Liikennepolttoaineeksi tarkoitettu ohraetanoli, Suomen ohramarkkinat ja ilmastonmuutos

The aim of the thesis was to analyze the use of barley as an input for bioethanol production and the impacts the use has on the Finnish barley markets. Two main research questions were formulated. First, privately and socially optimal bioethanol production levels were examined. In the social optimum, the climate benefits of bioethanol production were considered. It was calculated that the production and use of bioethanol created smaller CO2 -emissions when compared with the production and use of gasoline. Second, the impacts of bioethanol production on farmland allocation and agricultural production were analyzed. In more detail, the second aim was to analyze the farmland allocation between wheat and barley cultivation and green set aside in the private and social optimum. An analytical model was produced to analyze the barley markets in Finland. To provide an empirical counterpart to this model, existing research data on bioethanol production and barley cultivation was used. The aim of the model was to analyze the supply and the demand as well as market equilibrium of barley. Furthermore, the model provided a framework for analyzing the differences between the private optimum and social optimum of bioethanol production in Finland. The demand for barley consists of animal feed demand and bioethanol demand. On the supply side, a heterogeneous model of farmland quality was used. With this framework, it is possible to analyze farmland allocation between barley and wheat cultivation and green set aside and how the climate benefits of bioethanol production affects the allocation. Moreover, the relative changes in barley price between the private and social optimum were analyzed. Based on the empirical analysis, the private optimum for barley based bioethanol production is 58 691 metric tons. However, the social optimum for barley based bioethanol production is 72 736 metric tons. The portion of farmland that is allocated to barley cultivation is increased if the climate benefits of bioethanol production are considered. In the private optimum, 1/19 of the total farmland is allocated to barley cultivation whereas in social optimum the share increases to 7/19. Furthermore, the increase in barley price between private and social optimum is rather modest. Total increase in price is only about 1,8 percent.

Tutkielmassa tarkasteltiin ohran käyttöä liikennepolttoaineeksi tarkoitetun etanolin raaka-aineena ja tämän vaikutuksia Suomen ohramarkkinoihin. Tutkielmalla oli kaksi päätarkoitusta. Ensimmäiseksi tarkoituksena oli selvittää ohraetanolin yksityisesti ja yhteiskunnallisesti optimaalinen tuotannon taso. Yhteiskunnallisessa analyysissä huomioitiin ohraetanolin ilmastohyödyt, joiden katsottiin muodostuvan etanolin bensiiniä alhaisemmista hiilidioksidipäästöistä. Toinen päätavoite oli Suomen maataloustuotantoon etanolin tuotannon seurauksena kohdistuneiden muutosten analysointi. Tarkemmin sanottuna tarkoituksena oli tutkia sitä, kuinka ohran ja vehnän viljelyalat sekä kesannointiala muuttuvat, kun huomioidaan ohraetanolin tuotannon yksityisen ja yhteiskunnallisen optimin välinen muutos. Tutkielmaa varten konstruoitiin analyyttinen malli, jonka empiirisen vastineen tuottamiseksi käytettiin olemassa olevaa aineistoa etanolin tuotannosta ja ohran viljelystä. Mallissa tarkasteltiin ohran kysynnän ja tarjonnan tasapainoa ja sen muutoksia ohraetanolin tuotannon yksityisen ja yhteiskunnallisen optimin välillä. Ohran kysynnän katsottiin muodostuvan ohran etanolikysynnästä ja ohran eläinrehukäytön muodostamasta kysynnästä. Ohran tarjonta mallinnettiin heterogeenisen maan laadun mallin avulla. Tällä maataloustuotantoa kuvaavalla mallilla peltolohkojen kohdentamista eri viljelykasveille ja kesannolle on mahdollista tutkia maan laadun funktiona. Näin saatiin konstruoitua malli, jonka avulla pystyttiin tarkastelemaan ohran ja kevätvehnän viljelyalojen sekä kesannointialan muutoksia, kun ohran kysyntä muuttuu. Samalla pystyttiin tarkastelemaan ohran hinnan muutoksia ohraetanolin tuotannon yksityisen ja yhteiskunnallisen optimin välillä. Empiiriseen aineistoon perustuneen analyysin tuloksena voitiin todeta, että yksityistaloudellisesti optimaalinen ohraetanolin tuotantomäärä Suomessa on 58 691 tonnia. Vastaavasti ohraetanolin ilmastohyödyt huomioivan yhteiskunnallisesti optimaalisen ohraetanolin tuotannon määrä oli 72 736 tonnia. Maataloustuotannossa ohraetanolin tuotannon ilmastohyötyjen huomioiminen kasvatti ohran viljelyalaa. Kokonaisviljelyalana otettiin huomioon kevätvehnän ja ohran viljelyalat sekä kesannointiala Etelä-Suomessa. Ohraetanolin tuotannon yksityistaloudellisessa optimissa ohran viljelyala oli 1/19 kokonaisviljelyalasta kun se yhteiskunnallisessa optimissa oli 7/19. Tutkielman tuloksista ilmeni, että ohran hinta nousi etanolin tuotannon ilmastohyödyt huomioimalla ainoastaan 1,8 %. Siten ohraetanolin tuotannon ilmastovaikutusten huomioiminen muutti ohran hintaa varsin vähän.