Mistä biodieseliä valmistetaan?

Mistä biodieseliä valmistetaan? Kasviöljyt ja rasvat

Uusiutuvat biopolttoaineet tarjoavat puhtaamman vaihtoehdon liikkumiseen ja auttavat vähentämään riippuvuutta fossiilisista energianlähteistä. Ympäristöystävällisten polttoaineiden tuotanto perustuu useisiin jokapäiväisiin raaka-aineisiin, joiden hyödyntäminen tukee kiertotaloutta. Opi tunnistamaan keskeiset valmistusmateriaalit ja niiden merkitys nykyaikaisessa energiantuotannossa.

Mistä biodieseliä valmistetaan ja mistä raaka-aineet tulevat?

Biodieseliä voidaan valmistaa monenlaisista biologisista raaka-aineista, kuten kasviöljyistä, eläinrasvoista ja erilaisista jäte- sekä tähdevirroista. Suomessa ja maailmalla raaka-aineiden kirjo on laajentunut voimakkaasti viime vuosina, kun siirtymä kohti kiertotaloutta on kiihtynyt.

Tämä herättää usein kysymyksiä siitä, kilpaileeko polttoaineen tuotanto ruoantuotannon kanssa. Rehellisesti sanottuna tilanne on monimutkainen, sillä alkuvaiheessa ruokakasvit olivat pääosassa, mutta nykyään yhä suurempi osa tuotannosta perustuu jätteisiin ja tähteisiin. Seuraavassa tarkastellaan tarkemmin niitä materiaaleja, mistä biopolttoaineet tehdään.

Kasviöljyt perinteisenä raaka-aineena

Kasviöljyt olivat ensimmäisiä laajamittaisesti hyödynnettyjä raaka-aineita biodieselin valmistuksessa. Suomessa ja pohjoisilla leveysasteilla katse kiinnittyy luonnollisesti paikallisiin viljelykasveihin. Rypsiöljy biodieselin raaka-aineena ja rapsiöljy ovat pitkään olleet keskeisessä roolissa pohjoismaisessa biopolttoainetuotannossa.

Rypsi- ja rapsiöljy pohjoisessa tuotannossa

Rypsi sopeutuu erinomaisesti pohjoiseen ilmastoon, minkä vuoksi sen viljely on maataloudelle luonteva vaihtoehto. Kun öljy puristetaan siemenistä, osa voidaan hyödyntää elintarviketeollisuudessa tai rehuna, ja ylijäämää tai heikkolaatuisempia eriä voidaan ohjata polttoainejalostukseen. Maailmanlaajuisestikin pohditaan usein, mistä biodieseliä valmistetaan, ja soijaöljy, palmuöljy sekä auringonkukkaöljy ovat olleet suuria massoja, vaikkakin palmuöljyn käytöstä on luovuttu tai sitä on rajoitettu voimakkaasti kestävän kehityksen vaatimusten vuoksi.

Muut erikoiskasvit ja öljypitoiset kasvit

Sokerijuurikas ja hamppuöljy mainitaan usein vaihtoehtoisina raaka-aineina. Sokerijuurikkaan kohdalla kyse on yleensä pikemminkin bioetanolin tai muiden biokemikaalien tuotannosta, mutta kasvipohjaiset öljyt yleisesti tarjoavat joustavuutta. Hamppu puolestaan kasvaa nopeasti ja vaatii vähemmän lannoitteita kuin monet perinteiset kasvit, mutta sen teollinen hyödyntäminen polttoaineena on toistaiseksi melko pientä.

Kierrätetyt jäterasvat ja kiertotalouden voima

Nykyaikainen biopolttoaineteollisuus ei enää nojaa pelkästään viljeltyihin kasveihin. Päinvastoin, noin 80-90 prosenttia edistyneiden biopolttoaineiden raaka-aineista Suomessa koostuu erilaisista jätteistä ja tähteistä. Tämä muutos on ratkaissut monia polttoaineen eettisyyteen liittyviä ongelmia.

Ravintoloiden käytetty paistorasva ja eläinrasvatonni teurastamoiden sivuvirroista ovat erinomaisia esimerkkejä tällaisista materiaaleista. Kun paistorasva kerätään talteen suurkeittiöistä ja jalostetaan edelleen, jäte muuttuu arvokkaaksi energianlähteeksi. Tämä vähentää suoraan tarvetta tuottaa neitseellisiä kasviöljyjä pelkkää polttoainetta varten.

Miten raaka-aineet muutetaan polttoaineeksi?

Raaka-aineen muuttaminen moottorikelpoiseksi nesteeksi vaatii kemiallisen prosessin. Perinteinen biodiesel eli FAME (Fatty Acid Methyl Ester) valmistetaan transesteröintiprosessissa. Tässä reaktiossa kasviöljy tai eläinrasva reagoi alkoholin - yleensä metanolin - kanssa katalyytin läsnäollessa.

Prosessi tuottaa varsinaista biodieseliä sekä sivutuotteena glyseriiniä, jota käytetään muun muassa kosmetiikkateollisuudessa. Toinen, teknisesti kehittyneempi menetelmä on vetykäsittely (HVO - Hydrotreated Vegetable Oil), jossa biodieselin valmistus kasviöljystä tai muista rasvoista tapahtuu vedyllä korkeassa paineessa. Tuloksena syntyy hiilivedyltään täysin fossiilista dieseliä vastaava tuote, jota voidaan käyttää sellaisenaan missä tahansa dieselmoottorissa.

Ympäristövaikutukset ja tulevaisuuden näkymät

Kysymys biodieselin kestävyydestä jakaa mielipiteitä. Toisaalta jätteiden hyödyntäminen leikkaa kasvihuonekaasupäästöjä jopa 80-90 prosenttia fossiiliseen dieseliin verrattuna. Toisaalta maankäyttömuutokset ja mahdollinen epäsuora maankäytön muutos (ILUC) aiheuttavat edelleen keskustelua.

Tulevaisuudessa painopiste tulee siirtymään entistä enemmän kohti synteettisiä polttoaineita, puupohjaisia tähteitä ja jetoja hiilidioksidin talteenottoon perustuvia ratkaisuja. Silti perinteiset kasviöljyt ja biodieselin raaka-aineet yleisestikin pysyvät tärkeänä osana energiapalettia vielä pitkään.

Perinteisen biodieselin (FAME) ja uusiutuvan dieselin (HVO) vertailu

Kun puhutaan biopolttoaineista, kuluttaja sekoittaa usein perinteisen biodieselin ja uusiutuvan dieselin. Tässä ovat niiden keskeiset erot.

Perinteinen biodiesel (FAME)

- Kasviöljyt ja eläinrasvat

- Voidaan sekoittaa fossiiliseen dieseliin yleensä enimmäkseen matalilla pitoisuuksilla (kuten B7 tai B10)

- Sisältää happea (estereitä), mikä voi vaikuttaa säilyvyyteen ja tiivisteisiin vanhemmissa moottoreissa

- Transesteröinti alkoholin ja katalyytin avulla

Uusiutuva diesel (HVO) - Suositeltu vaihtoehto

- Laaja kirjo jäte- ja tähdevirtoja sekä kasviöljyjä

- Voidaan käyttää sellaisenaan (HVO100) kaikissa dieselmoottoreissa

- Identtistä fossiilisen dieselin kanssa, ei sisällä happea, erinomainen säilyvyys ja pakkaskestävyys

- Vetykäsittely korkeassa lämpötilassa ja paineessa

Matti ja paikallisen kierrätysrasvan matka polttoaineeksi

Matti omistaa pienen kuljetusyrityksen Jyväskylässä ja halusi vähentää kalustonsa hiilidioksidipäästöjä ilman, että joutuisi ostamaan kokonaan uusia sähkökuorma-autoja. Aluksi hän kokeili perinteistä biodieseliä, mutta kohtasi haasteita talvipakkasilla.

Ensimmäinen yritys päättyi siihen, että suodattimet tukkeutuivat kovilla pakkasilla, kun polttoaineen parafiinit alkoivat sakoitua. Matti oli valmis luopumaan koko kokeilusta ja palaamaan puhtaaseen fossiiliseen dieseliin.

Pienoisen neuvonpidon jälkeen paikallisen polttoainejakelijan kanssa hän siirtyi käyttämään sataprosenttista vetykäsiteltyä uusiutuvaa dieseliä, joka oli valmistettu osittain paikallisesta ravintoloiden jäterasvasta.

Muutoksen jälkeen ongelmat hävisivät täysin. Kuorma-autot kulkevat nyt ongelmitta myös talvella, ja yrityksen hiilipäästöt laskivat merkittävästi ilman moottoriongelmia.