Biogaas rikastab

Ahto Oja

Arengufondi rahastatud uuringu eesmärk oli kaardistada biometaani potentsiaal, selle tootmise omahind, toetusvajaduse määr ühelt poolt ja biometaani hüved ühiskonnale teiselt poolt.

Eesti transpordis on probleeme üleminekul fossiilsetelt kütustelt taastuvatele. Euroopa Liit on võtnud eesmärgi, et 2020. aastaks peaksid taastuvatest allikatest pärit transpordikütused moodustama kogutarbimisest 10%. Sellest sihtarvust ollakse kaugel, 2010. aastal moodustasid taastuvkütused transpordis vaid 0,2%.1

Taastuvkütuste kasutuselevõtuks on kaks võimalust: kas importida või toota biokütuseid kohapeal. On selge, et import mõjub kaubandusbilansile negatiivselt, aga kohapeal biokütuste tootmine suurendab tööhõivet, maksutulusid, kiirendab regionaalarengut ja muudab makromajandusliku kaubandusbilansi positiivseks.

Biometaan on orgaanilistest jäätmetest (läga ja sõnnik), prügist ja ka kasvatatud haljasmassist kääritamisel saadav gaas. See on praegu ainuke väljakujunenud tehnoloogiaga kohaliku taastuva gaasilise biokütuse tootmise võimalus Eestis. Biometaani sarnasusest maagaasiga johtub ka selle tootmise turutõke. Biometaani tootmiseks on vaja teha investeeringuid, mistõttu selle omahind kujuneb suuremaks kui surumaagaasi hind maagaasitanklas. Sestap tuleb biometaani tootmist toetada, kui ühiskonna soov on asendada osa imporditavatest fossiilsetest mootorikütustest kohaliku taastuva kütuse – biometaaniga.

Biometaani tootmisega kaasneb mitmeid avalikke hüvesid: väiksem metaani, nitraatide ja muude ühendite eraldumine õhku, vette ja pinnasesse; oluliselt vähem haisu kääritusjäägi põllule levitamisel, kontrollitud jäätmekäitlus, tasakaalustatud regionaalareng, põllumajanduse mitmekesistamine, kasutamata maade harimine, lisandunud töökohad, taastuvenergeetika arendamine, energiajulgeoleku suurenemine … Meile ei ole teada nende avalike hüvede rahalised ja elukvaliteeti suurendavad väärtused ehk kui ühiskond toetab biometaani tootmist, siis kui palju saadakse biometaani tootmisest kaudselt tagasi (puhtama keskkonna, väiksemate kuludega fossiilset päritolu materjalide asendamisel, saamata jäänud tulu, maa väärtuse tõus jm).

Biogaasi saadakse biomassi anaeroobse käärimise teel vähemalt 37 °C juures. Biogaasis on keskmiselt 60% metaani (CH₄). Biometaan on puhastatud biogaas, kus metaanisisaldus on 90–99%. Biometaan ja maagaas on sarnase koostise ja kütteväärtusega – >10 kWh/Nm³, 37 MJ/Nm³. Eestis toodeti 2010. aastal biogaasi 13 mln Nm³, millest enamik pärines prügilatest ja pool toodetud kogusest ei leidnud kasutamist. 2012. aastaks biogaasi tootmine kahekordistus, ca 25 mln Nm³.

Eesti teoreetiline biogaasi (60% CH₄) potentsiaal on 1,5 miljardit Nm³/a, puhastatuna biometaaniks on Eesti teoreetiline potentsiaal 900 mln Nm³ (CH₄ 98%). Tegelikult kasutatav biogaasi hulk aastas on 633 mln Nm³, sellele vastav biometaani potentsiaalne kogus on 380 miljonit Nm³/a, millest 9 miljonit Nm³ moodustab prügilagaas. 80% biometaani potentsiaalist (304 mln Nm³/a) kasutatakse 2050. aastal transpordis.

Metaankütuste kasutamise soodustamiseks tuleb välja töötada biometaani kvaliteedi standard (metaanisisaldusega 95%), luua metaansõidukitele tasuta parkimise võimalus, säilitada ja tagada biometaanile kütuseaktsiisi vabastus ning säilitada aktsiisierisus transpordikütusena kasutatavale surumaagaasile (CNG). Näidisjaama biometaani omahinnaks silohinnaga 30 €/t kujunes 1 €/Nm³. Samaväärse surumaagaasi hind tanklas on 0,46 €/Nm³ (ilma käibemaksuta). Biometaanis on 90–99% metaani (ja 1–10% CO₂), Põhjamaades tavaliselt 95%. Venemaa päritolu maagaasis, mida kasutatakse Eesti maagaasitorustikus, on metaani 98% (0,06% CO₂).

Biometaani tootmiseks peab tegema rohkem kulutusi, sestap peab ühiskond selle tootmist toetama.

Tabel 1. Maa väärtuse muutus selle kasutusele võtmisel rohelise biomassi tootmiseks biometaani jaoks.

Eeldus	ühik	tulemus
Rohtse biomassi saagikus 1 ha kohta (värske mass)	t/ha	15
Biogaasi took 1 tonni värske rohtse biomassi kohta	Nm3/t VM	150
Biometaani took 1 tonni värske rohtse biomassi kohta	Nm3/t VM	90
Biometaani kogus 1 ha kasutusse võetud maalt	Nm3/ha	1350
Biometaani hind	€/Nm3	1
Biometaani hinna müügist saadav tulu ha kohta	€/ha	1350
Biometaani hinna kasumimarginaal	%	5%
Biometaani müügist saadav kasum 5% marginaaliga aastas	€/ha	67,5
Biometaani müügist saadav kasum 50 aasta jooksul	€	3375
Kasutusse võetud maa hind 2013. a	€/m2	0,34
Kasutusest väljas oleva maa hind 2013. a	€/m2	0,10
Maa hinna tõus	€/m2	0,24
Maa väärtuse suurenemine ha kohta	€/ha	2375
Kasutamata maa pindala, mis 2050. aastaks võetakse kasutusele (50% 2012. a kasutamata põllumajanduslikust maast)	ha	177 385
Iga-aastane maaomanike kasum kokku 5% täiendava lisandväärtuse juures 177 385 ha kasutusse võtmisel	miljon €/a	11,97
Keskmine maaomandi suurus	ha	10
Maaomanike arv	in	17,739
Maa väärtus kokku kasutusse võtmisel (ha*lisandunud maa väärtus)	miljon €	421
– ühekordne maa väärtuse kasv	€	23,750
Tuua välja ha kohta		2,375

Et lugeja mõistaks taastuva sõidukikütuse tootmise toetamise vajadust, arvutati välja, mis kasu saab meie ühiskond biometaani tootmisest.

Biometaani tootmise ja tarbimisega kaasnevad mitmed avalikud hüved, nt kohaliku taastuvenergia tootmine hajaenergeetikas, energiajulgeoleku suurenemine, sõltumatus kliimast (tuulest, päiksest ja veetasemest), regionaalne tasakaalustatud areng, lisandub 700–800 töökohta, põllumajanduse mitmekesistamine, sõnniku kääritusjäägi haisuvaba levitamine, vähem reostust pinnasesse, pinna- ja põhjavette, väiksem iseeneslik metaaniheide, väiksemad õhuheitmed võrreldes fossiilsete kütustega, kääritusjääk kui loodussõbralik väetis.

Anaeroobne kääritamine vähendab umbrohuseemnete hulka lägas ja sõnnikus. Umbrohuseemnete arv väheneb, kuid täiesti need ei kao. Keemiliste umbrõhutõrje vahendite kasutamise vajadus ja nende kahjulik mõju keskkonnale väheneb tänu anaeroobsele kääritamisele. Käärimisjäägi väetusomadused on samaväärsed või paremad kui puhtal lägal ja sõnnikul. Toodud eeldustel (sõnnikukulu 30 t/ha, taimekaitsevahendite maksumus 50 €/ha) on aastane kokkuhoitud kulu taimekaitsevahenditele 7 mln €/a.

Kasutamata maade kasutuselevõtu avalikke hüvesid saame käsitleda kolmest aspektist: a) maa(hinna)väärtuse muutus, b) saamata jäänud kasum biometaani tootmisest, c) saamata jäänud maksutulu kasutamata maade harimisest.

Energiakultuuride kasvatamine biogaasi tootmiseks praegusajal (mai 2013) kasutusest väljas oleval põllumajandusmaal (50% sellest on 177 385 ha) suurendab Eesti maamajanduse mitmekesisust. See intensiivistab maakasutust ja annab mõningal määral täiendavat tööhõivet, suurendab riigisisest põllumajanduse konkurentsivõimet. Rahaliselt saab hinnata maa väärtuse muutust. Kui võtta põllumajanduslikust kasutusest väljas olev maa kasutusse, siis maa väärtus muutub. Ühekordne kasu maa väärtuse hinna tõusust (10 eurosendilt 24 eurosendini m² kohta) keskmisele maaomanikule (10 ha) on 23 750 eurot ja iga-aastane tulu 12 miljonit eurot aastas, mis selle maa kasutamata jätmisel jääb saamata.

Olukorras, kus üle maailma on põllumajandusmaade defitsiit, võiks Eesti strateegilise eesmärgina võtta kasutusele väheväärtuslikke, kasutusest väljas olevaid põllu- ja heinamaid tooraine ehk rohelise biomassi tootmiseks. Kasutamata maade kasutamist võivad takistada nende asukoht (paiknemine teedest ja gaasitorustikust liiga kaugel) ja madal mullaviljakus ehk boniteet. ENMAK 2030 biogaasi puudutavas prognoosis on võetud eesmärgiks võtta kasutamata maadest rohelise biomassi tootmiseks, millest siis teha biometaani, kasutusse 50% – kokku 177 385 hektarit. Kasum, mis jääb saamata 50% kasutamata maade harimisest rohelise biomassi tootmiseks, millest tehakse biometaani, on 19 miljonit eurot aastas.

Kasutamata maade harimisest saamata jäänud maksutulu arvestuse aluseks on võetud 50% kasutamata maid (177 385 ha), kus kasvatatakse silo saagikusega 15 t/ha ja silo omahinnaks on võetud 30 €/t. Eeldusel, et silo omahinnast 30% moodustavad tööjõukulud, millest omakorda 41% on maksude osakaal, jääb aastas riigil maksutuludena saamata 10 miljonit eurot.

Õhusaaste peenosakestest tulenevate kaotatud eluaastate tõttu väheneb panus SKTsse.

„Kokku põhjustavad ülipeened osakesed välisõhus Eestis hinnanguliselt keskmiselt 600 varajast surma aastas, mis lähtuvalt erinevatest teguritest jääb usalduspiiride (95% CI = 155–1061 juhtu) vahele. See teeb kokku 8312 (2234–14 608) kaotatud eluaastat aastas ning keskmine oodatava eluea kaotus elaniku kohta on ligi 5 kuud. / – – – / Peened osakesed välisõhus põhjustavad Eestis täiendavalt veel 312 (188–460) hingamisteede ja 555 (358–706) südame-veresoonkonna hospitaliseerimise lisajuhtu aastas. Sotsiaal-majanduslikud väliskulud on 378 miljonit eurot aastas varajase suremuse ja 2 miljonit eurot hospitaliseerimiste tõttu.” (Orru 2011, lk 3).2

Eeldusel, et pool välisõhu heitmetest pärineb transpordist, on õhuheitmete tõttu kaotatud elude arv aastas ca 4000, ühe inimese panus aastas sisemajanduse koguprodukti on 20 000 €/per capita. Tahked osakesed pärinevad põhiliselt diislikütuste põletamisest, mida 2011. aastal põletati 673 mln liitrit. 80% biometaani ehk 304 mln Nm³ aastas saab kasutada transpordis, sellest 66% asendaks 30% diislikütuseid. See omakorda vähendaks 30% diislikütuste kasutamist, mis omakorda vähendab 30% kaotatud elude arvu aastas ehk 1200 kaotatud eluaastat. Eeldame, et ühe inimese panus SKTsse on 20 000 eurot aastas, seega biometaani mittekasutamisel transpordis jääb ühiskonnal saamata kaotatud eluaastate tõttu nende kogupanus SKTsse aastas summas 24 miljonit eurot.

Taastuvenergia edendamine, energiasektori CO₂ vähendamine. Biometaan on kohalik taastuvkütus, samal ajal annavad tuul ja puit energiaallikatena suurema taastuvelektri ja soojusenergia mahu ning on pelgalt energiatootlust arvesse võttes odavamad ehitada ja käitada. Põlevkivist elektri tootmisel kaasneb CO₂-heide 1,05 tonni 1 MWh_el kohta. 20% biometaani potentsiaali kasutamisel SEKis on selle primaarenergia kogus 760 000 MWh/a. Sama koguse primaarenergia saamiseks põlevkivist on CO₂-heide 798 000 t/a. Biometaani põletamisel eralduv CO₂ on süsinikneutraalne, kuna see on taastuvkütus ja biomassi tekkimisel on see süsinik atmosfäärist seotud. Põlevkivi põletamisel eralduv CO₂ on fossiilne ja lisandub põletamisel atmosfääri, põhjustades kliimamuutusi. Kui võtta CO₂ tonni hinnaks 20 eurot, hoitakse aastas ära 16 miljoni euro väärtuses CO₂-heitmeid.

Energeetiline sõltumatus ja julgeolek. Biometaani puhul on tegemist kohapealse ressursiga, mis ei sõltu Venemaa impordist ega ilmastikuoludest. Biometaan asendab põlevkivielektrit/põlevkiviõli/puitu, mis on ka kohalik tooraine. Kui biometaani kasutada transpordis, siis asendab see sajaprotsendiliselt importi.

Maagaasi asendamine soojatootmises ja fossiilsete vedelkütuste asendamine kohaliku taastuva biometaaniga muudab väliskaubanduse bilanssi positiivseks vastavalt 25 mln €/a ja 122 mln €/a. Nende summade võrra jääb raha ringlema Eestisse, selle asemel et imporditud kauba eest tasumisel liikuda riigist välja. Avalik hüve on siin tinglik, samal ajal ei ole muudmoodi võimalik hinnata energiapoliitilise julgeoleku, osalise varustuskindluse tagamise ja regionaalarengu positiivset mõju.

Öise kasutamata tuuleenergia salvestamise potentsiaal metaanina. Hüdrolüüsi ja Sabatieri valemi kaudu saab öist tuule­elektrit, kui tarbimist ei ole, salvestada metaanina (maagaasitorustikus või kokkusurutuna balloonidesse) ja kasutada vajaduse korral elektri tootmiseks, kui tarbimist on, aga tuult ei ole. Iirimaal on võetud arvutuse aluseks, et öösel kaheksa tundi elektri tootmine võiks olla sama suur kui päeval, aga kuna tarbimist ei ole, siis on tuulikud seisma pandud. Iirimaal arvutati välja, et öise tuuleelektri (kolmandiku ööpäevasest) kasutamisel 50% kasuteguriga hüdrolüüsil vesiniku tegemiseks ja sellest Sabatieri katalüüsil saab kokku 4,2% (8,2 PJ) Iirimaa aastasest transpordikütuste tarbimisest.

Soojuse hinna vähendamine. Paljudes maa-asulates on soojuse hind väga kõrge ja biogaasijaama abil saaks seda vähendada. Samuti parandab see elukeskkonda, aitab hoida noori maal ja tuua sinna ettevõtlust. Soojuse hinna vähendamine sõltub soojatootjate ja tarbijate vahelisest lepingust, aga võib ju teha toetuse saamise eeltingimuseks, et hind peab vähenema võrreldes olemasoleva kütusega.

Eeldame, et kui biometaani kasutamine vähendab soojusenergia hinda lõpptarbijale keskmiselt 20 €/MWh, siis aastane kokkuhoid on 6,4 miljonit eurot.

Tabel 2. 20% biometaanist toodetud sooja müügist soojahinna alanemine aastas lõpptarbijale.

eeldus	ühik	tulemus
Biometaani kogus, mida kasutatakse SEKis elektri ja soojuse koostootmiseks	mln Nm3/a	76
Biometaani primaarenergiasisaldus 1 Nm3	kWh/Nm3	10
Biometaani (20%) primaarenergia kogus aastas	MWh/a	760 000
SEK sooja muundamise kasutegur	%	42%
20% biometaanist muundatud soojuse kogus aastas SEKis	MWh/a	319 200
Soojuse hinna keskmine langus lõpptarbijale	€/MWh	20
20% biometaanist toodetud sooja müügist soojahinna alanemine aastas lõpptarbijale	€/a	6 384 000

 

Tööhõive maal. Biogaasi tootmine aitab luua ja hoida täiendavaid töökohti nii otse jaamas kui ka lisatööhõive põllumajanduses rohelise biomassi/energiakultuuride kasvatamise näol. Otsene töökohtade loomine biogaasijaamas on suhteliselt väike (1–3 inimest), aga kaudne mõju põllumajandusele suurem. Samuti võib väita, et elukeskkonna parandamine (vähem haisu, odavam soojus) soodustab kaudselt ettevõtlust ja tagab maaelu jätkusuutlikkuse.

Tabel 3. Maksutulu 380 mln Nm³ biometaani tootmise puhul aastas.

eeldus	ühik	tulemus
Töökohti 1 mln Nm3 biometaani tootmiseks	töökoht/1 mln Nm3 BM	2
Biometaani maksimaalne toodetav kogus aastas	mln Nm3/a	380
Biometaani otsesed ja kaudsed töökohad	töökohtade arv	760
Maksutulu on 41% ühe töötaja kohta, keskmine brutopalk 900 eurot kuus	€/kuus	493
Maksutulu biometaani tootmisest aastas ühe töötaja kohta	€/a	5919
Maksutulu 380 mln Nm3 biometaani tootmise puhul aastas	€/a	4 498 476

Kui need avalikud hüved panna rahalisse vääringusse, siis ühiskond saab 380 mln Nm³ biometaani tootmisest kaudselt kasu 275 mln eurot aastas.

Tabel 4. Biometaani tootmise avalikud hüved aastas.

miljonit eurot
Biometaani potentsiaali kasutamise osakaal maksimaalsest võimalikust 2030. a tasemest	25%	50%	75%	100%
Biometaani potentsiaali kasutuselevõtu aasta	2015	2020	2025	2030
Umbrohuseemnete vähenemisega kääritusjäägis kokku hoitud kulu fossiilsetele taimekaitsevahenditele	1,8	3,5	5,3	7,0
Iga-aastane maaomanike kasum kokku 5% täiendava lisandväärtuse juures 177 385 ha kasutusse võtmisel	3,0	6,0	9,0	12,0
Saamata jäänud kasum tootmata jäänud biometaanist	4,8	9,5	14,3	19,0
50% kasutamata maa harimisest saamata jäänud tööjõumaksud	2,5	4,9	7,4	9,8
Kaotatud eluaastate tõttu saamata jäänud panus SKTsse	6,0	12,0	18,0	24,0
Metaaniheite vähenemine	0,1	0,1	0,2	0,3
Kulu CO2-le väheneb biometaani 20% kasutamisel SEK (CO2 20€/t) võrreldes põlevkivi põletamisega	4,0	8,0	12,0	16,0
Fossiilsete kütuste asendamisel biometaaniga ära hoitud CO2 kulu aastas	3,8	7,5	11,3	15,1
Biometaanist toodetud soojuse müügist saamata jäänud tulu	3,2	6,4	9,6	12,8
10% võrgukadude vähenemine 20% BM SEKis tootmisel (40 €/MWh)	0,3	0,6	0,9	1,2
BM asendab 20% maagaasi (74 mln Nm3/a) maagaasi hind 0,33 €/Nm3	6,3	12,5	18,8	25,08
80% BM asendab fossiilsete kütuste kasutamise transpordis mln 304 Nm3/a, bensiini hind ilma maksudeta 0,4 €/l	30,4	60,8	91,2	121,6
Kokku töökohti 370 2 ini mil 740 töökohta (kõik kokku) *500 € maksutulu pool brutopalgast	1,1	2,2	3,4	4,5
Soojuse hinna vähenemine keskmiselt 20 € MW/h	1,6	3,2	4,8	6,4
Kokku € mln	68,6	137,3	205,9	274,6

 Artikli autor on keskkonnateadlane, biogaasi ekspert.

 1   Eesti rohemajanduse väljavaade (www.seit.ee/file_dl.php?file_id=211) ‎lk 15.

2   Hans Orru 2011. Välisõhu kvaliteedi mõju inimeste tervisele – peentest osakestest tuleneva mõju hindamine kogu Eesti lõikes, Tartu Ülikool, Tartu. Töögrupi liikmed: Erik Teinemaa, Kaisa Kesanurm, Marko Kaasik, Tanel Tamm, Taavi Lai. http://rahvatervis.ut.ee/bitstream/1/5081/1/Orru2011.pdf