Viime vuosina ruokohelven (Phalaris arundinacea) käyttö polttolaitoksissa on vähentynyt merkittävästi johtuen teknisistä ja taloudellisista haasteista. Tilanne johti siihen, että huomattava määrä myös turvetuotannosta vapautuvia suopohjia jäi pois intensiivisestä ruokohelven viljelystä. Tästä huolimatta suopohjia vapautuu edelleen tuhansia hehtaareja vuodessa, mikä tarjoaisi mahdollisuuden viljellä energiakasveja kestävästi ilman kilpailua ruoantuotannon kanssa. Työn tavoitteena oli arvioida vaihtoehtoista käyttöä suopohjille bioenergiantuotannon, eli tässä tapauksessa tuoreen ruokohelven kasvatuksen muodossa. Tutkimuksessa selvitettiin, mitkä olisivat tälle toiminnalle otollisimmat alueet kansallisella ja alueellisella tasolla, ja lopulta bioenergian tuotantolaitosten sijainninoptimointi tehtiin paikallisella tasolla suomalaisella tutkimusalueella. Tutkimuksessa selvisi, että tuoreena korjattu ruokohelpi voi olla kannattava energiakasvi suopohjilla, jos sen viljely on optimoitu. Perinteiseen polttoketjuun verrattuna tuorekorjattu ruokohelpi mahdollistaa suurempia biomassasaantoja, alemman ligniinipitoisuuden ja paremman sulavuuden biokaasuntuotannossa. Turvetuotantoalueiden soveltuvuutta arvioitaessa todettiin, että Suomessa vuoteen 2045 mennessä turvetuotannosta vapautuvasta suopohjasta teoreettisesti noin 300 km2 soveltuisi energiakasvien tuotantoon biokaasuntuotantoa varten. Tältä alueelta olisi mahdollista saada energiakasveja yli 100 Gg (kuiva-aine) vuodessa, mikä olisi bruttoenergiana n. 300 GWh. Erityisesti Pohjois- ja EteläPohjanmaa ovat potentiaalisia paikkoja, koska siellä on kansallisella tasolla paljon turvetuotantoalueita sekä mahdollisuuksia maatilakohtaisille biokaasulaitoksille. Niinpä jatkotutkimuksia tehtiin eteläpohjalaisella tutkimusalueella, jossa suopohjien omistajista hankittiin lisätietoja kyselylomakkeella ja havaittiin, että suopohjien maanomistajat ovat kiinnostuneita bioenergiaa kohtaan ja he suosivat metsänkasvatusta jälkikäyttömenetelmänä. Opinnäytetyön loppuosassa määritettiin usealle biomassavaihtoehdolle soveltuvien biokaasulaitosten ja puulle tarvittavien terminaalien sijainteja tutkimusalueella. R- ja ArcGIS-ohjelmistoilla löydettiin 13 maatilakohtaisen (> 100 kW) ja 8 keskitetyn biokaasulaitoksen (> 300 kW) sekä kahden potentiaalisen puuterminaalin optimaalinen sijainti. Näitä työkaluja voitaisiin soveltaa erilaisiin biomassoihin ja hyödyntää niitä bioenergialaitosten sijainnin suunnittelussa myös muissa maissa.In recent years, technical and economic challenges in combustion of spring
harvested dry reed canary grass (RCG, Phalaris arundinacea) has led into a situation
where a significant amount of cutaway peatlands were out of intensive RCG growing
in Finland. At the same time, thousands of hectares of cutaway peatlands were
released annually from peat extraction, which still would allow energy crop growing
without competition with food production. The objective of this work was to assess
alternative uses for the cutaway peatlands for fresh RCG growing for bioenergy
production. It was studied where are the most favourable areas for such practices at
national and regional level and finally location optimization of bioenergy plants was
made in a local scale inside a Finnish study area. In this work, fresh harvested RCG
was shown to be a feasible energy crop on the cutaway peatlands if the cultivation is
optimized. Compared to the traditional RCG combustion, fresh harvested RCG can
have higher biomass yields, lower lignin content and better digestibility in biogas
process. Land suitability assessment showed that, theoretically, ca. 300 km2 of future
cutaway peatlands are suitable for biogas energy crop production by 2045 in Finland.
It could be possible to grow energy crops, over 100 Gg total solids (TS) a year and
having biogas potential of ca. 300 GWh. Especially, North and South Ostrobothnia
regions are potential locations for this practice due to high peat extraction intensity
in national level. Consequently, the precise local potential of cutaway peatlands was
studied also with a questionnaire in a case study area in South Ostrobothnia. It was
found that landowners of the cutaway peatlands are interested in bioenergy
production, and they usually prefer forestry as an after-use method. In the final part
of the thesis, bioenergy plant location optimization was done with multiple
feedstocks including a biogas plant scenario and a wood terminal scenario. The R
and ArcGIS software programs were used to identify potential locations for 13 farmscale
biogas plants (>100 kW) and 8 centralized biogas plants (>300 kW), and two
potential wood terminals. These tools could be applied for different biomass
resources and used in relevant decision makings to plan the locations of bioenergy
plants in other countries as well.
Keywords: Circular economy, decentralized renewable energy production, bioenergy planning, geographic information systems, location allocatio
