Transkript

1

2 VÄXTHUSODLING OCH KLIMATFÖRÄNDRINGEN Jordens atmosfär fungerar på samma sätt som växthusets glasväggar den hindrar solens värmestrålning från att reflekteras tillbaka till rymden. Koldioxid och vattenånga är de viktigaste växthusgaserna som skapar växthuseffekten. Utan denna naturliga växthuseffekt skulle jordens medeltemperatur vara -20 C i stället förden nuvarande +15 C Växthuseffekten förstärks På grund av ökad industriell produktion och människans andra aktiviteter ökar halten av växthusgaser i atmosfären. Detta förstärker växthuseffekten och förorsakar den globala klimatförändringen. På grund av klimatförändringen kan jordens medeltemperatur stiga med flera grader under de kommande 100 åren. Förutom kolioxid (CO2) hör metan (CH4), dikväveoxid (N2O) och klorfluorkarboner eller freoner (CFC) till de mest betydelsefulla växthusgaser som förstärker fenomenet. Tre fjärdedelar av koldioxidutsläppen förorsakade av människan uppstår vid förbränning av fossila bränslen, framförallt olja, kol och naturgas. Växthuseffekten i bilden: 1. Solljuset genomtränger atmosfären. 2. Största delen av strålningen når jordytan och värmer den. 3. Jordytan avger värmestrålning, varav en del penetrerar atmosfären. 4. En del av värmestrålning reflekteras tillbaka av växthusgaserna och håller kvar värmen kring jorden. Då halten av isolerande växthusgaser ökar i atmosfären förstärks växthuseffekten och jordens klimat förändras. VÄXTHUSODLARENS ENERGI OCH KLIMATGUIDE Växthusodling och klimatförändringen... 2 Växthusodlingens energiförbrukning och CO2-utsläpp... 4 Energibesparingsmöjligheter... 6 Alternativa sätt för energiproduktion...8 Utnyttjandet av CO Exempel på energilösningar i utvalda växthus Energiprisernas utvecklingen Bidrag och skatteförmåner (2005) UTGIVARE Gaia Group Oy, oktober 2005 TEXT Jari Hiltunen, Sanna Ahvenharju, Markku Hagström, Juha Vanhanen STYRGRUPP Heikki Härkönen Motiva Oy, Kirsti Kärkkäinen Ilmastonmuutoksen viestintäohjelma, Veli-Pekka Reskola Jord- och skogsbruksministeriet, Jukka Tuominen Handelsträdgårdsförbundet Materialet har producerats i samband med Ilmastonmuutoksen viestintäohjelma, vars objektiv är att öka finländarnas medvetande om klimatförändringen, dess effekter samt hur utsläppen kan minskas. 2 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

3 VÄXTHUSODLING OCH KLIMATFÖRÄNDRINGEN 3 Mål och riktlinjer för klimatpolitik På internationell nivå har man kommit överens om riktlinjer för minskningar av utsläpp. Baserat på FN:s klimatkonvention, har Finland inom EU: s bördefördelning åtagit sig att enligt Kyotoprotokollet minska utsläppen av växthusgaser så att dessa under åren inte överstiger 1990-års nivå. År 2003 var Finlands utsläpp av växthusgaser 85,5 Mt CO2- ekv 1, och till exempel inom energisektorn var koldioxidutsläppen 30 % högre än år Den nationella klimatstrategin identifierar åtgärderna för att nå målen, och tar även i beaktande de sektorer som deltar i handeln på utsläppsrätter inom EU. En ny energi- och klimatstrategi presenteras för riskdagen under hösten Även om energiproduktion inom växthussektorn inte för stunden hör till systemet för handel med utsläppsrätter, förväntas minskningar av utsläppen att uppnås i likhet med motsvarande sektorer. Energibaserade utsläpp i Finland 2003 (Mt CO2) 13,1 6,0 13,8 1,4 2,8 33,2 0,1 Produktion av el och fjärrvärme Oljeraffinering Produktion av fasta bränslen och annan energiindustri Industri och byggnadsverksamhet Transport Övriga sektorer (inklusive växthus) Övrig energiutnyttjande av bränslen Källa: Statistikcentralen Klimatförändringens påverkningar Om jordens medeltemperatur ökar med flera grader, börjar inlandsisarna smälta och havsytan kan stiga med flera meter förorsakande översvämningar och erosion i kustområden. Sannolikheten för att extrema väderförhållanden blir vanligare bedöms som stor skador orsakade av förändrad nederbörd, stormar och översvämningar tilltar. Klimat- och vegetationszoner förflyttas. Till exempel i Finland förflyttas tundran längre norrut och lövträdens utbredningsområde växer. Förändringarna i temperaturen och nederbörden påverkar även näringscirkulationen i jorden. I områden med lerartad jord, kan marken bli tätare i och med kortare perioder av tjäle. Bevattningsbehovet stiger samtidigt som vattentillgångarna blir allt mindre tillgängliga. Den ökade värmen tillsammans med torka utsätter växtligheten för nya stressfaktorer. Den ökade halten av växthusgaser i atmosfären påverkar även växternas fysiologiska funktioner. 2 Klimatförändringens påverkan på växthusodling Positivt Uppvärmningskostnaderna minskar Ökade skördar då - koldioxidhalten i luften stiger - fuktigheten ökar - temperaturen i omgivningen stiger Negativt Nedkylningskostnaderna stiger Behovet av bevattning ökar Kortvågig UV-strålning ökar, framkallande mutationer och lägre produktivitet i växtligheten Med ökad regnighet och molnighet sjunker kvantiteten av passiv solenergi Levnadsförhållanden för virusspridande insekter förbättras Växtsjukdomarna ökar Extrema väderhändelser med torka, regn och stormar blir kraftigare Blåsiga förhållanden ökar värmeförlusten 1) CO2-ekv = CO2-ekvivalenter, dvs. den växthuseffekt som alla växthusgaser har tillsammans, uträknade i CO2-enheter. Mt = miljoner ton. 2) Nationell strategi för anpassning till klimatförändring, Jord- och skogsbruksministeriet

4 VÄXTHUSODLINGENS ENERGIFÖRBRUKNING OCH CO2-UTSLÄPP Energiförbrukning Största delen av koldioxidutsläppen som uppstår i växthusodling orsakas av energiförbrukningen. År 2004 var den sammanlagda energiförbrukningen i växthus med en uppvärmd areal på över 1000m 2 ungefär två miljoner MWh 3, vilket motsvarar 0,5 % av energiförbrukningen i Finland. Brännolja stod för över hälften av energibehovet, medan elenergins andel var knappt 20 % av växthusens energikonsumtion. Elförbrukningen uppgick till MWh, vilket motsvarade 0,5 % av Finlands totala elkonsumtion. Utnyttjandet av brännolja i samband med växthusodling har minskat under det senaste decenniet. Ökningen av växtbelysningen samt effektivering av odlingstekniker har gett möjligheter att minska konsumtionen av brännolja. I odling under konstljus värmer lamporna växthuset och därmed minskar behovet av brännolja, men samtidigt ökar elkonsumtionen. Till exempel produktionen av gurka kan ökas från 45 kg till 120 kg/m 2 om odlingen behandlas med ljus 180W/m 2. Samtidigt stiger dock elkonsumtionen per m 2 från 10 kwh till 1000 kwh. 4 Förutom för artificiellt ljus behövs elektricitet i växthusen bland annat för pumpar, luftventilation, kallrum och andra eldrivna apparater. Energiförbrukning (%) per energikälla i växthusföretag (> 1000 m 2 ) år 2004 Brännolja Lätt brännolja Elektricitet Naturgas Stycketorv Fjärrvärme Flytgas Kol och antracit Energigröda Annat 18,5% 22,3% 8,5% 7,1% 29,0% 5,2% 2,6% 2,6% 2,1% 2,2% Källa: Tike, Jord- och skogsbruksministeriets infocenter, Puutarharekisterikysely, ,1% Träpellets 0,4% Torv 0,3% Skogsflis 0,3% Träd 0,1% Torvpellets 3) Dessa växthus representerar cirka 80 % av den uppvärmda växthusarealen i Finland. 4) MTT, Puutarhayritysten tuotantokustannusten seurantamallit, Anu Koivisto, VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

5 VÄXTHUSODLINGENS ENERGIFÖRBRUKNING OCH CO2-UTSLÄPP 5 Växthusens CO2-utsläpp i energiförbrukningen Den totala mängden koldioxidutsläpp från energiförbrukning i växthusodling uppgår till cirka ton. Av utsläppen uppstår 56 % vid förbränning av brännolja och 15 % av elförbrukning. Möjligheter att minska CO2-utsläppen Det finns flera olika sätt att minska avsevärt på CO2-utsläpp i växthusodling. I denna guide presenteras möjligheter till energibesparing, sida 6 mer miljövänliga sätt att producera energi samt möjligheten att utnyttja grön elektricitet, sida 8 användning av CO2-utsläpp från energiproduktion vid gödsling, sida 12 Tom Murmann Byggnadskonstruktionens värmeförluster ökar förbrukningen av bränslen. Jari Hiltunen En möjlighet att minska på CO2-utsläppen är att utnyttja koldioxiden som gödsel. Energiförbrukning i växthus 2002 och 2004 Energikälla och enhet Energiförbrukning i anmäld enhet Energiförbrukning i 1000 MWh * Torv totalt ** Trä och flis tillsammans *** I undersökningen år 2002 frågades inte skilt om förnybara energikällor **** För år 2004 innehåller siffrorna bara växthus med en uppvärmd areal på > 1000 m 2. Källa: Puutarhakysely 2004, Jord- och skogsbruksministeriets infocenter CO2 utsläppen i tonco2 2002*** 2004**** Brännolja 1000 kg ,2 576, Lätt brännolja 1000 l ,6 443, Elektricitet MWh ,7 368, Naturgas 1000 m ,8 168, Stycketorv m * ,9 140, Fjärrvärme MWh ,1 103,6 - Flytgas 1000 kg ,3 52, Kol och antracit 1000 kg ,1 51, Energigröda m 3 travatt mått ,9 Förnybart Pellets, träd 1000 kg ,5 Förnybart Frästorv m 3 travatt mått , Skogsflis m 3 travatt mått ,7 Förnybart Träd m ** ,7 5,5 Förnybart Pellets, torv 1000 kg ,9 700 Totalt 1905,3 1989,

6 ENERGIBESPARINGS- MÖJLIGHETER Det finns flera möjligheter till energibesparing i växthus. Till exempel utnyttjande av värmegardiner och beskuggning erbjuder viktiga alternativ. Dynamisk justering av växtförhållanden med tanke på fotosyntesprocessen, beträffande koldioxidhalten, temperaturen och belysningen i växthuset, är ett annat intressant alternativ. Växthus som är utsatta för vind kan skyddas med landvallar, planteringar eller skyddsskivor. Tom Murmann I de krävande finska klimatförhållandena lönar det sig att minimera värmeförlusterna. Energisynerna Möjligheter till energibesparningar kan undersökas till exempel i energisynerna med hjälp av TE-centralen. Motiva Oy:s energisyner kan hjälpa att identifiera möjligheter att effektivera energiförbrukningen. Med hjälp av denna modell har redan åtta växthus undersökts och betydande besparingsåtgärder identifierades inom alla delområden. Enligt undersökningarna kunde man nå besparingar upp till 9 % 5 av värmekonsumtionen, 8 % av elkonsumtionen och 2 % inom vattenkonsumtionen. Med tanke på återbetalningstiden, ger investeringar i belysningsmodifikationer och isolering av rörsystem snabbast (på cirka 2 år) pengarna tillbaka. Förbättringar i värmeproduktionens verkningsgrad och i vattenpumpningen har en återbetalningstid på ungefär 2,5 år. Resultat från energisynerna i växthus Åtgärd Inbesparing totalt / år Investering totalt Genomsnittlig återbetalningstid, år Förbättrad verkningsgrad i värmeproduktion ,6 Modifikationer i styrningen av pumpsystem ,5 Förbättrad isolering av rörsystem ,5 Modifikationer i belysningssystem ,8 Kompakta byggnadskonstruktioner och förbättring av isoleringsnivån ,1 LED-lampor - halvera energikonsumtionen av växtbelysningen Test som har utförts i växthus har påvisat att genom att byta högtrycksnatriumlampor och glödlampor till LED-lampor med en livslängd upp till timmar kan man spara upp till 60 % elenergi. Dessutom producerar LED-lamporna rött och blått ljus, vilket växterna kan utnyttja vid fotosyntesen. Kommersiella tillämpningar borde finnas på marknaden inom cirka fem år. 5) Energiakatselmusten esimerkki 2/02, Puutarhat, kasvihuoneet; Motiva Oy 6 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

7 ENERGIBESPARINGSMÖJLIGHETER 7 Energibesparingsalternativ i växthus. 6 ÅTGÄRD BETRÄFFANDE Växthusets täckytor Eluppvärmning Belysning LVI-apparaterna Fönster och dörr Tariff och spänning Rörsystem, reservoar Värmeproduktion, fjärrvärme Kondensvärme Utnyttjande av processvärme Temperaturen av bruksvattnet Konsumtionsvanor Justeringarna Luftventilation Byggnadskonstruktionen Annat EXEMPEL PÅ MÖJLIGA ÅTGÄRDER 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 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 temperatur 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 ESCO till hjälp vid investeringar I Savisaari trädgård har man kompenserat elvärme med jordvärme. Konversionen utfördes i samband med det så kallade ESCO-projektet, inom vilket ett ESCO-företag (Energy Service Company) realiserade själva investeringarna och energibesparingsåtgärderna för klienten. ESCO-företaget förbinder sig till att effektiveringsåtgärdernas mål uppnås. Kostnaderna för servicen - inklusive investeringarna - betalas med de inbesparingar som klienten gör i och med minskad energikonsumtion. ESCO projektet, Savisaari trädgård, Kuopio Potential för elbesparing 51 % (360 MWh) Jordvärmepump 60 kw HIM (KTM) investeringsbidrag Energisyn (inkl. HIM (KTM) bidrag) Återbetalningstid (invst./besparing) 5,5 år Investeringarna totalt Inbesparingarna totalt /år ja Energiakatselmusten esimerkki 2/02, Puutarhat, kasvihuoneet; Motiva Oy 6) Åtgärder indentifierade i energisyner och energibesparingsavtal. Källa Motiva Oy

8 ALTERNATIVA SÄTT FÖR ENERGIPRODUKTION Man kan minska koldioxidutsläppen från växthus till exempel genom att övergå från olja och kol till andra bränslen med lägre kolhalt, såsom förnybara energikällor eller naturgas. I dagens läge kan bland annat följande förnybara energikällor rekommenderas: Fasta biobränslen, såsom trädbaserade flis, pellets och briketter. I Finland har vi flera exempel på värmestationer som utnyttjar dessa biobränslen. Användningen av energigrödor, till exempel pil och rörflen från åkermark torde också öka i framtiden. Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy I växthuset på bilden utnyttjas geotermisk energi. Systemet består av fem värmepumpar med en nominell total effekt 600 kw. Eleffekten är cirka 200 kw. Den odlade arealen uppgår till 5600 m 2 och utnyttjas året runt för produktion av sallader och tomater. Biogaser, som uppstår vid behandling av bioavfall, dynga, växtbiomassa och avloppsslam från reningsverk, soptippar eller biogasstationer. Förutom via förruttningsprocesser kan biogaser också produceras genom att termiskt behandla biobränslen. Även mindre stationer kräver omfattande investeringar, men då priset för fossila bränslen stiger i framtiden, kommer gasverk att vara mera konkurrenskraftiga. Geotermisk energi och solenergi. Geotermisk energi tas redan till vara med hjälp av värmepumpar i flera växthus och tekniken har visat sig konkurrenskraftig gentemot andra energikällor. I några växthus utnyttjas också solenergi med hjälp av solfångare. Förnybara energikällor och naturgas kan utnyttjas vid separat värme- eller elproduktion samt vid kombinerad värmeoch elproduktion (CHP). Biogas från avfall Gas från soptippar och förruttningsanstalter har ett energiinnehåll på 4-7 kwh/m 3, vilket betyder att två kubik gas motsvarar ungefär 2 kg brännolja. År 2003 uppgick den outnyttjade mängden biogaser från soptippar till 58 miljoner m 3, vilket motsvarar ton olja 7. Om biogas finns till förfogande inom 5 kilometers räckhåll, är utnyttjande av biogaser samt förbränningsgaser verkliga alternativ för växthusets energiproduktion samt för CO2-gödsling. Gasmotorer och mikroturbiner är lämpliga tekniker för dessa ändamål. 7) Suomen biokaasulaitosrekisteri VII. Data från år Finlands Biogas centrum rf 8 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

9 ALTERNATIVA SÄTT FÖR ENERGIPRODUKTION 9 Värmeproduktion I växthus kan värme produceras bl.a. med värmepannor och geotermiska värmepumpar. Dessutom är det möjligt att utnyttja solenergi. Värmecentralen i Tarvaisen Puutarha, Tervo, togs i bruk Centralen på 1 MW använder flis, bark, spån och stycketorv som bränsle. Konsumtion av fasta bränslen i jämförelse med brännolja OLJA 1000 l Björkvedklabb 6,5 m 3 stapel mått Flis cirka 15 m 3 travatt mått Stycketorv 8,6 m 3 travatt mått Träpellets 2300 kg /3,7 m 3 Mängd energi 11 MWh Nakkilan Konepaja Oy Värme-entreprenör som serviceföretag I samband med värmeproduktionen växer antalet värme-entreprenörer. I Finland har vi redan över hudra registrerade företag. Värme-entreprenören skaffar trädbaserat bränsle från sin egen skog eller från närbelägna skogar och producerar värmeenergi i sin värmecentral. Inkomsterna uppstår via försäljningen av värmeenergi till hushåll eller elenergi som förses till nätet. Tilläggsinformation: Värmepumpar Geotermisk energi består av solenergi som lagrats i jorden. Värmepumpen tar till vara värmeenergin med hjälp av ett rörsystem som installerats i jorden, berget eller vatten. Grundinvesteringen är rätt omfattande men därefter är driftskostnaderna låga. Effektiviteten på värmepumpar mäts med en värmekoefficient, som beskriver den anskaffade värmen i jämförelse med motsvarande elbehov. Vanligtvis ligger koefficienten mellan 2,5-3,0 dvs. med en kilowatt elenergi kan produceras ungefär tre kilowatt värmeenergi. Varmt bruksvatten Kondensor Värmepannor för fasta biobränslen Vanligtvis är de värmepannor som behövs för växthus av storleken under 15 MW. De lämpliga brännteknikerna är rosterförbränning och förgasningsförbränning. I förgasningsbränning omvandlas det fasta bränslet först till gas innan gasen utnyttjas i förbränningsprocessen. Det fasta bränslet består av olika trädbaserade material såsom flis, sågspån, pellets och briketter. Det fasta bränslet matas vanligtvis automatiskt in i pannan med hjälp av en stokerbrännare. Expansionsventil Värmepumpsystem Uppvärmning Kompressor Evaporator Värme från jord, luft, vatten

10 Solfångare Solens strålningsenergi tas till vara och transformeras till värmeenergi med hjälp av solfångare. Värmeenergin värmer bruksvattnet eller vatten som används till byggnadens uppvärmning. Eftersom solenergi är mest tillgänglig då behovet av uppvärmning i växthuset är minst, skulle omfattande utnyttjande av solenergi förutsätta lagring av energin från sommarn till vintern. På bilden presenteras ett solvärmesystem, som kan utnyttjas för uppvärmning av vatten för bevattningssystemet under den ljusa årstiden. Solfångare Styrcentral Pumpcentral Solvärmesystem Värmeackumulator Varmt bruksvatten Värmeväxlare Kallvatten Varmt vatten för bevattning med solfångare Ett solenergisystem har tagits i bruk i ett 2260 m 2 växthus, där paprika och gurka odlas. Solfångarna har riktats mot söder och täcker en area på 10 m 2. Energin från solfångarna används främst till uppvärmning av bevattningsvattnet. Som bevattningsvatten avnvänds vatten från en älv och vattnet värms till +20 C. Under den långa soliga perioden lagras värme i värmeackumulatorn. Fångarna har installerats på taket av pannrummet. Som cirkulationsämne i det slutna systemet används kylvätska med en fryspunkt på cirka -30 C. Utdrag från Svenska Yrkeshögskolans projektrapport Kasvihuoneiden energiankulutus Suomessa, 8/2005 på uppdrag av Motiva. Elproduktion och -anskaffning Elproduktion med förnybara energikällor omfattar bl.a. vindkraft, solpaneler samt vattenkraft i mindre utsträckning. Elproduktion med solenergi är fortfarande relativt dyrt och utnyttjas främst i områden utanför nätverket. Utnyttjande av vattenkraft och vindkraft förutsätter ett lämpligt läge. I Finland finns idag ungefär 200 minivattenkraftverk. I praktiken är samproduktion av elektricitet och värme en ekonomiskt mer lönsam lösning. Grön el Nuförtiden är det lätt att jämföra hur elektriciteten har producerats med hjälp av elräkningen, som måste innehålla information om elektricitetens ursprung. Ett hållbart alternativ är att gynna leverantörer som producerar el av förnybara energikällor. 10 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

11 ALTERNATIVA SÄTT FÖR ENERGIPRODUKTION 11 Kombinerad värme- och elproduktion På marknaden finns redan teknologier lämpade för CHP in mindre skala (< 1MW el). En del av lösningarna är dock fortfarande i utvecklingsskedet och till kostnaderna dyra. Flera olika bränslen kan användas för kombinerad värme- och elproduktion. I synnerhet biobränslen i gasform lämpar sig för CHP. Dessutom, under vissa omständigheter, kan förbränningsgaserna utnyttjas till CO2-gödsling. Tekniska lösningar Kombinationen av ångturbin och panna för biobränslen representerar en välutvecklad CHP-teknologi som bäst lämpar sig för större växthus. CHP-teknologier som är lämpliga för lägre effekter (< 1 MW el) är bl.a. biogasmotorer med vanligtvis måttliga investeringskostnader. El och värme kan även produceras av biogas med hjälp av mikroturbiner 8. Utnyttjande av gas, som producerats av biomassa, är i CHP produktion en ny energilösning, för vilken markanden i Finland börjar öppna sig. Som framtidens energilösningar kan identifieras Stirling-motorerna samt bränsleceller, vilka utvecklas främst för tillämpningar där en elproduktionseffekt på < 100 kw behövs. Wärtsilä Biopower Oy I Renko såg är Biopower 2 en kombination av en liten ångturbin och en panna för biobränslen. Dess elproduktionseffekt är 1,3 MW och värmeproduktionseffekt 8 MW. Koneviesti /Pertti Jalonen Energi från slamdynga Biovakka Oy biogasverk producerar all värme och elektricitet, som behövs i installationen, med hjälp av ton flytgödsel som fås från svingården årligen. Miljötillståndet ger installation rätt att behandla ton bioavfall, såsom dynga från lantgården, växtbiomassa och annat bioavfall. Installationen är dimensionerad så att närmare 80 % av avfallet kommer från svingården. Biogasen uppstår i en vatten- och gastät bioreaktor på 6700 m 3 då avfallet upplöses i samband med den biologiska förruttningsprocessen. Biogasen innehåller ungefär 65 % metan med ett energiinnehåll på 6,5 kwh/m 3. Installationen kan maximalt producera över 3 MW energi, varav 40 % kan utnyttjas som el och % som värme. 8) Gasturbiner, vilkas elproduktionseffekt är kw.

12 UTNYTTJANDET AV CO2 Förutom ljuset är luftens koldioxidhalt en viktig faktor som påverkar tillväxten. Genom att berika luften i växthuset med koldioxidgas kan tillväxten accelereras på ett naturligt och ekologiskt sätt up till 40 %. Vanligtvis används ren (teknisk) koldioxid varav förbrukningen år 2004 uppgick till cirka 4,2 miljoner kilo. Dessutom används koldioxid som produceras i samband med förbränning av flytgas, lätt brännolja och naturgas 9. För produktion av koldioxid användes totalt omkring 1 miljon kilo flytgas, 660 tusen liter lätt brännolja och 3300 m 3 naturgas. 10 Koldioxidhaltens inverkan på tomatens tillväxt i växthus Förbrukning av koldioxid (mg/m 2 /s) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Omgivande luft Belysning 300 W/m 2 Belysning 30 W/m 2 0, Koldioxidhalt (ppm) Källa: Oy Aga Ab Fotosyntesen i tomatens blad kan tydligt accelereras genom att öka koldioxidhalten i den omgivande luften, även om belysningen hålls konstant. I Finland varierar belysningseffekten i växthus vanligtvis mellan W/m 2. Utnyttjande av CO2-utsläppen från energiproduktionen Energisystemen i växthus kan planeras så att koldioxidhaltiga förbränningsgaser tas till vara och används vid gödsling. I Finland har vi vissa växthus som använder naturgas som energikälla och utnyttjar koldioxiden vid gödsling. Gasmotorer kan producera el, värme och koldioxid samtidigt. I samproduktion kan man nå en sammanlagd verkningsgrad på % och för elproduktion en verkningsgrad upp till %. Som bränsle kan användas naturgas, biogas från soptippar och förruttningsanstalter samt gaser som producerats av biomassa eller avfall. Förbränningsgaserna katalyseras och utnyttjas vid gödsling. I Finland finns tillsvidare få system av detta slag. Berikning av koldioxidhalten i växthuset kan försnabba tillväxten med upp till 40 %. Jari Hiltunen CO2-gödsling med flytgas Den totala arealen som odlas under konstljus uppgår till 9000 m 2. Av arealen används 80 % till odling av gurka. CO2-gödslingen har realiserats med flytgas, som förbränns i pannor på 300 kw. Förbränningsgasen, som blandas med luft (i proportion utomhusluft 3:1 förbränningsgas) leds därefter direkt till växthuset. Ifall värmen inte behövs, lagras den i en 150 m 3 varmvattencistern. 9) Antalet användare: teknisk CO2 i 165 växthus, förbränning av flytgas i 88 växthus, lätt brännolja 65 och naturgas 10 10) Tike, Jord- och skogsbruksministeriets infocenter 12 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

13 UTNYTTJANDET AV CO2 13 Förgasningsanläggning och CO2-gödsling För uppvärmning av växthus kan man använda värmeanläggningar som baserar sig på förgasningsteknologin. Trä transformeras till bränsle i gasfrom och förbränns med en gasförbrännare. Värmen tas till vara i skrubbern, varmed energin i rökgasernas vattenånga kondenseras. Ren rökgas kan utnyttjas för CO2-gödsling. Som bränsle kan användas träpellets eller t.ex. flis, ifall anläggningen förses med ett inmatningssystem för flisen. En värmeanläggning på 1 MW förbrukar ungefär 230 kilo pellets per timme. Bild: Puhdas Energia Oy Växthusodlarens energi- och klimatguide samt presentation baserat på materialen: osp.agrolink.net på finska > ammattijulkaisut Tilläggsinformation om energiförbrukningen i växthus, Motiva Oy, Tike, MMM, tietopalvelukeskus, tike.mmm.fi Handels- och industriministeriet, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) www. unfccc.int

14 EXEMPEL PÅ ENERGILÖSNINGAR I UTVALDA VÄXTHUS Exemplen i denna guide är baserade på existerande växthus. I de presenterade växthusen utreddes bl.a. nuvarande energilösningar, konsumtion av el och värme samt användning av CO2 för gödsling. Träflis ersätter oljevärmning Baserat på basinformationen uträknades lönsamheten för de mest lämpliga, miljövänliga energilösningarna. Granskningen beaktade också potentialen för utnyttjande av CO2-utsläpp för gödsling. Dagens standardlösning I denna lösning eliminerar en värmeanläggning, som använder flis istället för olja, nästan totalt koldioxidutsläppen i atmosfären. Med dagens priser för el och flis är lösningen ekonomiskt lönsam, om den sammanlagda investeringskostnaden förblir under 300 /kw. Ifall priset för olja stiger är denna lösning lönsam även med högre investeringskostnader. Basinformation Exemplets växthus är i sin helhet belyst och har en areal på 4400 m 2. I trädgården odlas grönsaker. Värmning sker med brännolja och växthuset köper ren koldioxid för gödsling från en leverantör. Behovet av el varierar starkt i oktobermars (c kw) på grund av belysningscyklerna, medan behovet är stabilt under april-september (c kw). Det förnyade energisystemet De viktigaste komponenterna i en värmeanläggning som fungerar med flis är värmepanna, bränsleförråd samt värmeackumulator (vattencistern). I en anläggning, som fungerar med olja, antas värmeackumulatorn redan existera. Den sammanlagda investeringen beror på sammansättningen av anläggningen, automatiseringsnivån och leverantören av anläggningen. I beräkningen uppgår investeringen, utan understöd, totalt till Resultat Investeringen har en återbetalningstid på 8,3 år. Återbetalningstiden beror på investeringens storlek och priset för flisen. I detta fall minskar de årliga CO2- utsläppen med 930 ton, då oljan ersätts med flis som bränsle. Ifall minskningen av CO2-utsläppen får ett värde på 20 /ton, blir återbetalningstiden 5,6 år. Behovet av värme är max. 1 MW. Oljepannan antas ha en verkningsgrad på 90 % med servicekostnader kring 2 /MWh. Konsumtions- och prisdata för energi och koldioxid Konsumtion Pris MWh/år t/år /MWh /t El Värme * CO *Genomsnittspriset för brännolja 1-7/ /kw; i känslighetsanalysen varierar investeringskostnaderna mellan /kw. Då investeringsbidraget antas vara 20 % blir investeringen för en 1,0 MW anläggning sammanlagt Priset för flis antas till 12 /MWh. Eftersom priset för flis beror bl.a. på anläggningens geografiska läge samt kvantiteten använd, varierar priset i känslighetsanalysen mellan Servicekostnaderna är 2,5 /MWh. Återbetalningstiden (ränta 0%) för värmeanläggningen med flis, beroende på investeringskostnaderna och priset för flis. Flis Investeringskostnad ( ) ( /MWh) ,5 7, ,2 8, , VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

15 EXEMPEL PÅ ENERGILÖSNINGAR I UTVALDA VÄXTHUS 15 Biogas-CHP ersätter torvvärme och el Dagens pionjärlösning Att ersätta torv och elkonsumtion med biogas-chp erbjuder en effektiv lösning med tanke på minskning av koldioxidutsläppen. För att denna lösning skall vara ekonomiskt lönsam borde biogasen vara tillgänglig till ett lågt pris i närheten av växthuset. Alternativt kan man investera i en biogasreaktor, men lönsamheten av bränslesystemet förutsätter att anläggningen får betydande inkomster för mottaget avfall (optimalt överskrider dessa inkomster anläggningens årliga driftskostnader). Ifall bränslet som ersätts är ett dyrare alternativ än torv (t.ex. olja), nås bättre lönsamhet än det som presenteras i detta exempel. Basinformation Grönsaker odlas i intensivt belysta växthus med en areal på 2 ha. Värmning sker med torv i värmepanna och växthuset köper ren koldioxid för gödsling från en leverantör. Behovet av el varierar starkt och maximum effekten är cirka 2,3 MW. Behovet av värme är max. 2 MW. Värmepannan antas ha en verkningsgrad på 90 % och servicekostnaderna beräknas till 2 /MWh. Det förnyade energisystemet Alternativ I: Köp av biogas I det enklaste fallet kräver biogas-chp lösningen enbart en CHP-enhet, ett lämpligt område i närheten av den gamla värmecentralen och montering av ett gasrör från produktionsanläggningen för biogas. Exemplets CHP-enhet är en 1464 kwel gasmotor med en pris på 1,4 miljoner, motsvarande ungefär 1000 /kwel. Då investeringsbidraget på 20 % tas i beaktande, blir motorinvesteringen 1,12 miljoner. Gasröret av plast har en totalkostnad på cirka /m, beroende på förhållanden och rörets storlek. 11 I exemplet uppgår investeringen i rörsystemet till totalt , då investeringsbidraget på 20 % tas i beaktande. Då de Konsumtions- och prisdata för energi och koldioxid Konsumtion Pris MWh/år t/år /MWh /t El Värme ,37* CO * Genomsnittspriset för torv vid anläggningen specifika kostnaderna antas till 100 /m kan produktionsanläggningen för biogas vara beläget på 4-5 kilometers avstånd. I beräkningen antas inköpspriset för biogas vara cirka 10 /MWh och servicekostnaderna 10 /MWh. Elektriciteten och värmen som producerats används till största delen själv, medan överskottselen säljs till nätet för 30 /MWh. För el som produceras lokalt kan kostnader för eltransmission undvikas. Det statliga understödet för el som producerats med biogas är 4,2 /MWh. Genom att ersätta den rena koldioxiden, som tidigare köpts av en leverantör, med koldioxid från förbränningen av biogasen, kan man årligen inbespara cirka ) Anu Metso, Maakaasuverkoston arvonmääritys, Electrowatt-Ekono Oy,

16 Resultat Med hjälp av lösningen, enligt basscenariot (röd), kan koldioxidutsläppen minskas med 4800 ton/år. Ifall minskningen av CO2-utsläppen värderas till 20 /ton, är återbetalningstiden 5,9 år i basscenariot. Om biogasen fås gratis, t.ex. från en soptipp, blir återbetalningstiden bara 3,2 år. Återbetalningstiden i år (ränta 0 %) beroende på inköpspriset för el och priset för biogas (investeringen totalt 1,5 M ) Biogas, Elektricitet, /MWh /MWh ,2 6,0 5, ,5 7, Alternativ 2: Egen biogasreaktor Ett annat alternativ för anskaffning av biogas är att själv investera i en biogasreaktor. Därmed blir bränslet för gasmotorn gratis men de sammanlagda investeringarna blir mycket större och beror på flera olika faktorer, bl.a. de tekniska lösningarna son väljs för reaktorn och leverantörerna av teknologin. Resultat Med en sammanlagd investering på 4,5 miljoner, kan man nå samma återbetalningstid, som i bas-scenariot för alternativ I (med investeringen 1,5 miljoner ). Återbetalningstiden för biogas-chp i alternativ I; elpriset 30 /MWh Återbetalningstid, år Investeringen totalt 1,2 milj. euro 1,5 milj. euro 1,8 milj. euro Priset för biogas, /MWh I beräkningen antas inkomsterna som fås för mottagande och behandling av avfallet som nedbryts biologisk vara lika stora som de årliga driftskostnaderna för reaktorn, dvs. ungefär Återbetalningstid (utan ränta) beroende på totalinvesteringen Tot.investering (milj. ) Återbetalningstid (år) 6,4 8, Biogas Ureacistern Katalysator Förbränningsgaser Fläkt CO2 Värmeväxlare Värmeackumulator Konsumtion av värme (växthus) Belysning Elenergi Schema för CHP-anläggning med gasmotor, vilken producerar elektriciteten och värmen för växthuset. Förbränningsgaserna från gasmotorn utnyttjas i CO2-gödsling. Ursprunglig bild GE-Energy, Jenbacher. 16 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

17 EXEMPEL PÅ ENERGILÖSNINGAR I UTVALDA VÄXTHUS 17 Pelletförgasning-CHP ersätter oljevärme och el Framtidens lösning Enligt denna beräkning är pelletförgasning-chp inte ännu lönsamt med dagens bränsle- och elpriser. Ekonomisk lönsamhet skulle förutsätta att priset för både el och olja stiger med 50 % medan priset för pellets förblir stabilt. Utnyttjande av en förnybar energikälla skulle minska avsevärt på koldioxidutsläppen ju större kolhalt det ersatta bränslet har och behovet av värme är, desto mera minskar CO2-utsläppen. Basinformation I detta exempel granskas under vilka omständigheter en pelletförgasning-chp skulle vara ekonomiskt lönsam, då vi studerar samma anläggning som presenterades i exemplet på sidan 14 (Träflis ersätter oljevärmning). Det förnyade energisystemet Investeringarna omfattar en förgasningsanläggning för pellets, vilket innehåller en 1 MW förgasare, en gasmotor, ett pelletförråd och samtliga andra utrustningar. Investeringen beräknas sammanlagt till 1,7 miljoner euro och med hjälp av investeringsbidraget, som antas till 40 %, blir totalinvesteringen 1 miljoner. Servicekostnaderna är 10 /MWh och priset för bränslet, dvs. pellets antas till 15 /MWh. I det framtida priset för pellets förutses en ökning av pelletproduktion i Ryssland Resultat Investeringen har en återbetalningstid på 15 år (ränta 0 %), ifall priset för olja är 24 /MWh och el 32 /MWh. Tabellen nedan presenterar en känslighetsanalys med återbetalningstiden reagerande på prisförändringarna för el och olja (förutsatt att andra priser inte ändras). Inköpspriset för el antas alltid vara cirka 5 /MWh högre än försäljningspriset. I detta fall beror minskningen av CO2- utsläppen på CHP-enhetens verkningsgrad, vilken i sin tur beror på olje- och elpriser. I känslighetsanalysens mittersta och Baltikum. Den producerade energin används till största delen själv medan överskottselen säljs till nätet för 30 /MWh. För el som produceras lokalt kan kostnader för eltransmission undvikas. Det statliga understödet för el som producerats med biogas är 4,2 /MWh. Genom att ersätta den rena koldioxiden med koldioxid från den egna förbränningsprocessen, dvs. koldioxid från förbränning av pelletgasen, kan man årligen inbespara cirka alternativ (olja 30 /MWh, el 45 /MWh) minskar CO2-utsläppen med 1300 ton/år. Ifall minskningen av CO2-utsläpp värderas till 20 /ton, blir återbetalningstiden 7,5 år. Återbetalningstiden i år (ränta 0 %) beroende på inköpspriset för el och priset för olja Olja, Elektricitet, /MWh /MWh , ,3 7,4 35 9,9 8,2 6,6

18 ENERGIPRISERNAS UTVECKLING Olja Konsumentpriserna för oljeprodukterna, i synnerhet för lätt brännolja, har stigit kraftigt sedan början av Priset för brännolja har varierat tydligt från månad till månad, framförallt på grund av variationer i världsmarknadspriset för råolja. Konsumentpriserna för brännolja i Finland cent / liter, lätt brännolja cent / kg, tung brännolja Lätt brännolja 70 Tung brännolja / / / / / /2005 Priset för lätt brännolja i bilden inkluderar alla skatter och övriga avgifter (sommarkvalitet, levererad till klientens behållare). Priset för tung brännolja är genomsnittspriset, inkluderade skatter, för små och medelstora klienter (kvalitet med låg svavelhalt). Källa: Olje- och Gasbranschens Centralförbund rf. El Även priset för el har stigit kraftigt under de senast fem åren och förändringarna har ställvis varit mycket snabba. I början av 2003 steg priset exceptionellt snabbt. Elpriset (skatter inkluderade) cent / kwh T2 Småindustri, elförbrukning kwh/år, effektbehov 200 kw T3 Medelstorindustri, elförbrukning kwh/år, effektbehov 500 kw T4 Medelstorindustri, elförbrukning kwh/år, effektbehov kw 4 01/ / / / / /2005 Bilden presenterar utvecklingen för elpriset för tre konsumentgrupper inom industrin. Konsumenternas elkonsumtion motsvarar i stort sett elkonsumtionen i växthus av olika storlek. De framställda medelpriserna inkluderar kostnaderna för försäljning och distribution samt alla skatter. Källa: Energimarknadsverket. 18 VÄXTHUSODLARENS ENERGI- OCH KLIMATGUIDE

19 BIDRAG OCH SKATTEFÖRMÅNER (2005) 19 BIDRAG OCH SKATTEFÖRMÅNER (2005) Växthusodlaren kan få understöd för investeringar till nya energiteknologier som är mer miljövänliga samt för användningen av förnybara energikällor. 12 Bidrag Understöd för teknologiinvesteringar: kan sökas i TE-centralerna (Arbetskraftsoch näringscentralerna) för investeringar i nya energiteknologier som är mer miljövänliga eller utnyttjar förnybara energikällor. Bidraget kan uppgå till maximum 40 % av investeringen. Då investeringen överstiger 2 miljoner behandlas ansökan av handels- och industriministeriet. Understöd för investeringar i byggnadsverk och lösegendom: Jordbruks- och skogsministeriet ger understöd för investeringar i byggnadsverk och lösegendom inom trädgårdsbranschen. För investeringar i värmeanläggningar kan man få max 70 % räntestöd och investeringsbidrag upp till 20 %. Understöd för trä i energiproduktion Enligt finansieringsinstruktionerna för hållbart skogsbruk kan man få understöd för skörd och transport av energiträd från unga skogar. Understödet för skörd av energiträd är 7 /m 3 fast mått då den skördade kvantiteten överstiger 20 m 3 fast mått. Understödet består av ett bidrag för staplandet, 3,50 /m 3 fast mått och för transporten 3,50 /m 3 fast mått. För skörd som utförs i form av sysselsättningsarbete betalas ett extra bidrag på 1,70 /m 3 fast mått. Understöd för produktion av flis är 1,70 /m 3 travatt mått. 12) Tillägsinformation: Förmåner för energiproduktion i liten skala Befrielse från elskatt: I samband med distribution av el uppbärs skatter för el (accis och avgift för servicesäkerheten). Växthusodlare som tillhör skatteklassen II betalar elskatt 4,53 /MWh. Energianläggningar, som producerar el med generatorer < 2 MVA och inte förser nätet med el behöver inte betala skatt. Understöd för elproduktion: För produktion av el betalas understöd baserat på energikällan som använts. I oktober 2005 var understöden för el, enligt energikällorna: Vindkraft6,9 /MWh Vattenkraft (max 1MA) 4,2 /MWh Trä och energikällor från trä 4,2 /MWh Återvinningsbränsle 2,5 /MWh Biogas 4,2 /MWh Flis 6,9 /MWh Understöd betalas inte, om el produceras i generatorer < 2 MVA och inte förses till elnätet. Ifall el produceras även för nätet, fås understöd för hela den mängd som distribueras via nätet. Understöd betalas inte om produktionen förblir under 100 MWh/år. För el som producerats med vattenkraft, träbaserade bränslen och biogas motsvarar produktionsbidraget ungefär elskatten som betalas av växthusodlare.

20