Vihreä ihmehiili
Biohiili varastoi ilmastoa lämmittävää hiilidioksidia satoja vuosia. Mutta onko kestävää hakata metsiä mustan kullan raaka-aineeksi?
7
MIN
Hiilellä on musta maine.
Satoja miljoonia vuosia sitten kasvien jäänteistä muodostunut kivihiili on fos- siilinen polttoaine. Palaessaan kivihiilestä vapautuu runsaasti hiilidioksidia, kasvihuonekaasua.
Mutta on olemassa myös vihreää hiiltä. Hiiltä, joka viilentää ilmastoa.
Mikä tahansa biomassa – sahanpuru ja hake, olki ja puutarhajäte, puhdistamoliete ja biokaasun mädäte – sopii biohiilen valmistukseen. Pyrolyysissä eli kuivatislauksessa raaka-ainetta hiilletään korkeassa lämpötilassa vähällä hapella. Syntyy öljyjä, kaasuja ja biohiiltä.
Mustaksi kullaksi kutsuttu biohiili on kevyttä, huokoista ja pysyvää.
Käyttökohteita on kehitetty yli viisikymmentä. Salaisuus on juuri biohiilen huokoisessa rakenteessa. Se parantaa maan kuntoa, pidättää vettä ja ravinteita, se suodattaa kaasujen ja nesteiden epäpuhtauksia.
Maaperässä biohiili toimii hiilivarastona.
Kilo biohiiltä sitoo enemmillään 3,5 kiloa hiilidioksidia. Eikä se hajoa nopeasti kuten moni muu orgaaninen aines.
Biohiili säilyy satoja, jopa tuhansia vuosia.
Päästöleikkaukset ovat tärkein keino hillitä maapallon lämpenemistä. Ilmastoa voi myös viilentää poistamalla hiiltä ilmakehästä. On luontaisia hiilinieluja, kuten metsät. Ja sitten on teknisiä hiilinieluja, kuten hiilidioksidin talteenotto tehtaanpiipuista ja biomassan kuivatislaus biohiileksi.
”Metsien hiilinielut eivät riitä alkuunkaan”, sanoo Luonnonvarakeskuksen tutkimusprofessori Ilkka Leinonen.
”Ilmastotavoitteet karkaavat ulottumattomiin, jos hiilenpoistoja ei lähdetä toteuttamaan isossa mittakaavassa.”
Hiilidioksidin talteenotossa ja varastoinnissa on suuri potentiaali. Petteri Orpon (kok) hallituksen merkittävin ilmastohanke, piippujen ”tulppaus”, on kuitenkin madellut. Suomi on lähtökuopissa, kun Ruotsi on jo käynnistänyt 25 hiilidioksidin geologista varastointihanketta, Yle uutisoi viime vuonna.
Ilmastokeskustelussa biohiili on jäänyt savupiipuista siepattavan hiilidioksidin varjoon.
Biohiilen valmistus on vanhaa koeteltua teknologiaa. Ja Suomessa toimii ja on käynnistymässä ensimmäisiä teollisen mittakaavan pilottilaitoksia. Uusia investointisuunnitelmia on niitäkin vireillä.
Biohiiltä myös käytetään, usein arkisissa paikoissa mutta katseilta piilossa.
Jalkapallokenttä ja puisto, nurmikko ja niitty, raitiotie ja pyöräbaana, katu- ja puistopuita. Helsinki on testannut biohiiltä parissakymmenessä kohteessa ympäri kaupunkia.
Viherrakentamisessa huokoinen biohiili sekä varastoi hiiltä että parantaa maan kasvuoloja.
Infrarakentamiseen erikoistunut GRK on toimittanut biohiiltä esimerkiksi pyöräbaanan puistoon Helsingissä. Yrityksen biohiililaitos sijaitsee Utajärvellä. GRK on laskenut, että yksi kilo yhtiön biohiiltä varastoi maassa noin kolme kiloa hiilidioksidista. Hiilinielusta on vähennetty raaka-aineen hankinnasta ja tuotannosta syntyneet päästöt.
Valtaosa raaka-aineesta on viereisen sahan sivuvirtoja, havupuuhaketta. Se on järkevää sekä talouden että hiilinielun näkökulmasta, sanoo GRK:n ympäristöteknologian liiketoimintajohtaja Anneliina Kupiainen.
”Jos raaka-aine kuskataan kaukaa, se vähentää lopputuote biohiilen hiilensidonta-arvoa.”
GRK suunnittelee uusia investointeja lähivuosina. Laitospaikkoja etsitään sieltä, missä raaka-ainetta on lähellä.
Saman strategian on valinnut Puhi Oy, joka on käynnistämässä tuotantoa Hämeenlinnassa. Raaka-aineena käytettävä haitta-aineeton kierrätyspuu hankitaan muun muassa saman alueen kiertotalousyrityksiltä. Myös Puhi kaavailee uusia laitosinvestointeja paikkoihin, joihin raaka-ainetta ei tarvitse rahdata pitkiä matkoja.
Puhi ja GRK käyttävät tuotannossa puupohjaisia sivuvirtoja, joiden sisältämä hiilidioksidi vapautuisi muutoin energiantuotannossa.
”Emme missään nimessä hakkaa metsiä biohiilen raaka-aineeksi”, GRK:n Kupiainen sanoo.
Nokialla toimiva Carbofex valmistaa biohiiltä kuusihakkeesta. Puu hankitaan ensiharvennuksista. Yhtiö on kuvannut harvennuspuun käyttöä ilmastoteoksi, muutoin se poltettaisiin energiaksi tai ”se jäisi lahoamaan metsiin”.
Joensuuhun on rakenteilla Euroopan suurin biohiilitehdas. Sen lopputuotetta, torrefioitua biomassaa, käytetään korvaamaan kivihiiltä teollisuudessa. Yksi mahdollinen raaka-ainelähde on ensiharvennuspuu. Pohjois-Karjalan metsissä riittää kaadettavaa, kestävä hakkuumäärä ei ylity, Luonnonvarakeskus on arvioinut.
Viime vuosina lisääntyneet hakkuut ovat kuitenkin romahduttaneet Suomen metsien hiilinielun. Johtava tutkija Sampo Soimakallio Suomen ympäristökeskuksesta muistuttaa, että biotuotteiden kestävyyslaskelmissa jätetään usein huomioimatta hakkuiden negatiivinen vaikutus hiilinieluun.
”Jos biohiilen raaka-aineeksi joudutaan kaatamaan puuta, siitä aiheutuu merkittäviä päästövaikutuksia. Se taas heikentää huomattavasti biohiilen ilmastotehokkuutta”, Soimakallio sanoo.
VTT:n tutkija Esko Salo on tutkinut biohiiltä vuodesta 2017. Alaa on pyritty kehittämään suuntaan, jossa biohiilen tuotanto ei lisäisi hakkuita, Salo sanoo. Joskus neitseellisen puukuidun käyttö on perusteltua.
”Lääketeollisuudelle voidaan tehdä korkean arvon hiilituote. Silloin myös puun tarve on pieni.”
Suomen ilmastopaneeli koostaa tutkimustietoa ja antaa suosituksia. Onko ilmaston näkökulmasta kestävää hakata puuta biohiilen tuotantoon?
”Biohiili on asia, johon pyrimme saamaan lisäinfoa”, puheenjohtaja Jyri Seppälä kertoo sähköpostitse.
Poltettaessa turve on kivihiiltäkin suurempi ilmastopahis.
Päästökauppa on romahduttanut turpeen käytön energiaksi. Mutta soista nostettava raaka-aine on palannut uudessa muodossa. Syyskuussa 2020 Neova, entiseltä nimeltään Vapo, avasi aktiivihiilitehtaan itärajalle Ilomantsiin.
Pelleteiksi tiivistetty turve hiilletään, lopputuote aktivoidaan vesihöyryllä aktiivihiileksi.
Biohiiltä edistävän Bioenergia ry:n toimialapäällikkö Hannes Tuohiniitty ei suostu edes kutsumaan Neovan aktiivihiiltä biohiileksi.
”Raaka-aineena turve ei ole biomassaa, siitä ei voi saada päästökompensaatiota.”
Eurooppalainen biohiilisertifikaatti EBC ei sekään kelpuuta turvetta sallittujen biomassojen ”positiiviselle listalle”. Neovaa turpeen huono ilmastomaine ei haittaa. Aktiivihiiltä ei ole tarkoitettu lisäämään maaperän hiilivarastoa, vaan suodattamaan ilman, veden ja nesteiden haitallisia epäpuhtauksia.
Turvetta yhtiö puolustaa sen ainutlaatuisilla ominaisuuksilla aktiivihiilessä.
Tutkimuspäällikkö Hannu Lamberg kertoo, että turvepohjaisessa aktiivihiilessä on erikokoisia huokosia tasapainoisesti. Siksi se poistaa tehokkaasti haitta-aineita puhtaan veden ja elintarvikkeiden kaltaisissa nestesovelluksissa, joissa aktiivihiilen on täytettävä tiukat puhtausvaatimukset.
”Turpeella saa poistettua samalla massalla enemmän tavaraa kuin puusta tehdyllä aktiivihiilellä.”
Neova toivoo aktiivihiilestä sadan miljoonan euron liikevaihtoa, uutta tukijalkaa energiaturpeen tilalle. Yksi argumentti on huoltovarmuus. Kiinalaista aktiivihiiltä voidaan korvata Euroopassa suomalaisella tuotteella.
Ilomantsissa on herätty myös puolustamaan soita. Miksi ilmaa ja vettä puhdistavaa aktiivihiiltä on tehtävä turpeesta, jonka tuotanto uhkaa vesistöjä ja saastuttaa ilmaa, luonnonsuojelijat kritisoivat.
Neova on testannut myös biovaihtoehtoja, muun muassa nopeakasvuista pajua. Jos keinolannoitteiden sijaan viljelyssä käytetään kierrätyslannoitteita, pajusta tehdyn aktiivihiilen hiilijalanjälki saattaa yhtiön mukaan olla jopa negatiivinen.
”Kehitämme puupohjaisia aktiivihiilituotteita”, Lamberg sanoo. ”Niille on käyttöä ja kysyntää markkinoilla.”
Juomaveden ja ilman suodatukseen soveltuva aktiivihiili on erikoistuote. Sen tonnihinta on useita tuhansia euroja, enimmillään jopa 20 000 euroa.
Hiilivarastona ja maanparannusaineena käytettävä biohiili taas on massatuote.
Puutarhan harrastajille biohiiltä myydään säkeissä. Kun kunnat ja yritykset alkavat kuitata osan päästöistään biohiilellä, sitä tarvitaan valtavia määriä.
Biohiilen tonnihinta vaihtelee laadusta riippuen 600 eurosta 1 400 euroon
Kallista, ostajat sanovat.
VTT:n tutkija Salo sanoo, että hintaa selittää vähäinen tuotanto. Pienissä pilottilaitoksissa korostuvat suuret tuotekehitys-, investointi- ja työvoimakustannukset.
”Jos isommissa tuotantoyksiköissä päästään hyödyntämään jätepohjaisia sivuvirtoja, on mahdollista päästä hyvinkin alhaisiin hintoihin.”
Viherrakentamisen lisäksi biohiileltä odotetaan paljon maataloudessa. Paras hyöty saavutetaan, jos biohiili pystytään kytkemään osaksi koko tuotantoketjua. Biohiiltä voidaan lisätä ravintolisänä eläinten rehuihin, joista se kiertää lantaan ja lopulta pellolle pysyväksi hiilivarastoksi.
Harvalla maanviljelijällä on varaa ajaa peltoihin biohiiltä, vaikka se lisäisi tuotantoa. Yksi keino kohtuullistaa hintaa on erottaa biohiilen ja siitä saatavan ilmastohyödyn, hiilikrediittien, kauppa. Yksi hiilikrediitti vastaa yhden hiilitonnin pysyvää varastointia.
Ohjelmistojätti Microsoft on ostanut vapaaehtoisilta markkinoilta runsaasti biohiilestä syntyneitä hiilikrediittejä, myös Suomesta.
”Kun hiilikrediitti myydään erikseen, maanviljelijä voi ostaa biohiilen edullisemmin”, Salo sanoo.
Enää ilmastohyöty ei jää tilalle, mutta viljelijä voi hyötyä biohiilestä parempina satoina.
Tanska ehti ensiksi.
Maatalouden suurmaa julkaisi hiljan maankäytön ja maatalouden ilmastopaketin. Yhtenä osana on 1,35 miljardin euron tukipaketti biohiilelle. On arvioitu, että potti vastaa suurta, 300 euron tukea tuotetulle biohiilitonnille.
Suomessa valtio on ollut passiivinen.
Bioenergia ry:n mukaan biohiilen tuotanto voidaan kymmenkertaistaa vuoteen 2030. Toimialapäällikkö Tuohiniitty kertoo, että yhdistys on yrittänyt ”hoksauttaa” ministeriöitä. Mutta vetovastuullista ei ole löytynyt, ei ympäristö-, ei maa- ja metsätalous- eikä työ- ja elinkeinoministeriöstä.
”Meillä ei ole Suomessa minkäänlaista biohiilistrategiaa.”
Myös EU on vasta heräämässä. Hiilenpoiston tärkeys tunnustetaan, mutta alalta ovat puuttuneet pelisäännöt. EU on parhaillaan luomassa sääntelyä, sertifiointikehystä, hiilenpoiston mekanismeille.
Luken tutkimusprofessori Leinonen uskoo, että EU:n jäsenvaltiot seuraavat Tanskan esimerkkiä.
”Meidän täytyy rakentaa huomattavasti isompia laitoksia, on kyse sitten biohiilestä tai hiilidioksidin talteenotosta.”
”Ja siihen tarvitsemme myös julkista rahaa.”
Helsinki on ottanut biohiilen yhdeksi keinoksi saavuttaa hiilineutraali kaupunki. Maailmalla hiilenpoistoa on edistänyt pieni joukko yrityksiä, etunenässä Microsoft. Yhtiö on sitoutunut poistamaan kaiken sen hiilen, jonka se on vapauttanut perustamisvuodesta lähtien.
Microsoft täyttää ensi vuonna 50 vuotta.