Suomalainen bioenergiakeskustelu käy hyvin keskittyneesti puun ympärillä. Paljonko tukea hakkeelle on tarjolla ja miten paljon nykyistä enemmän Suomen metsät kestävät energiakäyttöä? Muitakin vaihtoehtoja on!
Suomessa biomassan osuus energian kokonaiskulutuksesta on teollisuusmaiden korkein ja puun merkitys on keskeinen. Vuonna 2014 oli Motivan mukaan uusiutuvan energian osuus energian kokonaiskulutuksesta yhteensä 33 prosenttia ja puun osuus tästä 76 prosenttia eli 25 prosenttia energian kokonaiskulutuksesta. Puuhun on niin tuttua ja helppoa keskittyä.
Sama taho tuottaa ja kuluttaa
Suomen energia- ja ilmastostrategian tavoitteena on nostaa bioenergian osuus 38 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä, joten aika hyvällä tiellä ollaan, matkaa ei ole kovin paljoa. Taivaalle kasautuu kuitenkin pilviä, kun tähystetään aikaan vuoden 2020 jälkeen.
Metsäteollisuus on Suomen suurin puuenergian tuottaja, sen jäteliemet vastaavat noin yhtä kolmasosaa Suomen uusiutuvan energian tuotannosta. Samaan aikaan samainen metsäteollisuus on myös suurin puuenergian kuluttaja, kun se nielaisee omat jäteliemensä ja melkoisen määrän haketta siihen päälle.
Suomessa metsäteollisuus tuottaa puuenergiaa ja sähköä, mutta kuluttaa sitä vielä enemmän.
Toki teollisuuden yhteistuotannossa syntyy myös sähköä kymmenkunta terawattituntia vuodessa, mutta pelkästään metsäteollisuus kuluttaa samaan aikaan yli 20 terawattituntia ja muu teollisuus yhteensä melkein yhtä paljon päälle.
Bioenergia siis kulkee metsäteollisuuden vasemmasta kädestä oikeaan tai päinvastoin, eikä ulkopuolisille jää kovinkaan paljoa hyödynnettäväksi. Taitaakin olla niin, että vesivoimalla tuotettu sähkö sekä takoissa ja saunan kiukaissa poltetut klapit muodostavat suurimmat yleisessä käytössä olevat uusiutuvan energian erät. Molempien osuus on suuruusluokkaa neljä prosenttia energian kokonaiskulutuksesta.
Mikä on metsien kestävä kapasiteetti?
Luonnonvarakeskuksen mukaan Suomen puuston tilavuus on noin 2,3 miljardia kiintokuutiometriä ja vuotuinen kasvu 105 miljoonaa kuutiometriä. Metsäteollisuus Ry:n mukaan runkopuun kokonaispoistuma on 79 miljoonaa kuutiometriä. Varaa siis näyttäisi olevan.
Metsäntutkimuslaitoksen käyrästö osoittaa varsinkin männyn kasvun lisääntyneen vahvasti jo vuosikymmeniä.
Energiateollisuus Ry kertoo, että vuonna 2014 metsähaketta käytettiin 15 terawattitunnin edestä ja tavoitteena on nostaa käyttö 25 terawattituntiin vuoteen 2020 mennessä. Tämä vastaa noin 12,5 miljoonaa kiintokuutiometriä energiapuuta, 5 miljoonan kuution lisäystä lähtötilanteeseen, josta tähän päivään ei olla edetty vielä kovinkaan pitkälle – mahdollisesti jopa taannuttu hiukan.
Luonnonsuojelijoiden mukaan metsäluonnon säilyminen monimuotoisena ei kestä hakkuiden lisäystä. EU puolestaan kovistelee Suomea hiilinielulaskelmien kanssa. Onko metsäenergia hiilineutraalia vai ei?
Metaani Suomen energiapaletissa
Energiastrategian mukainen viiden prosenttiyksikön eli suunnilleen 20 terawattitunnin lisäys bioenergian osuudessa vuoteen 2020 mennessä näyttääkin siirtyvän entistä kauemmaksi ja kello käy.
Suomessa käytetään aika paljon maakaasua, noin seitsemän prosenttia energian kokonaiskulutuksesta eli 26 terawattitunnin edestä energiaa. Maakaasu on käytännössä metaania eli samaa tavaraa, jota syntyy hapettomassa mätänemisprosessissa. Kun vedenpuhdistamoiden jätelietteitä tai karjan lantaa mädätetään, nimitetään lopputuotetta kuitenkin biokaasuksi, koska raaka-aine on uusiutuvaa.
Todellisuudessa biokaasussa on noin kaksi kolmasosaa metaania ja yksi kolmasosa hiilidioksidia, mutta asian yksinkertaistamiseksi puhumme tässä artikkelissa vain biometaanin eli energiana hyödynnettävissä olevan komponentin osuudesta keitoksessa.
Maakaasu ja biometaani ovat monipuolisia polttoaineita ja käyvät yhtä hyvin kattilan lämmitykseen ja moottorin polttoaineeksi. Suomessakin on jo parikymmentä asemaa, joilta voi tankata kaasua auton polttoaineeksi.
Biokaasua käytettiin Suomessa vuonna 2011 noin 0,6 terawattitunnin verran ja tavoite vuodelle 2020 on tuplata käyttö 1,2 terawattituntiin. Aika vaatimaton tavoite, vain muutama prosentti maakaasun määrästä.
Energiaa pellolta pönttöön
Suomessa on yhteensä noin 2,3 miljoonaa hehtaaria maatalousmaata, noin seitsemän prosenttia maapinta-alasta. Tästä noin puolet vilja-alaa. Kesantopeltoja on yli 260 000 hehtaaria ja muuta nurmialaa, joka ei ole elintarviketuotannossa, melkein yhtä paljon – yhteensä lähes puoli miljoonaan hehtaaria.
Nykyisin biokaasusta noin puolet syntyy kaatopaikoilla ja puhdistamolietteiden mädätyksessä. Niiden osuus kokonaispotentiaalista on kuitenkin vähäinen ja kun kaatopaikoille ei enää saa läjittää biokaasuksi hajoavia aineita, loppuu läjien kaasuntuotanto suunnilleen kymmenessä vuodessa.
Nurmi voisi olla seuraava keskeinen raaka-aine biokaasun tuotannossa. Nurmi tuottaa 5-10 kertaa enemmän biokaasua kuin sama määrä karjan lantaa ja tuotannossa on mahdollista käyttää suhteellisen yksinkertaista reaktoria.
Puoli miljoonaa hehtaaria nurmea tuottaa suunnilleen 10 miljoonaa tonnia biomassaa, josta saataisiin 10 terawattituntia energiaa. Nämä luvut ovat summittaisia, koska kovin monta tarkkaa tutkimusta asiasta ei vielä olla tehty, mutta käytettävissä olevan tiedon mukaan konservatiivisia. Enemmänkin voi tulla.
Tämä toimii myös käytännössä
Keski-Suomessa Laukaassa sijaitsee Erkki Kalmarin maatila ja sen yhteydessä hänen biokaasuyrityksensä Metener Oy. Erkki on ennakkoluuloton yrittäjä, joka on ryhtynyt tuottamaan biokaasua tilansa 40 naudan lannasta jo vuonna 1998. Hän avasi tilalleen Suomen ensimmäisen biokaasun tankkausaseman vuonna 2002.
Erkki Kalmarin biokaasuasemalla on oma tankkauskortti. Hänellä on yli 400 vakituista asiakasta Jyväskylän seudulla
Erkki on kokeillut ja kehittänyt nurmimassan mädätystä pitkälle. Hänen biokaasureaktorinsa on kuin säilörehun laakasiilo, jossa kahden betoniseinän väliin kasataan nurmimassa. Siiloon mahtuu kerralla noin 400 tonnia massaa, joka sitten peitetään ilmatiiviillä pressulla. Prosessin päästyä vauhtiin tulee biokaasua parhaimmillaan noin 200 kilowatin teholla.
Metenerin biokaasureaktori on varsin yksinkertainen nelisen metriä korkea laakasiilo, johon mahtuu noin 400 tonnia nurmimassaa.
Nurmimassa säilyy Erkki Kalmarin mukaan tiiviillä muovilla peitetyssä kasassa odottamassa kaasureaktoriin pääsyä jopa pari vuotta ilman mitään säilöntäaineita.
Panosta Erkki pitää reaktorissa nelisen kuukautta ja sinä aikana saadaan energiaa massasta riippuen noin 500 megawattitunnin verran, mikä vastaa 50 000 litraa kevyttä polttoöljyä. Toiminnan aikana laitoksessa on käynnissä vain kaksi pientä pumppua, joiden yhteisteho on alle yhden kilowatin. Työtä tehdään vain silloin kun siilo täytetään ja tyhjennetään suurten traktorien avulla.
Biokaasureaktorin tekniikka koostuu parista pumpusta ja muutamasta venttiilistä, jotka toimivat tietokoneen hallitsemina vaikka etäohjauksella.
Biokaasulle on paljon potentiaalia
– EU patistaa murskaamaan kesantonurmen peltoon, kertoo Erkki Kalmari. – Minä otan siitä energian talteen ja siirrän ravinteet toiselle lohkolle, jossa viljelen viljaa. Kaasuttamisprosessin aikana massan ravinteet säilyvät lähes sellaisenaan. Typpeä poistuu hiukan, mutta jäljelle jäävä on paremmin liukoisessa muodossa ja siten parempaa lannoitetta pellossa. Fosfori säilyy massassa kokonaan.
– Biokaasua voi tuottaa vaikka minkälaisesta raaka-aineesta. Ei haittaa, vaikka nurmi olisi korsiintunutta. Samoin voidaan käyttää vanhaksi mennyt, karjan ravinnoksi kelpaamaton ylivuotinen säilörehu. Se toimii hyvin, vaikka paali olisi melkein valuva lötkö. Huono ja kostea hake käy myös hyvin liikennepolttoaineen tuotantoon.
Erkin mukaan maatalouden biomassojen koko potentiaali riittäisi noin 20 terawattitunnin energiamäärän tuottamiseen ja tämä potentiaali on täysin hyödyntämättä. Saman suuntaisia lukuja käy ilmi esimerkiksi Jyväskylän yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen tekemistä tutkimuksista.
Luonnonvarakeskuksen vuonna 2014 valmistunut tutkimuksen loppuraportti löytyy täältä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-487-546-2
Luodaan yrittäjyyttä ja korvataan tuontia
Erkki Kalmari innostuu maalailemaan biokaasutuotannon monia mahdollisuuksia: – Järvibiomassat ovat kokonaan tutkimatta. Suomessa on yli 300 000 kilometriä rantaviivaa, ruohottuneita rantoja ja levää kasvavia järviä. Biomassan poistaminen olisi erinomainen keino ravinteiden – fosforin ja typen – poistoon vedestä. Tämä olisi myös parasta Itämeren suojelua. Ja saastuneita järviä riittää maailmalla.
Maanteiden pientareetkin niitetään vähintään kerran kesässä ja raaka-aine sijaitsee hyvien kulkuyhteyksien varrella. Ehkä se ei kuitenkaan ole aivan ensimmäisten hyödynnettävien raaka-aineiden joukossa.
Joka tapauksessa energialla on merkittävä rooli Suomen vaihtotaseessa, kun energiatuotteiden tuonti on suunnilleen kahdeksan miljardia euroa. Biokaasun koko potentiaalin hyödyntäminen kattaisi melkein kaiken maakaasun tuonnin.
Maatilojen hyödyntämättömillä biomassoilla olisi mahdollista tuottaa biokaasua kattamaan suuren osan Suomen maantieliikenteen energiankulutuksesta.
Yksi Kalmarin tila pystyy tuottamaan 150 000 öljylitraa vastaavan määrän biokaasua vuodessa. Määrä riittäisi kattamaan suunnilleen 150 henkilöauton vuotuisen polttoaineen kulutuksen. Tällaisia tiloja voisi olla Suomessa jopa tuhansia ja niiden yhteisiä liikennekaasun jalostus- ja tankkauspisteitä satoja. Sillä saataisiin luotua paljon uutta yrittäjyyttä, bioenergian tuotantotavoitteet hallintaan, liikenteen päästöt laskuun ja vaihtotase ojennukseen.
Jouko Lampila
