Selvitys led-valotuksen käyttöönoton vaikutuksesta ympärivuotisen kasvihuonetuotannon kilpailukykyyn

LEDKilpa

Alkamispäivä

01.06.2016

Päättymispäivä

28.02.2017

Tiivistelmä

1) Tausta ja tavoitteet
Yleisesti odotetaan, että LED-valaisimet tulevat korvaamaan kokonaan tai osittain nykyisin vallitsevat kaasupurkausvalaisimet (yleensä korkeapainenatriumvalaisin, HPS) kasvihuoneiden lisävalon tai jopa ainoan valon lähteinä, koska niiden sähkön käytön hyötysuhde kasvien yhteyttämiseen käyttämän valon lähteenä voi teoriassa olla huomattavasti korkeampi kuin kaasupurkausvalaisimilla.

Viljelijöiden on vaikea arvioida investointipäätöksen taloudellista kannattavuutta ja ajoittaa investointi, koska LED-valaisimien käytöstä ei ole esillä yhtenäistä tietoa. Yhtenäistä tietoa ei ole, koska
•Kaasupurkausvaloa ei korvata spektriltään ja valoteholtaan samanlaisella LED-valolla, joka vain olisi energiatehokkaampi, vaan viljelyssä muutetaan montaa osa-aluetta
ovalojen spektri muuttuu
ovalojen lämmöntuotto, erityisesti säteilylämpö, muuttuu, joten lämmitystäkin on muutettava ja samalla harkittava kasvihuoneen eristystä ja säätöä
okasvilajeille, kasvuvaiheille ja maantieteellisille alueille on taloudellisesti mielekästä käyttää spektriltään erilaista LED-valoa, toisin kuin HPS-valoa käytettäessä
omittalaitteilla ei voi verrata LED-valoja ja HPS-valoja kuin suuntaa-antavasti, vaan valon vaste on lopulta testattava kasvattamalla kasveja erilaisissa luonnollisen valon oloissa ja johdettava niistä arvio valon hyötysuhteesta
okasvien laatua (maku, väri, muoto, varastokestävyys) voi olla mahdollista kehittää havaittavasti LED-valolla
okoristekasvien kasvun säätöä voidaan ehkä kehittää yhdistämällä LED-valon mahdollistama spektri lämmön säätöstrategiaan
•LED-valaistuksen osalta on niukasti näyttöä onnistuneista korvausinvestoinneista, koska ala on nuori
•LED-teknologian odotetaan edelleen kehittyvän, jolloin yksittäisten valaisimien valoteho voi olla kasvava tai hintakehitys laskeva – odotettu kehitys täytyy huomioida LED-investoinnin hyväksyttävässä kustannuksessa
•Kaakkois-Aasiassa on toteutettu ’kasvitehtaita’, joissa kasvatetaan matalia kasveja ilman auringonvaloa pelkästään LED-valojen ja lämmön & kosteuden vaihdon avulla – näiden kannattavuus suhteessa kasvihuoneessa kasvattamiseen täytyy arvioida Suomessa
•Julkaistuissa tutkimuksissa on esitetty spesifisiä mittauksia, mutta tulosten soveltamista investoinnin suunnitteluun on esitetty hyvin vähän: osa julkaistujen tutkimusten menetelmistä saattaa osoittautua virheelliseksi (fotosynteesimittaus)
•Joidenkin yritysten markkinoinnissa esitetään LED-valojen hyötysuhteesta vajavaista tietoa

LED-investointien hinnat määräytyvät yritysten välisessä kaupassa, mutta kannattavien investointien kokonaisvolyymi voidaan arvioida suurin piirtein, jos oletetaan, että LED-valaisimien alemman sähkön kulutuksen täytyy korvata kohtuullisessa ajassa LED-korvausinvestoinnin ja siihen mahdollisesti liittyvän lämmityksen muutoksen kustannus. Investoinnit nykyisen valaistuksen korvaamiseksi osittain tai kokonaan LED-valaistuksella ja lämmityksen muuttamiseen sen seurauksena voivat olla suunnilleen haarukassa 45 – 120 milj. euroa. Näihin summiin päädytään, jos oletetaan, että investoinnin uusiin valaisimiin tulee maksaa kasvihuoneyrityksessä itsensä takaisin vähentyneenä energiakustannuksena kolmesta viiteen vuoden aikana, LED-valaistus yksin tai yhdistettynä nykyiseen valaistukseen ja lämmitys aiheuttavat 30 – 50 % alemman muuttuvan kustannuksen kuin HPS-valaistus, sähkön vuotuinen kulutus kasvihuoneiden valotukseen on vajaat 550 GWh (Luke, Kasvihuoneyritysten energian kulutus vuosina 2006, 2008, 2011 ja 2014) ja sähkön hinta (sähkö, siirto, vero) on 100 – 150 €/MWh.

Kaupalliseen kasvihuoneviljelyyn LED-valaisimia tarjoavia yrityksiä näyttää olevan maailmanlaajuisesti noin 30, joista Suomessa on 3. Kun tieto LED-valotuksen räätälöinnistä eri kasveille ja eri valoympäristöihin tulevaisuudessa vakiintuu, voi tulla uusia markkinoivia yrityksiä, koska LED-valaisimien voi valmistuttaa kuten muitakin elektroniikkatuotteita. Yritysten karsiutumisen tulee sitten ratkaisemaan toiminnan tehokkuus, markkinointikyky ja uskottavuus vuosia käytettävän tuotteen tarjoajana.

Selvityksen tavoitteena on tarjota tietopohja LED-valaistuksen investoinnin kannattavuuden laskentatavasta, joka on käyttökelpoinen kohderyhmälle: suomalaisille viljelijöille sekä yrityksissä, neuvonnassa ja hallinnossa toimiville. Tällä mahdollistetaan tasavertainen tiedollinen lähtöasetelma investointien päätöksentekoon kaikille sektorin toimijoille.

Selvityksen tulos kootaan raportiksi. Siinä esitetään LED-teknologian vaikutukset kasveihin siten, että eri kokeiden tulokset ja yksittäishavainnot voidaan johtaa yhtenäiseksi vaikutusarvioksi. LED-valaistukseen siirtymisen todennäköiset vaikutukset lämmitykseen arvioidaan.

2) Toteutus
Selvityksessä tehdään kirjallisuustutkimus, haastatellaan LED-valoja kokeilleita viljelijöitä ja kerätään tietoa suorilla kontakteilla tietoa tutkimuslaitoksista ja valoteknologiayrityksistä.

3) Tuotokset
Selvityksen tulos julkaistaan suomen- ja ruotsinkielisenä Luonnonvarakeskuksen julkaisusarjassa ’Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus’, joka on saatavissa verkon kautta ja painettuna. Yhteenveto selvityksestä julkaistaan suomen- ja ruotsinkielisissä ammattilehdissä ja esitetään viljelijäsymposioissa.

Ensisijaisia hyödynsaajia ovat valotukseen investoivat kasvihuoneviljelijät. Hyöty syntyy viljelijöiden paremmasta kyvystä käyttää valoyritysten viljelmillä teettämien testausten tuloksia omaan yritykseensä parhaiten sopivan valaisintyypin valitsemiseksi ja investointien suunnittelemiseksi. Tieto on myös käyttökelpoista hallinnossa, joka tekee päätöksiä investointien tukemisesta ja sähkön käytön verotuksesta. Lopulta sitoutumaton tieto on myös hyödyllistä pienten kasvihuoneiden valaisimia toimittavien yritysten luotettavuuden osoittamisessa. Julkaistu raportti on käyttökelpoinen opetusmateriaalin tuottamisessa.


4) Vaikuttavuus ja käytäntöön vienti

5) Asiakkaat