Aurinkoenergia keinona maatalouden energiaomavaraisuuden kasvattamisessa
Energiakriisi haastoi suomalaiset maataloustuottajat miettimään tilan toimintaa kestävämmästä näkökulmasta. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, millaisilla uusiutuvan energian ratkaisuilla maatila voisi parantaa energiaomavaraisuuttaan ja vähentää ulkoa ostettavan energian määrää. Työtä rajasi voimakkaasti alkuinvestointikustannuksien suuruus, joka ohjasi työn aurinkoenergian valintaan. Opinnäytetyön tuloksena aurinkosähköjärjestelmä pystyy tuottamaan lisäarvoa ja lisäämään tilan energiaomavaraisuutta merkittävästi kesäkuukausina, pitkää laina-aikaa investointikustannuksille ei tarvita ja tehty investointi alkaisi tuottamaan heti ensimmäisen toimintavuoden jälkeen.
Opinnäytetyössä uusiutuvia energiaratkaisuja maatalousyhtymälle kartoitettaessa selvisi, että kustannustehokkain investointi, joka kuitenkin parantaa maatilan energiaomavaraisuutta selkeästi, on aurinkoenergian hyödyntäminen sekä maatilalla syntyvän hukkaenergian talteenotto ja hyödyntäminen. Tästä syystä opinnäytetyössä toteutetun kehityskysymyksien tuloksina esitettiin sekä aurinkosähköjärjestelmän asentamista, että maidon esijäähdyttimen asentamista. Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus laskettiin niin, että se kompensoisi optimaalisesti vuorokautisia sähköenergian kulutuspiikkejä. Maitotilalla on tämän lisäksi mahdollisuus vähentää ulkoa ostettavan sähkön määrää suoraan sillä, että kuluttaa vähemmän sähköä. Sähköenergiaa pystytään säästämään maidon esijäähdyttimen asentamisella. Maidon ollessa jo huomattavasti viileämpää maitotankkiin päästessään, ei jäähdytykseen tarvita samalla tavalla energiaa, kuin ilman esijäähdytystä.
Maatalouden kantavia tulevaisuuden arvoja ovat ympäristöystävällisyys, kestävä maatalous ja omavaraisempi energiantuotanto
Maatalouden kantavia tulevaisuuden arvoja ovat ympäristöystävällisyys, kestävä maatalous ja omavaraisempi energiantuotanto. Tämä opinnäytetyö selvitti, millä keinoin maatila pystyisi Suomessa olemaan energiatehokkaampi ja energiaomavaraisempi. Opinnäytetyö keskittyi kuitenkin ensisijaisesti ostettavan sähköenergian vähentämiseen, sillä sen kustannukset ovat kasvaneet energiakriisin myötä ennustamattomiksi. Tämä on luonut maatiloille suuria ennustamattomia kuluja, jotka vähentävät tilojen kannattavuutta. Opinnäytetyö pyrki löytämään kohdemaatilalle konkreettisia, aloituskustannuksiltaan maltillisia ja tehokkaita uusiutuvia energiaratkaisuja.
Mikäli alkuinvestoinnin suuruudella ei olisi ollut merkitystä, myös biokaasu- ja tuulivoimalaitos olisivat varteenotettavia vaihtoehtoja uusiutuviksi energianratkaisuiksi kohdemaatilan suuruisella tilalla, mutta silloin investoinnin takaisinmaksuajat olisivat olleet merkittävästi suurempia. Tässä opinnäytetyössä osoitetuilla toimenpiteillä kohdemaatilan on mahdollista toteuttaa energiaomavaraisuutensa kasvattaminen nopealla investoinnin takaisinmaksuajalla ja ulkoistaen asennustyöt kokonaistarjouksen antaneelle toimittajalle, jolloin kohdemaatila varmistaa järjestelmille takuuajat ja matalat huolto – ja ylläpitokustannukset.
Opinnäytetyön kohdemaatilan aurinkosähköjärjestelmä suunniteltiin niin, että sähkönkulutuksen tarpeen muuttuessa ja kasvaessa, esimerkiksi kohdemaatilan toteuttaessa tuotantoa kasvattavia investointeja tulevaisuudessa, on toteutettua aurinkosähköjärjestelmää mahdollista kasvattaa ja näin vastata kasvavaan energiantarpeeseen, tilan energiaomavaraisuus huomioiden. Tämä on tilalle myös taloudellisesti järkevä investointi, sillä paikallisesti tuotettu aurinkosähkö on edullisempaa käyttää omiin tarpeisiin kuin ostaa ulkoa verkosta tarvittava energian kokonaismäärä ja alkuinvestointi on tutkimustulosten mukaan kustannustehokas ja takaisinmaksuaika kohtuullinen.
Tutkimustuloksina voi todeta, että sekä maidon esijäähdytin, että aurinkosähköjärjestelmä ovat kannattavia investointeja, jotka kohdemaatilan kannattaa tehdä, jolloin tila samalla säästää ulkoa ostettavan energian kustannuksissa merkittävästi vuositasolla, mutta myös energiaomavaraistuu. Energiaomavaraisuus kasvaa erityisesti kesäaikaan ja aurinkoisina ajanjaksoina, jolloin aurinkosähköjärjestelmän kautta tuotettu energia pystytään hyödyntämään optimaalisesti tilakeskuksen tarpeisiin. Esijäähdyttimen kustannus on hyvin maltillinen, eikä tarvitse edes erillistä rahoitusta, mikäli esijäähdytin liitetään olemassaolevaan vesikiertojärjestelmään. Opinnäytetyön tulokset osoittavat, että aurinkosähköjärjestelmän alkuinvestointikustannukset pystytään rahoittamaan 5 vuoden lainalla, mutta ensimmäisen toimintavuoden jälkeen aurinkosähköjärjestelmä käytännössä tuottaa enemmän, kuin lainan takaisinmaksu ja sen kustannukset ovat, eli järjestelmän hankinta alkaa tuottamaan voittoa 5 vuoden lainalla ensimmäisen toimintavuoden jälkeen. Tämän mahdollistavat muun muassa maatalouden järjestelmän hankinnan energiainvestointituki 40% hankinnan alkuperäisestä kustannuksesta sekä poikkeuksellisen korkea oman käytön aste varsinkin kesäkuukausina.
Kohdemaatilan on mahdollista tehdä yllä olevat toimenpiteet tilan energiaomavaraisuuden kasvattamiseksi maltillisilla investointikustannuksia ja saada energiainvestointitukea, joka puoltaa hankintojen tekemistä. Energiaomavaraisuutta voidaan nostaa noin 25 % yllä mainituin toimenpitein nykyisellä sähkönkulutuksella, jos muita toimenpiteitä ei tehdä. Mikäli tila haluaisi tehostaa entisestään energiaomavaraisuuttaan olisi se mahdollista, jos se tehostaisi tuotantorakennuksien lämmöntalteenottoa ja panostaisi energian varastointiin, optimointiin ja älykkääseen seurantaan. Nämä toimenpiteet mahdollistaisivat myös suuremman energiantuotannon ja tätä kautta suuremman aurinkosähköjärjestelmän.
Lähde:
Lautala, H. 2024. Uusiutuvien energiaratkaisuiden hyödyntäminen maatalousyhtymässä – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.