Suurtuotannon edut eivät saa sulaa tielle
Doranovan edellinen blogi vertaili maatilakohtaisten ja maatilojen yhteisten biokaasulaitosten eroja prosessitehokkuuden ja kannattavuuden näkökulmista. Blogi herätti Facebookissa hyvää keskustelua ja yksi argumenteista maatilakohtaisen biokaasulaitoksien puolesta oli se, että syötteiden tiekuljetus keskitetylle biokaasulaitokselle syö kannattavuuden. Tämä huoli on varsin aiheellinen, joten tämän kertainen blogi syventyy siihen, miten yhteislaitosten syöte- ja mädätelogistiikka saadaan hoidettua tehokkaasti.
Yksi isompi biokaasulaitos on edullisempi rakentaa, kuin monta pientä. Sama skaalaetu koskee energianjalostus- ja tuotantoyksiköitä sekä mahdollisia mädätysjäännöksen käsittelylaitteistoja. Ongelmaksi tulee kuitenkin helposti syötteiden kuljetus. Jos oletetaan, että yhdellä kertaa voidaan kuljettaa 20 tonnia massoja, niin naudan lietelantana tämä vastaa energia-arvoltaan noin 260 litraa dieseliä. Jos taas kuljetetaan saman verran kuivalantaa, niin energia-arvoltaan tämä kuorma vastaa noin 700–900 litraa dieseliä. Nurmirehulla vastaava luku on 1 700 litraa dieseliä. Ero lietelanta- ja nurmitonnin energiasisällön välillä on noin 6,5-kertainen!
Läheltä pumpaten, kauempaa kuivattuna
Perinteisesti biokaasulaitokset ovat käsitelleet Suomessa jätejakeita, joiden käsittelyn kustannuksista kuljetukset ovat muodostaneet vain pienen osan. Lisäksi biokaasulaitokset saavat jätejakeista porttimaksuja, joita maatalouden massoista ei ole saatavilla. Tämän vuoksi pitkätkään tiekuljetukset eivät ole muodostuneet ongelmaksi. Nyt, kun olemme siirtymässä Suomessakin maatalouden massojen prosessointiin, niin kuljetus-/siirtokustannusten rooli on etenkin vähän energiaa sisältävien lietejakeiden osalta paljon suurempi.
Doranovan näkemys on, että siirtomäärien ollessa riittäviä, lietelannat kannattaa siirtää keskitetylle biokaasulaitokselle putkilinjoilla jopa 5 km päästä. Toinen vaihtoehto on separoida liete tilalla ja tuoda kuivajae biokaasulaitokselle. Rejektiin kuitenkin jää kaasua tuottavaa kiintoainesta, joka pienentää kaasusaantoa. Tämän vuoksi lähellä olevista tuotantoyksiköistä putkiyhteys laitokselle on järkevin vaihtoehto. Pidemmästä matkasta ja pienemmiltä tuotantoyksiköiltä kuivajakeen tiekuljetus on taas perusteltua.
Putkilinja on kannattava investointi
Perustellaan tässä kohtaa väitettä putkilinjojen tehokkuudesta pienen laskuesimerkin kautta (kaikki hinnat ALV 0 %). Oletetaan, että biokaasulaitokselta 1,5 km päässä sijaitsee suuri sikatila, joka tuottaa 20 000 tonnia lietelantaa vuodessa. Maastoa pitkin putkilinjaa pitää rakentaa 2,0 km ja lyhin mahdollinen tieyhteys laitokselle on 2,5 km. Oletetaan lisäksi, että tiekuljetuksena liete siirrettäisiin 36 m3 vetoisella puoliperävaunuyhdistelmällä, jonka tuntihinta on 90 €. Parhaimmillaan tällainen yhdistelmä pystyy tekemään kaksi ja puoli edestakaista matkaa tunnissa (lastaus 5 min, purku 10 min ja keskinopeus 30 km/h). Vuodessa tehdään näin ollen 556 hakureissua, joihin kuluu aikaa 222 tuntia. Kokonaiskustannus siirrosta olisi 20 000 €. Jos mädäte kuljetetaan takaisin tilalle, tulee tästä jonkin verran lisäkustannuksia.
Entä mitä putkisiirto sitten maksaa esimerkin tapauksessa? Suomesta löytyy tähän toistaiseksi ainoastaan yksi biokaasulaitosesimerkki, Jepuan Biokaasu Oy. Siellä kaikki lietelannat pumpataan putkistoja pitkin biokaasulaitokselle ja osa mädätejäännöksestä palautetaan viereistä putkilinjaa pitkin takaisin tilan säiliöihin. Putkilinjoja on yhteensä noin 8 km ja matkalle osuu niin valtatien kuin joenkin alitusta. Putkilinjat on piirretty alla olevaan karttaan ja seuraavassa esimerkissä esitetyt hinta-arviot perustuvat pitkälti Jepuan laitokselta keräämäämme toteumatietoon.
Jos putkilinjat voidaan kaivaa, eikä räjäyttää, niin kustannuksia kertyy seuraavanlaisesti:
- Kaivuu routarajan alapuolelle 10,50 €/metri
- Asennushiekka ja asennus 7,00 €/metri
- DN110 putki kelalta 10,50 €/metri
- Tien alitukset (1-4 000 €/kpl)
Jos tämä esimerkin 2,0 km putkilinja toteutetaan yhdellä putkella, niin ilman pumppaamoja kustannuksia tulee 56 000 €. Kahdella putkella kustannus taas on 77 000 €, mutta tällöin hygienisoitu mädätysjäännös saadaan takaisin tilalle. Lietepumppaamo tarvitaan molempiin päihin ja sen kustannus maatilalle on kaikkine automaatioineen ja asennuksineen kokoluokassa 20 000 €. Itse pumppaus noin 10–15 kW pumpulla on edullista. Tunnissa siirtää noin 40 m3 lietettä ja sähkön kustannus tunnissa on kokoluokassa 1-1,5 €. Vuositasolla sähkönkulutus esimerkkitapauksessa on 500–750 €.
Putkilinjan takaisinmaksuaika on lyhyt
Yllä esitetyn esimerkin mukaisesti vuosittain lietelannan yhdensuuntaiseen tiekuljetukseen kuluu rahaa 20 000 €. Jos putkilinja tehdään kaksiputkisena ja huomioidaan myös pumppaamon kustannus, niin investoinnissa puhutaan ilman merkittäviä tien alituksia noin 100 000 € investoinnista. Vuotuinen sähkönkulutus ja pumppaamon vaatimat huollot huomioiden putkilinjan takaisinmaksuaika on 5–6 vuoden välillä. Varsin perusteltu investointi siis.
Putkilinjan suunnittelu tulee tehdä huolella
Lietelinja on järkevä investointi, mutta suunnitteluun tulee paneutua. Jepuan tapauksessa korkeuserot ovat hyvin maltillisia, joten niitä ei ole tarvinnut liiemmin huomioida. Putkistot on kuitenkin huuhdeltava lannan pumppauksen jälkeen varsinkin pitemmillä osuuksilla, koska muutoin sianlietteen kiintoaine keräytyy pohjalle ja alkaa ajan myötä tukkimaan linjaa. Isompi halkaisija vähentäisi tätä haastetta ja DN160 PEH -putkea on vielä saatavilla autokeloina. Lisäksi tien alitukset vaativat suunnittelun lisäksi viranomaishyväksynnän.
Lietteen ja mädätteen putkisiirto parantaa usein suunniteltavan biokaasulaitoshankkeen kannattavuutta. Kokonaisuutta arvioitaessa on kuitenkin huomioitava syötemäärän tiivistäminen ruuviseparoinnilla, siinä syntyvät kiintoainetappiot, mahdollisuudet menopaluukuljetuksiin ja niin edelleen. Kun syötteiden laadut ja määrät on saatu kartoitettua, pystytään valitsemaan paras mahdollinen mädätystekniikka märkämädätyksen, korkean kiintoaineen märkämädätyksen ja kuivamädätyksen välillä. Ihan yksinkertaisesta asiakokonaisuudesta ei siis ole kyse, mutta me Doranovalla uskomme vahvasti, että seuraavan kymmenen vuoden aikana suurin osa maatalousmassojen yhteismädätyslaitoksista tulee hyödyntämään putkisiirtoja tavalla tai toisella.
