

42 %

43 %

43 %

43 %

43 %

IRR (ei diskontattu)

LIIKEVAIHTO Erilliskerätty biojäte Teollisuuden biojätteet JV‐Lieteet Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti

Määrä (t/a) 6000 1000 22000 29000 16670 0 0

LAITOKSEN LIIKEVAIHTO

© DORANOVA OY Jarno Laitinen

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

0 0 0 0 0 0 0 0

1 318 415 252 000 42 000 616 000 0 408 415 0 0

1 600 933 306 000 51 000 748 000 0 495 933 0 0

1 883 450 360 000 60 000 880 000 0 583 450 0 0

2 058 097 393 382 65 564 961 600 0 637 552 0 0

2 119 840 405 183 67 531 990 448 0 656 678 0 0

2 183 435 417 339 69 556 1 020 161 0 676 378 0 0

2 248 938 429 859 71 643 1 050 766 0 696 670 0 0

2 316 406 442 755 73 792 1 082 289 0 717 570 0 0

2 385 898 456 037 76 006 1 114 758 0 739 097 0 0

2 457 475 469 718 78 286 1 148 200 0 761 270 0 0

2 531 199 483 810 80 635 1 182 646 0 784 108 0 0

2 607 135 498 324 83 054 1 218 126 0 807 631 0 0

2 685 349 513 274 85 546 1 254 670 0 831 860 0 0

2 765 910 528 672 88 112 1 292 310 0 856 816 0 0

2 848 887 544 532 90 755 1 331 079 0 882 520 0 0

0 0 ‐4 500 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

‐376 040 ‐264 540 ‐45 000 ‐116 000 ‐27 840 ‐40 000 0 0 ‐35 700 0 ‐111 500 ‐2 000 ‐87 000 ‐22 500

‐383 561 ‐269 831 ‐45 900 ‐118 320 ‐28 397 ‐40 800 0 0 ‐36 414 0 ‐113 730 ‐2 040 ‐88 740 ‐22 950

‐391 232 ‐275 227 ‐46 818 ‐120 686 ‐28 965 ‐41 616 0 0 ‐37 142 0 ‐116 005 ‐2 081 ‐90 515 ‐23 409

‐399 057 ‐280 732 ‐47 754 ‐123 100 ‐29 544 ‐42 448 0 0 ‐37 885 0 ‐118 325 ‐2 122 ‐92 325 ‐23 877

‐407 038 ‐286 347 ‐48 709 ‐125 562 ‐30 135 ‐43 297 0 0 ‐38 643 0 ‐120 691 ‐2 165 ‐94 172 ‐24 355

‐415 179 ‐292 074 ‐49 684 ‐128 073 ‐30 738 ‐44 163 0 0 ‐39 416 0 ‐123 105 ‐2 208 ‐96 055 ‐24 842

‐423 482 ‐297 915 ‐50 677 ‐130 635 ‐31 352 ‐45 046 0 0 ‐40 204 0 ‐125 567 ‐2 252 ‐97 976 ‐25 339

‐431 952 ‐303 873 ‐51 691 ‐133 248 ‐31 979 ‐45 947 0 0 ‐41 008 0 ‐128 078 ‐2 297 ‐99 936 ‐25 845

‐440 591 ‐309 951 ‐52 725 ‐135 912 ‐32 619 ‐46 866 0 0 ‐41 828 0 ‐130 640 ‐2 343 ‐101 934 ‐26 362

‐449 403 ‐316 150 ‐53 779 ‐138 631 ‐33 271 ‐47 804 0 0 ‐42 665 0 ‐133 253 ‐2 390 ‐103 973 ‐26 890

‐458 391 ‐322 473 ‐54 855 ‐141 403 ‐33 937 ‐48 760 0 0 ‐43 518 0 ‐135 918 ‐2 438 ‐106 053 ‐27 427

‐467 558 ‐328 922 ‐55 952 ‐144 231 ‐34 616 ‐49 735 0 0 ‐44 388 0 ‐138 636 ‐2 487 ‐108 174 ‐27 976

‐476 910 ‐335 501 ‐57 071 ‐147 116 ‐35 308 ‐50 730 0 0 ‐45 276 0 ‐141 409 ‐2 536 ‐110 337 ‐28 535

‐486 448 ‐342 211 ‐58 212 ‐150 058 ‐36 014 ‐51 744 0 0 ‐46 182 0 ‐144 237 ‐2 587 ‐112 544 ‐29 106

‐496 177 ‐349 055 ‐59 377 ‐153 060 ‐36 734 ‐52 779 0 0 ‐47 105 0 ‐147 122 ‐2 639 ‐114 795 ‐29 688

‐81 900 ‐63 000 ‐18 900

‐163 800 ‐126 000 ‐37 800

‐167 076 ‐128 520 ‐38 556

‐170 418 ‐131 090 ‐39 327

‐173 826 ‐133 712 ‐40 114

‐177 302 ‐136 386 ‐40 916

‐180 848 ‐139 114 ‐41 734

‐184 465 ‐141 896 ‐42 569

‐188 155 ‐144 734 ‐43 420

‐191 918 ‐147 629 ‐44 289

‐195 756 ‐150 582 ‐45 174

‐199 671 ‐153 593 ‐46 078

‐203 665 ‐156 665 ‐47 000

‐207 738 ‐159 798 ‐47 940

‐211 893 ‐162 994 ‐48 898

‐216 131 ‐166 254 ‐49 876 ‐300 000 ‐300 000

0 0

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

‐300 000 ‐300 000

4 500 000

4 200 000

3 900 000

3 600 000

3 300 000

3 000 000

2 700 000

2 400 000

2 100 000

1 800 000

1 500 000

1 200 000

900 000

600 000

300 000

0

LIIKETOIMINNAN MUUT KULUT Muut kulut

‐100 000 ‐100 000

‐150 000 ‐150 000

‐153 000 ‐153 000

‐156 060 ‐156 060

‐159 181 ‐159 181

‐162 365 ‐162 365

‐165 612 ‐165 612

‐168 924 ‐168 924

‐172 303 ‐172 303

‐175 749 ‐175 749

‐179 264 ‐179 264

‐182 849 ‐182 849

‐186 506 ‐186 506

‐190 236 ‐190 236

‐194 041 ‐194 041

‐197 922 ‐197 922

LIIKEVOITTO (EBIT) Käyttökate (EBITDA)

‐181 900 ‐181 900

328 575 628 575

597 296 897 296

865 740 1 165 740

1 026 033 1 326 033

1 073 135 1 373 135

1 121 796 1 421 796

1 172 066 1 472 066

1 223 997 1 523 997

1 277 641 1 577 641

1 333 052 1 633 052

1 390 288 1 690 288

1 449 406 1 749 406

1 510 465 1 810 465

1 573 528 1 873 528

1 638 658 1 938 658

0 0

‐234 000 ‐234 000 ‐201 911 201 911

‐217 847 ‐217 847 ‐218 064 218 064

‐200 402 ‐200 402 ‐235 509 235 509

‐181 561 ‐181 561 ‐254 350 254 350

‐161 213 ‐161 213 ‐274 698 274 698

‐139 237 ‐139 237 ‐296 674 296 674

‐115 503 ‐115 503 ‐320 408 320 408

‐89 871 ‐89 871 ‐346 040 346 040

‐62 188 ‐62 188 ‐373 724 373 724

‐32 290 ‐32 290 ‐403 622 403 622

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

VOITTO ENNEN VEROJA (EBT) Yhteisöverot 20%

‐181 900 0

94 575 ‐18 915

379 449 ‐75 890

665 338 ‐133 068

844 472 ‐168 894

911 921 ‐182 384

982 558 ‐196 512

1 056 562 ‐211 312

1 134 126 ‐226 825

1 215 453 ‐243 091

1 300 763 ‐260 153

1 390 288 ‐278 058

1 449 406 ‐289 881

1 510 465 ‐302 093

1 573 528 ‐314 706

1 638 658 ‐327 732

TILIKAUDEN VOITTO Kumulatiivinen voitto

‐181 900 ‐181 900

75 660 ‐106 240

303 559 197 319

532 271 729 590

675 577 1 405 167

729 537 2 134 704

786 047 2 920 751

845 250 3 766 001

907 301 4 673 301

972 362 5 645 664

1 040 610 6 686 274

1 112 231 7 798 504

1 159 525 1 208 372 1 258 823 1 310 926 8 958 029 10 166 401 11 425 224 12 736 150

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

Poistojäännös

RAHOITUSTUOTOT JA KULUT Korkokulut ja muut rahoituskulut L i Lainan lyhennykset (ei tuloslaskelmassa) l h k t( it l l k l )

TASE VASTAAVAA Pysyvät vastaavat Aineettomat hyödykkeet Aineelliset hyödykkeet Saadut tuet Vaihtuvat vastaavat Rahat ja pankkisaamiset VASTATTAVAA Oma pääoma Osakepääoma Nykyisen/edellisten tilikausien voitto Vieras pääoma Käyttöpääomalaina Pääomalainat L i Lainat rahoituslaitoksilta h i l i k il

2026

2027

2028

2029

3 418 100 3 291 849 3 377 343 3 674 105 4 095 332 4 550 171 5 039 544 5 564 386 6 125 646 6 724 285 7 361 274 8 473 504 9 633 029 10 841 401 12 100 224 13 411 150 3 375 000 3 075 000 2 775 000 2 475 000 2 175 000 1 875 000 1 575 000 1 275 000 975 000 675 000 375 000 75 000 ‐225 000 ‐525 000 ‐825 000 ‐1 125 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 500 000 4 200 000 3 900 000 3 600 000 3 300 000 3 000 000 2 700 000 2 400 000 2 100 000 1 800 000 1 500 000 1 200 000 900 000 600 000 300 000 0 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 ‐1 125 000 43 100 43 100

216 849 216 849

602 343 602 343

1 199 105 1 199 105

1 920 332 1 920 332

2 675 171 2 675 171

3 464 544 3 464 544

4 289 386 4 289 386

5 150 646 5 150 646

6 049 285 6 049 285

6 986 274 6 986 274

8 398 504 8 398 504

9 858 029 11 366 401 12 925 224 14 536 150 9 858 029 11 366 401 12 925 224 14 536 150

3 418 100 493 100 675 000 ‐181 900

3 291 849 568 760 675 000 ‐106 240

3 377 343 872 319 675 000 197 319

3 674 105 1 404 590 675 000 729 590

4 095 332 2 080 167 675 000 1 405 167

4 550 171 2 809 704 675 000 2 134 704

5 039 544 3 595 751 675 000 2 920 751

5 564 386 4 441 001 675 000 3 766 001

6 125 646 5 348 301 675 000 4 673 301

6 724 285 6 320 664 675 000 5 645 664

7 361 274 7 361 274 675 000 6 686 274

8 473 504 8 473 504 675 000 7 798 504

9 633 029 10 841 401 12 100 224 13 411 150 9 633 029 10 841 401 12 100 224 13 411 150 675 000 675 000 675 000 675 000 8 958 029 10 166 401 11 425 224 12 736 150

2 925 000 225 000 450 000 2 250 000 2 250 000

2 723 089 209 468 418 937 2 094 684 2 094 684

2 505 025 192 694 385 388 1 926 942 1 926 942

2 269 515 174 578 349 156 1 745 781 1 745 781

2 015 165 155 013 310 025 1 550 127 1 550 127

1 740 467 133 882 267 764 1 338 821 1 338 821

1 443 793 111 061 222 122 1 110 610 1 110 610

1 123 386 86 414 172 829 864 143 864 143

777 345 59 796 119 592 597 958 597 958

403 622 31 048 62 096 310 478 310 478

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

[VO2] NURMEKSEN BIOKAASULAITOS ‐ Biokaasun rikastaminen liikennepolttoaineeksi LASKENNAN OLETUKSET INVESTOINNIT JA INFLAATIO Laitosinvestointi Investointiavustus Osakepääoma Käyttöpääomalaina Pääomalaina Pankkilaina Keskikorkokanta (WACC) Lainan kuoletusaika Tulojen tarkistus‐% Menojen tarkistus‐% KASSAVIRTALASKELMA KÄYTTÖKATE (EBITDA) Yhteisöverot OPERATIIVINEN NETTOKASSAVIRTA Vieraan pääoman korot Vieraan pääoman lyhennykset VAPAA KASSAVIRTA VAPAA KASSAVIRTA (KUMULATIIVINEN) ROI ROE Omavaraisuusaste Nettovelkaantuneisuusaste

Kustannus (€ jtai %)

Erilliskerätty biojäte (ts 29%, vs 25%) Teollisuuden biojätteet (ts 29%, vs 25%) JV‐Lieteet (ts 15%, vs 12%) Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti

6 400 000 25 % 15 % 5 % 10 % 50 % 8 % 10 3 % 2 %

LIIKEVAIHTO Erilliskerätty biojäte Teollisuuden biojätteet JV‐Lieteet Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti MATERIAALIT JA PALVELUT Ostot tilikauden aikana Tuotantoinvestoinnit Kemikaalit Sähkö Lämpö Vesi Jätevesi Biojätteen ylite Muut ostot Ulkopuoliset palvelut Näytteenotot ja analyysit Mädätysjäännöksen kuljetus Huoltopalvelut HENKILÖSTÖKULUT Palkat Henkilöstösivukulut POISTOT JA ARVONALENTUMISET Poistot (15 a tasapoisto)

Kaasu Energia Hinta (€/t) (m3CH4/tVS) (MWh/a) 60 500 7 500 60 500 1 250 40 300 7 920 ‐3 80 60 % 16 670 133,5 40 % 6 668 10 50 % 8 335

Kustannus (€) 700 000 1 100 000 1 500 000 100 000 300 000 1 900 000 400 000 200 000 200 000 6 400 000

LAITOSINVESTOINTI Maanrakennustyöt Vastaanottorakennus Biokaasuprosessi Mädätysjäännöksen käsittely Loppuvarastosäiliöt Kaasun hyötykäyttö SIA työt Projektinjohto Riskilisä 5 % YHTEENSÄ

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

‐181 900 0

1 125 180 ‐73 143

1 505 853 ‐153 872

1 886 239 ‐234 911

2 115 498 ‐286 122

2 186 586 ‐306 128

2 259 959 ‐327 053

2 335 689 ‐348 950

2 413 849 ‐371 873

2 494 516 ‐395 881

2 577 768 ‐421 036

2 663 686 ‐447 404

2 752 353 ‐465 137

2 843 855 ‐483 438

2 938 281 ‐502 323

3 035 722 ‐521 811

‐181 900 0 0

1 052 037 ‐332 800 ‐287 163

1 351 981 ‐309 827 ‐310 136

1 651 328 ‐285 016 ‐334 947

1 829 376 ‐258 220 ‐361 742

1 880 458 ‐229 281 ‐390 682

1 932 906 ‐198 026 ‐421 936

1 986 739 ‐164 272 ‐455 691

2 041 976 ‐127 816 ‐492 146

2 098 635 ‐88 445 ‐531 518

2 156 732 ‐45 923 ‐574 040

2 216 282 0 0

2 287 216 0 0

2 360 417 0 0

2 435 958 0 0

2 513 911 0 0

‐181 900 ‐181 900

432 075 250 175

732 019 982 193

1 031 365 2 013 558

1 209 413 3 222 971

1 260 495 4 483 467

1 312 943 5 796 410

1 366 776 7 163 186

1 422 013 1 478 672 1 536 770 2 216 282 2 287 216 2 360 417 2 435 958 2 513 911 8 585 199 10 063 871 11 600 641 13 816 922 16 104 138 18 464 555 20 900 514 23 414 424

‐4 % ‐11 % 16 % 535 %

14 % 19 % 22 % 362 %

21 % 41 % 32 % 211 %

25 % 65 % 45 % 123 %

25 % 82 % 57 % 76 %

24 % 91 % 67 % 50 %

22 % 103 % 75 % 33 %

21 % 116 % 83 % 21 %

19 % 132 % 89 % 12 %

18 % 151 % 95 % 5 %

17 % 175 % 100 % 0 %

16 % 186 % 100 % 0 %

14 % 194 % 100 % 0 %

13 % 201 % 100 % 0 %

13 % 209 % 100 % 0 %

12 % 217 % 100 % 0 %

1 %

24 %

36 %

42 %

46 %

48 %

49 %

50 %

50 %

51 %

51 %

51 %

52 %

52 %

IRR (ei diskontattu)

TULOSLASKELMA

Määrä (t/a) 6000 1000 22000 29000 16670 0 0

LAITOKSEN LIIKEVAIHTO

© DORANOVA OY Jarno Laitinen

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

0 0 0 0 0 0 0 0

1 843 520 252 000 42 000 616 000 0 933 520 0 0

2 238 560 306 000 51 000 748 000 0 1 133 560 0 0

2 633 600 360 000 60 000 880 000 0 1 333 600 0 0

2 877 806 393 382 65 564 961 600 0 1 457 261 0 0

2 964 140 405 183 67 531 990 448 0 1 500 979 0 0

3 053 064 417 339 69 556 1 020 161 0 1 546 008 0 0

3 144 656 429 859 71 643 1 050 766 0 1 592 388 0 0

3 238 996 442 755 73 792 1 082 289 0 1 640 160 0 0

3 336 166 456 037 76 006 1 114 758 0 1 689 365 0 0

3 436 251 469 718 78 286 1 148 200 0 1 740 046 0 0

3 539 338 483 810 80 635 1 182 646 0 1 792 247 0 0

3 645 518 498 324 83 054 1 218 126 0 1 846 014 0 0

3 754 884 513 274 85 546 1 254 670 0 1 901 395 0 0

3 867 530 528 672 88 112 1 292 310 0 1 958 437 0 0

3 983 556 544 532 90 755 1 331 079 0 2 017 190 0 0

0 0 ‐6 400 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

‐404 540 ‐283 540 ‐64 000 ‐116 000 ‐27 840 ‐40 000 0 0 ‐35 700 0 ‐121 000 ‐2 000 ‐87 000 ‐32 000

‐412 631 ‐289 211 ‐65 280 ‐118 320 ‐28 397 ‐40 800 0 0 ‐36 414 0 ‐123 420 ‐2 040 ‐88 740 ‐32 640

‐420 883 ‐294 995 ‐66 586 ‐120 686 ‐28 965 ‐41 616 0 0 ‐37 142 0 ‐125 888 ‐2 081 ‐90 515 ‐33 293

‐429 301 ‐300 895 ‐67 917 ‐123 100 ‐29 544 ‐42 448 0 0 ‐37 885 0 ‐128 406 ‐2 122 ‐92 325 ‐33 959

‐437 887 ‐306 913 ‐69 276 ‐125 562 ‐30 135 ‐43 297 0 0 ‐38 643 0 ‐130 974 ‐2 165 ‐94 172 ‐34 638

‐446 645 ‐313 051 ‐70 661 ‐128 073 ‐30 738 ‐44 163 0 0 ‐39 416 0 ‐133 594 ‐2 208 ‐96 055 ‐35 331

‐455 578 ‐319 312 ‐72 074 ‐130 635 ‐31 352 ‐45 046 0 0 ‐40 204 0 ‐136 266 ‐2 252 ‐97 976 ‐36 037

‐464 689 ‐325 698 ‐73 516 ‐133 248 ‐31 979 ‐45 947 0 0 ‐41 008 0 ‐138 991 ‐2 297 ‐99 936 ‐36 758

‐473 983 ‐332 212 ‐74 986 ‐135 912 ‐32 619 ‐46 866 0 0 ‐41 828 0 ‐141 771 ‐2 343 ‐101 934 ‐37 493

‐483 463 ‐338 857 ‐76 486 ‐138 631 ‐33 271 ‐47 804 0 0 ‐42 665 0 ‐144 606 ‐2 390 ‐103 973 ‐38 243

‐493 132 ‐345 634 ‐78 016 ‐141 403 ‐33 937 ‐48 760 0 0 ‐43 518 0 ‐147 498 ‐2 438 ‐106 053 ‐39 008

‐502 995 ‐352 546 ‐79 576 ‐144 231 ‐34 616 ‐49 735 0 0 ‐44 388 0 ‐150 448 ‐2 487 ‐108 174 ‐39 788

‐513 055 ‐359 597 ‐81 167 ‐147 116 ‐35 308 ‐50 730 0 0 ‐45 276 0 ‐153 457 ‐2 536 ‐110 337 ‐40 584

‐523 316 ‐366 789 ‐82 791 ‐150 058 ‐36 014 ‐51 744 0 0 ‐46 182 0 ‐156 526 ‐2 587 ‐112 544 ‐41 395

‐533 782 ‐374 125 ‐84 447 ‐153 060 ‐36 734 ‐52 779 0 0 ‐47 105 0 ‐159 657 ‐2 639 ‐114 795 ‐42 223

‐81 900 ‐63 000 ‐18 900

‐163 800 ‐126 000 ‐37 800

‐167 076 ‐128 520 ‐38 556

‐170 418 ‐131 090 ‐39 327

‐173 826 ‐133 712 ‐40 114

‐177 302 ‐136 386 ‐40 916

‐180 848 ‐139 114 ‐41 734

‐184 465 ‐141 896 ‐42 569

‐188 155 ‐144 734 ‐43 420

‐191 918 ‐147 629 ‐44 289

‐195 756 ‐150 582 ‐45 174

‐199 671 ‐153 593 ‐46 078

‐203 665 ‐156 665 ‐47 000

‐207 738 ‐159 798 ‐47 940

‐211 893 ‐162 994 ‐48 898

‐216 131 ‐166 254 ‐49 876

0 0

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

‐426 667 ‐426 667

6 400 000

5 973 333

5 546 667

5 120 000

4 693 333

4 266 667

3 840 000

3 413 333

2 986 667

2 560 000

2 133 333

1 706 667

1 280 000

853 333

426 667

0

LIIKETOIMINNAN MUUT KULUT Muut kulut

‐100 000 ‐100 000

‐150 000 ‐150 000

‐153 000 ‐153 000

‐156 060 ‐156 060

‐159 181 ‐159 181

‐162 365 ‐162 365

‐165 612 ‐165 612

‐168 924 ‐168 924

‐172 303 ‐172 303

‐175 749 ‐175 749

‐179 264 ‐179 264

‐182 849 ‐182 849

‐186 506 ‐186 506

‐190 236 ‐190 236

‐194 041 ‐194 041

‐197 922 ‐197 922

LIIKEVOITTO (EBIT) Käyttökate (EBITDA)

‐181 900 ‐181 900

698 513 1 125 180

1 079 187 1 505 853

1 459 572 1 886 239

1 688 831 2 115 498

1 759 919 2 186 586

1 833 292 2 259 959

1 909 022 2 335 689

1 987 182 2 413 849

2 067 849 2 494 516

2 151 101 2 577 768

2 237 019 2 663 686

2 325 686 2 752 353

2 417 188 2 843 855

2 511 614 2 938 281

2 609 055 3 035 722

0 0

‐332 800 ‐332 800 ‐287 163 287 163

‐309 827 ‐309 827 ‐310 136 310 136

‐285 016 ‐285 016 ‐334 947 334 947

‐258 220 ‐258 220 ‐361 742 361 742

‐229 281 ‐229 281 ‐390 682 390 682

‐198 026 ‐198 026 ‐421 936 421 936

‐164 272 ‐164 272 ‐455 691 455 691

‐127 816 ‐127 816 ‐492 146 492 146

‐88 445 ‐88 445 ‐531 518 531 518

‐45 923 ‐45 923 ‐574 040 574 040

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

VOITTO ENNEN VEROJA (EBT) Yhteisöverot 20%

‐181 900 0

365 713 ‐73 143

769 360 ‐153 872

1 174 556 ‐234 911

1 430 611 ‐286 122

1 530 638 ‐306 128

1 635 266 ‐327 053

1 744 750 ‐348 950

1 859 366 ‐371 873

1 979 405 ‐395 881

2 105 178 ‐421 036

2 237 019 ‐447 404

2 325 686 ‐465 137

2 417 188 ‐483 438

2 511 614 ‐502 323

2 609 055 ‐521 811

TILIKAUDEN VOITTO Kumulatiivinen voitto

‐181 900 ‐181 900

292 571 110 671

615 488 726 158

939 645 1 665 803

1 144 488 2 810 292

1 224 510 4 034 802

1 308 213 5 343 015

1 395 800 6 738 815

1 487 493 8 226 308

1 583 524 1 684 142 1 789 615 1 860 549 1 933 751 2 009 291 2 087 244 9 809 831 11 493 974 13 283 589 15 144 138 17 077 889 19 087 180 21 174 424

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

Poistojäännös

RAHOITUSTUOTOT JA KULUT Korkokulut ja muut rahoituskulut L i Lainan lyhennykset (ei tuloslaskelmassa) l h k t( it l l k l )

TASE VASTAAVAA Pysyvät vastaavat Aineettomat hyödykkeet Aineelliset hyödykkeet Saadut tuet Vaihtuvat vastaavat Rahat ja pankkisaamiset VASTATTAVAA Oma pääoma Osakepääoma Nykyisen/edellisten tilikausien voitto Vieras pääoma Käyttöpääomalaina Pääomalainat L i Lainat rahoituslaitoksilta h i l i k il

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

4 938 100 4 943 508 5 248 860 5 853 558 6 636 305 7 470 133 8 356 410 9 296 519 10 291 865 11 343 871 12 453 974 14 243 589 16 104 138 18 037 889 20 047 180 22 134 424 4 800 000 4 373 333 3 946 667 3 520 000 3 093 333 2 666 667 2 240 000 1 813 333 1 386 667 960 000 533 333 106 667 ‐320 000 ‐746 667 ‐1 173 333 ‐1 600 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 400 000 5 973 333 5 546 667 5 120 000 4 693 333 4 266 667 3 840 000 3 413 333 2 986 667 2 560 000 2 133 333 1 706 667 1 280 000 853 333 426 667 0 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 ‐1 600 000 138 100 138 100

570 175 570 175

1 302 193 1 302 193

2 333 558 2 333 558

3 542 971 3 542 971

4 803 467 4 803 467

6 116 410 6 116 410

7 483 186 7 483 186

8 905 199 10 383 871 11 920 641 14 136 922 16 424 138 18 784 555 21 220 514 23 734 424 8 905 199 10 383 871 11 920 641 14 136 922 16 424 138 18 784 555 21 220 514 23 734 424

4 938 100 778 100 960 000 ‐181 900

4 943 508 1 070 671 960 000 110 671

5 248 860 1 686 158 960 000 726 158

5 853 558 2 625 803 960 000 1 665 803

6 636 305 3 770 292 960 000 2 810 292

7 470 133 4 994 802 960 000 4 034 802

8 356 410 6 303 015 960 000 5 343 015

9 296 519 10 291 865 11 343 871 12 453 974 14 243 589 16 104 138 18 037 889 20 047 180 22 134 424 7 698 815 9 186 308 10 769 831 12 453 974 14 243 589 16 104 138 18 037 889 20 047 180 22 134 424 960 000 960 000 960 000 960 000 960 000 960 000 960 000 960 000 960 000 6 738 815 8 226 308 9 809 831 11 493 974 13 283 589 15 144 138 17 077 889 19 087 180 21 174 424

4 160 000 320 000 640 000 3 200 000 3 200 000

3 872 837 297 911 595 821 2 979 106 2 979 106

3 562 702 274 054 548 108 2 740 540 2 740 540

3 227 755 248 289 496 578 2 482 889 2 482 889

2 866 013 220 463 440 925 2 204 625 2 204 625

2 475 331 190 410 380 820 1 904 101 1 904 101

2 053 395 157 953 315 907 1 579 535 1 579 535

1 597 704 122 900 245 801 1 229 003 1 229 003

1 105 558 85 043 170 086 850 429 850 429

574 040 44 157 88 314 441 569 441 569

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

[VO3] NURMEKSEN BIOKAASULAITOS ‐ Biokaasun hyödyntäminen CHP tuotannossa LASKENNAN OLETUKSET INVESTOINNIT JA INFLAATIO Laitosinvestointi Investointiavustus Osakepääoma Käyttöpääomalaina Pääomalaina Pankkilaina Keskikorkokanta (WACC) Lainan kuoletusaika Tulojen tarkistus‐% Menojen tarkistus‐% KASSAVIRTALASKELMA KÄYTTÖKATE (EBITDA) Yhteisöverot OPERATIIVINEN NETTOKASSAVIRTA Vieraan pääoman korot Vieraan pääoman lyhennykset VAPAA KASSAVIRTA VAPAA KASSAVIRTA (KUMULATIIVINEN) ROI ROE Omavaraisuusaste Nettovelkaantuneisuusaste

Kustannus (€ jtai %)

Erilliskerätty biojäte (ts 29%, vs 25%) Teollisuuden biojätteet (ts 29%, vs 25%) JV‐Lieteet (ts 15%, vs 12%) Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti

5 100 000 0 % 15 % 5 % 25 % 60 % 8 % 10 3 % 2 %

TULOSLASKELMA

MATERIAALIT JA PALVELUT Ostot tilikauden aikana Tuotantoinvestoinnit Kemikaalit Sähkö Lämpö Vesi Jätevesi Biojätteen ylite Muut ostot Ulkopuoliset palvelut Näytteenotot ja analyysit Mädätysjäännöksen kuljetus Huoltopalvelut HENKILÖSTÖKULUT Palkat Henkilöstösivukulut POISTOT JA ARVONALENTUMISET Poistot (15 a tasapoisto)

6 668 4 168

Kaasu Energia Hinta (€/t) (m3CH4/tVS) (MWh/a) 60 500 7 500 60 500 1 250 40 300 7 920 ‐5 35 60 % 16 670 133,5 40 % 6 668 10 50 % 8 335

Kustannus (€) 700 000 1 100 000 1 500 000 100 000 300 000 600 000 400 000 200 000 200 000 5 100 000

LAITOSINVESTOINTI Maanrakennustyöt Vastaanottorakennus Biokaasuprosessi Mädätysjäännöksen käsittely Loppuvarastosäiliöt Kaasun hyötykäyttö SIA työt Projektinjohto Riskilisä 5 % YHTEENSÄ

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

‐181 900 0

903 457 ‐39 251

1 225 058 ‐108 641

1 546 396 ‐178 384

1 739 640 ‐222 946

1 798 821 ‐241 168

1 859 917 ‐260 284

1 922 988 ‐280 347

1 988 098 ‐301 414

2 055 309 ‐323 544

2 124 687 ‐346 803

2 196 302 ‐371 260

2 270 222 ‐386 044

2 346 520 ‐401 304

2 425 272 ‐417 054

2 506 553 ‐433 311

‐181 900 0 0

864 206 ‐367 200 ‐316 845

1 116 417 ‐341 852 ‐342 193

1 368 012 ‐314 477 ‐369 568

1 516 694 ‐284 911 ‐399 134

1 557 653 ‐252 981 ‐431 065

1 599 632 ‐218 496 ‐465 550

1 642 641 ‐181 252 ‐502 794

1 686 684 ‐141 028 ‐543 017

1 731 764 ‐97 587 ‐586 459

1 777 884 ‐50 670 ‐633 375

1 825 041 0 0

1 884 177 0 0

1 945 216 0 0

2 008 217 0 0

2 073 242 0 0

‐181 900 ‐181 900

180 160 ‐1 740

432 372 430 632

683 967 1 114 599

832 649 1 947 248

873 607 2 820 855

915 587 3 736 442

958 596 4 695 038

1 002 638 5 697 676

1 047 719 6 745 395

1 093 838 7 839 233

1 825 041 1 884 177 1 945 216 2 008 217 2 073 242 9 664 274 11 548 452 13 493 668 15 501 885 17 575 127

‐4 % ‐9 % 11 % 787 %

11 % 8 % 15 % 577 %

17 % 23 % 23 % 335 %

22 % 41 % 35 % 189 %

24 % 54 % 47 % 114 %

23 % 63 % 58 % 73 %

22 % 75 % 68 % 47 %

21 % 89 % 77 % 30 %

20 % 109 % 85 % 17 %

19 % 138 % 93 % 8 %

18 % 181 % 100 % 0 %

16 % 194 % 100 % 0 %

15 % 202 % 100 % 0 %

14 % 210 % 100 % 0 %

13 % 218 % 100 % 0 %

12 % 227 % 100 % 0 %

‐16 %

10 %

24 %

32 %

36 %

38 %

40 %

41 %

42 %

43 %

43 %

44 %

44 %

44 %

IRR (ei diskontattu)

LIIKEVAIHTO Erilliskerätty biojäte Teollisuuden biojätteet JV‐Lieteet Mädätysjäännös Biokaasun myynti Sähkön myynti Lämmön myynti

Määrä (t/a) 6000 1000 22000 29000

LAITOKSEN LIIKEVAIHTO

© DORANOVA OY Jarno Laitinen

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

0 0 0 0 0 0 0 0

1 562 297 252 000 42 000 616 000 0 0 623 125 29 173

1 897 075 306 000 51 000 748 000 0 0 756 651 35 424

2 231 853 360 000 60 000 880 000 0 0 890 178 41 675

2 438 806 393 382 65 564 961 600 0 0 972 722 45 539

2 511 970 405 183 67 531 990 448 0 0 1 001 903 46 906

2 587 329 417 339 69 556 1 020 161 0 0 1 031 960 48 313

2 664 949 429 859 71 643 1 050 766 0 0 1 062 919 49 762

2 744 898 442 755 73 792 1 082 289 0 0 1 094 807 51 255

2 827 245 456 037 76 006 1 114 758 0 0 1 127 651 52 793

2 912 062 469 718 78 286 1 148 200 0 0 1 161 480 54 376

2 999 424 483 810 80 635 1 182 646 0 0 1 196 325 56 008

3 089 407 498 324 83 054 1 218 126 0 0 1 232 215 57 688

3 182 089 513 274 85 546 1 254 670 0 0 1 269 181 59 419

3 277 551 528 672 88 112 1 292 310 0 0 1 307 256 61 201

3 375 878 544 532 90 755 1 331 079 0 0 1 346 474 63 037

0 0 ‐5 100 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

‐345 040 ‐230 540 ‐51 000 ‐116 000 ‐27 840 0 0 0 ‐35 700 0 ‐114 500 ‐2 000 ‐87 000 ‐25 500

‐351 941 ‐235 151 ‐52 020 ‐118 320 ‐28 397 0 0 0 ‐36 414 0 ‐116 790 ‐2 040 ‐88 740 ‐26 010

‐358 980 ‐239 854 ‐53 060 ‐120 686 ‐28 965 0 0 0 ‐37 142 0 ‐119 126 ‐2 081 ‐90 515 ‐26 530

‐366 159 ‐244 651 ‐54 122 ‐123 100 ‐29 544 0 0 0 ‐37 885 0 ‐121 508 ‐2 122 ‐92 325 ‐27 061

‐373 482 ‐249 544 ‐55 204 ‐125 562 ‐30 135 0 0 0 ‐38 643 0 ‐123 938 ‐2 165 ‐94 172 ‐27 602

‐380 952 ‐254 535 ‐56 308 ‐128 073 ‐30 738 0 0 0 ‐39 416 0 ‐126 417 ‐2 208 ‐96 055 ‐28 154

‐388 571 ‐259 625 ‐57 434 ‐130 635 ‐31 352 0 0 0 ‐40 204 0 ‐128 946 ‐2 252 ‐97 976 ‐28 717

‐396 343 ‐264 818 ‐58 583 ‐133 248 ‐31 979 0 0 0 ‐41 008 0 ‐131 525 ‐2 297 ‐99 936 ‐29 291

‐404 269 ‐270 114 ‐59 755 ‐135 912 ‐32 619 0 0 0 ‐41 828 0 ‐134 155 ‐2 343 ‐101 934 ‐29 877

‐412 355 ‐275 517 ‐60 950 ‐138 631 ‐33 271 0 0 0 ‐42 665 0 ‐136 838 ‐2 390 ‐103 973 ‐30 475

‐420 602 ‐281 027 ‐62 169 ‐141 403 ‐33 937 0 0 0 ‐43 518 0 ‐139 575 ‐2 438 ‐106 053 ‐31 084

‐429 014 ‐286 648 ‐63 412 ‐144 231 ‐34 616 0 0 0 ‐44 388 0 ‐142 366 ‐2 487 ‐108 174 ‐31 706

‐437 594 ‐292 380 ‐64 680 ‐147 116 ‐35 308 0 0 0 ‐45 276 0 ‐145 214 ‐2 536 ‐110 337 ‐32 340

‐446 346 ‐298 228 ‐65 974 ‐150 058 ‐36 014 0 0 0 ‐46 182 0 ‐148 118 ‐2 587 ‐112 544 ‐32 987

‐455 273 ‐304 193 ‐67 293 ‐153 060 ‐36 734 0 0 0 ‐47 105 0 ‐151 080 ‐2 639 ‐114 795 ‐33 647

‐81 900 ‐63 000 ‐18 900

‐163 800 ‐126 000 ‐37 800

‐167 076 ‐128 520 ‐38 556

‐170 418 ‐131 090 ‐39 327

‐173 826 ‐133 712 ‐40 114

‐177 302 ‐136 386 ‐40 916

‐180 848 ‐139 114 ‐41 734

‐184 465 ‐141 896 ‐42 569

‐188 155 ‐144 734 ‐43 420

‐191 918 ‐147 629 ‐44 289

‐195 756 ‐150 582 ‐45 174

‐199 671 ‐153 593 ‐46 078

‐203 665 ‐156 665 ‐47 000

‐207 738 ‐159 798 ‐47 940

‐211 893 ‐162 994 ‐48 898

‐216 131 ‐166 254 ‐49 876 ‐340 000 ‐340 000

0 0

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

‐340 000 ‐340 000

5 100 000

4 760 000

4 420 000

4 080 000

3 740 000

3 400 000

3 060 000

2 720 000

2 380 000

2 040 000

1 700 000

1 360 000

1 020 000

680 000

340 000

0

LIIKETOIMINNAN MUUT KULUT Muut kulut

‐100 000 ‐100 000

‐150 000 ‐150 000

‐153 000 ‐153 000

‐156 060 ‐156 060

‐159 181 ‐159 181

‐162 365 ‐162 365

‐165 612 ‐165 612

‐168 924 ‐168 924

‐172 303 ‐172 303

‐175 749 ‐175 749

‐179 264 ‐179 264

‐182 849 ‐182 849

‐186 506 ‐186 506

‐190 236 ‐190 236

‐194 041 ‐194 041

‐197 922 ‐197 922

LIIKEVOITTO (EBIT) Käyttökate (EBITDA)

‐181 900 ‐181 900

563 457 903 457

885 058 1 225 058

1 206 396 1 546 396

1 399 640 1 739 640

1 458 821 1 798 821

1 519 917 1 859 917

1 582 988 1 922 988

1 648 098 1 988 098

1 715 309 2 055 309

1 784 687 2 124 687

1 856 302 2 196 302

1 930 222 2 270 222

2 006 520 2 346 520

2 085 272 2 425 272

2 166 553 2 506 553

0 0

‐367 200 ‐367 200 ‐316 845 316 845

‐341 852 ‐341 852 ‐342 193 342 193

‐314 477 ‐314 477 ‐369 568 369 568

‐284 911 ‐284 911 ‐399 134 399 134

‐252 981 ‐252 981 ‐431 065 431 065

‐218 496 ‐218 496 ‐465 550 465 550

‐181 252 ‐181 252 ‐502 794 502 794

‐141 028 ‐141 028 ‐543 017 543 017

‐97 587 ‐97 587 ‐586 459 586 459

‐50 670 ‐50 670 ‐633 375 633 375

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

VOITTO ENNEN VEROJA (EBT) Yhteisöverot 20%

‐181 900 0

196 257 ‐39 251

543 206 ‐108 641

891 919 ‐178 384

1 114 728 ‐222 946

1 205 840 ‐241 168

1 301 421 ‐260 284

1 401 737 ‐280 347

1 507 070 ‐301 414

1 617 722 ‐323 544

1 734 017 ‐346 803

1 856 302 ‐371 260

1 930 222 ‐386 044

2 006 520 ‐401 304

2 085 272 ‐417 054

2 166 553 ‐433 311

TILIKAUDEN VOITTO Kumulatiivinen voitto

‐181 900 ‐181 900

157 006 ‐24 894

434 565 409 670

713 535 1 123 206

891 783 2 014 988

964 672 2 979 660

1 041 137 4 020 797

1 121 389 5 142 186

1 205 656 6 347 842

1 294 177 7 642 019

1 387 214 1 485 041 1 544 177 1 605 216 1 668 217 1 733 242 9 029 233 10 514 274 12 058 452 13 663 668 15 331 885 17 065 127

Poistojäännös

RAHOITUSTUOTOT JA KULUT Korkokulut ja muut rahoituskulut L i Lainan lyhennykset (ei tuloslaskelmassa) l h k t( it l l k l )

2014 (c)

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

VASTAAVAA Pysyvät vastaavat Aineettomat hyödykkeet Aineelliset hyödykkeet Saadut tuet

5 173 100 5 100 000 0 5 100 000 0

5 013 260 4 760 000 0 4 760 000 0

5 105 632 4 420 000 0 4 420 000 0

5 449 599 4 080 000 0 4 080 000 0

5 942 248 3 740 000 0 3 740 000 0

6 475 855 3 400 000 0 3 400 000 0

7 051 442 3 060 000 0 3 060 000 0

7 670 038 2 720 000 0 2 720 000 0

8 332 676 2 380 000 0 2 380 000 0

9 040 395 2 040 000 0 2 040 000 0

9 794 233 11 279 274 12 823 452 14 428 668 16 096 885 17 830 127 1 700 000 1 360 000 1 020 000 680 000 340 000 0 0 0 0 0 0 0 1 700 000 1 360 000 1 020 000 680 000 340 000 0 0 0 0 0 0 0

Vaihtuvat vastaavat Rahat ja pankkisaamiset

73 100 73 100

253 260 253 260

685 632 685 632

1 369 599 1 369 599

2 202 248 2 202 248

3 075 855 3 075 855

3 991 442 3 991 442

4 950 038 4 950 038

5 952 676 5 952 676

7 000 395 7 000 395

8 094 233 8 094 233

5 173 100 583 100 765 000 ‐181 900

5 013 260 740 106 765 000 ‐24 894

5 105 632 1 174 670 765 000 409 670

5 449 599 1 888 206 765 000 1 123 206

5 942 248 2 779 988 765 000 2 014 988

6 475 855 3 744 660 765 000 2 979 660

7 051 442 4 785 797 765 000 4 020 797

7 670 038 5 907 186 765 000 5 142 186

8 332 676 7 112 842 765 000 6 347 842

9 040 395 8 407 019 765 000 7 642 019

9 794 233 11 279 274 12 823 452 14 428 668 16 096 885 17 830 127 9 794 233 11 279 274 12 823 452 14 428 668 16 096 885 17 830 127 765 000 765 000 765 000 765 000 765 000 765 000 9 029 233 10 514 274 12 058 452 13 663 668 15 331 885 17 065 127

4 590 000 4 273 155 3 930 962 3 561 393 3 162 259 2 731 195 2 265 645 1 762 851 255 000 237 397 218 387 197 855 175 681 151 733 125 869 97 936 1 275 000 1 186 987 1 091 934 989 276 878 405 758 665 629 346 489 681 3 060 000 2 848 770 3 060 000 2 848 770 2 620 641 2 620 641 2 2 374 262 374 262 2 2 108 173 108 173 1 1 820 796 820 796 1 1 510 430 510 430 1 1 175 234 175 234

1 219 834 67 769 338 843 813 223 813 223

633 375 35 188 175 938 422 250 422 250

TASE

VASTATTAVAA Oma pääoma Osakepääoma Nykyisen/edellisten tilikausien voitto Vieras pääoma Käyttöpääomalaina Pääomalainat L i Lainat rahoituslaitoksilta h i l i k il

2024

0 0 0 0

2025

2026

2027

2028

2029

9 919 274 11 803 452 13 748 668 15 756 885 17 830 127 9 919 274 11 803 452 13 748 668 15 756 885 17 830 127

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

Pielisen Karjalan Kehittämiskeskus Oy PIKES Pielisen Karjalan Bioenergia-verkostot ja -virrat -hanke Niina Huikuri Projektipäällikkö niina.huikuri@pikes.fi Puh.: 040 689 8166

Heidi Tanskanen Projektipäällikkö heidi.tanskanen@pikes.fi Puh.: 040 689 8166

Lasse Okkonen Lehtori / Biotalouskoordinaattori Karelia ammattikorkeakoulu Oy Biotalouden keskus lasse.okkonen@karelia.fi Puh.: 050 3423 582