Jatropan käyttö bioenergian lähteenä

Rajaus

Kysymys

Olisiko jatropa-kasvista bioenergian lähteeksi? Erityisesti, millaisia ovat toiminnan vaikutukset ekologiseen kestävyyteen ja toisaalta hyväksyttävyyteen asiakkaiden ja muiden ihmisten silmissä?

Rajat

• Tarkastellaan suomalaisten roolia maailmanlaajuisessa bioenergiatuotannossa.
• Mielenkiinnon kohteena on erityisesti biodieselin ja muiden liikenteen polttonesteiden tuotanto.
• Toiminnan vaikutuksista tarkastellaan lähinnä ekologisia, eettisiä ja ilmastollisia vaikutuksia, mutta olennaisen tärkeitä terveys-, kustannus- tai muitakaan vaikutuksia ei rajata ulos.

Tarkasteltavat vaihtoehdot (skenaariot)

• Nykytila ja tätä menoa (vain toteutetaan jo päätettyjä asioita ja toimeenpannaan markkinaehtoisia muutoksia). Jatropalla ei ole roolia suomalaisessa energiantuotannossa.
• Aloitetaan jatropan pienimuotoinen viljely osana energiantuotannon kokonaisuutta.
• Aloitetaan jatropan suurisuuntainen viljely bioenergian tuottamiseksi.

Oletettu käyttö ja käyttäjät

Arvioinnilla on välitöntä merkitystä Neste Oilille ja muille energiantuotantoyhtiöille järkevien tulevaisuuden suuntien valitsemiseksi. Samoin sillä on merkitystä ympäristönsuojelijoille, joiden näkemys ja tietämys jatropasta paranee, ja he voivat paremmin arvioida, millainen jatropan käyttö olisi toivottavaa luonnon, monimuotoisuuden ja ilmastonsuojelun kannalta.

Osallistujat

Arvioinnin vastuullisena tutkijana toimii erikoistutkija Jouni Tuomisto (LT) Terveyden ja hyvinvoinnin laitokselta. Neste Oil tukee arviointia taloudellisesti ja osallistumalla työhön. Osallistujina myös avoimen arvioinnin iskuryhmä: Minttu Hämäläinen, Pauli Ordén, Tiia Sorjonen, Jaakko Örmälä, Matleena Tuomisto, Johannes Kröger, Elina Hirvonen. Mukana myös Vilma Sandström sekä arviointien toteutuksen ohjaamisessa avustaneet Teemu Rintala ja Mikko Pohjola (lisää tähän oma käyttäjätunnuksesi ja nimesi, jos haluat osallistua). Tämä on avoin arviointi, joten kuka tahansa saa osallistua. Jos et halua osallistua niin paljon, että hankkisit oman käyttäjätunnuksen, voit käyttää sivun alalaidassa olevaa kommentointimahdollisuutta.

Tulos

Jatropa voi toimia bioenergian lähteenä ja siitä voidaan tuottaa biodieseliä liikenteen polttoaineeksi. Sitä on pidetty maankäytön kannalta parempana vaihtoehtona kuin muita biodieseliksi viljeltäviä kasveja, sillä se voi kasvaa köyhillä, elintarviketuotantoon kelpaamattomilla mailla ja sen saanto on hyvä (1-2 tonnia öljyä hehtaarilta). Lisäksi pitkäikäisenä puumaisena kasvina se toimii hiilen nieluna, ja jatropaviljelmät tarjoavat elinympäristön muille eliöille. Toisaalta sato on varsin riippuvainen esimerkiksi kastelusta ja maaperän laadusta, ja niinpä on epävarmaa, voidaanko saavuttaa yhtä aikaa tavoitteet sekä joutomaiden halvasta käytöstä että suuresta tuotannosta. Jatropaa kannattaisi siksi ehkä ajatella ensisijaisesti tilainteisiin, jossa sillä on muutakin lisäarvoa (esim. eroosion torjunta), ja miettiä, olisiko tällä tavalla saatava öljytuotanto kaupallisesti kiinnostavaa.

Mallin tulosajo 8.2.2012 [1].

Perustelut

Jatropan käyttö bioenergian lähteenä

Ensyklopedia-artikkelit: Jatropa | Biopolttoaineen valmistusprosessi Jatropaöljystä	Vaikutuskaavio jatropan käytöstä bioenergian lähteenä.
Taustamuuttujat: Jatropan mahdolliset viljelyalueet | Jatropaviljelmäalueiden käyttömahdollisuudet | Jatropan siementen saanto viljelystä | Öljyn saanto jatropan siemenistä | Biodieselin saanto jatropaöljystä | op_en:Market prices of raw materials
Tuotantomuuttujat: Jatropan viljelyalueet | Jatropaöljyn tuotanto maailmassa | Biodieselin tuotanto jatropaöljystä
Vaikutukset: Jatropan viljelyn ilmastovaikutukset | Jatropan viljelyn ekosysteemivaikutukset | Jatropan viljelyn sosiaaliset vaikutukset |
Vaikutuskaavion ulkopuoliset: Jatropan myrkyllisyys | Jatropan viljely bioenergian lähteeksi suomalaisiin tarpeisiin | Jatropan käytön muut vaikutukset

R-koodi

+ Näytä koodi- Piilota koodi


######## Haetaan R-koodi generic sivulta Projektinhallinta. Sisältää funktiot dropall ja PTable.

######## Ladataan tarvittavat paketit
library(OpasnetBaseUtils)
library(ggplot2)
library(xtable)

cat("Haetaan tarvittava data Opasnet-kannasta. \n")

saanto.siemenet <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2633")) # Jatropan siementen saanto viljelystä
saanto.öljy     <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2634")) # Öljyn saanto jatropan siemenistä
saanto.diesel   <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2632")) # Biodieselin saanto jatropaöljystä
viljelyala      <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2642")) # Jatropan viljelyalueet
päästö.ilmasto  <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2547")) # Jatropan viljelyn ilmastovaikutukset
päästö.sosiaali <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2552")) # Jatropan viljelyn sosiaaliset vaikutukset
päästö.ekosyst  <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2548")) # Jatropan viljelyn ekosysteemivaikutukset
P               <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi2539")) # Jatropan käyttö bioenergian lähteenä
palmoil         <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_en5431")) # Market prices of raw materials
palmoil         <- palmoil[palmoil["Raw material"] == "Crude palm oil", "Result"]

cat("Ajetaan malli. \n")

### Muutetaan sarakkeiden nimet sopiviksi yhdistämistä varten.
colnames(saanto.siemenet)[colnames(saanto.siemenet) == "Result"] <- "siemenet"
colnames(saanto.öljy)[colnames(saanto.öljy) == "Result"]        <- "öljy"
colnames(saanto.diesel)[colnames(saanto.diesel) == "Result"]    <- "diesel"

## Yhdistetään tiedot toisiinsa yhdeksi data.frameksi. Lasketaan saanto ja viljelyala.
saanto <- merge(saanto.siemenet, saanto.öljy[colnames(saanto.öljy) != "Havainto"])
saanto <- merge(saanto, saanto.diesel)
saanto$saanto <- erä * saanto$diesel
saanto$viljelyala <- saanto$saanto*1000*satoja / (saanto$siemenet * saanto$öljy * saanto$diesel)
saanto$päiväpalkka <- erä * palmoil / (saanto$viljelyala / satoja / poiminta)

## Muutetaan tulos jakaumaksi Monte Carlolla.
P <- PTable(P, n)
saanto <- merge(P, saanto)

cat("Ilmastovaikutukset. \n")
print(xtable(päästö.ilmasto), type = 'html')

cat("Sosiaaliset vaikutukset. \n")
print(xtable(päästö.sosiaali), type = 'html')

cat("Ekosysteemivaikutukset. \n")
print(xtable(päästö.ekosyst), type = 'html')

cat("Esimerkkitaulukko joistakin riveistä mallilaskennassa. \n")

print(xtable(saanto[1:10, ]), type = 'html')

cat("Tuotanto ", erä, " tonnia bioöljyä/sato. Yksiköt: saanto tonnia biodieseliä/a, viljelyala ha. \n")

## Lasketaan tulostaulu.
if(length(divisions)>1) divs <- as.list(saanto[, divisions]) else divs <- saanto[, divisions]
out1 <- as.data.frame(as.table(tapply(saanto[, colnames(saanto) == output], divs, mean))) 
out1 <- dropall(out1[!is.na(out1$Freq), ])
colnames(out1) <- c(divisions, output)
print(xtable(out1), type = 'html')

## Lasketaan tuloskuvaaja.
out2 <- as.data.frame(as.table(tapply(saanto[, colnames(saanto) == output], list(saanto[, divisions2], saanto$obs), mean))) 
out2 <- dropall(out2[!is.na(out2$Freq), ])
cat(paste("Todennäköisyysjakauma vasteelle ", output, ", jaotteluna muuttuja ", divisions2, ". \n", sep = ""))
ggplot(out2, aes(x = Freq, weight = 1, fill = Var1)) +geom_density() 
## Jostain syystä vain osa kuvista piirtyy oikein, riippuen mitä parametreja valitaan. En ymmärrä syytä.

Katso myös

• Biopolttoainearvioinnit
• Urgenche - kaupunkitason ilmastonmuutosprojekti
• Kuopion ilmastopoliittinen ohjelma
• Energiatase/Kuopio
• Tehtävälista/Jatropa
• Maankäytön negatiiviset vaikutukset huomattavat biodieseltuotannossa
• Kalanjalostuksen öljyjäte bioenergian lähteenä
• Stataoil Innovate (Statoilin haaste yksityisille ja pienyrityksille esimerkkinä joukkoistetusta yhteistyöstä energiantuotannossa)

Tuoreet muutokset jatropa- ja kalaöljyarviointeihin liittyen

• Jatropan viljelyn ilmastovaikutukset (2012-02-10 12:31:08)
• Kalanjalostuksen öljyjäte bioenergian lähteenä (2012-02-01 18:02:04)
• Biopolttoainearvioinnit (2012-02-01 18:01:49)
• Öljyn saanto jatropan siemenistä (2012-01-19 12:54:38)
• Jatropan viljelyalueet (2012-01-19 10:43:58)
• Jatropan mahdolliset viljelyalueet (2012-01-19 10:17:25)
• Jatropan myrkyllisyys (2012-01-19 08:59:19)
• Jatropan viljelyn ekosysteemivaikutukset (2012-01-19 08:54:22)
• Jatropan käytön muut vaikutukset (2012-01-18 15:24:17)
• Kalanjalostuksen öljyjätteen bioenergiakäytön ekosysteemivaikutukset (2012-01-17 20:22:02)
• Kalanjalostuksen öljyjätteen bioenergiakäytön sosiaaliset vaikutukset (2012-01-17 20:19:42)
• Kalanjalostuksen öljyjätteen bioenergiakäytön ilmastovaikutukset (2012-01-16 20:44:41)
• Kalajätteen käyttömahdollisuudet (2012-01-16 18:08:51)
• Jatropan siementen saanto viljelystä (2012-01-13 11:36:00)

Avainsanat

Jatropa, bioenergia, ilmastonmuutos, energiantuotanto

Viitteet

Aiheeseen liittyviä tiedostoja