ENERGI- OCHKLIMATSEMINARIUM FÖRVÄXTHUSODLARE

Transkript

1 ENERGI- OCHKLIMATSEMINARIUM FÖRVÄXTHUSODLARE Kontroll av CO2-utsläpp och lönsam affärsverksamhet genom energibesparing och förnybara energikällor Martens Trädgårdsstiftelse Övermark Gaia Group Oy Mikko Halonen/Jari Hiltunen

2 Omväxthuseffekten 1. Solljuset genomtränger atmosfären. 2. Strålningen värmer jordytan. 3. Jordytan avger värmestrålning, varav en del penetrerar atmosfären. 4. De ökade växthusgaserna hindrar en del av värmen att reflekteras tillbaka till rymden.

3 Omklimatförändringen De viktigaste växthusgaserna som förstärker fenomenent: koldioxid(co 2 ) metan (CH 4 ) dikväveoxid (N 2 O) freoner, dvs. klorfluorkarboner (CFC) Naturlig växthuseffekt Människans aktiviteter förstärker växthuseffekten

4 Klimatförändringenspåverkningar Växthusodling

5 Utsläppav växthusgaser ifinland 13.1 Energibaserade utsläpp i Finland (MtCO 2 ) Produktion av el och fjärrvärme Oljeraff inering Produktion av fasta bränslen och annan energiindustri Industri och byggnadsversamhet Transport Övriga sektorer (inklusive växthus) Övrig energiutnyttjande av bränslen 33.2 År 2003 var Finlands sammanlagda utsläpp av växthusgaser 85,5 Mt CO 2 ekv. Största delen av utsläppen bestod av energisektorns koldioxidutsläpp (CO 2 ).

6 Utsläppav växthusgaser ifinland Utsläpp av växthusgaser i Finland

7 Utsläppav växthusgaser ifinland Den nationella klimatstrategin identifierar åtgärder för att nå målen. En ny energi- och klimatstrategi presenterades för riskdagens behandling i november Strategin identifierar åtgärder för alla relevanta sektorer (bl.a energi, trafik, jordbruk, byggnadsverksamhet), inkluderande sektorer som deltar i handeln med utsläppsrätter inom EU. Även om energiproduktion inom växthussektorn inte för stunden hör till systemet för handel med utsläppsrätter, förväntas minskningar av utsläppen att uppnås i likhet med alla andra sektorer.

8 Växthusodlingensenergiförbrukning 2004 (%-andel) Konsumtion av energi uppgick till c. 2 miljoner MWh. Motsvarar 0,5 % av Finlands energikonsumtion.

9 Växthusodlingensenergiförbrukning

10 VäxthusodlingensCO 2 -utsläpp Koldioxidutsläppen sammanlagt cirka ton varav ton CO 2 från förbränning av olja ton CO 2 från elkonsumption* Cirka ton CO 2 från förbränning av naturgas, torv, kol och flytgas Växthusodlingens koldioxidutsläpp motsvarar c. 1% av de utsläppsrätter som årligen ( ) tilldelas de sektorer som deltar i EU handeln med utsläppsrätter (45,5 Mt CO 2 /år)

11 Energibesparingsmöjligheter De krävande finska kilmatförhållandena! Bild: Tom Murmann

12 Energibesparingsmöjligheter Åtgärd beträffande Exempel på möjliga åtgärder Växthusets täckytor Eluppvärmning Belysning LVI-apparaterna Fönster och dörr Förbättra K-värdet Byt täckmaterial Reparera sprickor i sockeln Byt elbatterier mot värmepump Stanna av pumparna under sommaren Modifiera styrning/kontroll av belysningen Styrning av gryningsbelysning Byt glödlampor mot PL-lampor Byt till LED-lampor i framtiden Byt ut regelbundet armaturens lampor Styr belysningen med närvarogivare Stanna av pumparna under sommarsäsongen Stoppautomatik för värmecirkulationspumpar Stanna av specialpumpar under natten Täta dörrarna Täta fönstren Använd värmegardiner

13 Energibesparingsmöjligheter Åtgärd beträffande Tariff och spänning Rörsystem, reservoar Värmeproduktion, fjärrvärme Kondensvärme Utnyttjande av processvärme Temperaturen av bruksvattnet Konsumtionsvanor Justeringarna Luftventilation Byggnadskonstruktionen Annat Exempel på möjliga åtgärder Byt allmän el mot effektel Utjämning av toppeffekt för reservgenerator Isolera rörsystem Isolera värmepannan Rengör värmepannan Producera värme med egen panna/sänk temperaturen Förbättra verkningsgraden i värmeproduktion Ta till vara kondensvärme Ta till vara extra värme från pannrummet Ta till vara extra värme från kompressor rummet Sänk bruksvattnets temperaturen Skola personalen Effektivera kopplingarna i batterisystemet Justera nätverk och regleringsgrupper Automatisera ventilationen Optimera nödvändig användning Isolera växthuset Täta konstruktioner/områden med värmeförluster Utnyttja koldioxiden från gaspannan Utnyttja värme från olika processer i växthuset

14 Energibesparingsmöjligheter Energisyner Motiva Oy:s energisyner kan hjälpa växthusodlare att identifiera möjligheter att effektivera energiförbrukningen. TE-centralen ger understöd till energisyner Källa: Motiva Oy

15 Energibesparingsmöjligheter Energisyner exempel 2/02: Trädgård och växthus Jordvärmepump som ESCOprojekt LVI tekniker Harri Asikainen, Kuopio stad

16 Alternativasätt förenergiproduktion Fasta biobränslen trädbaserad flis pellets och briketter spån Energigrödor Biogaser Gaser från soptippar Gaser från förruttningsporcesser (bioavfall) Termisk behandling (förgasning) Geotermisk energi och solenergi värmepumpar solfångare

17 Alternativasätt förenergiproduktion Värmeproduktion Värmepannor för fasta bränslen Jordvärmesystem Solvärmesystem Värmecentralen i Tarvaisen Puutarha,1 MW, använder flis, bark, spån och stycketorv som bränsle. Källa: Nakkilan Konepaja Oy

18 Alternativasätt förenergiproduktion Värme-entreprenör Värme-entreprenör som serviceföretag Redan över hundra registrerade företag i Finland Värme produceras med träbaserade bränslen Inkomster via försäljningen av värmeenergi till hushåll eller elenergi till nätet

19 Alternativasätt förenergiproduktion Elproduktionsteknologier och anskaffning av grön el Vattenkraft (små) Vindkraft Solenergi Bild: Kari Rissa Bild: Kari Rissa Info om elektricitetens ursprung

20 Alternativasätt förenergiproduktion Teknologier för kombinerad värme- och elproduktion(chp) Kombination av ångturbin & panna för biobränslen Biogasmotorer biogaser (soptippar, biogasreaktorer) gaser från förgasningsprocesser (termisk förgasning) Mikroturbiner biogaser (soptippar, biogasreaktorer) Stirling-motorer och bränsleceller i framtiden?

21 Alternativasätt förenergiproduktion

22 Alternativasätt förenergiproduktion CHP-lösningar i praktiken som råvara bioavfall (dynga, växt-biomassa, sorterade fraktioner av avfall) flytgödsel från svingården, andel c.80% bioreaktor på 6700m3 metanhalt 65 % energiinnehåll på 6.5kWh/m3 produktion av energi c. 3 MW, varav el 40 % och värme % (beroende på bränslet) Bild: Koneviesti, Pertti Jalonen Biovakka Oy:n biogasverk

23 Alternativasätt förenergiproduktion CHP-lösningar i praktiken Novel förgasningskraftverk, Kokemäki som råvara träd bränslet (träd) förgasas bränsle-effekt 7200 kw (6200 kw, då pannan avstängd) elproduktionseffekt 1,8 MW (fjärr) värmeproduktionseffekt 4300 kw (3100 kw, då pannan avstängd) budget 4,5 M Källa:

24 Alternativasätt förenergiproduktion CHP-lösningar i praktiken Tallon Lumber Inc, USA Trädbaserat bränsle förgasas elproduktionseffekt 320 kw värmeproduktionseffekt 545 kw el utnyttjas vid sågen och hyvleriet värme utnyttjas för torkning av trävirke samt värmnign av hus levererad 2004 Källa: Puhdas Energia Oy

25 Alternativasätt förenergiproduktion CHP-lösningar i praktiken Kraftverk BioPower 2 (Wärtsilä Biopower Oy) som råvara sågspån och tallbark bränslets fuktighet % elproduktionseffekt 1,3 MW värmeproduktionseffekt 8,0 MW Bild: Wärtsilä Biopower Oy Renko såg

26 Energiprisernasutveckling Konsumentpriserna för brännolja i Finland Konsumentpriserna för brännolj a i Finla nd Tung brännolja / / / / / /2003 cent / liter, lätt brännolja cent / kg, tung brännolja Lätt brännolja

27 Energiprisernasutveckling Utvecklingen av elpriset Elprise t (skatte r inklud er ade ) cent/kwh T T T T2 T3 T4 01/ / / / / / Småindus tri, elförbrukning kwh/å r, effektbeho v 200 kw Medelstorindu stri, elförbrukning kwh/år, effektbehov 500 kw Medelstorindu stri, elförbrukning kwh/år, effektbehov kw

28 Egenskaperför bränslen Bränsle Enhet Tung brännolja ton normal/ låg svavelh. Lätt brännolja ton Diesel olja ton Flytgas ton Kol ton Koks ton o Naturgas (0 C) m 3 Björk vedklapp/trä stapelmått -m 3 Blandad vedklapp/trä stapelmått -m 3 Skogsflis lösmått-m 3 Sågspån lösmått-m 3 Kutterspån lösmått-m 3 Bark, barrträd lösmått-m 3 Träpellets ton Stycketorv lösmått-m 3 Frästorv lösmått-m 3 Biogas 1000 m3 GJ MWh 11,278/ 11,417 42,50 11,806 41,50 11,528 46,30 12,861 25,211 7,003 29,30 8,139 36,00 10,00 5,40 1,50 4,51 1,25 2,88 0,80 2,16 0,60 1,80 0,50 2,16 0,60 16,92 4,70 5,04 1,40 3,24 0,90 14,4 28, ,60/41,10 t/m3 (eller t/l-m 3) 0,955 0,845 0,845 0,580 0,800 0,750 0,732 0,400 0,350 0,300 0,300 0,100 0,300 0,690 0,380 0,320 m3 = kubikmeter fast mått (motsvarar c. 2,5 kubikmeter lösmått: varians 2,2 2,6). l-m3 = kubikmeter lösmått s-m3 = kubikmeter stapelmått kubikmeter (motsvarar i genomsnitt 0,67 kubikmeter fastmått eller 670 liter).

29 Egenskaperför bränslen Förbränningstester med havre och träpellets (PrizzTech Oy-projekt) Egenskap Enhet Havre Träpellets Volymvikt Fuktighet vid ankomst Askhalt i torrsubstans Kalorimetriskt värmevärde Effektivt värmevärde i torrsubstans Effektivt värmevärde (i ankomstfuktighet) kg/m 3 % % MJ/kg MJ/kg ,99 2,43 19,23 17, ,81 0,30 20,33 18,92 MJ/kg 15,66 17,68 Källa: Polttokokeita kauran ja puupelletin sopivuudesta pienpoltinten polttoaineeksi Työtehoseura/Metlan tutkimusasema Kannus

30 Egenskaperför bränslen Produktion av biogas från bioavfall Bioavfall Soptippar Dynga, svin Dynga, kor Dynga, höns Dynga, häst Frukter Trädgårdsavfall Slamm, reningsverk Produktionskoefficient för biogas 10 m 3/ton avfall 34 m 3/kubik dynga 26 m 3/ kubik dynga 214 m3/ kubik dynga 76 m 3/ kubik dynga 10 m 3/ton avfall 12 m 3/avloppsvatten m3 Produktion av biogas m3/kg (organiskt ämne) 0,34-0,55 0,15-0,35 0,31-0,62 0,2-0,35 0,3-0,4 0,2-0,5 0,31-0,64 Källa: Biokaasun tuotanto- ja käyttömahdollisuudet Kanta-Hämeessä, HAMK/Hämeen liitto Gas från soptippar och förruttningsanstalter har ett energiinnehåll på 4-7 kwh/m3, vilket betyder att två kubik gas motsvarar ungefär 2 kg brännolja

31 Egenskaperför bränslen Sammansättning av biogaser och gaser producerade genom termisk förgasning Biogas Värmevärde (kwh/m 3 n) Metan CH4 (volym-%) Koldioxid CO 2 (volym-%) Kolmonoxid CO (volym-%) Väte H2 (volym-%) Kväve N2 (volym-%) Ammoniak NH3 (mg/ m3n) , ? Torr produktgas (förgasning med luft) 1,6-1,

32 Utnyttjandeav CO2 i växthusodling I Finland används vanligtvis ren (teknisk) koldioxid 4,2 miljoner kilo år Dessutom produceras koldioxid i samband med förbränning av flytgas, lätt brännolja och naturgas Koldioxidhaltens inverkan på tomatens tillväxt Källa: Jord- och skogsbruksministeriets infocentral. Tike, Puutarharekisterikysely 2004

33 Utnyttjandeav CO2 i växthusodling CHP-anläggning med gasmotor och CO2-gödsling Biogas som bränsle Rökgas katalyseras Hög verkningsgrad för el, % Verkningsgrad totalt % CHP-anläggning med gasmotor, vilken producerar elektriciteten och värmen för växthuset. Förbrännings-gaserna utnyttjas i CO2-gödsling

34 Utnyttjandeav CO2 i växthusodling Förgasningsanläggning och CO2-gödsling Träpellets som bränsle Flis kan användas om ett matningssystem installeras Rökgasen behandlas i skrubbern Förgasningsprocessen ger en hög verkningsgrad (>85 %) Förgasningsanläggning lämpad för växthus. Ren rökgas används till CO 2-gödsling

35 Program förkalkyl

36 Program förkalkyl Basinformation: Biogas-CHP

37 Exempelpå energilösningar iutvalda växthus Dagens pionjärlösning Biogas-CHP ersätter torrvärme och el belyst areal för grönsaker > m2, användning av CO2 50 t/år Alternativ I: köp av biogas Alternativ II: egen biogasreakor

38 Program förkalkyl Basinformation:Träflis

39 Exempelpå energilösningar iutvalda växthus Dagens standardlösning Träflis ersätter oljevärmning belyst areal för grönsaker m2, användning av CO2 80 t/år

40 Program förkalkyl Basinformation: Pelletförgasning

41 Exempelpå energilösningar iutvalda växthus Framtidens lösning Pelletförgasning-CHP ersätter oljevärme och el belyst areal för grönsaker m2, användning av CO2 80 t/år

42 Andraenergilösningar (inte inkluderade i guiden) Träflis ersätter naturgasvärme + återbetalningstiden måttlig + CO2-balansen fördelaktig - investering i naturgasanslutning och panna nyligen realisered Naturgas-CHP ersätter fjärrvräme Maakaasu-CHP och el (inköp) kaukolämpöä måttlig ja ostosähköä +korvaa återbetalningstiden takaisinmaksuajat vertailukelpoisia -+CO 2-balansen +/-0 eller negativ CO2-tase +/- 0 tai negatiivinen --naturgasanslutning inte ännu möjlig vid anläggningen - maakaasuliittymä ei vielä mahdollinen kohteessa Naturgas-CHP ersätter naturgasvärme och el (inköp) - inga förutsättningar för lönsamhet; priset för el borde vara 3-faldigt jämförmt med priset för naturgas - CO2-balansen +/-0 eller negativ Biogas-CHP ersätter oljevärme och el (inköp) Biokaasu-CHP +korvaa återbetalningstiden öljylämpöä ja måttlig ostosähköä ++ CO 2-balansen fördelaktig takaisinmaksuajat vertailukelpoisia - i närheten av anläggningen inte + CO2-tasemed hyväråvaror för tillräckligt - kohteen lähistöllä ei riittävästi raakabiogasreaktorn aineita biokaasureaktorin tarpeisiin

43 Bidrag Understöd för teknologiinvesteringar till energilösningar med förnybara energikällor max 40% från TE-centralerna (< 2 M ) eller från HIM (KTM) (> 2 M ) TE-centralerna understöder energisyner Understöd för investeringar i byggnadsverk och lösegendom Jordbruks- och skogsministeriet ger understöd för investeringar i byggnadsverk och lösegendom. För investeringar i värmeanläggningar max 70 % räntestöd och investeringsbidrag upp till 20 %. Understöd för trä i energiproduktion För skörd av energiträd och produktion av flis För skörd som utförs i form av sysselsättningsarbete

44 Förmånerför energiproduktioni litenskala Befrielse från elskatt elskatt för växthusodlare 4,53 /MWh energianläggningar, som producerar el med generatorer < 2 MVA och inte förser nätet med el behöver inte betala skatt Understöd för elproduktion understöd för elproduktion (effekt > 2 MVA, produktion > 100 MWh/år) för el, som används i egen produktion fås ingen understöd Understöd för elproduktion, beroende på energikälla (2005) Vindkraft 6,9 euro/mwh Vattenkraft (max 1MA) 4,2 euro/mwh Trä och energikällor från trä 4,2 euro/mwh Återvinningsbränsle 2,5 euro/mwh Biogas 4,2 euro/mwh Flis 6,9 euro/mwh