Ruokohelpi polttoaineena ja sen vaatima peltopinta-ala

Ruokohelpi, Phalaris arundinacea (Kuva WikiCommons)

Ruokohelpi, Phalaris arundinacea (Kuva WikiCommons)

Ruokohelpi on luonnonvarainen, parimetriseksi kasvava heinäkasvi, jota käytetään myös viljelykasvina. Se tuottaa satoa yhdellä kylvöllä yli kymmenen vuotta. Sato korjataan keväällä, jolloin sen kosteus on alle 20 %. Typpilannoitetta ruokohelpi tarvitsee vuodessa 50-100 kg/ha. Väkilannoitteiden sijasta voidaan käyttää esim. karjan lantaa ja puun tuhkaa. Hehtaarisato on 6-8 t/ha kuiva-ainetta. Ruokohelpi on Suomen oloissa tuottavin heinäkasvi. Sitä viljellään rehuksi, mutta yhä enemmän myös biopolttoaineeksi.

Polttoaineena ruokohelpeä voidaan käyttää voimalaitoksissa turpeen ja puun seassa. Se voidaan myös pelletöidä tai briketöidä, jolloin sitä voidaan käyttää pientulisijoissa.

Ruokohelpin potentiaalia energiantuotannossa voidaan havainnollistaa laskemalla tunnettujen energiamäärien tuottamiseksi tarvittava viljelypinta-ala.

Olkiluoto 3

Lasketaan, kuinka monta peltohehtaaria ruokohelpiä tarvittaisiin tuottamaan Olkiluoto 3:n tuotantoa vastaava energiamäärä.

OL3:n sähköteho on 1600 MW ja vuotuinen energiantuotanto n. 13 TWh = 13.000.000 MWh

Ruokohelpin hehtaarisato on 20-27 MWh/ha, keskimäärin 23,5 MWh/ha. Sähköntuotannon hyötysuhde höyryvoimalaitoksessa on n. 40 %.

Ruokohelpi_OL3_PA

OL3:n tuotannon kattamiseksi ruokohelpillä, viljelyyn tarvittaisiin 13.400 km² pinta-ala. Se vastaa neliön muotoista aluetta, jonka sivun pituus on 118 km (kartassa sinisellä).

Suomen peltopinta-ala vuonna 2005 oli 2.234.400 ha. Tarvittava osuus tästä on

Ruokohelpi_OL3_PA_osuus_peltopinta-alasta

Helsingin energiankulutus

Helsingissä käytettiin vuonna 2006 sähköä 4.440 GWh, kaukolämpöä 6.600 GWh, yhteensä 11.040 GWh. Lasketaan tämä esimerkki olettaen, että koko energiamäärä tuotetaan yhteistuotannolla hyötysuhteella 90 %.

Ruokohelpi_Helsinki_PA

Helsingin energinkulutusta vastaavan ruokohelpimäärän viljelyyn tarvitaan 5.220 km² alue. Pinta-ala vastaa neliön muotoista aluetta, jonka sivun pituus on 72 km. Tarvittava osuus Suomen peltopinta-alasta on 23 % (kartassa mustalla).

Koko Suomen energiankulutus

Suomen koko energiankulutus on n. 410 000 000 MWh. Jos se tuotettaisiin ruokohelpillä, tarvittaisiin peltoa

Ruokohelpi_Suomi_PA

Pinta-ala vastaa neliön muotoista aluetta, jonka sivun pituus on 417 km. (Kartassa vihreällä)

Tarvittava pinta-ala on Suomen pinta-alasta

Ruokohelpi_Suomi_PA_osuus_Suomen-alasta

Kartalle piirrettynä vastaavat alueet näyttävät tältä:

Ruokohelpi_suomi_peltoalat

Koska ruokohelpi on hehtaarisadoltaan paras erergiakasvi Suomessa (Ks. lisäys artikkelin lopussa), saadaan tästä laskelmasta hyvä käsitys peltobiomassan mahdollisuuksista Suomen energiantuotannossa.

Laskelmissa ei ole otettu huomioon ruokohelpin viljelyssä, korjuussa eikä kuljetuksessa tarvittavaa energiaa.

(Lisäys 14.6.2010:  Antti Laineen kommentin (14.6.2010) perusteella lisätty lähteisiin tietoja hampusta, joka voi hehtaarisadolta olla ruokohelpeä suurempi. Katso vastaus Laineen kommenttiin.)


    Tämä on ensimmäinen artikkeli sarjassa ”Energiavertailu”, jossa on tarkoitus käydä läpi eri energialähteitä, tarkastella niiden ominaisuuksia ja mahdollisuuksia nyt ja tulevaisuudessa. Kirjoitukset löytyvät aiheen Energiavertailu alta.

    12 thoughts on “Ruokohelpi polttoaineena ja sen vaatima peltopinta-ala

    1. Mikäli Kajn laskelmat pitävät paikkansa, tuossa on monille argumentti ydinvoiman puolesta, jos vastakkain ovat biomassa ja ydinvoima ja jos oletetaan, ettei energiaa aleta säästää.

      Tykkää

    2. Laskelmat saa tarkistaa, ne on siksi esillä ja lähteet löytyvät alta.

      Ei ydinvoimaa ja biomassaa saa asettaa vastakkain. Ydinvoiman vaihtoehto on, ja on aina ollut kivihiili. Hiiliteollisuus on hyötynyt suunnattomasti mm. ympäristöliikkeiden harjoittamasta ydinvoiman vastaisesta toiminnasta. Sillä sektorilla on ihan samanlainen hämmennyksen ja dis-informaation levittäminen käytössä kuin ilmasto-denialistien piireissä on. Ja molemmat palvelevat fossiiliteollisuutta, joista jälkimmäinen on saanut siltä taholta rahoitustakin. Miten lienee ensiksi mainitun kanssa, sitä en tiedä. Sen tiedän, että tietyt tahot voisivat myydä vaikka mummonsa jos siitä olisi liiketoiminanlle hyötyä.

      Tykkää

    3. Kiitos Kaj mielenkiintoisista laskuista. Ruokohelven tekee mielenkiintoiseksi myös se, että sen puolesta puhuu pääasiassa VAPO, joka käyttää sitä turvepeltojen viherryttäjänä.

      Kuinkakohan suuria aloja ruokohelpeä tarvittaisiin jos Suomi tuottaisi energian pien- ja suurtuulivoimalla, pienvesivoimalla, aurinkoenergialla, jätteillä, metsäbiomassalla ja peltobiomassalla?

      Tykkää

    4. Jep. Itse asiassa – kun Kaj on kova laskemaan, olisi mielenkiintoista palata tänne lukemaan laskelmia siitä, miten Suomen energiakysymys ratkaistaisiin ilman ydinvoimaa ja ilman hiiltä. Tämä on tietenkin laaja kysymys enkä odota mitään viisasten kiveä, mutta itseäni on ainakin turhauttanut epäilys, että on vain huonoja vaihtoehtoja – ei realistisia ja tulevaisuuteen todella kantavia vaihtoehtoja. Olen itse melko kehno tekemään tuollaisia laskutoimituksia, joita Kaj on vaivautunut laatimaan, mutta on niitä mielenkiintoista lukea. Olen lähinnä pessimisti ihmiskunnan tulevaisuuden suhteen. Arvelen, että vaikka Kaj tai joku muu osaisi laskea miten Suomi, Eurooppa ja muu maailma ratkaisisi energiaongelmansa, poliittisia päätöksiä ei tulla tekemään. Tulevaisuuden poliittiset päätökset eivät minun luullakseni ole energiapoliittisia vaan turvallisuuspoliittisia. Toisin sanoen, ei pyritä kantavaan resurssien käyttöön, vaan koetetaan erilaisilla sopimuksilla turvata niiden saatavuus, kunnes varat ovat loppuneet. Näin minä ajattelen siksi, että ihmisten toimintaa seuratessani en huomaa mitään muita ponnisteluja kuin sellaisia, joilla kulutukseen ja jatkuvaan kasvuun perustuvan yhteiskuntamallin asemaa vahvistetaan ympäri maailmaa. Tämä ei voi kestää loputtomiin, mutta se uskoakseni jatkuu, kunnes jatko käy mahdottomaksi. Sen jälkeen siirrytään pirstaloituneeseen postkonsumeristiseen yhteiskuntaan, jossa on vain niukasti energiaa ja luonnonvaroja jaettavana. Yhteiskuntamalli on totalitarismi. Tällainen näkemys on tietenkin synkkä, mutta se on todennäköinen. Romahtaneen yhteiskunnan raunioille on aina syntynyt pirstaloituneita ruhtinaskuntia, joissa vallitsee sotilasdiktatuuri.

      Tykkää

    5. Aion vastaavalla tavalla käydä läpi muitakin energianlähteitä, tämä oli vasta ensimmäinen kirjotus. Ei kumminkaan pidä odottaa niitä kovin tiheään ilmestyväksi. Seuraavaksi tulee metsähake, jolla näyttä itse asiassa olevan aika paljon potentiaalia. Toisaalta metsät pitäisi suojella hiilinieluina. Suomen metsänhoitoa aina muistetaan parjata, mutta meillä sentään on metriä. Eteläisemmässä Euroopassa ne tuhottiin jo keskiajalla.

      Tykkää

    6. Yllä olevista laskutoimituksista ilmeisin johtopäätös on toki, ettei ruokohelvellä voi sellaisenaan korvata OL3:a. Toinen asia on, yrittääkö kukaan. Energiakysymystä tunnetusti ei ole ratkaistavissa yhdellä keinolla, ja täydentäviä energiantuotantotapoja tarvitaan varmasti.

      Toinen ilmeinen johtopäätös on sitten se, että kun suurta sähköntuotantokapasiteettia on niin vaikea saada kestävästi aikaiseksi, sähkön kulutusta olisi välttämättä painettava alas.

      Metsäteollisuus tekee Suomen energiankulutuksen (ja tietysti metsien) näkökulmasta hyvää työtä lopettaessaan tuotantoa täällä. Sitä ei vain saisi käynnistää muualla.

      Tykkää

    7. Ruokohelven ja turpeen kiinteä yhteys on jäänyt mediassa varsin huonolle huomiolle. Valitettavasti.

      Näiden yhteiskäyttö tulisi tuoda selkeästi esiin ja turpeen käytön kritisoinnin sijaan keskittyä siihen, miten turvetta voitaisiin käyttää mahdollisimman ympäristöystävällisesti.

      Tykkää

    8. Asiallisen oloinen laskelma, odotan mielenkiinnolla vastaavanlaisia kirjoituksia muista energianlähteistä. Tässä rupesi mietityttämään myös muiden maiden kuin Suomen tilanne, Suomi kun on sentään aika harvaan asuttu maa, vaikkakin vastapainoksi biopolttoaineiden sadot ovat ilmastomme takia pienehköjä ja asuntojen lämmittämiseen tarvitaan paljon energiaa.

      Tykkää

    9. ”Koska ruokohelpi on hehtaarisadoltaan paras erergiakasvi Suomessa…”

      Hyvin on mennyt propaganda perille. Ruokohelven sato on vain noin puolet hampusta saatavasta sadosta, kun verrataan biomassan määrää. 12 tonnia per hehtaari on tosin varovainen arvio; länsinaapurit ovat päässeet lähes 18 tonniin hehtaarilla.

      Lisäksi, bioaineksen lämpöarvo on n. 5 MWh/tonni, joten ruokohelvestä saataisiin mainitsemillasi satomäärillä energiaa 30-40 MWh/hehtaari. Laskemasi pinta-ala siis heittää ainakin kolmanneksen. Suuruusluokka toki pysyy samana.

      Tykkää

    10. Kiitos tästä infosta, lisään maininnan teksiin.

      Tekstissäni on tietenkin kaikki samat virheet mitkä lähteissäkin on. Ruokohelven hehtaarisadolle löytyy arvoja väliltä 14,4..32 MWh/ha. Toisesta lähteestä 20..27 MWh/ha, jota käytin.

      En tiennyt että hamppua viljellään energiakasvina Suomessa. Katsoin mitä aiheesta löytyy, ja löysin kaksi luotettavan oloista lähdettä:

      http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/maa/kastu/vk/sankari/towardsb.pdf

      https://oa.doria.fi/bitstream/handle/10024/43137/energiakasvit_BDC_julkaisu_11.pdf

      Jälkimmäisessä sivulla 19 taulukko 2 antaa ruokohelvelle 35 MWh/ha ja hampulle 43,2 MWh/ha. Jos tämä suhde pitää paikkansa, hamppu olisi 1,2 kertaa tuottoisampi kuin ruokohelpi.

      Hamppu kasvaa niukalla lannoituksella kuten ruokohelpi, mutta pitää kylvää joka vuosi. Toisen lähteen mukaan hamppu vaatisi enemmän lannoitusta kuin ruokohelpi, ja olisi herkempi kuivuudelle ja märkyydelle.

      Kaikkien kasvien maksimaaliset hehtaarisadot pätevät tietenkin vain ideaaliolosuhteissa, jotka eivät joka paikassa ja aina voi toteutua.

      Haarukoin tällä laskelmalla nimenomaan suuruusluokkaa, mikä peltobiomassan potentiaali on, ja hampulla se voisi olla jonkin verran suurempi kuin ruokohelvellä.

      Tykkää

    11. Oma lähteeni vajaalle 18 tonnille per hehtaari tuli Sveriges lantbruksuniversitetin tutkielmasta: http://diss-epsilon.slu.se/archive/00001913/01/Lic_kappan_PdB.pdf Pienempiäkin satoja on toki aikaan saatu. Kaiken Oikean Tiedon Lähde Wikipedia taas puhuu jopa 25 tonnin hehtaarisadoista, mutta Suomen leveyspiirillä sellaisiin ei varmasti päästä koskaan.

      Energiakasvit-julkaisussa oli myös löydetty melko matala lämpöarvo hampulle. Muut (englanninkieliset, esimerkiksi http://eap.mcgill.ca/CPH_3.htm) lähteet puhuvat arvosta 8000 BTU/lb, joka vastaa n. 4,69 MWh/tonni. Tällöin 12 tonnin hehtaarituotolla saataisiin energiaa n. 56 MWh, joka on jo 60 % enemmän kuin ruokohelvellä.

      Suomessa ei todella juurikaan käytetä hamppua energiantuotantoon. Pohjanmaalla on muutamia viljelmiä, mutta hehtaarimäärät ovat kovin surullista luettavaa. Väitän syyn olevan juuri ruokohelven massiivinen mainostus ja hiljaisuus hampusta, mikä sai minut ensimmäisen viestini kirjoittamaan.

      Tykkää

    Vastaa

    Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

    WordPress.com-logo

    Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

    Twitter-kuva

    Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

    Facebook-kuva

    Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

    Google+ photo

    Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

    Muodostetaan yhteyttä palveluun %s