Mapping investment environment by optimizing the forest bioenergy production plant locations
Natarajan K. (2019). Mapping investment environment by optimizing the forest bioenergy production plant locations. https://doi.org/10.14214/df.273
Tiivistelmä
Metsä uusiutuvana luonnonvarana tarjoaa mahdollisuuksia edistää biotaloutta, energiaturvallisuutta ja ympäristöhyötyjä. Väitöskirjan tavoitteena on analysoida metsäbiomassaan perustuvan bioenergiatuotannon kasvavaa potentiaalia (metanoli, Fischer Tropsch biodieseli, CHP) Suomessa. Tutkimuksessa sovellettiin spatiaalisesti täsmällistä, teknillis-taloudellista Mixed Integer Linear Programming (MILP) -mallia, jolla optimoitiin uusien bioenergian jalostusyksiköiden sijoituspaikkakuntia minimoimalla tuotantoketjun kokonaiskustannuksia. Samalla otettiin huomioon metsäresurssin tarjonta, teollisuuden kilpailutekijät ja energian kysyntä. Optimointimallin soveltamisen lisäksi toteutettiin Puolassa 210 maanviljelijän kyselytutkimus, jolla tunnistettiin keskeisiä yhteiskunnallisia parametrejä, joiden hyödyntäminen auttaa tulevaisuudessa optimoimaan tuotantoyksiköiden sijaintia, kun otetaan huomioon bioenergiatuotannon arvoketjun taloudelliset, ympäristöön liittyvät sekä yhteiskunnalliset näkökohdat.
Tutkimuksen tulokset tarjoavat investoijille ja päätöksentekijöille arvokasta tietoa, kun hahmotellaan energiaa koskevaa maantieteellistä suunnittelustrategiaa, ja kohdataan samalla nestemäisten liikennepolttoaineiden ja metsähakkeen osalta Suomen 2020 -luvun energiatuotannon tavoitteet. Mallin tulokset sisältävät kustannusperusteisesti optimaalisen laitospaikkakunnan, teknologiavalinnan, raaka-ainevarannon allokoinnin mukaan lukien tuontimahdollisuus, raaka-aineen tarjontaketjun, sivutuotteiden myyntitulot ja hiilidioksidipäästöjen vähenemisen. Malliparametrien herkkyystarkastelu osoitti, että investointikustannukset, konversiotehokkuus ja lämmön hintavaihtelut olivat yksikkövaikutuksien osalta merkittävimpiä parametrejä. Seuraavia vaikutusten merkittävyyden suhteen olivat raaka-aineen hinta, sähkön hinta, tuet ja kuljetuskustannukset. Havaitut parametrimuutokset epävarmoissa markkinaolosuhteissa, joita epävakaat politiikkatoimet ruokkivat, aiheuttaisivat tulevaisuudessa biopolttoaineisiin ja CHP-tuotantoon perustuvalle teollisuudelle merkittäviä haasteita niiden edistäessä metsäbiomassan käyttöä. Kyselytutkimus osoitti, että maanviljelijöiden halukkuus tarjota biomassaa saattaisi olla saatavuuden suhteen olennainen tuotannollinen varmuustekijä nestemäisten biopolttoaineiden tuotannolle ja CHP-teollisuudelle. Sosiaalisesti kattavien politiikkatoimien aikaan saaminen on siksi välttämätöntä pitkän aikavälin markkinavakautta ja tulevaisuuden menestymistä tavoittelevalle bioenergiateollisuudelle.
Avainsanat
biomassa;
toimitusketju;
nestemäiset biopolttoaineet;
CHP;
energian kysyntä
-
Natarajan,
University of Eastern Finland, School of Forest Sciences
Sähköposti
karthikeyan.natarajan@uef.fi
Julkaistu 6.5.2019
Katselukerrat 3735
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.273 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Natarajan K., Leduc S., Pelkonen P., Tomppo E., Dotzauer E. (2012). Optimal Locations for Methanol and CHP Production in Eastern Finland. Bioenergy Research 5(2): 412–23.
https://doi.org/10.1007/s12155-011-9152-4
Natarajan K., Leduc S., Pelkonen P., Tomppo E., Dotzauer E. (2014). Optimal locations for second generation Fischer Tropsch biodiesel production in Finland. Renewable Energy 62: 319–30.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.07.013
Natarajan K., Leduc S., Pelkonen P., Tomppo E., Dotzauer E. New CHP Plant location optimization to increase the use of forest chips in Finland. Manuscript.
Zyadin A., Natarajan K., Igliński B., Iglińska A., Kaczmarek A., Kajdanek J., Pappinen A., Pelkonen P. (2017). Farmers’ willingness to supply biomass for energy generation: evidence from South and Central Poland. Biofuels 8(4): 421–30.
