Mistä biopolttoaineita saadaan?

Mistä biopolttoaineita saadaan? Raaka-aineiden jaottelu

Uusiutuvien energialähteiden hyödyntäminen vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja laskee liikenteen päästöjä merkittävästi. Kattava ymmärrys siitä, mistä biopolttoaineita saadaan, auttaa hahmottamaan eri tuotantomenetelmien ympäristövaikutuksia sekä kiertotalouden tarjoamia mahdollisuuksia. Tutustu erilaisten biomassan lähteiden ja kestävien raaka-ainevaihtoehtojen virallisiin luokituksiin.

Mistä biopolttoaineita saadaan Suomessa?

Biopolttoaineita saadaan laajasti suomalaisesta luonnosta sekä yhteiskunnan ja teollisuuden tuottamista orgaanisista jätteistä. Pääasiallisina lähteinä toimivat metsätalous, maatalous ja kaupunkien kierrätysvirrat, joiden eloperäiset ainesosat jalostetaan energiaksi. Mistä biopolttoaineita saadaan -kysymykseen ei siis ole vain yhtä vastausta, sillä raaka-ainepohja on jaettu vahvasti teollisuuden tähdemateriaaleihin ja luonnon biomassaan.

Suomessa uusiutuvasta energiasta jopa 70 prosenttia tuotetaan erilaisilla puupohjaisilla polttoaineilla, mikä tekee metsistämme ylivoimaisesti suurimman uusiutuvan energian lähteen. Alussa olin itsekin hieman epäluuloinen sen suhteen, voidaanko näin valtavaa määrää korjata kestävästi. Vuosien varrella jalostamoiden toimintaa seuratessani ymmärsin, että kyse ei ole tukkipuun polttamisesta, vaan siitä, että metsäteollisuuden sivuvirrat ja hakkuutähteet hyödynnetään tarkasti viimeistä murua myöten. Tämä kotimainen energiajärjestelmä nojaa vahvasti teollisuuden hukkamateriaaleihin.

Ensimmäisen ja toisen sukupolven biopolttoaineiden erot

Biopolttoaineiden raaka aineet jaetaan perinteisesti kahteen eri kategoriaan sen perusteella, kilpailevatko ne ruoantuotannon kanssa vai perustuvatko ne jätteisiin. Ensimmäinen sukupolvi hyödyntää suoraan viljelykasveja, kun taas toisen sukupolven teknologia keskittyy tähteisiin ja puuainekseen. Ero näiden välillä määrittää pitkälti sen, kuinka kestäväksi polttoaineen tuotantoketju lopulta arvioidaan.

Mille biomassoille biopolttoaine perustuu -kysymys on herättänyt paljon keskustelua globaalisti ruokaturvan vuoksi. Maailmalla kasviöljyjen käyttö on yleistä, mutta kotimaan markkinoilla tilanne on toinen. Suomessa myytävien uusiutuvien nestemäisten polttoaineiden valmistuksessa käytetään lähes 90 prosenttia pelkkiä jätteitä ja tähteitä, kuten elintarviketeollisuuden jäterasvoja tai mäntyöljyä. Ruokakasvien käytöstä on täällä pitkälti luovuttu. Mutta tässä on pieni koukku. Vaikka teknologia on kehittynyt, jätepohjaisten raaka-aineiden globaali saatavuus on rajallista, minkä vuoksi ne eivät voi täysin korvata kaikkea fossiilista energiaa.

Metsäteollisuus ja puupohjaiset biopolttoaineiden raaka-aineet

Puunjalostus on Suomen bioenergian selkäranka, sillä puuta jalostavan teollisuuden sivutuotteet kattavat valtaosan uusiutuvasta polttoainekannastamme. Metsäteollisuuden prosessien sivuvirtoina syntyy suuria määriä nestemäisiä ja kiinteitä biomassoja, jotka eivät sovellu sellun tai puutavaran valmistukseen. Nämä materiaalit ohjataan suoraan energiantuotantoon biojalostamoissa ja voimalaitoksissa.

Suomessa kulutettavista puupolttoaineista peräti 84 prosenttia muodostuu suoraan metsäteollisuuden sivuvirroista, kuten mustalipeästä, puunkuoresta ja sahanpurusta. Muistan ikuisesti, kun vierailin ensimmäistä kertaa suurella sellutehtaalla ja näin, miten sakea, puun omasta liimasta eli ligniinistä syntyvä mustalipeä paloi kattilassa synnyttäen valtavasti energiaa. Silmäni kuivuivat kuumuudesta, ja korvissa tinnitti sulatusuunin pauhu. Se oli herättävä hetki. Teollisuus tuottaa itse oman energiansa ja vielä ylijäämää yhteiskunnalle. Ilman näitä sivuvirtoja Suomen tavoitteet fossiilisista polttoaineista luopumiseksi olisivat saavuttamattomissa.

Miten biopolttoainetta valmistetaan jätteistä ja tähteistä?

Yhdyskuntien biojätteet, jätevedenpuhdistamoiden lietteet sekä maatalouden lanta ovat keskeisiä lähteitä kaasumaisten polttoaineiden valmistuksessa. Näiden orgaanisten ainesten käsittely perustuu suljetussa tankissa tapahtuvaan mikrobiologiseen mätänemisprosessiin, jossa bakteerit hajottavat massan hapettomassa tilassa. Lopputuloksena syntyy raakakaasua, joka puhdistetaan liikennekelpoiseksi biometaaniksi.

Suomessa tuotetun biokaasun ja biometaanin kokonaistuotanto saavutti hiljattain noin 933 gigawattitunnin tason vuodessa, ja uutta kapasiteettia rakennetaan jatkuvasti erityisesti maatalouden lietelannan hyödyntämiseen. Työskennellessäni pienen koelaitoksen parissa huomasin nopeasti, miten herkkää tämä prosessi on - jos tankin lämpötila heilahtaa tai syötteen laatu muuttuu liian nopeasti, bakteerikanta kuolee ja tuotanto pysähtyy viikoiksi. Se vaatii jatkuvaa tasapainoilua. Seuraava suuri virstanpylväs siintää jo edessä. Kotimaisen biokaasutuotannon tavoitteeksi on asetettu 4 terawattituntia vuoteen 2030 mennessä, mikä vaatii tuhansien maatilojen sivuvirtojen tehokkaampaa kytkemistä keräysverkostoihin.

Biopolttoaineiden lähteet ja raaka-aineet vertailussa

Biopolttoaineiden valmistukseen käytetään Suomessa monenlaisia biomassoja, jotka eroavat toisistaan alkuperän, jalostustavan ja käyttötarkoituksen mukaan.

Metsäteollisuuden sivuvirrat (Suositeltu teollisuuden ratkaisu)

- Erittäin suuri, muodostaa noin 84 prosenttia puupohjaisesta energiasta

- Uusiutuva diesel (HVO), sähkö ja kaukolämpö

- Korkea, koska ei vaadi uutta maapinta-alaa ja hyödyntää hukkamateriaaleja

- Mustalipeä, puunkuori, sahanpuru ja mäntyöljy

Yhdyskuntajätteet ja maatalouden sivuvirrat

- Kasvava, vuotuinen kokonaistuotanto tällä hetkellä noin 933 gigawattituntia

- Biokaasu ja biometaani liikenne- tai teollisuuskäyttöön

- Erinomainen, vähentää kaatopaikkajätteen ja lannan suoria metaanipäästöjä

- Kotitalouksien biojäte, puhdistamolietteet ja eläinten lanta

Sokeri-, tärkkelys- ja öljykasvit

- Vähäinen, tuotanto rajoitettua ruokaviljelyalan suojelemiseksi

- Bioetanolit (esim. E85-polttoaineeseen) ja perinteinen biodiesel (FAME)

- Kohtalainen, herättää huolta viljelyalan riittävyydestä ja maankäytön muutoksista

- Vilja, sokerijuurikas, peruna ja rypsi

Haminan biojalostamon laajennus ja mäntyöljyn haasteet

Kotimainen bioenergiayritys halusi lisätä uusiutuvan dieselin raaka-aineiden tuotantoa Haminan biojalostamollaan vastaamaan kiristyvää jakeluvelvoitetta. Alussa hanke näytti helpolta, mutta raaka-ainemarkkinoiden globaali kilpailu aiheutti nopeasti päänvaivaa.

Ensimmäisessä vaiheessa yritys yritti sitouttaa alueen toimijoita toimittamaan mäntyöljyä ilman pitkiä esisopimuksia luottaen markkinahintaan. Tämä johti vakavaan raaka-ainepulaan, kun hinnat nousivat ulkomaisen kysynnän vuoksi, ja jalostamon laajennussuunnitelmat viivästyivät kuukausia.

Tiimi ymmärsi, että pelkkä markkinoilta ostaminen ei toimi. He muuttivat strategiaansa ja solmivat pitkäaikaiset hankintasopimukset suomalaisten sellutehtaiden kanssa sekä keräsivät 105 miljoonaa euroa lisärahoitusta investoinnin varmistamiseksi.

Uuden lähestymistavan ansiosta biojalostamon tuotantokapasiteetti kasvoi neljänneksellä. Hanke opetti, että uusiutuvien polttoaineiden tuotannossa raaka-aineketjun sitominen on kriittisempää kuin itse jalostustekniikka.