6
Maatalouden energiansäästöön vie monta pientä polkua valokuvat: Jukka Ahokas
n Energiansäästöllä voi olla
ha olisi oiva apuväline haettaessa energiaa säästävää ajotapaa. Tuntikulutus ei kerro työn tehokkuutta, mutta hehtaaria kohti kulutettu polttoainemäärä kertoo. Traktoreissa ovat yleistyneet portaattomat vaihteistot. Teoriassa niiden hyötysuhde on mekaanista huonompi, mutta hyvällä moottorin ja vaihteiston ohjauksella työkonetta voidaan ajaa niin, että traktori säätyy aina pienen polttoaineenkulutuksen alueelle. Traktorin älyn ja portaattomien vaihteistojen yleistyessä traktori voidaan ohjelmoida hakemaan energiankulutukseltaan edullinen toimintatapa.
suuri vaikutus yksittäisen tilan energiankäyttöön ja talouteen. Lisäksi maataloudella on hyviä mahdollisuuksia siirtyä uusiutuvan energian käyttöön ja myyntiin. Maa- ja metsätalousministeriö on käynnistänyt maatilojen energiansäästöohjelman, jonka tavoitteena on 9 % energiansäästö vuoteen 2016 mennessä vuosien 2001–2005 tasosta. Energiasuhde tarkoittaa lukua, joka saadaan jakamalla tuotteen energiasisältö tuotteen aikaansaamiseen käytetyllä energiamäärällä. Suomessa viljeltävistä kasveista korkein energiasuhde on ruokohelvellä. Siitä korjataan koko maanpäällinen kasvusto, kun viljoista korjataan vain siemenet. Ruokohelpi on monivuotinen kasvi, joka kylvetään ehkä vain joka 15 vuosi. Lisäksi energiaksi käytettävää satoa ei tarvitse kuivata viljojen tapaan. Kuva 1 esittää tyypillistä viljantuotannon energiankulutuksen jakaumaa. Kemikaalit iso energiaerä Maatalouden suurimman energiaerän muodostavat kemikaalit (lannoitteet, kalkki ja torjunta-aineet). Näistä suurin on lannoitteet. Energiatilastoinnissa lannoitteiden valmistus kuuluu teollisuuden energiankäyttöön. Kasvintuotannon energiasuhdetta selvittävissä tutkimuksissa niiden valmistus otetaan kuitenkin huomioon maatalouden epäsuorana energiapanoksena. Kemikaalien käyttöä voitaisiin vähentää ravinteiden paremmalla kierrolla ja typensitojakasvien viljelyllä, joita kumpaakin tutkitaan parhaillaan. Säilörehun tuotannossa kiedontamuovin osuus on huomattava. Muovin valmistaminen kuluttaa runsaasti energiaa, ja se lasketaan rehuntuotannon epäsuoraksi energiapanokseksi. Koneet syövät sähköä Tilan suorasta energiankäytöstä suurimman osan muodostavat työkoneet ja viljan kuivaus, johon vaikuttaa korjuukauden sää. Märkinä syksyinä kulutus voi olla jopa yhtä suuri kuin työkoneiden energiantarve. Siirtymällä uusiutuviin polttoaineisiin voitaisiin fossiilisen energian käytöstä luopua kokonaan, mikä ei sinänsä kuitenkaan vähentäisi energian kulutusta. Kuivurin eristämisellä ja huoltamisella saadaan aikaiseksi 10–20
2 palstaa
2 palstaa
Maatalous teknistyy ja automatisoituu vauhdilla. Tuotantoa ohjataan automatiikan avulla valvomosta, ja energiankulutusmittaukset ovat haasteellisia. Energian käytön jakauma ohran tuotannossa 11,6 GJ/ha
% 100
Siemenet 7%
Sähkön käyttö 80
Ilmanvaihdon lämpöhäviöt Rakenteiden lämpöhäviöt
60
Kemikaalit 54%
Työkoneet 28%
Rehun tuotanto
40
20
Viljankuivaus 11%
Kuva 1. Energiankäyttö ohrantuotannossa.
0
Sianliha
Maito
Kuva 2. Esimerkki karjantuotannon energiankäytön kokonaiskulutuksesta.
% energiansäästö, lisäksi kuivuminen tehostuu ja kuivauskapasiteetti paranee. Kuivaamisessa energiaa voitaisiin säästää enemmänkin lämmönvaihtimien avulla, mutta sen kannattavuus on huono suurien investointikustannuksien takia. Rehuviljan säilönnässä kuivaamisesta voitaisiin luopua kokonaan. Tilalle tulisi happosäilöntä tai ilmatiivis säilöntä. Kuvan 1 jakaumassa työkoneiden energiankäytössä on mukana myös
niiden valmistukseen ja huoltoon tarvittava energia. Sen osuus on 10–20 % polttoaineen energiankulutuksesta. Työkoneiden käytössä energiankulutukseen vaikuttavat eniten työmenetelmät ja ajotavat. Esimerkiksi suorakylvö vähentää energiantarvetta perinteiseen menetelmään verrattaessa, kun työvaiheita jää pois. Säästö on rahassa kuitenkin sen verran pieni, ettei se yksistään tee suorakylvöä kannattavaksi.
Energiaa säästettäessä pitää muistaa, että eläinten hyvinvoinnista ei saa tinkiä. Lämpökamerakuva lehmistä -20 asteen pakkasessa.
Ajotapa näkyy kulutuksessa Työkoneen kuljettaja voi ajotavallaan sekä koneiden säädöllä ja huollolla vaikuttaa useita kymmeniä prosentteja polttoaineen kulutukseen. Polttomoottorin hyötysuhteeseen vaikuttaa moottorin kuormitus: mitä alhaisempi kuormitusaste on, sitä huonompi on sen hyötysuhde. Kun moottoria kuormitetaan vain kevyesti, moottorin kierrokset pitäisi pitää alhaalla, jotta hyötysuhde säilyisi hyvänä. Autoissa tämä tehdään ylivaihteiden avulla, joiden tehtävänä on pienentää moottorin kierroksia ja vähentää polttoaineenkulutusta. Tutkittaessa polttoaineenkulutusta maanmuokkauksessa samaa ajatusta käytettiin hyväksi vaihtamalla suu-
rempi vaihde ja alentamalla moottorin kierroksia. Ajonopeus pysyi samana ja polttoaineenkulutus väheni 30 %. Traktoreiden reaaliaikainen kulutusnäyttö muodossa l/
Karjatalous käyttää enemmän Kotieläintuotannossa käytetään energiaa selvästi enemmän kuin kasvintuotannossa. Kuvassa 2 on esimerkki sianlihan- ja maidontuotannon energiajakaumista. Maidontuotannossa korostuu sähkön osuus. Tämä johtuu maidon käsittelyyn liittyvien laitteiden energiantarpeesta (lypsy, jäähdytys, pesu). Lypsylehmät eivät välttämättä tarvitse lämpimiä rakennuksia. Puolikylmissä pihatoissa eläinten tuottama lämpö riittää pitämään rakennuksen lämpimänä niin, ettei lanta tai vesi jäädy. Tällöin rakennusten lämmitystarve sekä ilmanvaihdon energiahukka jäävät pois, ja kokonaisenergiantarve pienenee. Kylmissä ja puolikylmissä pihatoissa ilmankosteus ja kaasupitoisuudet ovat usein lämpimiä alhaisemmat eli ne tarjoavat myös eläimille paremmat olosuhteet. Siat ja broilerit tarvitsevat selvästi lämpimämmät olot kuin naudat. Hyvien olosuhteiden aikaansaamiseksi tarvitaan koneellinen ilmanvaihto, jolloin sen mukana menee runsaasti lämpöä hukkaan. Tätä lämpöhukkaa voitaisiin vähentää lämmönvaihtimilla, jolloin poistolämpö hyödynnettäisiin. Karjatalouskoneiden energiankulutukset vaihtelevat runsaasti ja niiden osalta pitäisi kehittää uusia ja energiatehokkaita menetelmiä. Jukka Ahokas ja Hannu Mikkola, Helsingin yliopisto
Lisätietoja: jukka.ahokas@helsinki.fi, puh. (09) 1915 8502
Energialaskelmia kehitetään säästöjen saavuttamiseksi Maatilojen energiankulutusta ei ole juurikaan tutkittu eikä vertailukelpoisia lukuja ole saatavissa. Myöskään tiloilla ei ole saatavilla yksittäisten laitteiden energiankulutusta. Lisäksi vuosittaiset säiden ja satojen vaihtelut tekevät energiankulutuksen ja siten myös säästön seurannan hankalaksi. Osa säästöistä, kuten kemikaalien käytön säästö, kohdistuu maatalouden sijasta teollisuuden energiankäyttöön. Energialaskelmissa käytetään lisäksi erilaisia laskentatapoja. Esimerkiksi kuvan 2 rehuntuotannon energiantarve voidaan laskea joko pelkästään viljelyn energiatarpeena tai rehun energiana käyttäen rehun lämpöarvoa. Näiden laskelmien välinen ero on suuri ja energiasuhteet eri-
laiset. Maatalouden energia- ja päästölaskelmat vaatisivat kehittämistä, jotta tulokset olisivat paremmin vertailukelpoisia. Samoin tarvitaan lisää tietoja ja menetelmiä energiankulutuksen seurantaan. Helsingin yliopiston maataloustieteen laitos on yhdessä MTT:n teknologiatutkimuksen, Viron maatalousyliopiston sekä Seinäjoen ja Jyväskylän ammattikorkeakoulujen kanssa käynnistänyt maatalouden energiankäyttöön ja säästöön liittyviä tutkimuksia. Tutkimuksia rahoittaa Euroopan maaseuturahasto ja Euroopan aluekehitysrahasto. Lisätietoja: http://enpos.weebly.com