Biomassojen käytön ympäristövaikutukset Varsinais

Biomassojen käytön ympäristövaikutukset Varsinais-Suomen alueella
TURUN AMMATTIKORKEAKOULU
Katariina Hirvonen
BIOMASSOJEN KÄYTÖN
YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET
VARSINAIS-SUOMEN
ALUEELLA
Pure Biomass
TIIVISTELMÄ
TURUN AMMATTIKORKEAKOULU
KATARIINA HIRVONEN
PURE BIOMASS- HANKKEELLE TEHTY RAPORTTI
KESÄ 2013
Pure Biomass
BIOMASSOJEN ENERGIAKÄYTÖN
YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET
VARSINAIS-SUOMEN ALUEELLA
Tämä raportti on tehty osana Pure Biomass -hanketta, jonka tarkoituksena on lisätä tietoa biomassojen energiahyötykäytön mahdollisuuksista. Hankkeessa kartoitetaan käytössä oleva biomassapotentiaali tutkimusalueilla. Pure Biomass (Potential and competitiveness of biomass as energy source in Central Baltic Sea
Region) on yhteistyöhanke, jossa on yhteistyökumppaneita Suomesta ja Latviasta.
Raportti on laadittu kestävän kehityksen opiskelijan työharjoitteluna vuoden 2013
kesällä. Työn tarkoituksena on selvittää ja käydä läpi biomassojen energiakäytön
ympäristövaikutuksia Varsinais-Suomen alueella. Tiedonkeruu perustuu aikaisempaan tutkimusaineistoon ja asiantuntijahaastatteluihin.
Suomen biomassojen energiakäytön potentiaali on pieni verrattuna nykyiseen kokonaisenergiakäyttöön, joten niiden energiakäyttö on vain osaratkaisu ilmastonmuutoksen etenemisen hillitsemisessä. Biomassojen energiakäytön ympäristövaikutuksia on vaikea arvioida, sillä biomassojen hyödyntämisessä muodostuu sekä
suoria että epäsuoria päästöjä. Ne syntyvät biomassojen kasvatuksesta, korjuusta, jalostamisesta, kuljetuksesta, energiakäytöstä ja loppusijoituksesta. Ketjusta
syntyy myös useita sivutuotteita, joiden hyödyntämistä voi tarkastella.
On olemassa useita vaihtoehtoja biomassojen hyödyntämiseksi, esimerkiksi biomassojen polttaminen, niiden jalostaminen biokaasuksi tai biodieseliksi. Näiden
tuotantotapojen ympäristövaikutukset vaihtelevat raaka-aineen ja käytettävän prosessin mukaan. Tämän vuoksi biomassojen keskinäinen vertailu on vaikeaa.
SISÄLTÖ
1 JOHDANTO
1.1 Biomassan määrittely
1.2 Raportin tavoitteena
5
6
7
2 ERI MASSOJA
2.1 Yleistä Varsinais-Suomen alueesta
2.2 Metsäbiomassa (puupolttoaineet)
8
8
8
2.3 Järviruoko
2.4 Lanta
2.5 Puhdistamolietteet
2.6 Biohajoavat jätteet
2.7 Peltobiomassat
2.7.1 Olki
2.7.2 Ruokohelpi
2.7.3 Vilja
2.7.4 Energiapaju
10
12
13
14
16
16
17
18
18
2.7.5 Kuituhamppu
19
3 BIOMASSOJEN KÄYTTÖÄ
21
3.1 Biomassojen hyödyntämisestä
21
3.1.1 Biomassan käsittelyn päävaiheet
22
3.2 Varsinais-Suomi
23
3.2.1 Biomassavarojen riittävyys: nykytilanne ja mahdollisuuksia VarsinaisSuomessa
23
3.2.2 Biomassan käytön tavoitteet tulevaisuudessa
26
4 ENERGIANTUOTANNON TAPOJA VARSINAIS-SUOMESSA
27
4.1 Biomassan polttaminen
27
4.1.1 Biomassa kivihiilen korvaajana
27
4.1.2 Moni biomassa toimii polttoaineena
28
4.1.3 Korsibiomassojen polttomahdollisuudet
29
4.2 Biokaasun tuotanto
30
4.2.1 Biokaasu toimii
31
4.2.2 Lanta on hyvä biokaasun raaka-aine
Error! Bookmark not defined.
4.3 Bioetanoli
33
4.4 Biodiesel
4.5 Pyrolyysi
34
35
5 ERI BIOMASSOJEN KÄYTÖN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSIA
5.1 Biomassan ympäristövaikutusten arvioinnista
5.2 Ilmastonmuutos ja kasvihuonekaasut
5.2.1 Biomassojen käsittelyketju
5.2.2 Biokaasulla pienet päästöt
5.2.3 Onko puubiomassan keruulla vaikutuksia metsien hiilinieluun?
37
37
38
39
40
40
5.2.4 Biomassojen suorat kasvihuonekaasupäästöt
5.3 Happamoituminen
5.4 Pienhiukkaset
5.4.1 Puun pienpoltto ongelmallista
5.4.2 Biopolttoaineiden käyttö liikenteessä vähentää hiukkaspäästöjä
5.5 Otsoni
5.6 Rehevöityminen
5.6.1 Peltobiomassan kasvatus aiheuttaa ravinnekuormitusta
5.6.2 Metsäbiomassan keruu voi aiheuttaa lannoituksen tarpeen lisäystä
5.6.3 Ruo’on hyötykäyttö vähentää ravinnekuormitusta
41
42
43
44
44
45
45
46
47
48
5.7 Toksisuus
5.7.1 Lietteiden ekotoksisuus
5.8 Biodiversiteetti
5.8.1 Metsien biodiversiteetin aleneminen
5.8.2 Perinnemaisemat ylläpitävät monimuotoisuutta
5.8.3 Järviruovikon vaikutukset kahdensuuntaisia
5.9 Maaperän kuluminen ja eroosio
48
49
50
50
51
51
52
6 JOHTOPÄÄTÖKSIÄ
6.1 Biomassojen käyttöä on mietittävä monelta kantilta
54
54
6.2 Eri biomassojen ympäristöystävällisyyden vertailua
6.2.1 Eri biomassojen lämpöarvoja
55
56
LÄHTEET
58
1 JOHDANTO
Biomassa on maailman neljänneksi tärkein energialähde, sillä koko planeetan
energiasta 14 prosenttia saadaan biomassasta. Puiden poltto kotioloissa on edelleen tärkeää suurelle osalle väestöä esimerkiksi kehittyvissä maissa. (Tekes
2013b.) Vuonna 2010 7,5 % EU:n alueella käytetystä energiasta oli tuotettu biomassasta, ja määrän arvioidaan nousevan noin kymmeneen prosenttiin vuoteen
2020 mennessä (European Enviroment Agency 2013).
Biomassan käytölle Varsinais-Suomen alueella on useita perusteita ja mahdollisuuksia: onkin tärkeää selvittää ja kehittää alueen biomassavaroja sekä mahdollisuuksia niiden kasvattamiseen, korjuuseen ja hyödyntämiseen.
Vuonna 2010 16 % Varsinais-Suomen alueen energian kulutuksesta saatiin uusiutuvista energialähteistä. Uusiutuviin luonnonvaroihin kuuluu kuitenkin biomassojen lisäksi myös esimerkiksi vesi- ja aurinkoenergia. Bioenergian kulutus alueella on 11 %. Suurin osa Varsinais-Suomessa tuotetusta energiasta on edelleen
fossiilisista polttoaineista tuotettua, ja alueen energiataloutta ei voi kutsua edes
osittain omavaraiseksi. (Kuusiola & Monni 2012.)
Biomassojen energiakäyttöä kehittämällä yhteiskunnan tarvitseman energian
omavaraisuutta ja huoltovarmuutta pystyttäisiin lisäämään niin, ettei alueen energian ja sähkön tuottaminen olisi täysin riippuvaista ulkomaisista raaka-aineista.
Samalla saataisiin vähennettyä hupenevien fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja
maapallon ilmakehää lämmittävien kasvihuonekaasujen päästöjä. Biomassojen
käytöllä on myös muita ympäristöhyötyjä, jotka puoltavat biomassojen käyttöä.
Esimerkiksi järviruo’on korjuulla hyötykäyttöön voidaan poistaa vesistöihin päätyneitä rehevöittäviä ravinteita. (Hagelberg ym. 2008.)
Suomi on sitoutunut erilaisiin kansainvälisiin ilmastosopimuksiin ja Euroopan
unionin ilmasto- ja energiapolitiikkaan, jotka velvoittavat erilaisiin päästörajoitteisiin, fossiilisen energian käytön vähentämiseen ja esimerkiksi kaatopaikkojen lopettamiseen nykymuodossaan vuoteen 2016 mennessä. Tällaiset sitoumukset
pakottavat miettimään biomassojen hyötykäyttöä koko Euroopassa.
Jotta biomassan käyttö on kannattavaa ja ympäristöä säästävää, sen on lähdettävä paikallisista ratkaisuista. Biomassaa ei kannata rahdata ympäri maapalloa öljytankkereissa, vaan ainakin nykyhetkellä se tuotetaan, prosessoidaan ja kulutetaan
paikallisesti. Kuljetusmatkojen lyhyydellä säästetään energiaa ja ympäristöä sekä
RAPORTIN NIMI
5
luodaan Varsinais-Suomeen uutta liiketoimintaa turvaten myös maaseudun elinvoimaisuutta ja työllisyyttä (Hagelberg ym. 2008).
1.1 Biomassan määrittely
Biomassalla tarkoitetaan luonnosta saatavia uusiutuvia raaka-aineita, esimerkiksi peltokasveja, puuta tai levää. Myös esimerkiksi biojätteistä, maa- ja metsätalouden ylijäämämateriaaleista ja metsäteollisuuden jäteliemistä käytetään käsitettä, vaikka ne ovatkin ihmistuotannon aikaansaamia tuotteita, usein esimerkiksi
teollisuustuotannon sivuvirtoja. (Tekes 2013.)
Biomassaa terminä on alettu käyttää varsinkin, kun on kyse raaka-aineiden edelleen jalostamisesta energiaksi, polttoaineiksi, kemikaaleiksi tai materiaaleiksi, ei
niinkään elintarvikekäyttöön menevistä kasveista. (Tekes 2013, Opetushallitus
2012) Biomassaa voi käyttää varsin monipuolisesti energiakäytön lisäksi vaikkapa
rehuna, ruokana, lannoituksessa ja rakennusaineena. (Hagelberg ym. 2008)
Bioenergiaa voi tuottaa eri tavoin biomassasta jalostetusta biopolttoaineesta.
Biomassa voi olla kaikkea orgaanista ainetta, esimerkiksi metsäbiomassaa eli
puuta ja peltobiomassaa eli esim. pajua tai olkea. Biomassoja ovat lisäksi esimerkiksi biohajoava jäte ja luonnonvaraisesti kasvava järviruoko.
Vuonna 2010 84 % Varsinais-Suomen energiantuotannosta perustui öljyyn, maakaasuun, kivihiileen ja muihin fossiilisiin polttoaineisiin, joten parantamisen varaa
riittää uusiutuvien energialähteiden käytön suhteen (Kuusiola & Monni 2012). Varsinais-Suomessa on mahdollisuuksia uusiutuvien biomassojen käytön suhteen:
alueella on suuri potentiaali erityisesti puubiomassojen käytön lisäämiseen. Puulla
on nykyisessä bioenergian tuotossa keskeinen merkitys: puunjalostusteollisuudessa syntyvien puupohjaisten jäteliemien osuus on yli 97 prosenttia bioenergian
koko tuotannosta (Tekes 2013b).
Biomassojen energiakäytössä vapautuvat hiilidioksidipäästöt sitoutuvat uuteen
kasvavaan biomassaan, edellyttäen tietenkin että uutta biomassaa muodostuu
energiakäyttöön mennyttä massaa vastaava määrä (Hagelberg ym. 2008). Näin ei
välttämättä tapahdu aina.
Kaikilla kotimaisilla biomassoilla energiakäytön energiatase on positiivinen, eli niiden tuotanto kuluttaa energiaa vähemmän kuin mitä itse bioenergialähde tuottaa
RAPORTIN NIMI
6
käytössä (Hagelberg ym. 2008). Näin tulee tietenkin olla, jotta biomassoja voidaan
käyttää energiantuotantoon: tilanne olisi nurinkurinen, jos biomassan energiakäyttö veisi enemmän fossiilista energiaa kuin tuottaisi uusiutuvaa energiaa. Peltobiomassojen käytön energiatase on riippuvainen kasvatuksessa käytetystä lannoituksesta, jonka tuotanto on esimerkiksi ruokohelven kasvatuksessa suurin
energiankuluttaja (Hagelberg ym. 2008). Lannoitteiden aiheuttamaa taakkaa voitaisiin vähentää käyttämällä vaikkapa biokaasun tuotannossa syntynyttä ravinnepitoista jäännösmassaa lannoitteena peltobiomassan kasvattamisessa.
1.2 Raportin tavoite
Tämä raportti on tuotettu osana Pure biomass- projektia, jonka tavoitteena on lisätä tietoisuutta erilaisten biomassojen teknisistä ja taloudellisista hyödyistä Kurzemen alueella Latviassa ja Varsinais-Suomen alueella. Näiden alueiden biomassapotentiaalit kartoitetaan ja samalla arvioidaan niiden taloudelliset mahdollisuudet
fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi. Hankkeessa tehdään myös muutama
pilottiprojekti biomassan kasvatukseen ja käyttöön liittyen. Pure biomass -projektia
toteutetaan vuosina 2012 ja 2013.
Raportin tavoitteena on selvittää Varsinais-Suomen alueella käytettävien biomassojen ympäristövaikutuksia. Lisäksi raportissa käsitellään joitakin biomassoja ja
tuotantotapoja joita vasta tutkitaan, esimerkiksi pyrolyysia. Mikä olisi vähiten ympäristöä kuormittava ja parhaiten energiaa tuottava vaihtoehto; jokin tietty biomassa tai sen tuotantotapa, vai olisiko eri biomassojen yhdisteleminen energiantuotannossa hyvä vaihtoehto?
Olen raporttia kirjoittaessa pyrkinyt siihen, että kuka tahansa voi lukea tekstiä ja
saada siitä irti hyödyllistä tietoa biomassoista. Olen rajauksen vuoksi keskittynyt
erityisesti Varsinais-Suomessa hyödynnettäviin biomassoihin, mutta ottanut mukaan myös paikallisesti kiinnostavia mahdollisuuksia: esimerkiksi järviruo’on,
energiahampun ja energiapajun. Näitä massoja ei juuri ole kasvatettu vielä muuhun kuin tutkimuskäyttöön, mutta niissä piilee mahdollisuuksia paikalliseen energiantuotantoon. Ympäristövaikutuksista olen käynyt läpi ne joista oli saatavilla tietoa biomassojen suhteen: kaikista massoista ei ole olemassa tutkimuksia, joissa
olisi käyty kattavasti eri ympäristövaikutuksia läpi.
RAPORTIN NIMI
7
2 ERI BIOMASSAT
Biomassaa voidaan tuottaa varta vasten bioenergiaksi tai hyödyntää energiaksi
orgaanisia sivuvirtoja, eli prosessien ylijäämätuotteita. Niitä syntyy esimerkiksi
puunjalostusteollisuudesta, maa- ja metsätaloudesta tai yhdyskuntajätteen biohajoavasta osasta. Varsinais-Suomessa metsät ovat luontaisia bioenergian lähteitä,
mutta alueella hyödynnetään energiantuotannossa myös muita biomassoja: esimerkiksi jätteitä ja korsibiomassoja. (Lötjönen & Pahkala 2012.)
2.1 Yleistä Varsinais-Suomen alueesta
Biomassojen kasvatusta ja energiantuotantoa on tutkittu jo kauan, mutta suurimittaista biomassojen hyödyntämistä Varsinais-Suomen alueella ei harjoiteta juuri
muilla massoilla kuin metsäbiomassalla. Järviruokoa alueella kasvaa paikoitellen
runsaasti ja alueella on runsaasti maataloutta, josta voisi saada hyötykäyttöön
esimerkiksi olkea, lietteitä ja lantaa. Alueella on runsaasti potentiaalia tuottaa
biomassoja runsasmittaisesti energiakäyttöön ja jalostettavaksi esimerkiksi liikenteen polttoaineiksi.
Puubiomassat ovat maanlaajuisesti hyödynnetyimpiä biomassoja, ja myös Varsinais-Suomen alueella kasvatetaan, korjataan ja käytetään eniten energiatuotannossa puubiomassoja: runkoja, oksia, latvoja, lahopuuta, hakkuujätteitä ja metsäteollisuuden, esimerkiksi sahojen sivuvirtoja. Energiapuumarkkinat ovat
vakiintuneet alueella, ja vuosina 2009–2012 metsähakkeen käyttö energiantuotannossa on kaksinkertaistunut. (Sojakka 2013.)
Olen tässä osiossa keskittynyt Varsinais-Suomen alueelta saataviin biomassoihin
sekä esitellyt ne ja niiden kasvatus- ja käyttömahdollisuudet pääosin. Biomassojen käytön ympäristövaikutuksista lisää myöhemmin kappaleessa 5: Eri biomassojen käytön ympäristövaikutuksia.
2.2 Metsäbiomassa
Puubiomassaa on kahta päätyyppiä: nestemäistä ja kiinteää. Nestemäisellä tarkoitetaan puunjalostusteollisuuden synnyttämää nestemäistä jätelientä, mustaliRAPORTIN NIMI
8
peää. Puunjalostusteollisuus käyttää väkevöityä mustalipeää polttamalla omaan
energiantuotantoonsa, ja käyttää tuottamansa sähkön pitkälti itse. Kiinteällä puulla
tarkoitetaan niin kotitalouksien käyttämästä polttopuuta, haketta ja pelleteitä kuin
lämpö- ja voimalaitosten käyttämää kiinteää puupolttoainetta. (Kaate, 2010.)
Polttohakkeella tarkoitetaan kokopuusta, rangoista, metsätähteestä tai muusta
puuaineksesta hakkurilla tehtyä polttoainetta (Liikkanen 2010). Lähes puolet
Suomen metsistä korjatusta puubiomassasta päätyy energiakäyttöön joko suoraan tai puujalostusteollisuuden sivutuotteina (Antikainen ym. 2007). Massateollisuuteen kelpaamattomat puun osat kelpaavat energiakäyttöön (Sojakka 2013).
Metsästä saa irti monenlaista puuainesta, jota voi käyttää hyödyksi: energiaksi
käytetään useimmiten hakkuujätteitä, eli oksia, puunlatvoja ja kantoja. Runkopuu
menee enimmäkseen saha- ja paperiteollisuuden tarpeisiin. Varsinais-Suomen
alueella ei ole lainkaan paperi- tai sellutehtaita, joten niiden tuottamia jätteitä ei
käytetä energiana alueella. Sahoja on sen sijaan parisenkymmentä, ja niiden tuottamaa sahanpurua ja kuorta käytetään energiantuotannossa pääosin VarsinaisSuomen aluekeskusten kaukolämpölaitoksissa (Kaate, 2010). Suomessa puupolttoaineita käytetään usein yhdistettynä muihin polttoaineisiin seospolttoaineena,
esimerkiksi turpeen kanssa. Puu toimii pääpolttoaineena lähinnä metsäteollisuuden omissa laitoksissa sekä pienissä paikallisissa lämpölaitoksissa (Liikkanen
2010). Esimerkiksi Loimaan kaukolämpö Oy käyttää polttoaineenaan noin 90 prosenttisesti sahanpurua sekä metsähaketta (Huikuri ym. 2011).
Pienpuun poltto kotitalouksissa on yleistä varsinkin Varsinais-Suomen koillis- ja
pohjoisosissa eli siirryttäessä maaseutumaisemmille alueille: maaseudulla polttopuu on edelleen merkittävä energianlähde (Kaate, 2010). Puuta käytetään kaupunkialueilla yhä enemmän energian hinnan nousun vuoksi lisälämmittimenä, ja
useimmissa uusissa omakotitaloissa on tulisija (Suomirakentaa.fi 2013).
Puu on Suomen mittakaavassa sekä merkittävin biomassa että merkittävin uusiutuvan energian lähde yleensäkin: vuonna 2011 puuperäisten polttoaineiden kulutus muodosti 23,3 % koko Suomen energiankulutuksesta (Tilastokeskus 2011).
Varsinais-Suomessa puupolttoaineiden osuus energiankulutuksesta oli vuonna
2007 noin 4 %, eli huomattavasti alle maan keskiarvon, joka oli 20 %. (80) Määrä
on kuitenkin kasvanut huomattavasti vuodesta 2007: esimerkiksi puuhakkeen
energiakäyttö on nelinkertaistunut vuosien 2008–2012 aikana. (Sojakka 2013)
Eniten Suomessa käytetty uusiutuvan energian lähde on mustalipeä, joka jalostetaan puuteollisuuden jäteliemistä. Sulfaattisellun keitossa puusta liukenee run-
RAPORTIN NIMI
9
saasti ligniiniä sisältävää ainesta, joka otetaan talteen, väkevöidään ja poltetaan
energian tuottamiseksi. Toinen tärkeä polttoaine metsäteollisuudessa on puun
kuori, jota saadaan ainespuun kuorimisessa (Liikkanen 2010).
Suomen kansainvälisesti korkea bioenergian tuotantomäärä perustuu teollisuuden
metsäbiomassan mittavaan hyödyntämiseen energiantuotannossa: teollisuudessa
polttoaineista eniten käytetään puupolttoaineita. Niiden käyttö oli vuonna 2011 lähes puolet käytettyjen polttoaineiden määrästä, eli teollisuus käytti niitä enemmän
kuin fossiilisia polttoaineita. (Tilastokeskus 2012.) Suuri osa hyödynnettävästä
biomassasta on teollisuuden omia jätteitä, vaikkapa mustalipeää. Teollisuuden on
järkevää hyödyntää tuottamansa jätteen sisältämä energia.
Hyödyntämispotentiaalia löytyy edelleen: metsäbiomassa on koko maan mittakaavassa suuri hyödyntämätön bioenergiavara. Varsinais-Suomen kohdalla potentiaali niin ikään suuri: varsinkin alueen pohjoisosissa on runsaasti metsää, josta metsähaketta olisi mahdollisuus saada (Kaate 2010). Kannot ovat
taloudellisesti houkutteleva puubiomassa niiden saatavuuden ja taloudellisuuden
vuoksi: kantoja korjaamalla voidaan saada enemmän puuta irti metsästä. Kantojen käyttäminen energiakäyttöön on nouseva trendi Suomessa. Vuosittainen maaala, jolta kantoja kerätään, on noussut vuoden 2000 lähes nollasta 20 000 hehtaariin vuonna 2010 (Akujärvi ym. 2013). Uusimmissa tutkimuksissa on kuitenkin
noussut kritiikkiä kantojen korjuusta ja sen ympäristövaikutuksista (kts. 5.2.3: Onko puubiomassan keruulla vaikutuksia metsien hiilinieluun?), jotka on otettava
huomioon biomassojen hyödyntämisessä (Akujärvi ym. 2013).
2.3 Järviruoko
Järviruoko (Phragmites australis) on luonnonvarainen monivuotinen heinäkasvi,
joka kasvaa tavallisesti 1-3 metriä korkeaksi, mutta runsasravinteisissa oloissa
kasvi voi kasvaa jopa nelimetriseksi (Cofreen 2013). Järviruokoa tavataan EteläSuomen rannikolla lähes joka niemessä, lahdessa ja notkelmassa, ja VarsinaisSuomessa ruokokasvustot kasvavat laajoiksi varsinkin keski- ja eteläosien suojaisissa sisälahdissa (Pitkänen 2006). Etenkin jätevesien ja maatalouden valumien
kuormittavat alueet ovat mainioita alueita järviruo’olle (Cofreen 2013). VarsinaisSuomen alueella varsinkin Lemussa, Merimaskussa ja Turussa on laajoja ruovikkoalueita (Pitkänen 2006). Ruovikoita oli vuonna 2007 Varsinais-Suomessa noin
RAPORTIN NIMI
10
15000 ha ja korjuukelpoiseksi alaksi voidaan arvioida tästä noin 6250 hehtaaria
(Hagelberg ym. 2008).
Järviruoko on nopeakasvuisena sekä runsastuottoisena kasvina sekä riesa että
rikkaus: sitä voi hyödyntää monenlaisissa käyttötarkoituksissa, mutta toisaalta se
on nopeasti levittäytynyt tehokkaasti Itämeren rannikkoalueelle (Pitkänen 2006).
Kasvin leviämistä on avittanut vesistöjen rehevöityminen, rantojen laidunkäytön
väheneminen ja ilmastonmuutos (Hagelberg ym. 2008).
Monin paikoin järviruoko koetaan rantojen rumentajana ja haittakasvina, joka sulkee rantanäkymiä, vähentää virkistyskäyttöarvoa ja tukahduttaa muut ranta- ja
vesikasvit (Hagelberg ym. 2008). Halua järviruokojen korjuuseen varmasti löytyy
lähialueiden asukkailta juuri näiden syiden vuoksi, vaikkei taloudellista hyötyä olisi
välttämättä ruovikon leikkuusta luvassa.
Merkittävä osa Etelä-Suomen rannikkoalueen suurimmista ruovikoista kuuluu Natura 2000- alueisiin. Suojeluohjelmiin kuuluvilla alueilla ELY-keskukset arvioivat
onko korjuu mahdollista luonnonarvoja vaarantamatta, ja joissain tapauksissa
alueiden suojelumääräykset tai uhanalaisten lajien elinolojen turvaaminen voivat
estää ruovikon leikkuun (Hagelberg ym. 2008). Suojeluohjelma ei kuitenkaan lähtökohtaisesti estä ruovikon korjuuta, vaan tällaisissa tapauksissa tulisi alueella
tehdä Natura-arviointi. Se tarvitaan silloin, kun jokin hanke saattaa heikentää
merkittävästi niitä luonnonarvoja, joiden suojelemiseksi alue on sisällytetty Natura
2000 – verkostoon. Ympäristöviranomainen tekee päätöksen siitä, että saako
hankkeen toteuttaa. (Söderman 2003)
Toisaalta kasvuston leikkaus saattaa joissain tapauksissa hyödyttää rannan monimuotoisuuden säilymistä. Tuorlan maaseutuopiston alueella Kaarinassa ruovikkoa leikattiin 16 hehtaaria syksyllä 2011, ja ruovikon leikkuu toi alueelle paljon lintuja ja lisäsi silminnähden alueen luonnon monimuotoisuutta. (Varsinais-Suomen
ELY-keskus 2013)
Järviruokoa voi käyttää monipuolisesti vaikkapa ruokokattojen rakentamisessa,
mutta tässä raportissa keskitytään ruo’on energiakäyttömahdollisuuksiin. Energiaominaisuuksiltaan järviruoko on verrattavissa peltobiomassoihin. Talvella korjattua
järviruokoa voi polttaa, ja kesällä korjattuja vihreitä ruokoja voi mädättää biokaasukäyttöön (Hagelberg ym. 2008).
Ruokoenergian kokonaisympäristövaikutukset muodostuvat eri tuotantovaiheiden
energiankulutuksesta ja päästöistä sekä ruo’on energiankäytön välillisistä ympä-
RAPORTIN NIMI
11
ristövaikutuksista. Järviruokoa saa hehtaarilta kuiva-aineena keskimäärin noin viisi tonnia vuosittain. Yhden ruovikkohehtaarin tuotolla polttaessa on mahdollista
korvata n. 2000 litraa lämmitysöljyä, ja tämä määrä vastaa noin 6 tonnin vähennystä hiilidioksidipäästöissä. (Hagelberg ym. 2008.)
Ruovikon käyttö on mahdollisuus vähentää hiilidioksidipäästöjä ruovikkojen lähialueilla. Ruovikkojen hyödyntäminen biomassana esimerkiksi energiantuotannossa on kuitenkin realistinen vaihtoehto vain hyvin paikallisesti: keveän aineksen
kuljettaminen kauas ei ole kannattavaa logistisesti.
2.4 Lanta
Kotieläinlanta koostuu tuotantoeläinten ulosteiden, virtsan sekä kuivikkeiden sekoituksesta. Lietelanta on juoksevaa biomassaa, jossa on mukana virtsaa ja joskus pesu- ja sadevesiä. (Grönroos ym. 2011.)
Eläintuotantotilojen lannantuotto riippuu pitkälti siitä, mitä kotieläimiä siellä kasvatetaan ja millaiset järjestelmät siellä on lannan säilömistä varten. Jos virtsa ja lanta erilliskerätään eri säiliöihin, niitä on mahdollista käyttää eri tarkoituksiin. Virtsan
voi levittää suoraan pellolle ruiskuttaen, mutta lantaa kannattaa käsitellä ennen
pellolle levittämistä, jotta sen sisältämät ravinteet olisivat helpommin kasvien hyödynnettävissä (Källander 1993). Lantaa voidaan käyttää raaka-aineena biokaasutuotannossa, ja kaasutuksesta syntyvä ylijäämä sopii lannoitteeksi raakalantaa
paremmin, sillä niissä ravinteet ovat liukoisessa muodossa. (Koskinen ym. 2010)
Lypsylehmä tuottaa vuosittain kuivalantaa noin 12 kuutiota, lihasika noin 0,7 kuutiota ja muniva kana 0,05 kuutiota. (Ympäristöministeriö 2010) Eri eläinten lantamäärien perusteella voidaan laskea minkä kokoluokan maatiloille kannattaa rakentaa biokaasulaitoksia. Tarkkoja määriä lantamääristä on vaikea saada, sillä
ulostemäärät ilmoitetaan yleensä lietteenä, jossa saattaa olla mukana myös pesuja sadevesiä. (Hagström ym. 2005.)
Lantaa syntyy kotieläintuotannossa Varsinais-Suomessa varsinkin sika- ja siipikarjatuotannossa. Joillain alueilla syntyy enemmän lantaa kuin viljelykasvien ravinteiksi tarvitaan, ja toisilla alueilla taas joudutaan turvautumaan väkilannoitteiden käyttöön (Hagström ym. 2005). Varsinais-Suomen eläintuotantotilojen
tuottama lantamäärä on merkittävä niin määrältään kuin ympäristövaikutuksiltaan.
RAPORTIN NIMI
12
Kotieläintilojen lanta hyödynnetään enimmäkseen lannoitteena lähialueiden pelloilla (Alakukku ym. 2009). Vuonna 2009 peltojen 40 % typpilannoituksesta ja 60
% fosforilannoituksesta oli peräisin kotieläinlannasta (Grönroos ym. 2011). Lannoitteena käytettävän lannan merkittävimmät ympäristövaikutukset ovat ravinneja kaasupäästöt. Nämä päästöt lisäävät vesistöjen rehevöitymistä, happamoitumista ja kasvihuonekaasupäästöjä. Lisäksi lannan hajupäästöt saattavat aiheuttaa
epämukavuushaittaa asutusalueiden läheisyydessä. Kotieläinten lanta aiheuttaakin huomattavan osan maatalouden ympäristökuormituksesta. (Alakukku ym.
2009.)
Maatalouden negatiivisia ympäristövaikutuksia voidaan vähentää käsittelemällä
lantaa siten, että sen sisältämä potentiaali saadaan hyödynnettyä energiaksi ja
lannoitteiksi, jotka voidaan sijoittaa pellolle. Kuiva- ja lietelannasta voidaan tuottaa
mädättämällä biokaasua, polttaminen soveltuu parhaiten kuivalle purupitoiselle
lannalle, kuten hevosen- ja broilerinlannalle. (Alakukku ym. 2009.)
Lannan polttamiseen liittyy kuitenkin lainsäädännöllisiä ongelmia. Se luetaan jätteeksi, jolloin polttamista säätelee asetus jätteen polttamisesta. Tiukkojen laitteistovaatimusten, esimerkiksi savukaasujen puhdistamistekniikan, vuoksi esimerkiksi
yksittäisillä hevostalleilla ei ole varaa polttolaitteistoihin. Osittain tämän vuoksi hevosenlannan kompostointia on ainakin toistaiseksi pidetty ensisijaisena vaihtoehtona. (Uitamo 2011.)
2.5 Puhdistamolietteet
Yhdyskuntien jäteveden puhdistuksesta ylijäänyttä puhdistamolietettä voidaan
käyttää orgaanisena lannoitteena ja maanparannusaineena. Puhdistettava harmaa vesi voi sisältää sekä asumajätevesiä että teollisuuden jätevesiä. Muun puhdistuksen ohessa vedestä poistetaan vesistöjä rehevöittävät ravinteet sekä orgaaninen aines, joista liete lopulta saostuu. (Vihersaari 2004)
Puhdistettavan jäteveden laatu ja puhdistamon käsittelymenetelmät vaikuttavat
syntyvän lietteen ominaisuuksiin, ja puhdistamoliete on hyvin heterogeenistä materiaalia. Lietteen sisältämät ravinteet ovat vain osittain liukoisessa muodossa, ja
se tiivistetään sekä kuivataan ylimääräisen veden poistamiseksi ja tilavuuden pienentämiseksi. (Vihersaari 2004)
RAPORTIN NIMI
13
Puhdistamolietteestä arvokkaan maanparannusaineen tekee sen sisältämät ravinteet: arvokkain lietteen sisältämistä aineista on fosfori. (Kangas ym. 2008) Puhdistamoliete on ravinteiltaan verrattavissa karjanlantaan ja väkilannoitteisiin, ja sitä
käyttämällä saadaan arvokkaat ravinneaineet kiertoon. (Vihersaari 2004)
Puhdistamolietteessä elää monenlaisia mikrobeja, jotka voivat olla täysin harmittomia tai patogeenisiä eli tauteja aiheuttavia. Lisäksi lietteessä olevat mikrobit hajottavat lietteen ainesosia, jolloin syntyy pahanhajuisia yhdisteitä. Liete täytyy siis
hygienisoida eli stabiloida ennen jatkokäyttöä: lieteen biologisesta toiminnasta
johtuva hajoamisprosessi ja haitalliset mikrobit täytyy tuhota sekä lietteen hygieeninen laatu varmistaa. Myös hajuhaitat vähenevät. (Vihersaari 2004)
Yleisimmät puhdistuslietteen stabilointimenetelmät ovat kompostointi, mädätys ja
kalkkistabilointi. Eri menetelmät tuottavat koostumukseltaan erilaisia lopputuotteita. (Vihersaari 2004) Kaikissa menetelmissä on keskeistä lämpötilan nostaminen
korkeaksi tarpeeksi pitkäksi aikaa, jotta patogeenit tuhoutuvat. Mädätys tuottaa
lisäksi biokaasua, jota voidaan käyttää hyödyksi energiantuotannossa. Kalkkistabiloinnista syntyy kalkkipitoista maanparannusainetta, joka sopii mainiosti Suomen happamiin maihin.
Puhdistuslietteitä syntyy isojen vedenpuhdistamoiden lisäksi haja-asutusalueiden
pienpuhdistamoilta, joita tulee olemaan koko Suomessa yli 300 000 hajaasutuksen talousjätevesiasetuksen seurauksena. (Arnold ym. 2011)
Varsinais-Suomen maakuntaohjelman (vuosilta 2008–2009) tavoitteena oli, että
jätevedet käsitellään keskitetysti suuremmissa yksiköissä. (Länsi-Suomen ympäristökeskus 2009) Tämä onkin toteutunut, sillä Turun Kakolanmäen vedenpuhdistuslaitos käsittelee tällä hetkellä Mynämäen, Nousiaisten, Raision, Ruskon, Turun,
Liedon, Paimion, Kaarinan, Maskun ja Naantalin yhdyskuntien jätevedet. (Turun
seudun puhdistamo Oy 2013) Varsinais-Suomen alueella tulee todennäköisesti
toimimaan noin 30 jätevedenpuhdistamoa vuonna 2015 (Länsi-Suomen ympäristökeskus 2009).
2.6 Biohajoavat jätteet
Biohajoavilla jätteillä tarkoitetaan jätteitä, joka hajoavat biologisesti hapettomissa
olosuhteissa mätänemällä tai hapellisissa lahoamalla. Biohajoavaan jätteeseen
RAPORTIN NIMI
14
kuuluu keittiö- ja puutarhajätteen lisäksi myös kuitupohjaiset jätteet kuten puu,
paperi ja kartonki. (Uudenmaan ympäristökeskus 2009.)
Biohajoavaa jätettä saadaan Varsinais-Suomen alueella sekä erilliskeräyksenä
sekä yhdyskuntajätteen seassa esimerkiksi palavan jätteen sekä sekajätteen keräyksenä (Turun seudun jätehuolto 2013). Lisäksi maatalous, metsätalous ja teollisuus tuottavat biohajoavaa jätettä: esimerkiksi elintarviketeollisuuden eläinperäiset sivutuotteet, eli eläinten ruhot tai ruhonosat joita ei käytetä elintarvikkeina,
kuuluvat biohajoaviin jätteisiin (Uudenmaan ympäristökeskus 2009).
Varsinais-Suomessa erilliskerättävät biojätteet päätyvät lähes poikkeuksetta mädätyslaitoksille (Kuusiola & Monni 2012). Vuonna 2011 biohajoavia jätteitä kompostointiin tai mädätettiin 36 210 tonnia Varsinais-Suomessa. Kaatopaikalle loppusijoitetut yhdyskuntajätteet sisälsivät biohajoavia jätteitä 34 551 tonnia.
Jätemääriä tarkasteltaessa on otettava huomioon, että osa alueella hyödynnetyistä ja käsitellyistä jätteistä on syntynyt muualla kuin Varsinais-Suomessa (Varsinais-Suomen ELY 2013), ja osa lähtee käsittelyyn alueen ulkopuolelle: esimerkiksi Turun erilliskerätyt biojätteet mädätetään Envor Biotech Oy:n Forssan
biokaasulaitoksella. Kaasusta tuotetaan sähköä ja lämpöä, ja lopputuotteena syntyvä mädäte käytetään lannoitteena alueella sellaisenaan tai siitä tuotetaan multaa (Turun seudun jätehuolto 2013).
Turku kerää kotitalouksilta biojätteen enimmäkseen poltettavaksi polttokelpoisen
jätteen mukana. Biojätteen erilliskeräykseen päätyvät jätteet ovat enimmäkseen
kotoisin isoilta toimijoilta, esimerkiksi kauppojen jätekeräyksestä (Turun seudun
jätehuolto 2013).
Jos oletetaan että biojätteitä syntyy vain välttämätön määrä, eikä biojätettä synny
niin sanotusti turhaan, biojätteet ovat lähtökohtaisesti parempia bioenergian raaka-aineena kuin neitseelliset raaka-aineet. Biojätteet ovat jo olemassa, eikä niiden
valmistamiseen tarvita tuotantopanoksia tai energiaa kuten esimerkiksi viljan viljelyyn (Antikainen ym. 2007). Kuitenkin tällä hetkellä tilanne on aivan eri, joten biojätteiden käyttöä energialähteenä tulisi tarkastella myös jätteen synnyn ehkäisyn
näkökulmasta: biojätteen käyttö energiantuotannossa on kuitenkin huomattavasti
tehottomampaa kuin bioenergian tuotanto vaikkapa viljelykasvien ilman jätteen
koko elinkaarta välissä (Seppälä 2011).
Biojätettä kierrättämällä voidaan vähentää teollisesti valmistettujen lannoitteiden
käyttöä sekä niiden valmistukseen kuluvaa energiaa ja neitseellisiä raaka-aineita,
kun kompostituotetta tai mädätettyä biomassaa käytetään lannoitteena (Pirkan-
RAPORTIN NIMI
15
maan ympäristökeskus 2010). Myös jätteen polttamisella saadaan aikaan energiaa, mutta silloin biomassa ei pääse jatkokäyttöön. Jätteenpoltto onkin yleensä
suositeltavaa vain silloin, kun vaihtoehtona on kaatopaikalle loppusijoitus. Jos jäte
voidaan kierrättää jollain tavoin, ei jätteenpoltto ole ympäristövaikutusten perusteella suositeltavaa. (Antikainen ym. 2007.)
Jos biojätteen erilliskeräyksen määrä lisääntyy Varsinais-Suomessa, myös kuljetusmäärät nykyiseen verrattuna kasvavat. Tämä saattaa vaikuttaa jätekäsittelylaitosten lähialueilla viihtymiseen, lisäksi kompostointi- ja mädätyslaitosten läheisyydessä haju saattaa vaikuttaa negatiivisesti viihtyvyyteen. (Pirkanmaan
ympäristökeskus 2010)
2.7 Peltobiomassat
Pelloilla kasvatettua biomassaa voidaan käyttää kiinteänä polttoaineena tai siitä
voi jalostaa nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta. Elintarviketuotantoon käytettävien perinteisten viljelykasvien lisäksi pelloilla voidaan kasvattaa ainoastaan
energiakäyttöön tarkoitettuja kasveja, kuten ruokohelpeä tai pajua. (Liikkanen
2010.)
2.7.1 Olki
Olki kuuluu kasvinviljelyn sivutuotteisiin, ja se on Varsinais-Suomen alueella potentiaalinen biomassa energiakäyttöön: alueella viljellään paljon viljaa. Perinteisesti olki on muokattu maan sisään maanparannusaineena, mutta sitä on mahdollisuus korjata energiakäyttöön maaperän kärsimättä. Olkea korjatessa peltoon jää
ainakin noin viidentoista senttimetrin sänki, joka jää peltoon muokattavaksi. (Lötjönen & Pahkala 2012.)
Olkea on mahdollista korjata hehtaarilta noin kolme tonnia vuosittain. Vuonna
1996 Suomessa olkea tuotettiin noin 2,66 miljoonaa tonnia, mutta vain murto-osa,
eli noin 6000 tonnia (eli noin 0,2 prosenttia), hyödynnettiin energiantuotannossa.
(Tuomisto 2005.)
RAPORTIN NIMI
16
Korjuultaan, logistiikaltaan ja poltto-ominaisuuksiltaan olki on lähes samanlaista
polttoainetta kuin ruokohelpi (Lötjönen & Pahkala 2012). Oljen polton lämpö-arvo
on heikompi, ja massan kosteus saattaa edelleen laskea sitä. Toisaalta olki on
hiilidioksidipäästöiltään neutraali energianlähde, joka syntyy sivutuotteena elintarviketuotannossa (Hagelberg ym. 2008). Oljen tuotantopanos on täten pieni, sillä
kasvuston perustaminen ja lannoittaminen kohdennetaan jyville eikä oljelle (Tuomisto 2005).
Olki on kevyttä ja sen tilavuus on suuri. Tämä hankaloittaa varastointia ja kuljetuksen kannattavuutta. Oljen tiheyttä voidaan kasvattaa ja massan käsittelyä helpottaa esimerkiksi pelletöimällä ja briketöimällä sitä. (Tuomisto 2005.)
Oljen käyttö polttoaineena on ongelmallista sen sisältämän kloorin ja alkalimetallien takia, mutta korjuuajankohdalla voidaan vaikuttaa näihin pitoisuuksiin. Jos oljen annetaan olla pellolla sateen huuhdottavana, sen kloori- ja alkalipitoisuudet
laskevat. Aikaisin korjatun oljen klooripitoisuus on noin nelinkertainen myöhään
korjattuun olkeen verrattuna. (Tuomisto 2005.) Lisäksi olkea kannattaa polttaa sekapolttoaineen seassa niin pieninä pitoisuuksina, ettei polttokattilan korroosio olisi
ongelma.
Oljen energiakäyttö on Suomessa vähäistä, sen korjuuseen ja korjuumenetelmiin,
varastointiin sekä sopivien polttolaitteistojen puutteeseen liittyvien ongelmien
vuoksi (Hagelberg ym. 2008). Suomessa suurimpia hankaluuksia aiheuttavat syksyn kosteat ja epävakaiset säät (Lötjönen & Pahkala 2012). Lisäksi on ollut epäselvyyttä oljen korjuun kannattavuudesta ja sen aiheuttamista mahdollisista haitoista. Korjuu voi vaikuttaa maaperän tilaan, sen eroosioon sekä maaperän
hiilipitoisuuden ja tuottavuuden ylläpitoon, ja joissain lähteissä olkien jättämistä
maahan syksyllä on suositeltu (Tuomisto 2005).
2.7.2 Ruokohelpi
Ruokohelpi (Phalaris arundinacea) on reheväkasvuinen ja monivuotinen Suomen
luonnossa tavallinen heinäkasvi, joka kasvaa noin 1-2 metrin korkuiseksi (Tuomisto 2005). Sen kasvatuksesta energialähteeksi piti tulla uusia tuotantolinjoja etsiville maatiloille menestys. Ruokohelven energiatuotantoon liittyvät ongelmat liittyvät
sen poltto-ominaisuuksiin, suureen tuhkamäärään ja höyrykattiloiden korroosioriskiin. Ongelmana on ollut myös viljelijöiden saama huono hinta verrattuna kuluihin.
Monet energiantuotantolaitokset pitävät sitä ongelmallisena polttoaineena. (YLE
Keski-Suomi 2011.)
RAPORTIN NIMI
17
Ruokohelpi kuuluu eniten biokaasupotentiaalia sisältävien kasvien joukkoon: metaanintuotto vaihtelee 2900–5400 m2 hehtaaria kohden, eli vastaava energiamäärä olisi 28–53 MWh/ha (Antikainen ym. 2007). Polttokäytössä keväällä korjatun
ruokohelven energia-arvo on noin 4,5 MWh/tn. Kun kuiva-ainetaso on tavallisesti
7 tn/ha, saadaan hehtaarilta noin 30 MWh (Tuomisto 2005). Biokaasutuotannossa
ruokohelvestä voisi saada siis enemmän energiaa.
Ruokohelven lannoitustarve on pieni verrattuna esimerkiksi rehunurmeen (Antikainen ym. 2007), mutta lannoittamisen tarve kuitenkin vaikuttaa paljon ruokohelven kasvatuksen aiheuttamiin päästöihin verrattuna vaikkapa sellaisiin biomassoihin, jotka eivät tarvitse lainkaan lannoitusta.
2.7.3 Vilja
Kotimaista viljaa (kauraa, vehnää, ruista, ohraa) käytettiin koko Suomessa vuosina 2011–2012 energiakäyttöön 6 miljoonaa kiloa, joka on 0,1 % koko viljan määrästä. Viljan energiakäyttö on siis hyvin vähäistä, mikä on ymmärrettävää, sillä sitä
viljellään pääasiassa vain rehuksi ja ruoaksi. Jos viljan energiakäyttö lisääntyisi,
nousisi varmasti kysymyksiä siitä onko se kannattavaa peltotilan käyttöä vai ei
(Tike 2012). Kuitenkin viljasta tuotetaan Suomessa ylijäämää, joten saattaisi olla
perusteltua ohjata sitä energiakäyttöön. Ylituotanto vaihtelee vuosittain 600–1000
miljoonan kilogramman välillä (Tike 2012), ja suurin osa Suomen ylijäämästä syntyy Lounais-Suomessa eli myös Varsinais-Suomen alueella (Kaate, 2010).
Kauran energiakäyttöä puoltaa puolestaan lähinnä kyky tuottaa ekologisia pellettejä (jyviä), joita voidaan polttaa suoraan pellettipolttimissa. Sen energiakäyttö tiloilla ei siis vaadi suuria investointeja. (Tuomisto 2005.)
2.7.4 Energiapaju
Paju on nopeakasvuinen puuvartinen kasvi, josta on tehty risteytyksiä jotka sopivat viljelyominaisuuksiltaan, kasvutavaltaan ja -nopeudeltaan parhaiten hakepajun
peltoviljelyyn (Suomen Energiapaju Oy 2009). Paju voisi olla energiakasvina vaihtoehto erityisesti entisillä turvesoilla ja kesantopelloilla (Kortelainen 2012). Suomessa vakiintunutta kasvatusta ei juuri ole, yhteensä noin 100 hehtaaria Itä- ja
Keski-Suomessa. Energiapajua on koepoltettu Joensuun lämpölaitoksella puubiomassan seassa hyvin tuloksin. (VTT 2013.) Varsinais-Suomessa pajun kasvatusta ei ainakaan laajemmin ole.
RAPORTIN NIMI
18
Ruotsissa ja Tanskassa paju on ollut laajemmassa käytössä jo vuosia, mutta
Suomeen kasvatusta ei ole päässyt vakiintumaan (Lötjönen & Pahkala 2012). Kuitenkin pajun lämpöarvot ovat kohtuullisen hyvät muihin viljelykasveihin verrattuna:
siinä on lähes kaksinkertainen energiatehokkuus verrattuna ruokohelpeen (Suomen Energiapaju Oy 2009).
Pajukkoja voisi käyttää jätesuodattimina ja maaperän puhdistajina: kasvaessaan
paju sitoo ravinteita jotka muuten saattaisivat valua vesistöihin (Kortelainen 2012).
Pajua voisi käyttää turvetuotantoalueiden ja peltoalueiden kuivatusvesien sekä
jätevedenpuhdistamoiden prosessivesien puhdistamiseen (VTT 2013) VTT, ItäSuomen yliopisto ja Äänekosken ammatillisen koulutuksen kuntayhtymä selvittävät pajun kasvatusta turvetuotantoalueilla: vuoteen 2020 mennessä Suomesta
poistuu käytöstä 40 000 hehtaaria turvesuota. Näin suot saataisiin uuteen käyttöön ja samalla turvetuotantomailta poistuvia vesiä saisi puhdistettua (Kortelainen
2012).
Paju pilkotaan hakkeeksi ennen polttoa, jolloin saadaan metsähakkeeseen verrattavaa polttoainetta. Pajuviljelmä kasvaa nopeasti, ja tuottaa satoa nopeammin
kuin talousmetsä. Pajukko korjataan 25 vuoden elinkaarensa aikana 3-4 vuoden
välein talvella. Sitä on mahdollista korjata 8-10 tonnia haketta vuodessa hehtaaria
kohti: määrä vastaa 4-5 tonnia polttoöljyä. (Suomen Energiapaju Oy 2009.)
Paju vaatii kasvaessaan lannoittamista sekä rikkakasvien torjuntaa, joka lisää pajukon viljelemisestä aiheutuvia ympäristövaikutuksia (Suomen Energiapaju Oy
2009). Toisaalta lannoittamisen tarvetta voisi vähentää johtamalla viljelmään ravinnepitoisia vesiä (Kortelainen 2012). Pajun on lisäksi koettu olevan puubiomassaa haasteellisempi polttoaine: se voi aiheuttaa poltossa esimerkiksi tuhkan
paakkuuntumista, polttokattilan likaantumista ja korroosiota. Lisäksi kerätyn biomassan kosteus aiheuttaa lämpöarvon alenemista. Toisaalta poltossa on vähemmän ongelmia kuin ruokohelvellä, lisäksi pajun käsittely ja sen polttokattilaan syöttö on helpompaa (VTT 2013.)
2.7.5 Kuituhamppu
Hamppua (Cannabis sativa L.) kasvatetaan Suomessa kahteen tarkoitukseen:
kuituhamppua kuidun tuottamiseen ja öljyhamppua öljyn tuottamiseen. Kuituhamppua on mahdollisuus käyttää polttoaineena joko suoraan polttamalla tai mädättämällä siitä biokaasua. Hamppu on yksivuotinen kasvi, joka voi kasvaa 1,5-5
metriseksi. (Nykter 2006.)
RAPORTIN NIMI
19
Suomen olosuhteissa saadaan yhtä suuri sato hamppua kuin Keski-Euroopassa,
sillä se kasvaa nopeasti Suomen pitkien kesäpäivien aikana ja tasoittaa näin lämpötilaeroja. Hamppu voi tuottaa neljä kertaa enemmän biomassaa kuin puu ja se
kasvaa ilman torjunta-aineita. Lannoitteistakin se tarvitsee vain typpeä, joten
hampun kasvatus kuluttaa vähemmän lannoitteita ja täten luonnonvaroja kuin viljan kasvatus. Lisäksi hamppu parantaa maaperän laatua juurillaan kuohkeuttamalla sitä, ja sen tiivis kasvu estää rikkakasvien kasvun. Hamppu sopii myös
saastuneiden maa-alojen puhdistamiseen, ja se voisi kestää eroosiota pientareilla
ja reunavyöhykkeillä kasvatettuna. (Norokytö 2010.)
Hampun poltto-ominaisuudet ovat huomattavasti paremmat kuin esimerkiksi korsibiomassoilla: sillä on korkea lämpöarvo (HempEnergy 2013) ja se tuottaa vain
vähän tuhkaa verrattuna moniin muihin biomassoihin (Fiberrefine Oy 2013). Poltettavaksi päätyvä hamppu kannattaa korjata vasta keväällä, jolloin sen tuhkapitoisuus laskee talven aikana noin kahteen prosenttiin. Biokaasun tuotantoon käytettävä hamppu korjataan mädätettäväksi jo syksyllä massan ollessa vihreää.
Kuituhamppua saadaan hehtaarilta 10–14 tonnia, jonka energiasisältö on noin 3570 MWh. Määrä vastaa 1,5-3 omakotitalon vuotuista lämmöntarvetta. (HempEnergy 2013.)
RAPORTIN NIMI
20
3 BIOMASSOJEN KÄYTTÖ
3.1 Biomassojen hyödyntäminen
Biomassana käytettävästä aineksesta, esimerkiksi puusta, on mahdollista tehdä
paljon muutakin kuin energiaa. Puuta käytetään muun muuassa paperituotantoon.
(Antikainen ym. 2007.) Viljaa käytetään tietenkin ruoantuotannossa, mutta sitäkin
voisi hyödyntää biomassana energiaksi esimerkiksi polttamalla. Onko biomassaa
siis perusteltua käyttää energiantuotantoon?
Väestönkasvun ja elintason nousun seurauksena kulutus ja täten ruoan ja rehun
kysyntä kasvaa: on siis syytä olettaa biomassana hyödynnettävän materiaalin kysynnän kasvavan maailmanlaajuisesti. Maailmassa on edelleen alueita, joissa on
nälänhätää. Samalla sademetsiä raivataan energiakasvien, esimerkiksi palmuöljyn, kasvattamisen tieltä. Varsinais-Suomessa fossiilisten polttoaineiden käyttöä
vähennetään, joten biomassoja halutaan yhä enemmän tulevaisuudessa energiakäyttöön. (Antikainen ym. 2007.)
Onkin pohdittava miten resurssit riittävät; olisiko Varsinais-Suomen ruokatuotantoon käytettäviä peltoja mahdollisuus suunnata energiakäyttöön? Suomessa syntyy vuosittain viljojen ylijäämää miljoonia kiloja (Tike 2012). Onko kannattavaa
käyttää ylijäämäviljaa polttolaitoksissa polttoaineena, vai saisiko kyseisen viljan
tuotantoon käytetyiltä pelloilta paremman tuoton jos siellä viljelisi sen sijaan jotain
energiakasvia?
Kaikista kannattavinta ympäristövaikutuksia arvioidessa olisi kasvi- ja eläintuotannon sivutuotteiden, kuten teurasjätteiden, lannan ja kasvinjätteiden, hyödyntäminen energiakäyttöön, sillä silloin ei vallata peltoalaa elintarviketuotannolta (Tuomisto 2005). Esimerkiksi yhdyskuntajätteistä ja biohajoavista jätteistä on järkevää
valmistaa kaatopaikalle päätymisen sijasta vaikkapa biokaasua, mutta sitäkään ei
maailmassa ole loputtomasti. Ensisijainen tavoite EU:n jätehierarkian mukaan on
vähentää jätteen syntyä ja lisätä sen hyötykäyttöä materiana, joten energiakäyttö
ei voi olla ensisijainen käyttötavoite kaikelle jätteelle.
Myös pellon tai biokaasutusmateriaalin käytön vaihtoehtoja kannattaa tutkia: mihin
niitä käytettäisiin jos ei energiantuotantoon? Niin suorat kuin epäsuorat vaikutukset ympäristöön on huomioitava. Esimerkiksi jos pellolla viljeltäisiin esimerkiksi
RAPORTIN NIMI
21
ruokohelven sijasta ruokaviljaa, on pohdittava miten ruokohelven tuottama energia siinä tapauksessa tuotettaisiin. (Antikainen ym. 2007.)
3.1.1 Biomassan käsittelyn päävaiheet
Jotta biomassaa voi käyttää energiatuotannossa, esimerkiksi polttoaineena, sitä
on muokattava riippuen halutusta hyödyntämistavasta. Yksinkertaisimmillaan
biomassaa voi käsitellä mekaanisesti vaikkapa pilkkomalla puuta lämmitystä varten pilkkeeksi tai ruokokasveja polttokattilaa varten (Hagelberg ym. 2008). Biomassoilla voidaan tuottaa suoraan lämpöä tai sähköä, tai niistä voidaan jalostaa
kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia jalosteita. Tällaisia jalosteita ovat esimerkiksi pelletit, biokaasu ja liikenteen biopolttoaineet. (Liikkanen 2010)
Sivutuotteiden
hyödyntäminen
Raaka-aineen
tuotanto
Korjuu,
käsittely,
varastointi,
kuljetus
Polttoaineen
valmistus
Kuljetus ja
Kuljetus
ja
varastointi
varastointi
Käyttö:
liikenne,
sähkö, lämpö
Kuva 1. Biomassan käsittelyn päävaiheet. (Seppälä 2011)
RAPORTIN NIMI
22
3.2 Varsinais-Suomi
3.2.1 Biomassavarojen riittävyys: nykytilanne ja mahdollisuuksia VarsinaisSuomessa
Hagelbergin ym. mukaan (2008) suurimmat mahdollisuudet lisätä uusiutuvien
energialähteiden käyttöä Suomessa ovat bioenergiassa ja biomassojen käytössä.
Pääosin bioenergiaa saadaan puubiomassasta: esimerkiksi hakkuutähteistä metsäteollisuuden jätteinä syntyviin jäteliemiin sekä kuoreen ja puruun. Peltobiomassoista esimerkiksi oljen käyttöön sisältyy suuria mahdollisuuksia. (Hagelberg ym.
2008.)
Biomassavarat eivät kuitenkaan ole rajattomia, vaikka ne uusiutuvia luonnonvaroja ovatkin. Suomella on mahdollisuutta kasvattaa huomattavasti biomassojen
hyödyntämistä energiantuotannossaan ja näin korvata fossiilisia polttoaineita. Rajoittavina tekijöinä biomassojen käytön lisäämiselle ovat biomassojen hintakilpailukyky ja niiden hyödyntämisestä aiheutuvat ympäristövaikutukset, jotka joissain
tapauksissa voivat olla jopa suurempia kuin fossiilisten polttoaineiden vaikutukset.
Varsinkin biomassojen käytön epäsuorat vaikutukset ovat vaikeita ennustaa ja todentaa. Niiden tutkiminen on tärkeää jotta voidaan todeta jotain biomassojen ympäristöystävällisyydestä, esimerkiksi hiilidioksidipäästöistä, ja verrata niitä fossiilisiin energianlähteisiin.
Suomen ja myös Varsinais-Suomen kannalta merkittävimmät biomassavarat ovat
peräisin metsästä. Suomen metsäkeskus on tehnyt Kiinteän bioenergian edistämishankkeessa metsäbiomassapotentiaalilaskelmia, joissa on otettu huomioon
Varsinais-Suomen puuenergian keruuseen liittyviä teknis-ekologisia ja taloudellisia tekijöitä.
Yhteensä metsäpinta-alaa on laskettu Varsinais-Suomessa olevan yli 600 000
hehtaaria, josta vain pieni osa on järkevästi hyödynnettävää metsää biomassan
keruulle. Kestävä ja periaatteessa teknisesti toteutettava biomassan keruumäärä
on huomattavasti suurempi kuin määrä, joka on taloudellisesti järkevä kerätä. Raportissa tämä ala on arvioitu yhteensä noin 1 000 000 kuutioksi vuodessa (m3/v),
eli n. 2 500 000 irtokuutioksi (i-m3/v). Ekologisessa kestävyydessä on otettu huomioon esimerkiksi se, että hakkuutähteitä ja kantoja kerätään vain niiltä alueilta,
jotka ovat tuoreita kankaita tai rehevämpiä alueita. Näin vältetään ravinteiden pois
vieminen alueilta, joilla niitä on jo valmiiksi rajoitetusti. Taloudellisen määrän on
RAPORTIN NIMI
23
taas arvioitu olevan noin 430 000 kuutiota (m3/v), eli n. 1 000 000 irtokuutiota (im3/v), eli huomattavasti pienemmäksi kuin puubiomassaa periaatteessa olisi
mahdollista kerätä. (Ylänen 2013.)
Taulukko 1. Varsinais-Suomen metsäenergiapotentiaali (Ylänen 2013).
Varsinais-Suomen alueella on käyttämättömiä mahdollisuuksia, ja metsäenergian
käyttö lisääntyy jos metsätalouden kannattavuus parantuu. Metsähaketta saatiin
Lounais-Suomen (eli Satakunnan ja Varsinais-Suomen) alueelta vuonna 2012 yhteensä 788 000 kuutiota. Pienpuussa ja lahopuussa on eniten mahdollisuuksia
energiakäyttöön tällä hetkellä, sillä niitä kerätään metsistä vähiten energiakäyttöön. (Sojakka 2013.)
Liikkasen Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tekemän kandidaatin työn
(Liikkanen 2010) mukaan peltoa on mahdollista käyttää koko Suomessa energiatarkoituksiin 500 000 hehtaaria, jolloin viljan ja rypsin viljelysalat kasvaisivat ja viljelemättömän ala ja kesanto-ala vastaavasti vähenisivät. Suomessa on työn mukaan riittävästi peltoalaa myös bioenergian tuottamiseen elintarviketuotantoa
vaarantamatta. Tämä koskee mitä luultavimmin myös Varsinais-Suomea, sillä
alueella on runsaasti viljeltyä pelto-alaa ja kesantoja.
MTT:n arvion mukaan (Liikkanen 2010) biomassan energiakäyttöä voidaan lisätä
Suomessa ainakin viljan, rypsin ja rapsin ja nurmikasvien käytön osalta. Nykyinen
RAPORTIN NIMI
24
ylijäämävilja olisi mahdollista käyttää myös bioenergian tuottamiseksi esimerkiksi
polttamalla sitä. Bioetanolin raaka-aineena voidaan käyttää viljan olkea tai seosta
eri biomassoista. (Liikkanen 2010.)
Biomassojen korjuuseen maa-alueilta tarvitaan maanomistajan lupa, muuten esimerkiksi järviruokoa voi hyödyntää kohtuullisen vapaasti, jollei alue sijaitse luonnonsuojelualueella tai kuulu Natura-verkostoon tai suojeluohjelmiin. Naturaalueillakaan ruovikon keruu ei ole mahdotonta, mutta lupa siihen on pyydettävä
ELY-keskukselta, ja sitä varten on arvioiduista vaikutuksista riippuen tehtävä Natura-arviointi alueen luontoarvojen muuttumisista. Ruovikoita saatetaan niittää
maisemallisista syistä pois myös luonnonsuojelu- ja Natura-alueilla. (Hagelberg
ym. 2008.)
Maatalouden muutokset saattavat mahdollistaa peltobiomassojen laajaalaisempaa viljelyä: lehmien lukumäärän väheneminen ja ruokinnan muutokset
vapauttavat nurmialaa muuhun käyttöön. Peltoja voitaisiin käyttää tehokkaammin
esimerkiksi biokaasun tuotantoon, sillä kesanto- ja nurmialoja voisi hyödyntää
enemmän. Koko Suomessa arvioidaan olevan kesantoalaa noin 250 000 hehtaaria, jota voisi viljellä peltobiomassoin. Myös esimerkiksi biodieseliin käytettävien
öljykasvien tuotantoalaa voidaan lisätä nykyisestä 100 000 hehtaarista, mikäli niiden viljelyä siirretään uusille alueille. Suuri käyttämätön energiapotentiaali on
myös maataloudessa syntyvässä lannassa. (Liikkanen 2010.)
Varsinais-Suomen alueella on useita lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksia
jotka voivat biomassoja polttamalla korvata kivihiilen käyttöä. Esimerkiksi Turun
Seudun Energian Auran, Ruskon, Liedon ja Paimion polttolaitoksissa pystytään
käyttämään metsähaketta sekä Pöytyän ja Paraisten polttolaitoksissa pellettiä.
Turun Seudun Energia on Raision kanssa selvittänyt lisäksi oljen käyttöpotentiaalia Turun lähistöllä, ja niiden mukaan olisi mahdollista korjata 50 000 tonnia olkea
150 kilometrin säteeltä polttoa varten. (Bastman 2013.)
Alueella on useita pienimuotoisia laitoksia, joissa tuotetaan biomassasta energiaa
ja polttoainetta enimmäkseen omaan käyttöön. Kaarinassa sijaitsevassa Livian
ammattiopiston Tuorlan yksikössä maatilalla on oma biokaasu- ja biodiesellaitos.
Maatilakohtaisia biokaasulaitoksia on suunnitteilla Varsinais-Suomen alueella,
esimerkiksi Uuteenkaupunkiin Timo Pirilän lihasikatilalle. Siellä käsiteltäisiin omalla tilalla syntyvää lietelantaa ja lisäksi mahdollisesti muita biomassoja esimerkiksi
teollisuudesta (Lounais-Suomen ympäristökeskus 2004).
RAPORTIN NIMI
25
3.2.2 Biomassan käytön tavoitteet tulevaisuudessa
Suomen tulee vuonna 2010 asetetun EU-tavoitteen velvoittamana nostaa uusiutuvan energian osuutta energiantuotannosta 38 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä (Flyktman ym. 2011). Suomessa uusiutuvien energialähteiden käyttöön,
asemaan ja niiden tukemiseen vaikuttavat kansalliset energiapoliittiset linjaukset
ja kansainväliset sopimukset. Euroopan unionissa sovitut ilmasto- ja energiapolitiikan tavoitteet ja säädökset vaikuttavat voimakkaasti Suomen ilmasto- ja energiastrategian valmisteluun ja toimeenpanoon. Suomen tulisi painottaa energiatehokkuutta ja energiansäästöä sekä uusiutuvien energialähteiden tuotannon ja
käytön lisäämistä. (Liikkanen 2010)
Tavoitteena on nostaa uusiutuvan energian osuus 38 prosenttiin vuoteen 2020
mennessä komission Suomelle esittämän velvoitteen mukaisesti. Ensisijaisesti
tämä toteutetaan vähentämällä energiankulutusta, ja tavoitteen saavuttaminen
riippuu olennaisesti energian loppukulutuksen kääntymisestä laskuun. Merkittävin
lisäys arvioidaan syntyvän metsähakkeen hyödyntämisen nostamisesta. (Liikkanen 2010)
Vuonna 2009 laaditussa Etelä- ja Länsi-Suomen biohajoavista jätteistä tehdyssä
jätesuunnitelmassa päätavoitteina on vähentää niiden määrää, edistää biohajoavien jätteiden hyödyntämistä sekä parantaa kompostituotteiden laatua ja hyödyntämistä. Tavoitteena on biohajoavan jätteen määrän vähentäminen niin, että
vuonna 2020 sitä syntyy vähemmän asukasta kohden kuin vuonna 2007. Biohajoavan jätteen määrän vähentämisessä keskeisessä asemassa ovat kaupat ja
suurkeittiöt, ei välttämättä niinkään yksityiset kotitaloudet. (Liikkanen 2010)
Varsinais-Suomen alueella ainakin Turun kaupunki on sitoutunut toiminnassaan
kestävään kehitykseen ja päätti alentaa alueensa kasvihuonekaasupäästöt ilmaston kannalta kestävälle tasolle. Kaupunki on laatinut ilmasto- ja ympäristöohjelman, jonka toimenpiteiden tavoitteena on vähentää asukaskohtaisia kasvihuonekaasupäästöjä 30 prosentilla vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä.
Kasvihuonekaasupäästöjen vähennykset on tarkoitus saavuttaa kasvattamalla
uusiutuvien energialähteiden osuutta kaukolämmön ja sähkön tuotannossa, parantamalla energiatehokkuutta kaikessa toiminnassa sekä edistämällä kestävän
liikkumisen mahdollisuuksia. (Turun kaupunki 2013)
RAPORTIN NIMI
26
4 ENERGIANTUOTANNON TAVAT
VARSINAIS-SUOMESSA
Tässä luvussa käydään läpi energiantuotannon tapoja Varsinais-Suomessa, joita
käytetään tai olisi mahdollisuus käyttää biomassojen energian hyödyntämiseksi.
Biomassan polttaminen on tällä hetkellä ainoa laajemmin käytetty energiantuotannon tapa. Esimerkiksi hidasta ja nopeaa pyrolyysia vasta tutkitaan, ja se on yksi kiinnostavista mahdollisuuksista bioenergian tuottamiseksi tulevaisuudessa.
4.1 Biomassan polttaminen
Biomassaa poltetaan Varsinais-Suomen alueella esimerkiksi Turun Energian Orikedon biolämpökeskuksessa ja jätteenpolttolaitoksella, joissa poltetaan puuta ja
yhdyskuntajätteen seassa olevaa biohajoavaa jätettä (Turun energia 2013). Lisäksi biomassaa, enimmäkseen puuhaketta, poltetaan Varsinais-Suomen alueella
useissa pienemmissä laitoksissa sekä kotitalouksissa puun pienpolttona. Pienemmille laitoksille, joissa ei ole savukaasujen puhdistusmekanismeja, soveltuvat
parhaiten puhtaat polttoaineet: kaasut, nestemäiset kevyet polttoöljyt ja biopolttoaineet (Uitamo 2011).
4.1.1 Biomassa kivihiilen korvaajana
VTT on tutkinut vuonna 2011 kivihiilen korvaamista biomassalla pölypolttokattiloissa, joita on rakennettu Suomessa 1960–1980 -luvuilla. Näitä CHP-laitoksia
käytetään sähkön ja kaukolämmön yhteistuotantoon. Varsinais-Suomen alueella
Naantalissa on tämänkaltainen pölypolttokattila. (Flyktman ym. 2011.)
Tutkimuksessa todettiin että kivihiiltä on mahdollisuus korvata monenlaisilla polttoaineilla, kuten metsähakkeella, pelleteillä, biohiilellä, pyrolyysiöljyllä sekä peltobiomassoilla. Biomassojen ja kivihiilen seospoltto mahdollistaa olemassa olevien
laitosten hyödyntämisen. Kuitenkin eri voimalaitosten edellytykset korvata kivihiiltä
toiminnassaan vaihtelevat suuresti riippuen käytetystä polttoaineesta ja korvaussuhteesta, ja lisäksi biopolttoaineiden käyttöönotto voi laskea laitoksen tehoa ja
heikentää laitoksen toimintaa. (Flyktman ym. 2011.)
RAPORTIN NIMI
27
Uudemmissa CHP-laitoksissa käytetään leijukattilatekniikkaa, joka mahdollistaa jo
lähtökohtaisesti kivihiilen ja biomassojen rinnakkaispolton. Kivihiilen korvaamisen
kynnyskysymyksiä ovat biomassojen saatavuus, hankkimiskustannukset ja teknologiset mahdollisuudet massan käyttöön. Useiden biomassojen suuri kosteus
alentaa niiden tehollista lämpöarvoa, laskee palamislämpötilaa, nostaa muodostuvien savukaasujen määrää ja heikentää palamistulosta (Flyktman ym. 2011,
Hagelberg ym. 2008). Osa syntyvästä energiasta menee massan kuivumiseen
polttokattilassa, ja epätäydellinen palaminen aiheuttaa pienhiukkaspäästöjä, esimerkiksi syöpää aiheuttavia PAH-yhdisteitä (polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä)
(Alakoskela 2010). Tämä voidaan välttää poltettavan biomassan kuivaamisella
etukäteen (Flyktman ym. 2011). Myös biomassan korjuuajankohdalla voi olla merkityksellinen palo-ominaisuuksien kannalta. Esimerkiksi järviruo’on kosteus ja tuhkapitoisuus ovat erilaisia kesällä ja talvella, ja se vaikuttaa muodostuvien päästöjen määrään ja polttotehokkuuteen. Kosteus on pienimmillään kevättalvella, joten
silloin kerätty korsibiomassa sopii parhaiten polttoon. (Hagelberg ym. 2008.)
4.1.2 Moni biomassa toimii polttoaineena
Usein biomassojen polttamisessa on ongelmana se, ettei biomassalle ole juurikaan käytössä juuri niiden polttamiseen suunniteltuja polttokattiloita. Eri polttoaineelle suunnitellussa polttokattilassa biomassa ei välttämättä käyttäydy halutulla
tavalla, ja esimerkiksi polttoaineen annostelu ei välttämättä toimi tarpeeksi nopeasti kattiloissa, jotka on suunniteltu tiiviimmän tavaran polttamiseen (Hagelberg
ym. 2008).
Kiinteät polttoaineet (esim. hiili-, turve-, puu-, lanta- ja jätepolttoaineet) ovat ominaisuuksiltaan hyvin erilaisia, joka voi aiheuttaa ongelmia poltossa. Erityisesti jäteperäisten materiaalien käsittely ja syöttö polttokattilaan on usein haasteellista.
Myös esimerkiksi syntyvän tuhkan määrä ja polttokattilaan aiheutuvan korroosio
voivat vaikeuttaa polttoa. (Flyktman ym. 2011.) Polttokattilan korroosioriskiä voidaan pienentää polttamalla esimerkiksi jätemateriaalin seassa myös rikkiä sisältävää polttoainetta, kuten turvetta tai kivihiiltä (Tuomisto 2005).
Puupolttoaineet ja peltobiomassat sisältävät vähemmän rikkiä kuin kivihiili, joten
niiden poltosta aiheutuvat SO2-päästöt ovat pienemmät. Myös biopolttoaineiden
typpipitoisuus on pienempi, joten poltosta syntyvät NO x-päästöt ovat myös todennäköisesti alhaisempia kuin kivihiilen poltossa (Flyktman ym. 2011). Puun polttamisella on myös elohopeapäästöjä alentava vaikutus, sillä puussa ei ole niin pal-
RAPORTIN NIMI
28
jon elohopeaa joka pääsisi vapautumaan polton yhteydessä. Puun pienpoltto kotitalouksissa klapikattiloissa on osittain epätäydellistä palamista, joka aiheuttaa palamisprosessin seurauksena PAH-päästöjä (Antikainen ym. 2007).
Biomassan varastointitekniikoihin ja tiloihin tulisi kiinnittää huomiota: polttoon menevän materiaalin tulee olla sopivan kuivaa, jottei materiaalin lämpöarvo laske
(Kouki ym. 2011). Myös tehokkailla ja puhtailla polttoaineilla ja oikeanlaisilla polttotekniikalla voidaan vähentää päästöjä ja niiden haitallisuutta (Itä-Suomen yliopisto 2013).
Lantakuivikkeen ja hakkeen yhteispolton päästöt eivät oleellisesti poikkea puhtaan
puun pienpolton päästöistä. Esimerkiksi lannasta on mahdollisuus puristaa myös
pellettejä. Liete täytyy stabiloida ennen polttoa ympäristöhaittojen, esimerkiksi hajun, ehkäisemiseksi. (Lötjönen & Pahkala 2012.)
Biomassan palamisesta syntyvää tuhkaa voidaan käyttää lannoituksessa. Lisäksi
stabiloidulla jätteiden poltosta ja kaasutuksesta syntyvää pohjatuhkaa voidaan
käyttää esimerkiksi maan- ja tienrakennuksessa korvaamassa mineraalien käyttöä. (Alen ym. 2007.)
4.1.3 Korsibiomassojen polttomahdollisuudet
Suomessa on mahdollisuuksia käyttää korsibiomassoja energiakäytössä: ainakin
suojavyöhykeheinää, ruokohelpiä, viljojen olkia ja järviruokoa on testattu polttokäytössä. Kaikki edellä mainitut ovat vajaasti hyödynnettyjä, ja osa voitaisiin muuttaa energiaksi biokaasuna tai polttamalla. Haasteena on esimerkiksi korsibiomassojen keruu materiaalille suunnattujen korjuu- ja paalausmenetelmien puuttuessa.
(Kouki ym. 2011.) Korsibiomassoissa on lisäksi jonkin verran klooria, joka aiheuttaa korroosiota polttolaitosten höyrykattiloissa (Tuomisto 2005).
Esimerkiksi järviruoko ja suojavyöhykeheinä kasvavat haastavissa paikoissa, joten keruu ei välttämättä ole kovinkaan tehokasta. Tämä näkyy taas materiaalin
myymisen kannattavuudessa, mutta toisaalta suojavyöhykeheinä on pakko korjata
joka tapauksessa, ja järviruo’on keräämisellä voidaan samalla estää vesistöjen
rehevöitymistä. Suomessa korsibiomassojen hyödyntämistä ollaan vasta aloittamassa, mutta esimerkiksi Tanskassa ollaan jo pidemmällä. (Kouki ym. 2011.)
MTT:n tekemässä tutkimuksessa poltettiin suojavyöhykeheinää, ruokohelpiä, viljojen olkia ja järviruokoa pienessä kokopaalikattilassa, joka oli säädetty oljille sopi-
RAPORTIN NIMI
29
vaksi. Kyseinen kattila tuotti lämpöä kaukolämpöverkkoon ja vesivaraajaan, ja se
sijaitsee Varsinais-Suomessa Kemiön Nivelaxissa (noin 80km Turusta). Olki paloikin siinä parhaiten, sillä siitä muodostui vähiten häkää ja se paloi tehokkaimmin
loppuun. Jos vastaavanlaisia kattiloita olisi enemmän ja niiden säätöjä pystyisi
muokkaamaan eri materiaaleille sopiviksi, energiaa voisi pystyä tuottamaan tällaisissa pienissä laitoksissa Suomessa enemmänkin. (Kouki ym. 2011.)
4.2 Biokaasu
Biokaasulla tarkoitetaan eloperäisestä aineesta mädättämällä syntyvää kaasua,
joka syntyy pääosin metaanista (Kaate, 2010). Biokaasua voidaan valmistaa lähes mistä tahansa orgaanisesta aineksesta: tuotannossa käytetään mm. lantaa,
biohajoavia jätteitä, jätevesilietteitä sekä biokaasutuotantoa varten kasvatettua
ja/tai korjattua biomassaa. Biokaasureaktorien toimintaa voidaan tehostaa sekoittamalla eri biomassoja keskenään, esimerkiksi lantaa ja biojätettä: yhteiskäsittelyssä syntyy prosessille suotuisa hiili/typpi-suhde. (Tuomisto 2005.)
Varsinais-Suomessa biokaasun tuotannossa käytetään esimerkiksi lantaa, järviruokoa ja biohajoavaa jätettä (Kaate, 2010). Biokaasun tuotannossa käytettävä
biomassa voi alueella olla kotoisin esimerkiksi biohajoavan jätteen erilliskeräyksestä, elintarviketeollisuudesta, jätevedenkäsittelylaitoksista, pelloilta ja maatiloilta. Yleisimmin biokaasua käytetään Suomessa lämmön- ja sähköntuotannossa,
mutta myös liikennekäyttö on mahdollista maakaasun rinnalla.
Saatavan biokaasun määrä ja metaanipitoisuus vaihtelee mm. käytettävän biomassan koostumuksen, bioreaktorin lämpötilan ja muiden olosuhteiden mukaan.
Esimerkiksi lehmänlannasta saadaan biokaasua noin 200–600 m3/tonni, sianlannasta 400–900 kuutiota, lietteestä 15–200 kuutiota ja kasvisjätteestä 150–450
kuutiota. (Biovakka Suomi Oy 2013, Hagström ym. 2005) Yksi kuutio (m 3) vastaa
energiasisällöltään yhtä litraa kevyttä polttoöljyä (Biovakka Suomi Oy 2013).
Syntyvän kaasun koostumus on samantapainen kuin maakaasulla, mutta biokaasussa on vähemmän metaania: noin 55–70 prosenttia, kun maakaasussa metaania on keskimäärin 98 % (Karunen 2006, Tuomisto 2005). Biokaasua pystyy käyttämään maakaasun tapaan esimerkiksi polttolaitoksissa lämmön- ja
sähköntuotannossa tai liikennepolttoaineena, edellyttäen että siitä puhdistetaan
RAPORTIN NIMI
30
pois ylimääräinen hiilidioksidi, jota on biokaasussa noin 30–40% (Tuomisto 2005).
Biokaasun etuna onkin se, että sitä pystyy käyttämään helposti liikenteen polttoaineena, toisin kuin muita biomassoja. Liikennekäyttöön tarkoitettua biokaasua täytyy vain puhdistaa biometaaniksi (Kaate, 2010).
Vuonna 2011 biokaasua tuotettiin Suomessa noin 140 miljoonaa kuutiota, josta
ylijäämäpolttoon meni noin 20 miljoonaa kuutiota. Suomessa eniten biokaasua
tuotetaan kaatopaikoilla (Huttunen & Kuittinen 2012). Varsinais-Suomessa Turun
Topinojan kaatopaikalla on otettu kaasua talteen pumppauslaitoksella vuodesta
2002, ja kaasua on käytetty Turun energian kaukolämpölaitoksessa kaukolämmön
tuottamiseen (Huttunen ym. 2002). Suurin osa biokaasusta hyödynnetäänkin
lämmöntuotannossa (Huttunen & Kuittinen 2012).
Biokaasun mädätyksen metaanisaantoa on mahdollista parantaa biomassaa esikäsittelemällä fysikaalisesti, kemiallisesti tai biologisesti. Esimerkiksi kasvien osat
ovat kiinteää jätettä ja ne kannattaa sekoittaa nesteeseen, esimerkiksi lietelantaan, ennen anaerobista käsittelyä. Kasvit on ensin pilkottava fysikaalisesti pieniin
palasiin, jotta bakteerit pystyvät hajottamaan niitä mahdollisimman hyvin. Metaanisaantoa voi lisätä myös ajoittamalla massan sadonkorjuu oikein siten, että
kasvien metaanintuottopotentiaali on mahdollisimman korkea ja sadon määrä
mahdollisimman suuri. Joillain kasveilla tämä tarkoittaa useita korjuukertoja kasvukauden aikana, ja tämä taas lisää korjuusta ja kuljetuksesta syntyviä päästöjä.
(Tuomisto 2005.)
Biomassaa on varastoitava jos sitä halutaan tuottaa ympäri vuoden tai haluttuina
ajankohtina: kasviainesta saadaan vain kasvukauden aikana. Varastointi vaatii
sopivia tiloja ja varastointiteknologian kehittämistä. (Tuomisto 2005.)
4.2.1 Biokaasun tuottaminen
Biokaasun käytöllä on monia positiivisia ympäristövaikutuksia: se on uusiutuvaa
energiaa, jonka käytöllä voidaan korvata fossiilisia polttoaineita. Biokaasuun liittyy
myös monia epäsuorasti ympäristöön vaikuttavia tekijöitä: suurin etu on kaasutuksesta yli jäävä materiaali, jota voi käyttää lannoitteena (Tuomisto 2005.) Biokaasun tuotanto tarjoaa uusia käyttötapoja vaikkapa kesantomaille, peltojen suojavyöhykkeille sekä vuoroviljelyn tuottamalle kasvimassalle ja kasvituotannon
ylijäämälle. Kaikilta näiltä muuten hyödyttömiltä alueilta voidaan saada korjattua
biomassaa, josta voidaan jalostaa biokaasua (Tuomisto 2005).
RAPORTIN NIMI
31
Biokaasua otetaan talteen myös kaatopaikoilla, jotta ilmakehään pääsevän metaanin määrä vähentyisi. Monella laitoksella biokaasu kuitenkin poltetaan hukkaan
hiilidioksidiksi, jolloin vältetään metaanin pääsy ilmakehään mutta menetetään
kaasu energiasisältö. Tällä ”hukkaan” menneellä kaasulla olisi kannattavaa tuottaa sähköä tai jalostaa kaasu liikennepolttoaineeksi. Näin voitaisiin korvata ulkomailta tuotuja fossiilisia polttoaineita ja vähentää ympäristölle haitallisia päästöjä.
Viime vuosina biokaasun hyödyntäminen onkin lisääntynyt monilla kaatopaikkalaitoksilla. (Huttunen & Kuittinen 2012.)
Mädätysprosessin ylijäämänä syntynyttä ravinnepitoista jätettä, vettä sekä hajoamatta jäänyttä orgaanista ainesta hyödynnetään pääasiassa lannoitteena ja
maanparannusaineena, sillä biokaasutusprosessi säilyttää raaka-aineen ravinteet
ja edistää täten yhdyskunnan ravinteiden kiertoa (Kaate 2010, Tuomisto 2005).
Niiden uusiokäytöllä voidaan vähentää väkilannoitteiden käyttöä ja parantaa yhteiskunnan synnyttämien ravinteiden kiertoa takaisin pellolle (Tuomisto 2005).
Näin myös maatalouden ja elintarviketeollisuuden lannoitekäyttöön kelpaamattomat biohajoavat jätteet saadaan jalostumaan lannoitteeksi biokaasun tuotannon
ohessa (Kaate, 2010).
Lisäksi prosessissa syntyy jätevettä, jonka muodostumiseen vaikuttaa käytetty
biomassa, mädätystekniikka ja lopputuotteen haluttu käsittely. Muodostunutta jätevettä voidaan joko mahdollisuuksien mukaan käyttää uudelleen prosessissa tai
johtaa puhdistettavaksi jätevedenpuhdistamolle. Myös ylijääneen biomassan jälkikäsittely vaikuttaa biokaasun tuotannosta syntyvän jäteveden määrään: eniten sitä syntyy jos lietteestä tehdään esimerkiksi pellettejä. (Kujalan Komposti Oy
2012.)
Biokaasun koko tuotannon kasvihuonepäästöt ovat huomattavasti alemmat kuin
viljaetanolin ja öljykasveista valmistetun biodieselin. Esimerkiksi nurmesta ja ruokohelvestä valmistetun peltobiokaasun kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 23–42
% fossiilisen bensiinin tai dieselin päästöistä. Vastaavasti lannasta, elintarviketeollisuuden jätteistä ja orgaanisesta yhdyskuntajätteestä valmistetun biokaasun kasvihuonekaasupäästöt ovat vain noin 13–23 % fossiilisen bensiinin tai dieselin
päästöistä. (Antikainen ym. 2007.)
4.2.2 Raaka-aineena lanta
Lanta on hyvä perusmateriaali biokaasun tuotantoon, sillä se sisältää runsaasti
bakteerien tarvitsemia ravinteita ja vettä (Tuomisto 2005). Lanta ei kuitenkaan so-
RAPORTIN NIMI
32
vellu yksinään biokaasuprosessin raaka-aineeksi, vaan vaatii lisäksi esimerkiksi
peltobiomassan lisäämistä. (Luostarinen, 2011a ja 2011b). Biokaasuprosessissa
lanta ei tarvitse erityisiä esikäsittelyitä vaan lanta yleensä syötetään suoraan varastosta biokaasureaktoriin. Reaktorin toimintaa voidaan tehostaa lisäämällä lannan sekaan muuta orgaanista ainesta, esimerkiksi biojätettä (Tuomisto 2005).
Näin massan koostumus saadaan tehokkaasti hajoavaksi.
Jälkikäsittelyssä lantaa jälkikaasutetaan eli varastoidaan katetussa varastoaltaassa, jossa on kaasunkeräysjärjestelmä. Lannan anaerobinen käsittely vähentää
monella tavalla lannan aiheuttamia haitallisia ympäristövaikutuksia, se esimerkiksi
tuhoaa rikkakasvien siemeniä, ja lannan lannoitusarvo paranee. Kuitenkin biokaasun tuottaminen suoraan kasveista olisi useita kertoja tehokkaampaa kuin se, että
eläimet ensin käyttävät kasvit ravinnokseen ja biokaasu tuotetaan eläinten lannasta. (Tuomisto 2005.)
4.3 Bioetanoli
Liikenne aiheuttaa Suomessa ilmastonmuutokseen vaikuttavista kasvihuonekaasupäästöistä noin 20 % (Eskola 2012). Tätä osuutta ja kasvihuonekaasupäästöjen
määrää voidaan vähentää tuottamalla biomassoista bioetanolia, jota voidaan käyttää esimerkiksi bensiiniä korvaavana liikenteen polttoaineena (Kaate, 2010).
Suomessa bioetanolia on valmistettu viljoista ohrasta ja vehnästä sekä selluloosasta eli esimerkiksi puusta, ruokohelvestä tai oljesta (Eskola 2012). Jätteistä on
mahdollista valmistaa bioetanolia käymisteitse.
Suurin osa maailmassa tuotetusta etanolista valmistetaan sakkaroosipitoisista
kasveista kuten sokeriruo’osta ja sokerijuurikkaasta. Etanolia voidaan kuitenkin
valmistaa myös tärkkelyspitoisesta materiaalista kuten maissista ja vehnästä sekä
erilaisista selluloosapitoisista maa- ja metsätalouden sivutuotteista. (Eskola 2012.)
Raaka-aineesta riippuen etanolin kokonaishiilidioksidipäästöt vaihtelevat: biojätteistä valmistettu bioetanoli on lähes hiilidioksidineutraalia. Bioetanolin tuotannossa voidaan hyödyntää elintarviketeollisuuden jätteitä, kuten perunanjalostus-, leipomo-, makeistehdas- ja virvoitusjuomateollisuuden jätteitä (Uudenmaan
ympäristökeskus 2009). Selluloosapohjaisella, eli vaikkapa puubiomassasta valmistetulla etanolilla päästöt vähenevät bensiiniin verrattuna jopa 70 %. Perinteisen Euroopassa ja Yhdysvalloissa tuotetun etanolin kasvihuonekaasupäästöt ovat
RAPORTIN NIMI
33
30–40 % pienemmät kuin bensiinin päästöt. Häkä- ja hiilivetypäästöt ovat etanolilla yleensä pienet. (Eskola 2012.)
Bioetanolia valmistetaan käymisprosessilla sokereita alkoholiksi hiivojen avulla.
Suuri osa bioetanolin valmistuksessa käytetyistä raaka-aineista päätyy prosessin
sivuvirroiksi: prosessijäännöksessä on yli puolet alkuperäisestä painosta (Eskola
2012). Käymisprosessin aikana syntyy kaasumaista hiilidioksidia ja nestemäistä
rankkia (Kujalan Komposti Oy 2012). Prosessijäännös muodostuu enimmäkseen
tislauksen pohjatuotteesta sekä fermentoinnin (käymisen) jälkeen erotetusta rankista. Esimerkiksi biohajoavasta jätteestä valmistetun bioetanolin sivuvirrat koostuvat biomassan rasvoista, proteiineista, hiilihydraateista ja hiivasoluista. Jäteetanolin sivuvirrat voi kuitenkin käyttää hyväksi joko biokaasun tuotannossa tai
polttamalla lämmöksi ja sähköksi. (Eskola 2012.)
Myös yhdyskuntajätteiden on arvioitu olevan potentiaalinen bioetanolin raakaaine, sillä sen 45 prosentin selluloosapitoisuus on samaa luokkaa kuin maa- ja
metsäteollisuuden jätteissä. Sekajätteestä valmistetun bioetanolin elinkaariset
kasvihuonepäästöt ovat myös huomattavasti alhaisemmat kuin viljasta tai selluloosasta valmistetun etanolin. Puuta ja olkea voidaan hyödyntää bioetanolin tuottamisessa happo- ja entsyymikäsittelyn jälkeen. (Eskola 2012.)
Varsinais-Suomessa tuotetaan paljon maataloustuotteita, jotka voisivat käydä
bioetanolin raaka-aineeksi. Alueella tuotetaan paljon ohraa ja vehnää, ja siksi alueella voisi olla mahdollisuuksia viljaa raaka-aineena käyttävään etanolituotantoon.
Raaka-aineen paikallisuusaste olisi korkea, sillä alueella tuotetaan runsaasti ohraa ja vehnää. Viljaetanolin sivuvirtoja voidaan käyttää vaikkapa sikatiloilla rehuna, sillä prosessissa jää jäljelle jätteeksi valkuaisaineita nelinkertainen määrä jätettä etanolilitraa kohden. (Kaate, 2010.)
4.4 Biodiesel
Biodieseliä valmistetaan yleensä kasviöljyistä vaihtoesteröimällä alkoholin kanssa,
ja sitä voidaan käyttää polttoaineena fossiilisen polttoaineen seassa tai sellaisenaan. Sitä valmistetaan useimmiten rypsistä tai rapsista, ja Euroopan biodieselin
tuotannosta niiden osuus onkin 95 prosenttia (Eskola 2012.) Myös ravintoloiden,
teurastamoiden, kalankasvattamoiden ja elintarviketeollisuuden jäterasvoja käytetään biodieselin tuotannossa (Eskola 2012, Uudenmaan ympäristökeskus 2009).
Suurin osa Suomessa valmistetusta biodieselistä valmistetaan ulkomaisista kas-
RAPORTIN NIMI
34
viöljyistä, esimerkiksi Neste Oil valmistaa Porvoon jalostamollaan biodieseliä palmuöljystä (Eskola 2012).
Tähän mennessä biodieseliä on valmistettu pääosin ruoaksi kelpaavista raakaaineista, joka ei välttämättä ole maailman ruokahuoltoa ajatellen paras vaihtoehto
kestävän polttoaineen tuottamiselle. Suomessa ensimmäisen sukupolven biodieseliä on tehty rypsistä (Eskola 2012). Jäteraaka-aineiden käyttö biodieselin valmistuksessa vähentää tarvetta käyttää viljelysmaita energiakasvien tuotantoon
sekä vähentää tarvetta biohajoavien jätteiden hävittämiseen muilla tavoin (Uudenmaan ympäristökeskus 2009).
Varsinais-Suomen alueella esimerkiksi Kaarinassa sijaitsevassa Livian ammattiopiston Tuorlan toimipisteessä valmistetaan biodieseliä. Opisto tuottaa polttoainetta omien koneiden käyttöön ja lämmöntuotantoon lähialueelta kerätyistä paistorasvoista noin 25 000 litraa vuodessa. Prosessista syntyy sivutuotteena
glyserolia 100 litraa päivässä, ja se menee syötteeksi opiston omaan biokaasulaitokseen (Suomen ympäristökeskus 2011.)
Varsinais-Suomessa on edellytyksiä kehittää biohajoavien jätteiden hyödyntämiseen perustuvaa biodieselin tuotantoa. Alueelle on jo syntynyt alan liiketoimintaa.
Uudessakaupungissa toimii Sybimar, jonka toiminta on lähtenyt liikkeelle kalankasvatuslaitoksen jätteiden jalostamisesta biodieseliksi. (Uitamo 2011.)
Biodieselin käytöllä on positiivisia vaikutuksia ilmanlaatuun ja tietyllä varauksella
kasvihuonekaasupäästöjen määrään. Ympäristövaikutuksiin ja hiilidioksidipäästöjen määrään vaikuttaa biodieselin tuotannossa huomattavasti se, mistä tuotantoon
käytettävä biomassa on kotoisin: jätemateriaalista, vaikkapa ravintoloiden jäterasvoista, muodostuu vähemmän päästöjä kuin elintarvikekäyttöön kelpaavasta biomassasta, vaikkapa viljasta. (Antikainen ym. 2007.)
4.5 Pyrolyysi
Pyrolyysi on prosessi, jossa biomassasta saadaan valmistettua hapettomalla lämpökäsittelyllä menetelmästä riippuen nestemäistä tai kiinteää polttoainetta, pyrolyysiöljyä.tai biohiiltä. Biomassaa lämmitetään ensin kaasuttamalla muutamaan
sataan asteeseen ja sen jälkeen se jäähdytetään. (Strand 2011, Starck 2011.)
Kuumentaminen aiheuttaa kemiallisten sidosten rikkoutumisen tuottaen erilaisia
kaasuja ja kiinteää ainetta (Balbic 2013). Pyrolyysi on kiinnostava prosessi, joka
RAPORTIN NIMI
35
on ollut tutkimuskäytössä Suomessa Metson Tampereen tutkimuslaitoksella (Metso 2010). Varsinais-Suomessa ei ole meneillään ainakaan suuria hankkeita aiheeseen liittyen, mutta luultavaa on, että pyrolyysia aletaan käyttää alueella jos se
osoittautuu lupaavaksi energianlähteeksi (Starck 2011). Lähialueella Forssassa
on aloitteleva Envi Group Park- ekoteollisuuspuisto, jossa tutkitaan yritystoimintaa
nopeaan pyrolyysiin liittyen. (Forssan Seudun Kehittämiskeskus Oy 2013)
Pyrolyysiöljyä voidaan valmistaa esimerkiksi mäntyhakkeesta nopealla pyrolyysillä, joka tuottaa jopa 65 % öljyä, 15 % hiiltä ja 20 % kaasua. Muodostuvaa kaasua
voidaan käyttää lämmitysprosessissa polttoaineena. (Arpiainen 2013.)
Pyrolyysiöljyä on suunniteltu käytettävän erityisesti kaukolämpölaitoksissa fossiillisten polttoaineiden korvaajana. Pyrolyysiöljyn energiatiheys on noin kaksinkertainen verrattuna metsähakkeeseen, ja sen kuljetus ja käsittely on huomattavasti
helpompaa. Sen lämpöarvo on kuitenkin puolet huonompi kuin fossiilisilla polttoaineilla. Pyrolyysiöljyn on todettu olevan biologisesti hajoavaa, mikä lisää sen ympäristöystävällisyyttä. (Starck 2011.)
Biomassasta saa jalostettua myös biohiiltä, jota voidaan valmistaa hitaalla pyrolyysilla hapettomissa oloissa paahtamalla esimerkiksi noin kolmessasadassa asteessa. Hitaassa pyrolyysissa syntyy 35 % hiiltä, 30 % öljyä ja 35 % kaasua (Arpiainen 2013). Biohiiltä voidaan valmistaa lähes kaikista biomassoista, joissa on
tarpeeksi hiiltä, mutta puun käyttöä biohiilen raaka-aineena on tutkittu eniten
(Strand 2011). Lämpökäsittelyllä puubiomassasta saadaan homogeenistä sekä
lämpöarvoltaan lähes kivihiilen veroista polttoainetta. Huomattava etu biohiilen
tuotannossa on myös sen samankaltaisuus kivihiilen kanssa: sitä voi syöttää sellaisenaan kivihiilen sekaan polttouuniin ja korvata kivihiilen käyttöä 20–50 % ilman
että polttouuniin tarvitsee tehdä muutoksia biomassan polttoa varten (Arpiainen
2013, Hiltunen 2013).
Biomassa on pelletöidyssä tai briketteinä olevassa biohiilessä huomattavasti tiheämmässä muodossa, joten sen kuljettaminen kannattaa kauemmaksi kuin esimerkiksi puuhakkeen (Bastman 2013). Lisäksi biohiili on huomattavasti hydrofobisempi kuin esimerkiksi puuhake, joten se kestää varastointia paremmin ja
pidempään kuin jalostamaton polttoaine (Arpiainen, 2013). Biohiiltä voisi käyttää
energiakäytön lisäksi esimerkiksi maanparannusaineena, pilaantuneiden maiden
kunnostuksessa; nykyisellään sitä käytetään Suomessa lähinnä grillihiilenä
(Wang, 2013).
RAPORTIN NIMI
36
5 ERI BIOMASSOJEN KÄYTÖN
YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET
5.1 Biomassan ympäristövaikutusten arviointi
Biomassojen ympäristövaikutuksia on vaikea arvioida luotettavasti, sillä erilaisissa
päästöjen laskentamenetelmissä on epävarmuustekijöitä ja jopa subjektiivisia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa huomattavasti tuloksiin. Esimerkiksi bioenergian käytön kasvihuonepäästöihin linkittyy monia lähtöarvoihin, laskentatapoihin ja tuloksiin liittyviä tulkintoihin liittyviä oletuksia sekä valintoja. Nämä on tärkeä tuoda
selkeästi esiin tutkimuksien tuloksia esitellessä. (Seppälä 2011.)
Ulkomailla, vaikkapa Euroopassa tehtyjä laskelmia ei voi yleistää koskemaan
Suomea jo erilaisten ilmasto-olojen vuoksi. Niissä käytetyt menetelmät ovat lähtökohdiltaan erilaisia ja niissä ei välttämättä ole mukana kaikkia osa-alueita, jotka
saattavat vaikuttaa biomassan käytön ympäristövaikutuksiin. (Antikainen ym.
2007.)
Myös Suomessa saatujen tutkimustulosten yleistämiseen on suhtauduttava varauksella: biomassojen tuottamisen ja käytön ympäristövaikutukset vaihtelevat esimerkiksi lannoittamisen vuoksi huomattavasti. Olisikin kerättävä mahdoton määrä
dataa, jotta ympäristövaikutuksia voisi arvioida luotettavasti ja objektiivisesti.
Biomassoja poltettaessa vapautuu hiiltä, joka sitoutuu takaisin biomassoihin niiden kasvaessa. Vastaavasti fossiilisia polttoaineita käytettäessä vapautuu ilmakehään hiiltä, joka on poistunut kierrosta sitoutuessaan polttoaineeseen miljoonia
vuosia sitten. Biomassoja, esimerkiksi puuta hyödynnettäessä vähennetään fossiilisen polttoaineiden käyttöä. Kasvihuonepäästöjen väheneminen onkin yksi tärkeimpiä biomassojen käyttöä puoltavia tekijöitä. (Antikainen ym. 2007.)
Biomassojen ja niistä saatavan energian tuotannolla ja käytöllä on ympäristövaikutuksia, joiden huomioon ottaminen on tärkeää kokonaisuutta arvioitaessa. Merkittävimpiä ovat happamoittavat, rehevöittävät, toksiset, pienhiukkaspäästöjä,
alailmakehän otsonia muodostavat päästöt, sekä yläilmakehän otsonia tuhoavat
päästöt. Myös maankäyttöön liittyvät muutokset vaikuttavat esimerkiksi luonnon
monimuotoisuuteen ja maaperän tuottokykyyn. Kuitenkin biomassojen tuottamiseen ja käyttöön liittyvissä elinkaaritutkimuksissa on keskitytty pääosin ilmanpääs-
RAPORTIN NIMI
37
töihin, kasvihuonepäästöihin ja massojen energiataseisiin. Muut ympäristövaikutukset ovat jääneet pienemmälle huomiolle. (Antikainen ym. 2007.)
5.2 Ilmastonmuutos ja kasvihuonekaasut
Biomassan käyttö energiatuotannossa on periaatteessa hiilidioksidineutraalia, sillä
energiakäytössä vapautuva hiilidioksidi sitoutuu uuteen biomassaan. Biomassat
sitovat itseensä hiiltä kasvaessaan, joka myöhemmässä hyötykäytössä vapautuu
ilmakehään uusien kasvien hyödynnettäväksi. Esimerkiksi puubiomassan käyttöä
voi pitää ilmastoneutraalina, ainakin jos oletetaan alas hakatun metsän tilalle kasvavan uutta metsää vastaava määrä, joka sitoisi energiakäytössä vapautuneen
hiilen. (Kaate, 2010.)
Huomioon on kuitenkin otettava korjuusta, massan jalostuksesta ja kuljetuksista
aiheutuvat päästöt. Lisäksi hiilen sitoutuminen kasvavaan metsään ei vaikuta
biomassan aiheuttamaan hiilen vähenemiseen: hiiltä sitoutuisi kasvavaan metsään vaikka biomassaa ei korjattaisi metsästä. Eli metsäbiomassan hyödyntäminen vähentää vähitellen Suomen metsien hiilinielua. (Antikainen ym. 2011.)
Biomassan käyttö vähentää hiilidioksidipäästöjä myös sillä, että niiden käytöllä
korvataan fossiilisia polttoaineita (Hagelberg ym. 2008). Suomen pohjoiset olot
ottavat biomassojen käytöstä veronsa, sillä Suomessa kasvihuonekaasupäästöt
saattavat olla huomattavasti suurempia kuin ulkomailla tehdyissä laskelmissa
esimerkiksi satotasojen eroista johtuen (VTT 2013).
Myös energianlähteenä hyödynnettävien kasvien monivuotisuus voi vaikuttaa niiden kasvatuksen ympäristöystävällisyyteen: ruokohelpi ja energiapaju ovat monivuotisia kasveja, joten niistä saadaan useampi sato ilman jokavuotista maanmuokkausta ja istutusta (Hagelberg ym. 2008). Yksivuotisilla kasveilla, esimerkiksi
energiaviljalla kasvihuonepäästöjä nostaa maanmuokkaus, siemenien kylvö sekä
niihin kuluva energia, esimerkiksi työkoneiden käyttämät polttoaineet.
On huomioitava, että biomassojen, mm. puun korjuuseen, jalostukseen ja kuljetukseen liittyvät toiminnot lisäävät niiden hyödyntämiseen liittyviä kasvihuonepäästöjä. Biomassojen käyttö lisää Suomen energiaomavaraisuutta, ja näin vähentää sekä ulkomaisten fossiilisten aineiden kuljetuksen sekä niiden polttamisen
aiheuttamia päästöjä. Vuonna 2008 87 % Varsinais-Suomen energiantuotannosta
RAPORTIN NIMI
38
perustui öljyyn, maakaasuun ja kivihiileen (Kaate 2010), joten parantamisen varaa
riittää uusiutuvien energialähteiden käytön suhteen.
5.2.1 Biomassojen käsittelyketju
Varsinais-Suomessa etuna ovat lyhyet kuljetusmatkat: energiantuotanto- ja biokaasulaitokset ja biomassan lähteet sijaitsevat kohtuullisen lähellä toisiaan. Keveimpien biomassojen kuljetusmatkat korjuu- ja hyödyntämispaikan välillä tulisi
olla mielellään alle 20 kilometriä ja maksimissaan 100 kilometriä johtuen esimerkiksi korsibiomassojen keveydestä. Kevyttä, ilmavaa massaa ei ole taloudellisesti
kannattavaa kuljettaa pitkiä matkoja poltettavaksi, ja pitkistä kuljetusmatkoista
syntyy myös päästöjä. Toisaalta mitä tiiviimpää polttoaine on, sitä kauemmaksi
sen kuljettaminen kannattaa. (Kouki ym. 2011.) Sadan kilometrin autokuljetus vie
2-3 prosenttia fossiilista energiaa kuljetettavaan biomassamäärään verrattuna ja
aiheuttaa vastaavat päästöt (Alen ym. 2007).
Biomassan jalostaminen kiinteiksi, nestemäisiksi tai kaasumaisiksi polttoaineiksi
voi viedä paljon energiaa, mikä taas vähentää biomassan kokonaisenergiatasetta.
Esimerkiksi pelletöintiin ei kulu kuin muutama prosentti energiaa biomassan energiasisällöstä, mutta kostean raaka-aineen kuivauksen energiantarve voi olla melkoinen pala energiasisällöstä, jopa noin kymmenen prosenttia (Alen ym. 2007).
Puhdistuslietteet ja maataloudessa syntyvät lietteet pitää stabiloida ennen hyödyntämistä massan hygieenisyyden varmistamiseksi. Lietteiden kalkkistabiloinnissa muodostuu kaasumaisia päästöjä, kuten hiilidioksidia, metaania, ammoniakkia
ja rikkivetyä. Päästöjen muodostumiseen vaikuttaa lietteiden ominaisuudet ja
kalkkistabiloinnin toteutustapa. Kaasut tulisi kuitenkin kerätä ja johtaa käsittelyyn,
sillä ilmakehään vapautuessaan osa kaasuista toimii kasvihuonekaasuina. (Lötjönen & Pahkala 2012.)
Parhaan kasvihuonekaasuvähenemän saa käytettäessä biomassaa yhdistetyssä
sähkön ja lämmön tuotannossa. Puun tuotannon ja polton aiheuttamat hiilidioksidipäästöt (CO2) voimalaitosmittakaavassa ovat arviolta monikymmenkertaisesti
pienemmät kuin maakaasun, kivihiilen ja turpeen tuotannosta ja poltoista kotoisin
olevat päästöt. Maakaasun tuotannon ja polton metaanipäästöt (CH4) ovat yli satakertaiset verrattuna puun tuotantoon ja polttoon sekä turpeen tuotannon ja polton dityppioksidipäästöt (N2O) noin kaksinkertaiset verrattuna puun tuotannon ja
polton vastaaviin päästöihin. (Antikainen ym. 2007.)
RAPORTIN NIMI
39
Kuitenkin pahimmissa tapauksissa asiat voivat kääntyä täysin ylösalaisin: vaikka
biopolttoaineiden raaka-aine olisi uusiutuvaa, voivat koko elinkaaren aikaiset kasvihuonepäästöt kohota jopa suuremmiksi kuin joidenkin fossiilisten polttoaineiden
päästöt. VTT:n ja MTT:n tutkimuksien mukaan rypsistä valmistetun biodieselin
(RME) ja ohrasta valmistetun bioetanolin elinkaariset kasvihuonekaasupäästöt
ovat noin 20 % suuremmat kuin fossiilisten dieselin ja bensiinin tuotannon sekä
käytön kasvihuonekaasupäästöt. Syynä RME:n suuriin päästöihin on turpeen
käyttö biodieselin valmistuksessa. Bioetanolin ja biodieselin valmistuksen kasvihuonepäästöt riippuvat käytetystä tuotantoprosessista ja sivutuotteiden käytöstä.
(Antikainen ym. 2007.)
5.2.2 Biokaasulla pienet päästöt
Biokaasun tuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat huomattavasti pienemmät
kuin vaikkapa viljaetanolista tai öljykasveista valmistetulla biodieselillä. Helsingin
yliopiston tekemän selvityksen (Antikainen ym. 2007) mukaan esimerkiksi peltobiomassoista (nurmi ja ruokohelpi) tuotetun biokaasun kasvihuonepäästöt ovat
noin 23–42 % fossiilisen bensiinin tai dieselin päästöistä. Lannasta, elintarviketeollisuuden jätteistä ja yhteiskunnan biohajoavasta jätteestä valmistetun biokaasun
kasvihuonepäästöt ovat vastaavasti vain noin 13–23 prosenttia fossiilisen bensiinin tai dieselin päästöistä.
Jalostettu biokaasu, jota voi käyttää vaikkapa liikennekäytössä koostuu lähes ainoastaan metaanista. Metaani on hyvin vähäpäästöinen palaessaan, sillä sen palaessa ei muodostu epätäydellisiä palamistuotteita juurikaan ja se palaa hyvin tehokkaasti. Metaani palaa puhtaammin kuin mikään muu kemiallinen polttoaine
vetyä lukuun ottamatta. Biokaasumetaania käyttävien ajoneuvojen päästöt jäävätkin yli 90 % pienemmäksi verrattuna bensiini- ja dieselmoottoreihin hiilidioksidin ja
muiden kaasumaisten yhdisteiden ja hiukkasten osalta. (Tuomisto 2005.)
5.2.3 Puubiomassan korjuu
Hakkuutähteen kerääminen metsästä energiakäyttöön hakkuun jälkeen vähentää
maaperään jäävän hiilen määrää. Silloin hiili palaa ilmakehään nopeammin kuin
mitä se palaisi siinä tapauksessa, jos hakkuutähteiden hiili saisi sitoutua maaperään. Metsäbiomassan energiakäyttö ei ole täysin päästötöntä, vaan se lisää kasvihuonekaasujen määrää ilmakehässä vähentäen näin massan käytön ympäris-
RAPORTIN NIMI
40
töystävällisyyttä. Nämä ilmakehä- ja ilmastovaikutukset johtuvat siitä, että biomassan korjaaminen pois metsästä vähentää metsiin varastoitunutta hiilimäärää
ja sen polttaminen energiantuotannossa vapauttaa hiilen ilmakehään. (Antikainen
ym. 2011.) Tästä huolimatta hakkuutähteen, esimerkiksi oksien, poisto ei ilmeisesti merkittävästi vaikuta suomalaisten metsien toimimiseen hiilinieluina (Kaate,
2010).
Sen sijaan kantojen ja juurien energiakäyttöön liittyy yllättäviä välillisiä ympäristövaikutuksia. Niiden käyttö on aloitettu ilman kunnon tietoa käytännön ilmastovaikutuksesta: suurin osa niiden aiheuttamasta ilmastopaineesta aiheutuu epäsuorista hiilidioksidipäästöistä. Ne aiheutuvat hiilivarantojen vähenemisestä metsässä
johtaen metsien ja niiden maaperän pienentyneeseen hiilivarastoon ja hiilinieluun.
(Akujärvi ym. 2013.)
Suomen ympäristökeskuksen, Geodeettisen laitoksen ja Tampereen teknillisen
yliopiston tutkimuksessa tutkittiin kantojen korjuun vaikutusta hiilitasapainoon, ja
havaittiin että niiden hyötykäyttö voi aiheuttaa epäsuoria hiilidioksidipäästöjä. Nämä päästöt johtuvat metsän hiilivarantojen vähenemisestä: kuollut puu hajoaisi
metsässä osaksi orgaanista hiilivarastoa hitaasti vuosikymmenien aikana, kun
taas poltettava biomassa päästää kaiken hiilidioksidin ilmakehään kerralla. Nopeammin metsässä hajoavien puubiomassojen, kuten oksien tai harvennuspuiden,
käyttäminen energiana aiheuttavat pienemmät ja väliaikaisemmat vaikutukset
metsän hiilitasapainoon. (Akujärvi ym. 2013.)
Myös muihin biomassoihin saattaa liittyä yllättäviä välillisiä ja välittömiä kasvihuonepäästöjä, joita ei välttämättä ole aivan helppo ottaa huomioon.
5.2.4 Biomassojen hyödyntämisen suorat kasvihuonekaasupäästöt
Biomassojen kasvatus saattaa aiheuttaa myös suoria päästöjä välillisten päästöjen lisäksi. Järviruokokasvustosta vapautuu ilmaan metaania kasvinosien mätänemisen myötä, ja ruokoalueiden aiheuttamat päästöt voivat olla huomattavasti
suurempia kuin esimerkiksi merkittävinä metaaninlähteinä pidetyillä turvealueilla.
Jos ruo’on korjuu suunnitellaan huonosti, se voi lisätä ruovikon metaanipäästöjä.
(Hagelberg ym. 2008.)
Metaani on vapaasti ilmakehään päästessään yli 20 kertaa pahempi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi, joten biomassan mädätessä muodostuvan metaanin talteenotolla esimerkiksi kaatopaikoilta voidaan huomattavasti vähentää kasvihuo-
RAPORTIN NIMI
41
nekaasujen päästöjä. Jätehuolto synnytti vuonna 2010 Varsinais-Suomen metaanipäästöistä merkittävän osan, 21 prosenttia. Metaania syntyy esimerkiksi kaatopaikoilla orgaanisen aineksen mädätessä ja jätevesien käsittelyssä. Metaanipäästöjä voisi vähentää edistämällä biohajoavien jätteiden keräystä ja
jatkokäsittelyä. (Kuusiola & Monni 2012.)
Eniten metaanipäästöjä (CH4) syntyy Varsinais-Suomessa maataloudesta: noin
70 prosenttia eli 5200 tonnia alueen päästöistä on kotoisin tuotantoeläinten ruoansulatuksesta ja lannankäsittelystä. Maatalous tuottaa dityppioksidipäästöjä
(N2O) eniten alueella noin 70 prosentilla, eli yli 1200 tonnilla. Maatalouden dityppioksidipäästöt aiheutuvat väkilannoitteiden tuottamisesta. (Kuusiola & Monni
2012.) Metaanipäästöjä syntyy varsinkin lietelannan varastoinnista: kiinteästä lannasta ei synny juurikaan metaanikaasua. Esimerkiksi sian lietelannan metaanipäästöt ovat noin 31,2 kg metaania/tonni (Tuomisto 2005). Maatalouden
päästöjä saadaan vähennettyä esimerkiksi käsittelemällä lantaa mädättämällä
bioreaktoreissa: näin voidaan vähentää sekä suoraan lannasta sekä lietteestä
syntyviä metaani- ja typpioksiduulipäästöjä (Kuusiola & Monni 2012).
5.3 Happamoituminen
Tärkeimmät happamoittavat yhdisteet ovat rikkidioksidi (SO2), typen oksidit (NOx)
ja ammoniakki (NH3). Typen oksideja syntyy kaikessa poltossa polttoaineen ja
polton palamisilman sisältämästä typestä, Suomessa suurimmat päästöt tulevat
liikenteestä ja työkoneista. Biomassojen käsittelyketjussa typen oksideja muodostuu kaikissa vaiheissa kuljetusten ja työkoneiden päästöinä sekä käyttövaiheessa
biomassoista polttamalla tuotettavan energian seurauksena. (Suomen ympäristökeskus 2012.)
Biopolttoaineiden käytön typpipäästöt teollisuudessa ja voimalaitoksista eivät juuri
eroa vastaavista fossiilisten polttoaineiden aiheuttamista päästöistä. Puuta polttavan leijupetikattilan typpipäästöt ovat hiukan alhaisemmat kuin esimerkiksi kivihiilen pölypoltossa. Puun pienpolton typpipäästöt ovat kohtuullisen vähäiset ja samaa luokkaa kuin öljylämmityksessä (Antikainen ym. 2007, Suomen
ympäristökeskus 2012.)
Suomessa rikkidioksidipäästöt ovat pääosin peräisin fossiilisia polttoaineita käyttävistä voimalaitoksista, sillä fossiiliset polttoaineet sisältävät huomattavasti
enemmän rikkiä kuin biomassat. Siispä biomassojen energiakäytössä rikkipäästö-
RAPORTIN NIMI
42
jen merkitys on vähäinen. (Antikainen ym. 2007.) Järviruokomassan rikkipitoisuus
on alle 0,1 % ja puun alle 0,02 %, kun taas kivihiilen rikkipitoisuus on noin 1 % ja
turpeen noin 0,2 % (Hagelberg ym. 2008, Antikainen ym. 2007, Geologian tutkimuslaitos 2013). Voimalaitosmittakaavassa puun tuotannon ja polton aikaiset
SO2-päästöt ovat noin kymmenen kertaa pienemmät kuin turpeen ja kivihiilen tuotannon ja polton (Antikainen ym. 2007).
Suomen ammoniakkipäästöistä suurin osa, noin 97 % tulee maataloudesta. Biomassojen ammoniakkipäästöjä määrää se, mitä ne ovat ja miten ne tuotetaan:
esimerkiksi peltobiomassojen ammoniakkipäästöt voivat olla huomattavasti suuremmat kuin vaikkapa jäteperäisen biomassan (Antikainen ym. 2007).
Suomessa liikenteen käyttämät polttoaineet ovat nykyisin rikittömiä, ja siksi biopolttoaineiden aiheuttamat rikkipäästöt eivät eroa fossiilisten liikennepolttoaineiden päästöistä (Antikainen ym. 2007). Myöskään biokaasun tehokkaassa palamisessa ei synny juuri rikkidioksidia, sillä rikkivety on helppo puhdistaa biokaasusta
(Tuomisto 2005). Kuitenkin biopolttoaineiden jalostus aiheuttaa rikkidioksidipäästöjä ilmaan, vaikkakin Suomen jalostustoiminnan rikkipäästöjä on saatu vähennettyä merkittävästi. Esimerkiksi Neste Oilin Porvoon jalostamon rikkidioksidipäästöt
ovat pienentyneet huomattavasti viime vuosikymmenistä (Neste Oil Oyj 2008).
Vuonna 2005 SO2- päästöt olivat Porvoon ja Naantalin jalostamoilta yhteensä
noin 6400 tonnia (Antikainen ym. 2007).
Biopolttoaineiden käytön typpioksidipäästöistä on raportoitu ristiriitaisia tuloksia:
toisaalta ne näyttäisivät lisäävän sekä käytön että koko muun elinkaaren aikaisia
päästöjä ilmaan verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin, mutta toisaalta sen on raportoitu vähentävän niitä (Antikainen ym. 2007). Käytön aikaisia NOx-päästöjä voidaan vähentää teknisin keinoin, jopa yli neljänneksellä säätämällä moottoreita
biopolttoaineelle sopivammaksi (Happonen 2012). EU:n lainsäädännön ja autokannan uusiutumisen myötä polttoaineiden käytön päästöt tulevat vähenemään,
eli tulevaisuuden autokannassa typpioksidipäästöt tulevat olemaan joka tapauksessa alhaiset: biopolttoaineiden käytön typpioksidipäästöt eivät tule merkittävästi
eroamaan fossiilisten polttoaineiden päästöistä (Antikainen ym. 2007).
5.4 Pienhiukkaset
Pienhiukkaset ovat merkittävä terveysuhka ja ne saattavat aiheuttaa terveyshaittoja varsinkin riskiryhmille eli esimerkiksi vanhuksille ja astmaatikoille. Pienhiuk-
RAPORTIN NIMI
43
kasia pääsee ilmaan monista erilaisista lähteistä, kuten polttoprosesseista. Niitä
voi muodostua myös ilmassa erilaisista kaasumaisista yhdisteistä kuten VOCyhdisteistä, typen ja rikin oksideista sekä ammoniakista. (Antikainen ym. 2007.)
Voimalaitoskokoluokassa puupolttoaineiden käyttö ei merkittävästi eroa vastaavista kiinteistä fossiilisista polttoaineista, sillä suurilla polttolaitoksilla on tehokkaat
hiukkassuodattimet joiden ansiosta hiukkaspäästöt ovat alhaiset. Pienemmissä
laitoksissa ei välttämättä ole savukaasun puhdistuksessa käytettäviä erotinlaitteita, ja ne aiheuttavat erilaisia päästöjä riippuen käytettävästä polttoaineesta. (Antikainen ym. 2007.) Hiukkaspäästöjen vähentämiseksi kannattaisi polttaa pitkälle
jalostettuja polttoaineita, kuten erikseen kuivattuja pellettejä (Itä-Suomen yliopisto
2013).
5.4.1 Puun pienpoltto ongelmallista
Puun pienpoltto esimerkiksi kotitalouksissa tuottaa merkittäviä hiukkaspäästöjä.
Tämä johtuu pääasiassa erityisesti tulisijoissa ja klapikattiloissa poltettavan puun
epätäydellisestä palamisesta. Hiukkaspäästöjen määrä riippuu suuresti polttoaineen laadusta ja polttotavasta: ongelmallisimpia polttolaitteita ovat vanhat, usein
väärin mitoitetut klapikattilat. Hiukkaspäästöjä lisää poltto riittämättömällä ilmamäärällä. Päästöjä saadaan vähennettyä panostamalla oikeanlaisiin laitteistoihin
lämmityksessä: esimerkiksi automaattisesti jatkuvatoimiset pellettikattilat aiheuttavat huomattavasti vähemmän päästöjä. (Antikainen ym. 2007.)
Suurin osa puun pienpolttokäytöstä tapahtuu haja-asutusalueilla, jolloin sen vaikutukset ihmisten terveyteen päästöjen läheisyydessä ovat vähäiset. Kuitenkin puuta poltetaan enenevissä määrin myös taajama-alueilla, jolloin haitat voivat olla
suurempia. Onkin tärkeää, että kotitalouksissa panostettaisiin laadukkaisiin ja oikein mitoitettuihin tulisijoihin sekä korkealaatuisiin polttoaineisiin. (Antikainen ym.
2007.)
5.4.2 Biopolttoaineiden käyttö
Biodieselin käyttö vähentää pienhiukkaspäästöjä verrattuna fossiiliseen dieseliin
noin 20–39 %. Biodieselin aiheuttamien päästöjen määrä riippuu moottorin rasituksesta, ja vaikka alemmassa rasituksessa pienhiukkaspäästöt saattavat olla
korkeammat kuin fossiilisilla polttoaineilla, rasituksen kasvaessa päästöt asettuvat
samalle tai pienemmälle tasolle kuin tavallisilla polttoaineilla. (Antikainen ym.
RAPORTIN NIMI
44
2007.) Liikenteen polttoaineena käytettävän biokaasun metaanin palaessa muodostuu hyvin vähän hiukkaspäästöjä, sillä metaani palaa hyvin puhtaasti, ja sen
pitoisuus on korkea liikennekäyttöön jalostetussa biokaasussa (Tuomisto 2005).
5.5 Otsoni
Otsonin häviäminen yläilmakehässä lisää lyhytaaltoisen ultraviolettisäteilyn pääsyä maan pinnalle ja nostaa esimerkiksi ihosyöpäriskiä. Biomassojen tuotannon,
jalostuksen ja käytön vaikutukset yläilmakehän otsonin häviämiseen ovat vähäiset, sillä bioenergian tuotantoketjussa ei synny juurikaan yläilmakehän otsonia hajottavia yhdisteitä, kuten CFC-kaasuja (freoneita) ja bromiyhdisteitä. (Antikainen
ym. 2007, Ilmatieteen laitos 2001.) Fossiilisten liikennepolttoaineiden tuotannossa
sen sijaan syntyy näitä päästöjä, joten biomassojen käyttö on yläilmakehän otsonin häviämistä ehkäisevää (Antikainen ym. 2007).
Alailmakehän otsonin muodostuminen on toinen otsoniin liittyvä ongelma, joka lisää niin ikään syöpäriskiä sitä hengittäneillä sekä on myrkyllistä ihmisille ja eläimille. Kemiallisissa reaktioissa muodostuvan otsonin määrää säätelee typen oksidien ja hiilivetyjen määrä sekä auringonvalo. Otsonin muodostumista lisää
teollisuuslaitosten sekä liikenteen typpioksidi- ja hiilivetypäästöt. (Tarvainen 2008)
Kuitenkin voimalaitosmittakaavassa puubiomassan tuotannon ja polton vaikutus
alailmakehän otsonin muodostumiseen on alhaisempi kuin maakaasulla ja kivihiilellä (Antikainen ym. 2007).
5.6 Rehevöityminen
Biomassojen hyödyntämisessä rehevöittäviä päästöjä aiheuttavat varsinkin niiden
tuotanto, esimerkiksi peltobiomassan viljely tai metsän korjuu. Myös massojen
kuljetukset, työkoneiden käyttö ja joidenkin biomassojen (esimerkiksi ohraetanolin) jalostaminen aiheuttaa vesistökuormitusta Suomessa. Kuitenkin jalostusvaiheen suorat päästöt vesistöihin ovat huomattavasti pienemmät kuin biomassan peltotuotannon aiheuttama kuormitus. (Antikainen ym. 2007.)
Keski-Euroopassa maaympäristön rehevöityminen on koettu ongelmaksi, mutta
Suomessa sen merkitys on hyvin vähäinen verrattuna vesistöjen rehevöitymiseen,
joka on suuri ongelma sisäjärvissä ja Itämerellä. Maaperää rehevöittävät samat
RAPORTIN NIMI
45
yhdisteet ja toiminnot mitkä aiheuttavat myös happamoitumista. (Antikainen ym.
2007.)
5.6.1 Peltobiomassan kasvatus
Peltobiomassan tuotannon ravinnekuormitusta muodostaa Suomessa monet tekijät: mitä raaka-ainetta tuotetaan ja millä tavoin, sekä millaisella pellolla sitä viljellään. Polttokäyttöön, etanolia tai biodieseliä varten kasvatettavan viljan, sokerijuurikkaan tai öljykasvien ravinnekuormitukset eivät poikkea ruoka- tai rehutuotantoa
varten viljeltävien kasvien vaikutuksista vesistöihin. Vesistökuormitusta voi vähentää vaikkapa valitsemalla viljelymenetelmäksi syksyllä tehtävän kylvön sijaan suorakylvö.
Kuitenkin esimerkiksi ruokohelven lannoitustarve on pienempi kuin viljoilla, sillä
sen ravinteidenottokyky on parempi. Lisäksi se on monivuotinen kasvi. Tämän
vuoksi ravinnehuuhtoutumat ja dityppioksidipäästöt jäävät pienemmiksi. (Antikainen ym. 2007, Tuomisto 2005.)
Sen sijaan jos peltobiomassaa aletaan kasvattaa alueella, joka on aiemmin ollut
nurmea tai pysyvää kesantoa, ravinnekuormitus kasvaa huomattavasti viljelyn
vaikutuksesta. Lisäksi erityisesti eroosio, partikkelimaisen fosforin ja typen huuhtoumat kasvavat (Antikainen ym. 2007). Jos väkilannoitteiden sijasta käytetään
lantaa, niin sen käyttöön lannoitteena liittyy aina ravinteiden huuhtoutumariski.
Valtaosa lannan typestä huuhtoutuu nitraattimuodossa erityisesti salaojien kautta
tai suoraan pohjaveteen. Fosfori kulkeutuu sekä liukoisena että maahiukkasten
mukana enimmäkseen pintavalunnassa. (Alakukku ym. 2009.)
Parhaimmillaan biomassan peltoviljely voi vähentää eroosiota sekä ravinnekuormitusta huomattavasti, jopa 20–25 % nykyisestä kuormituksesta. Tämä edellyttää
useamman vuoden pysyvää kasvipeitteisyyttä, eli monivuotisia kasveja, tai suorakylvön käyttöä viljelyssä yksivuotisilla kasveilla, esimerkiksi energiaviljan tuotannossa. Pysyvästi kasvipeitteisillä pelloilla on hyvät ominaisuudet estää rehevöitymiskuormituksen kasvua esimerkiksi todella sateisina vuosina, joita ilmaston
muuttuminen voi aiheuttaa jo lähitulevaisuudessa lisää. Pahimmillaan taas energiakasvien viljely voi lisätä huomattavasti nykyistä ravinnekuormitusta ja pahentaa
tilannetta. (Antikainen ym. 2007.) Hyvällä suunnittelulla ja olot huomioon ottamalla
biomassan peltoviljelyn ympäristövaikutukset pysyvät varmasti kuitenkin kurissa.
RAPORTIN NIMI
46
5.6.2 Metsäbiomassan korjuu
Metsätaloustoimenpiteet ja biomassan keruu vaikuttavat vesistöjen ravinnekuormitukseen, ja hakkuiden sekä niihin liittyvien maanmuokkauksen jälkeen pohjaveden nitraattipitoisuus saattaa kohota. Hakkuualueilla on todettu aiheutuvan fosforin sekä NH4+ ja NO3 huuhtoumien lisääntymistä maahan jätetystä lehvästöstä.
Näin ollen hakkuutähteiden korjaaminen hakkuualoilta saattaa vähentää ravinnehuuhtoumia ja vesistökuormitusta. (Antikainen ym. 2007.) Avohakkuun jälkeiset
metsän uudistamiseen liittyvät toimet saattavat lisätä ravinteiden huuhtoutumista
entisestään, joten hakkuujätteiden poistaminen on erityisen suositeltavaa alueilta,
jotka ovat lähellä vesistöjä (Kaate, 2010). Ravinnehuuhtoumia vähentää pintakasvillisuus, joka sitoo kasvaessaan tehokkaasti ravinteita ja toimii ravinnevarastona.
Myös maaperän omat prosessit ja mikrobiologiset reaktiot pidättävät ravinteiden
kulkeutumista. (Antikainen ym. 2007.)
Toisaalta hakkuutähteiden korjaaminen saattaa lisätä metsien lannoituksen tarvetta, jotta kasvavat metsät saisivat tarvitsemansa ravinteet (Antikainen ym. 2007).
Varsinais-Suomen metsät ovat mäntyvaltaisia, ja karuilla paikoilla mäntyvaltaiset
metsät ovat vaarassa menettää ravinteita hakkuutähteiden keruun seurauksena.
Voi siis olla että jos hakkuujätteiden kerääminen lisääntyy, Varsinais-Suomen
metsien ravinnetasapainoa on seurattava. (Kaate, 2010.)
Lannoitteiden tuotanto ja levitys lentokoneella aiheuttavat päästöjä ja ravinnekuormitusta ympäristöön ja kuluttavat energiaa. Lisälannoituksen tarve on kuitenkin kyseenalaista, vaikka hakkuutähteet olisikin viety pois, sillä metsämaan ravinnevarasto on suuri verrattuna hakkuutähteisiin sitoutuneeseen ravinnemäärään.
Niiden hyödyntäminen ei näyttäisi tutkimuksien mukaan vaikuttavan metsämaan
hiilen, typen, fosforin ja kaliumin pitoisuuksiin. (Antikainen ym. 2007.)
Jos metsästä hyödynnetään energiakäytössä myös kannot, vesistövaikutuksia
saattaa aiheutua esimerkiksi eroosiosta ja vesistöön kulkeutuvien partikkeleiden
sitoutuneesta fosforista. Ravinnekuormitus saattaa täten olla suurempi kuin uudistushakkuissa sekä oksien ja latvusten poistossa. Syinä tähän ovat luultavasti kantojen korjuun maanmuokkausvaikutus ja raskaan kaluston käyttö. (Antikainen ym.
2007.)
RAPORTIN NIMI
47
5.6.3 Järviruo’on hyötykäyttö
Järviruo’on vaikutus veden laatuun ja päästöihin voivat olla sekä suoria että epäsuoria. Kasvaessaan se sitoo kiintoainesta ja pohjan sedimenttiä sekä hapettaa
pohjaa ja estää pohjaan sitoutuneen fosforin vapautumista ympäristöön. Näin järviruo’on korjuulla voidaan vaikuttaa vesistöjen ravinnekuormitukseen huomattavasti ja parantaa jo rehevöityneiden vesistöjen tilaa. Ruo’on nopeakasvuisuus sitoo ravinteita, jotka voidaan poistaa vesistön ravinnekierrosta kasvuston korjuun
yhteydessä. (Hagelberg ym. 2008.)
Jotta ruovikon aiheuttama ympäristökuormitus olisi mahdollisimman pieni, sen
käyttö ja hoito täytyy suunnitella: jos kesäruovikon korjuu suunnitellaan huonosti
ja vesistön pohja pääsee sekoittumaan, se voi vapauttaa ravinteita veteen. Korjuusta voi aiheutua ravinnehuuhtoumia, jos leikattua kasvustoa ei siirretä tarpeeksi kauas rantaviivasta. (Hagelberg ym. 2008.)
Ruovikon korjuuajankohta on tärkeä ottaa huomioon, koska riippuen ruovikon
kasvuvaiheesta kasvuston ravinnetilanne on erilainen. Heinäkuun lopussa kaikki
ravinteet sijaitsevat kasvustossa, joten korjuu silloin poistaa tehokkaasti ravinteita
vesistöstä. Hehtaarilta on tuolloin mahdollista poistaa 50 kg typpeä, sillä sitä on
ruo’on kuiva-aineesta noin 1 %. Fosforia taas on mahdollista poistaa noin 4,5 kg,
sillä sitä on 0,9 g kuiva-ainekiloa kohti. Myöhemmin kesällä varsista poistuu ravinteita juuriin korvaamaan seuraavan vuoden kasvua, joten tällöin ravinteita poistava vaikutus on pienempi. (Hagelberg ym. 2008.) Jos kasvusto korjataan talvella,
sen ravinteita poistava vaikutus on huomattavasti vähäisempi.
On arvioitu, että Varsinais-Suomessa olisi korjuukelpoista järviruokoalaa noin
6250 hehtaaria. Vuosittain kesällä tämä ala korjaamalla voitaisiin saada talteen 28
tonnia fosforia, joka olisi yli 10 % Saaristomereen tulevasta vuosikuormasta. (Hagelberg ym. 2008.) Ruo’on hyötykäytön fosforia vähentävä vaikutus olisi siis vedensuojelullisesti merkittävä.
5.7 Toksisuus
Biomassojen toksisten eli myrkyllisten ympäristövaikutusten arviointi on vielä hankalaa, sillä aiheesta ei ole olemassa juurikaan tutkimuksia. Biomassojen energiakäytössä toksisuusvaikutuksia syntyy lähinnä massan tuotannossa, sillä peltobio-
RAPORTIN NIMI
48
massojen viljelyssä ympäristöön levitetään tarkoituksellisesti haitallisia torjuntaaineita. Biomassojen jalostuksen, varastoinnin ja käytön aikaiset toksiset vaikutukset saattavat olla pienempiä kuin fossiilisilla polttoaineilla. Esimerkiksi öljynjalostukseen liittyy sellaisia toksisia päästöjä, joita ei synny biomassojen jalostamisessa: esimerkiksi haihtuvien hiilivetyjen (bentseeni) päästöjä, jotka voivat
aiheuttaa syöpää. (Antikainen ym. 2007, Ilmanlaatuportaali 2013.)
Biomassojen käytön kokonaisympäristövaikutuksia arvioitaessa toksisuus määräytyy raaka-aineen ja sen tuotantotapojen mukaan. Erityisesti mahdollisten torjunta-aineiden käyttö biomassojen tuotannossa on tärkeä tekijä ekotoksisuutta arvioidessa: myrkyllisiä päästöjä ympäristöön voidaan vähentää esimerkiksi
luomutuotannon avulla. Esimerkiksi pellolla tuotetun bioetanolin karsinogeenisten
aineiden päästöt ovat suuremmat kuin bensiinin, mutta jos bioetanolin tuotannossa käytetään jätemateriaaleja, ei karsinogeenisissa päästöissä ole eroa bensiiniin
verrattuna. Kuitenkin sekä peltobiomassan että jätemassan käyttö bioetanolin tuotannossa tuottaa vähemmän raskasmetallien päästöjä kuin bensiinin. Maan
muokkaustoimenpiteet (esimerkiksi kantojen korjuu) saattavat lisätä haitallisten
aineiden huuhtoutumista maaperästä vesistöihin. Näin vesistöihin saattaa vapautua elohopeaa, joka aiheuttaa ekotoksisuusvaikutuksia esimerkiksi kerääntymällä
kaloihin (Antikainen ym. 2007.)
5.7.1 Lietteiden ekotoksisuus
Vedenpuhdistamoiden toiminnasta syntyneessä puhdistamolietteessä on varsinkin aiemmin ollut runsaasti raskasmetalleja, jotka ovat olleet kotoisin teollisuudesta. Niiden määrä on saatu vähennettyä puuttumalla teollisuuden päästöihin. (Vihersaari 2004.) Aiemmin lietteiden käyttöä peltojen lannoittamiseen vastustettiin
ennen kaikkea niiden raskasmetallipitoisuuksien takia (Nikunen 2010). Lietteen tai
lieteseoksen maanviljelyskäytön raskasmetallikuormitukselle on säädetty laissa
enimmäisrajat, jotta niitä ei siirtyisi elintarvikkeina käytettäviin viljelyskasveihin
(Vihersaari 2004).
Raskasmetallien suhteen liete olisi jo pelloille sopivaa, mutta lietteiden hyötykäytössä ongelmia aiheuttavat muutkin aineet kuin raskasmetallit. Ongelmia voi syntyä monesta aineryhmästä, esimerkiksi palonestoaineista ja lääkeaineista. Materiaalien syttymisen hidastamiseen käytettäviä palonestoaineita on lukuisia, ja niiden
ominaisuudet ja myrkyllisyys vaihtelevat paljon. Näitä aineita on elektroniikka- ja
sähkölaitteissa, muoveissa, päällysteissä ja pehmusteissa, joten niiden päästöt
RAPORTIN NIMI
49
ovat kotoisin käytännössä kaikista kodeista. Niiden hajoaminen on äärimmäisen
hidasta niin luonnossa kuin peltomaassa. (Nikunen 2010.)
Lääkeaineita päätyy jätevesiin niin ikään joka kodista, joten suuri osa yhdyskuntavesilietteistä sisältää lääkeaineita. Niiden ympäristövaikutuksista tiedetään edelleen todella vähän, ja varsinkin niiden ekotoksiset yhteisvaikutukset ovat varsin
ennustamattomia. Lääkeaineissa on todella paljon eroja siinä, miten ne hajoavat
jätevedenpuhdistusprosesseissa ja sitoutuvat lietteeseen tai veteen. Nykytietämyksen mukaan lääkeaineet poistuvat jätevedenpuhdistuksessa 60-90 prosenttisesti. Lietteen maatalouskäyttö voi aiheuttaa lääkeaineiden sitoutumista maaperään ja niiden huuhtoutumista vesistöön. Lietteen sisältämät aineet pysyvät
maaperässä kauan. (Kangas ym. 2008)
Myös aikoja sitten kielletyt aineet voivat päätyä lietteisiin: jotkin kunnalliset puhdistamot käsittelevät myös kaatopaikoilta valuvia vesiä, jotka voivat sisältää aineita
jotka on vaarallisina kielletty jo vuosikymmeniä sitten. (Nikunen 2010.)
5.8 Biodiversiteetti
Monimuotoisuuden käsitteeseen liittyy lajien kokonaismäärä sekä taantuneiden ja
uhanalaisten lajien määrä. Biomassojen tuotannon merkittävimmät vaikutukset
luonnon biodiversiteettiin liittyvät tuotantoketjun alkupäähän eli niiden tuotantoon
maatalous- ja metsäympäristössä. Biomassojen kuljetus, jalostus ja niistä energian tuottaminen varaavat maa-alaa ja täten heikentävät lajien elinmahdollisuuksia
näillä maa-alueilla. Lisäksi biomassojen käyttö polttoaineena synnyttää päästöjä
jotka saattavat vaikuttaa monimuotoisuuteen happamoittavien ja rehevöittävien
päästöjen kautta. (Antikainen ym. 2007.)
5.8.1 Metsien biodiversiteetti
Metsien hyödyntäminen taloudellisesti on yksi Suomen luonnon monimuotoisuuteen eniten vaikuttavista asioista. Siksi puubiomassan energiakäyttöäkin on tarkasteltava monimuotoisuuden kannalta: metsäbiomassan keruu vaikuttaa luonnon
monimuotoisuuteen, sillä se ei energiakäytössä jää metsään lahoamaan. Metsään
jäävän materiaalin väheneminen koskee erityisesti lahopuueliöitä, mm. kääväkkäitä ja lahopuilla eläviä hyönteisiä. Nämä lajit ovat jo valmiiksi metsätalouden vuoksi
RAPORTIN NIMI
50
uhanalaistuneita tai taantuneita lajeja: ne ovat vähentyneet järeän lahopuun vähenemisen seurauksena. (Antikainen ym. 2007.)
Hakkuujätteen keräämiseen liittyvät ympäristövaikutukset ovat suurempia Varsinais-Suomessa kuin pohjoisemmassa, sillä Etelä-Suomessa on enemmän lajeja
ja täten enemmän uhanalaisia lajeja. Varsinais-Suomen alueella ei lisäksi ole niin
paljon suojeltua metsäpinta-alaa kuin pohjoisessa, joten lahopuun ja luonnontilaisen metsän määrät ovat jo valmiiksi alhaisia. (Antikainen ym. 2007.)
5.8.2 Perinnemaisemat ylläpitävät monimuotoisuutta
Viljellyillä pelloilla ei ole juurikaan merkitystä taantuneille ja uhanalaisille kasveille.
Monivuotisten nurmien ja kesantojen väheneminen on tärkeimpiä syitä maatalousympäristön biodiversiteetin köyhtymiselle. Jos pitkäaikainen nurmi siirretään
kasvintuotantoon energiabiomassaa varten, niin siitä aiheutuu negatiivinen vaikutus monimuotoisuuteen erityisesti linnuille ja monille hyönteisille. Esimerkiksi kun
viljapeltoja muutetaan ruokohelpipelloiksi energiantuotantoa varten, monimuotoisuus alueella vähenee. Ruokohelven kasvusto on korkeaa ja tiheää: esimerkiksi
rikkaruohot eivät juuri kasvuston alla viihdy. (Antikainen ym. 2007.)
Yksivuotisten rehunurmien siirrolla energiabiomassatuotantoon ei ole juuri negatiivisia vaikutuksia alueen monimuotoisuuteen, sillä ne ovat yleensä jo valmiiksi
lajistoltaan köyhiä alueita. Itse asiassa viljapellolla on enemmän kasvilajeja kuin
nurmilla: runsaasti yksivuotisia rikkakasvilajeja jotka puuttuvat monivuotisilta nurmialueilta. (Antikainen ym. 2007.)
Biomassan peltoviljelyllä on myös positiivisia vaikutuksia biologiselle monimuotoisuudelle sekä maatalousmaisemalle. Viljelyalueet, ojat ja pientareet tarjoavat sopivaa elintilaa myös luonnonvaraisille kasveille ja eläimille. Peltojen pitäminen viljelyksessä auttaa myös ylläpitämään vähenevää avointa maatalousmaisemaa.
(Ilmanlaatuportaali 2013.)
5.8.3 Järviruovikoiden vaikutukset
Järviruovikoilla on huomattava merkitys biodiversiteetille, sillä järviruo’on hallitsemat alueet ovat kasvillisuudeltaan vähälajisia. Monet rannikon niittylajit ovat taantuneet järviruo’on vaikutuksesta. Korkeat ja tiheät kasvustot vähentävät maahan
pääsevän valon määrää ja siten muiden lajien elinmahdollisuuksia, ja nopeasti
RAPORTIN NIMI
51
leviävä juurakko rajoittaa muiden lajien leviämismahdollisuuksia. (Hagelberg ym.
2008.)
Toisaalta moni eliölaji on ruo’osta riippuvainen ja hyötyy tiheästä ruovikosta. Ruovikko tarjoaa sopivia elinympäristöjä petokaloille, jotka käyttävät ravinnokseen
pohjasta ravinteita vapauttavia särkikaloja ja vaikuttavat näin ravinteiden vapautumiseen veteen. Ruovikkoalueet tarjoavat linnustolle pesimä- ja elinympäristöjä
sekä muutonaikaisia levähdyspaikkoja. Kuitenkin ruovikon kuivuminen ja kosteikon umpeenkasvu vähentävät lintulajistoa. Olisi tärkeää säilyttää ruovikossa
monimuotoinen rakenne, jossa vuorottelevat vesialueet ja yhtenäiset ruovikot.
Ruovikon käytön ja hoidon suunnittelussa tulisikin pyrkiä monimuotoisuuden ylläpitämiseen luontoarvojen vuoksi välttämällä koko aluetta koskevia niittoja. Suunnitelmallisesti toteutetulla korjuulla voidaan jopa parantaa esimerkiksi alueen linnustollista arvoa ja vesistön tilaa. (Hagelberg ym. 2008.)
5.9 Maaperän kuluminen ja eroosio
Maaperän tuottokyky riippuu monista tekijöistä, kuten maa-aineksesta, sen koostumuksesta, ravinteikkuudesta ja rakenteesta. Lisäksi maan laatua saattaa heikentää sinne kertyneet haitalliset aineet. Biomassan tuotannon vaikutukset maaperän tuottokykyyn liittyvät lähinnä maatalous ja metsätalousympäristössä
kasvatettaviin massoihin. Myös biomassojen varastointi, jalostus- ja polttolaitokset
varaavat maapinta-alaa ja esimerkiksi rakentaminen ja asfaltointi heikentävät
maan tuottokykyä. (Antikainen ym. 2007.)
Niin ruoan kuin biomassan tuottamiseen tarkoitetun viljelymaan tuottokykyä heikentää mm. maan tiivistyminen ja viljavuuden heikkeneminen. Lannan levitys pellolle voi aiheuttaa maan tiivistymistä, mikä lisää eroosion, veden pintavalunnan ja
ravinteiden huuhtoutumisriskiä. Tiiviistä maasta voi aiheutua typen kaasumaisia
päästöjä huonontuneen ilmanvaihdon vuoksi. (Alakukku ym. 2009.)
Orgaanisen aineksen väheneminen ja eroosio heikentävät viljelymaan tuottokykyä: ne köyhdyttävät maaperää ja lisäävät vesistöjen ravinne- ja kiintoainekuormitusta. Tätä voidaan vähentää pitämällä maa kasvipeitteisenä ympäri vuoden esimerkiksi käyttämällä myös monivuotisia kasveja tuotannossa. Viljelymaan
orgaanista ainesta voidaan lisätä viljelykiertojen sekä kasvivuorottelun avulla. (Antikainen ym. 2007.) Esimerkiksi energiapaju ei monivuotisena kasvina tarvitse jo-
RAPORTIN NIMI
52
kavuotista maanmuokkausta, joten eroosioriski vähenee (Suomen Energiapaju Oy
2013).
Pelloista voidaan saada hyödynnettävää biomassaa myös oljen muodossa. Olisi
kuitenkin hyvä jättää osa oljesta maahan, koska lierot saavat oljista ravintoa ja lahotessaan oljet muodostavat humusta. Olkea hyödyntäessä olisi huolehdittava
siitä, että maahan jäisi riittävästi orgaanista ainesta maan hiilipitoisuuden ja tuottavuuden ylläpitoon sekä eroosion estämiseen. Tätä auttaa myös suorakylvön
suosiminen, sillä silloin olki pysyy maan päällä pitäen valumat kurissa. Jätettäessä
oljet pellolle ongelmana on myös tautiriskien kasvaminen, sillä patogeenit pääsevät helpommin siirtymään oljista viljelykasveihin. (Tuomisto 2005.)
RAPORTIN NIMI
53
6 JOHTOPÄÄTÖKSET
6.1 Biomassojen käyttöä on mietittävä monelta kantilta
Suomen bioenergiatuotannon potentiaali on pieni verrattuna nykyiseen kokonaisenergiankäyttöön, joten biomassojen käytöllä voidaan vain pieneltä osin vaikuttaa
ilmastonmuutoksen etenemiseen. Energiankulutuksen vähentäminen on ratkaiseva keino kasvihuonepäästöjen vähentämisessä kestävälle tasolle. (Antikainen ym.
2007.) Biomassojen käyttö energiana on siis vain osaratkaisu kasvihuonepäästöjen hillitsemisessä.
Mikä on järkevää biomassojen käyttöä? Kannattaako niitä polttaa? Vai pitäisikö
biomassoja käyttää mieluummin materiaalina esimerkiksi ravinnoksi tai rehuksi,
paperiksi, rakennusmateriaaliksi tai lääkeaineiden materiaaliksi?
Esimerkiksi puusta olisi mahdollisuus jalostaa arvokkaita tuotteita, joiden taloudellinen arvo olisi huomattavasti suurempi kuin poltettavan puumassan. Toisaalta
puun polttamista voi perustella pohtimalla, miten puusta poltettava energia tuotettaisiin, jos puun energia jätettäisiin käyttämättä. Tällä hetkellä puun polttamisella
korvataan energiantuotannossa kivihiiltä. Nostaisiko puun kaiken jalostuspotentiaalin käyttäminen paineita fossiilisten polttoaineiden käyttöön? Vai olisiko esimerkiksi Varsinais-Suomen alueella mahdollisuus käyttää jotain korvaavaa uusiutuvaa energiaa?
Vaikka pellolla kasvaisi energiakasvin sijasta ruokaa, se ei tarkoita ettei pellosta
voisi saada energiaa: joissain tapauksissa pellosta voisi olla mahdollista korjata
olkea energiakäyttöön. Myöskään energiakasvien kasvatus ei aina ole vaihtoehto
ruoan tuotannolle: energiakasvien viljelyyn on mahdollista käyttää peltoja jotka
ovat poistuneet elintarviketuotannosta, kesantoaloja tai vesistöjen suojakaistaleita. (Tuomisto 2005.) Energiakasveja kasvaa Varsinais-Suomen alueella myös
täysin luonnonvaraisena: järviruoko on alueella laajalle levinnyt kasvi, jonka kasvuun ei tarvitse varata peltoalaa.
Biomassojen käytölle ja käyttämättä jättämiselle on useita perusteluita ja tutkimuksia: jotkin ovat sitä mieltä että järkevin tapa käyttää vaikkapa puuta on energiakäyttö, mutta taas toiset eivät polttaisi puuta lainkaan. Myös korjuutähteiden,
RAPORTIN NIMI
54
kuten oljen käyttämistä on kritisoitu, sillä jätettäessä peltoon ne estävät maaperän
köyhtymistä (Klemola 2013).
Biomassojen käytön järkevyys ja potentiaali riippuu pitkälti myös alueesta, missä
niitä on suunniteltu käytettävän ja kasvatettavan (tai korjattavan). Biomassojen
hyödyntämisen ympäristövaikutukset voivat olla aivan erilaiset eri alueilla ja erilailla toteutettuna. Jo toteutuksen onnistuminen voi vaikuttaa huomattavasti biomassan hyödyntämisen ympäristövaikutuksiin. Esimerkiksi jos järviruo’on kesäkasvuston keruun yhteydessä vesistön pohja sekoitetaan epähuomiossa, niin siitä
saattaa vapautua fosforia veteen (Hagelberg ym. 2008). Tämä saattaa johtaa lisärehevöitymiseen, vaikka järviruo’on poistolla pyritään usein nimenomaan poistamaan ravinteita kierrosta.
6.2 Eri biomassojen ympäristöystävällisyyden vertailu
Eri biomassojen ympäristövaikutuksia pohtiessa tulisi ottaa huomioon ainakin seuraavat kysymykset: Onko biomassan tuotanto toteutettu niin, ettei maaperän tuottokyky heikkene ja ekologiset vaikutukset muodostu liian suuriksi? Muodostuvatko
bioenergian tuottamisen ympäristövaikutukset erilaisiksi kuin vaihtoehtoiset tavat
tuottaa energiaa? Ovatko ne pienemmät vai suuremmat ja mistä nämä erot johtuvat? (Antikainen ym. 2007.)
Eri massojen ympäristövaikutukset riippuvat ainakin alueesta, käsiteltävästä massasta ja sen alkuperästä: onko massa jäteperäistä, vai onko se kasvatettu erikseen biomassakäyttöä varten? Myös massan korjuumenetelmät voivat vaikuttaa
sen vaikutuksiin. Biomassojen hyödyntämisessä syntyvät sivuvirrat ja niiden hyödyntäminen ovat merkittäviä tekijöitä ympäristövaikutusten arvioinnissa. Tuottaako
biomassan energiakäyttö päästöjä itse energiakäytön (esim. polttaminen) lisäksi
esimerkiksi sen jalostamisen aikana? Biomassojen ympäristöystävällisyyttä on
vaikea arvioida, sillä on lukuisia tekijöitä, jotka vaikuttavat, usein epäsuorasti.
Joskus biomassojen hyödyntämisen ympäristövaikutukset voivat muodostua suuremmiksi (esimerkiksi luonnon monimuotoisuuden osalta) kuin fossiilisten polttoaineiden: on siis pohdittava sitä, mikä painoarvo annetaan millekin ympäristövaikutukselle (Antikainen ym. 2007). Jos kuituhampun kasvattaminen tukahduttaa
muut kasvit alleen ja näin vähentää peltojen lajiston monimuotoisuutta, onko se
ympäristövaikutuksena verrattavissa esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidipäästöihin?
RAPORTIN NIMI
55
Eri biomassojen ympäristövaikutusten vertailu ja ”parhaan” biomassan päättäminen puhtaan paperitiedon pohjalta ei ole mielekästä. Jotain voidaan tietenkin todeta esimerkiksi eri biomassojen tuotannon sopivuudesta Varsinais-Suomen alueelle ja tarkastella mitä ympäristövaikutuksia eri biomassojen tuottamisella,
korjuulla, jalostamisella ja energiakäytöllä on.
Ongelmana biomassojen vertailussa on se, että niitä on tutkittu Suomessa hyvin
vaihtelevasti (Antikainen ym. 2007). Esimerkiksi energiapajua ei ole tutkittu juurikaan, kun taas metsäbiomassoista löytyy runsaasti tutkimustietoa. Eri tutkimuksissa voi lisäksi olla ristiriitaisia tuloksia esimerkiksi biomassojen ympäristövaikutuksista ja niiden pohjalta siitä, onko niiden korjuu ja energiakäyttö järkevää.
Esimerkiksi puiden kantoja on pidetty potentiaalisena metsäenergianlähteenä,
mutta aivan viimeisimmän tiedon mukaan (Akujärvi ym. 2013) tämä käsitys on kyseenalaistettu.
Suomen ympäristökeskuksen (nyk. ELY-keskukset) raportissa Bioenergian uudet
haasteet Suomessa ja niiden ympäristönäkökohdat (Antikainen ym. 2007) käydään läpi elinkaaritarkastelun mahdollisuutta esimerkiksi tietyn biomassan eri
elinkaariketjujen välillä. Näin voitaisiin arvioida esimerkiksi järviruo’on hyödyntämisen ympäristövaikutuksia vertaamalla kesäruo’on biokaasuttamista talviruo’on
polttamiseen. Paitsi että näitä tuotantotapoja vertailtaisiin keskenään, niitä tulisi
verrata raportin mukaan myös vastaavan energian tuottavaan fossiilisten polttoaineiden energiakäyttöön. Tässä tapauksessa voitaisiin esimerkiksi verrata kivihiilen
tai raskaan polttoöljyn lämpöarvoa siihen, kuinka paljon energiaa ruo’osta saa kilogrammaa kohti. Näin saadaan aikaan helposti tulkittavia tilastoja, mutta on muistettava että tulokset riippuvat aina siitä, miten ne suhteutetaan (Antikainen ym.
2007).
6.2.1 Eri biomassojen lämpöarvot
Biomassojen lämpöarvot poltettaessa vaihtelevat voimakkaasti esimerkiksi kosteuspitoisuuksien vuoksi, ja biokaasua tuotettaessa kaasutuotos voi vaihdella raaka-ainekoostumuksen ja niiden sekoitussuhteen mukaan voimakkaasti. Biomassoista on kuitenkin laskettu eri tutkimusten yhteydessä lämpöarvoja, jotka on
kuvattu taulukossa 2.
RAPORTIN NIMI
56
Taulukko 2. Biomassojen lämpöarvoja
Raskaan polttoöljyn ja eräiden biomassojen
polton lämpöarvoja kWh/kg
Raskas polttoöljy
11,42 1)
Metsähake
5,3 2)
Järviruoko
4,8 3)
Lanta (kuiva-aine)
4,2 4)
Puhdistamoliete (kuiva-aine)
3,8 5)
Olki
3,8 1)
Energiapaju
5,0-5,4 7)
Ruokohelpi
4,1 1)
Vilja (kaura)
3,6 1)
Kuituhamppu
4,8 8)
Kaasumaisten polttoaineiden lämpöarvo
kWh/m3
Raakabiokaasu
4,0-6,0
Puhdistettu biokaasu
9,9
1)
2)
3)
4)
5)
Lähteet: (Motiva oy 2010). (Kolppanen ym. 2011). (Motiva oy 2011). (Kauppinen 2005). (Lohiniva ym.
6)
7)
8)
2001). (Kolppanen & Kuokkanen 2013). (Hempenergy 2013). (Motiva oy 2013).
Kaasumaisten polttoaineiden lämpöarvo ilmoitetaan yleensä energiana kohti kuutiometri, ja raakabiokaasun lämpöarvo on puhdistettuna maakaasun veroinen
lämpöarvollaan (Motiva Oy 2013). Taulukossa ei ole mukana biohajoavia jätteitä,
sillä sille ei löytynyt selkeää lämpöarvoa: sekajätteen kuiva-aineen tehollinen lämpöarvo on arviolta 5,1 kWh/kg (Rintala 2013).
Mikä on kannattavampaa, biomassojen polttaminen vai biokaasutus? Vai olisiko
jokin ihan muu tapa hyödyntää biomassoja järkevin tapa tuottaa energiaa? Esimerkiksi biodiesel, bioetanoli ja pyrolyysi ovat tekniikoita, joilla voidaan tuottaa
biomassoista energiaa.
Joidenkin biomassojen suhteen voidaan miettiä sitä, että olisiko niitä järkevämpi
kaasuttaa biokaasuksi kuin polttaa. Esimerkiksi biomassan korkea kosteuspitoisuus voi olla merkittävä este sen polttamalla hyödyntämiselle. Kostea massa täytyy kuivata ennen polttoa, jottei polttouunissa kulu energiaa veden höyrystymiseen polttoaineesta ennen kuin se on polttokuivaa. Kuivaamiseen kuluu tietenkin
energiaa myös jos biomassa kuivataan ennen sähkö- tai lämpölaitoksen polttouunia. Biomassojen kaasuttamisesta syntyy lisäksi sivuvirtana ravinnepitoista
jäännöstä, jota voidaan joko esimerkiksi kompostoida ja käyttää maataloudessa
ravinteiden lähteenä tai sitä voidaan jopa polttaa. Voidaan tietyn varauksin todeta,
että ainakin joidenkin biomassojen kohdalla biokaasuttaminen tuottaa enemmän
energiaa ja olisi tehokkaampaa kuin niiden suoraan polttaminen energiaksi.
RAPORTIN NIMI
57
LÄHTEET
Akujärvi, A.; Kaasalainen, M.; Kaasalainen, S.; Krooks, A.; Liski, J.; Raumonen, P.
2013. Indirect emissions of forest bioenergy: detailed modelling of stump-root systems. Global Change Biology: Bioenergy. Vol 5 Issue 3.
Alakoskela, M. 2010. Öljyn käytön minimointi kaukolämpölaitoksessa. Opinnäytetyö. Tampereen ammattikorkeakoulu. Viitattu 20.5.2013. Luettavissa:
https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/13630/Alakoskela_Matti.pdf
?sequence=2
Alakukku, L. ; Alasuutari, S.; Harmoinen, T.; Palva, R. 2009. Lannan käsittely ja
käyttö. ProAgria keskusten liiton julkaisuja. Vantaa.
Alen, R.; Helynen, S.; Lahti-Nuuttila, T.; Lund, P.; Nyrönen, T.; Pietola, K.; Rintala,
J.; Sipilä, K.; Turpeinen, H. 2007. Arvio biomassan pitkän aikavälin hyödyntämismahdollisuuksista Suomessa. Asiantuntijaryhmän raportti.
Antikainen, R.; Grönroos, J.; Karvosenoja, N.; Känkänen, R.; Leskinen, P; Liski,
J.; Lähtinen, K.; Paunu, V.; Repo, A.; Seppälä, J.; Tuovinen, J.; Vanhala, P. 2011.
Metsäbiomassan energiakäytön ilmastovaikutukset Suomessa. Suomen ympäristö
5.
Suomen
ympäristökeskus.
Viitattu
4.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=124523&lan=fi
Antikainen, R.; Ilomäki, M.; Kauppi, L.; Mickwitz, P.; Punttila, P.; Puustinen, M.;
Seppälä, J.; Tenhunen, J. 2007. Bioenergian uudet haasteet Suomessa ja niiden
ympäristönäkökohdat. Nykytilakatsaus. Suomen ympäristökeskuksen raportteja
11/2007. Helsinki.
Arnold, M.; Carpén, L.; Kajolinna, T.; Kangas, A.; Koskinen, P.; Liuksia, S.; Lund,
C.; Merta, E.; Ryhänen, T. 2011. Energiatehokas lietteenkäsittely. Suomen ympäristökeskus.
Viitattu
13.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=128291&lan=fi
Arpiainen, V. 2013. Biohiilen tuotanto ja käyttö. Esitys Tapion Biohiilen renessanssi- seminaarissa Turussa 28.5.2013.
BalBic
2013.
Mitä
biohiili
on?
Viitattu
3.6.2013.
http://www.balbic.eu/fi/mita_biohiili_on/fi_FI/mita_biohiili_on/
RAPORTIN NIMI
Luettavissa:
58
Biovakka Suomi Oy 2013. Topinojan biokaasulaitoksen laajennushanke. Ympäristövaikutusten arviointiselostus.
Cofreen 2013. Phragmites australis. COFREEN-projekti. Viitattu 23.5.2013. Luettavissa: http://www.cofreen.eu/index.php/fi/jarviruoko
Eskola, T. 2012. Biodieselin ja bioetanolin valmistusmenetelmät ja ympäristövaikutukset. Opinnäytetyö. Tampereen ammattikorkeakoulu. Viitattu 16.5.2013. Luettavissa:
http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/43285/Eskola_Tiina.pdf?seq
uence=1
European Enviroment Agency 2013. Bioenergy production must use resources
more efficiently. Tiedote. Euroopan Unioni. Viitattu 23.7.2013. Luettavissa:
http://www.eea.europa.eu/pressroom/newsreleases/bioenergy-production-mustuse-resources
Fiberrefine
Oy
2013.
Bioenergia.
http://www.hemprefine.fi/tuotteet/bioenergia
Viitattu
5.6.2013.
Luettavissa:
Flyktman, M.; Helynen, S.; Hurskainen, M.; Kärki, J.; Sipilä, K. 2011. Kivihiilen
korvaaminen biomassoilla yhteistuotannon pölypolttokattiloissa. VTT tiedotteita
2595.
Viitattu
20.5.2013.
Luettavissa:
http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2011/T2595.pdf
Forssan Seudun Kehittämiskeskus Oy 2013. Envi Group Park. Ekoteollisuuspuisto
–
teollinen
symbioosi.
Viitattu
20.6.2013.
Luettavissa:
http://www.envigrowpark.fi/DowebEasyCMS/?Page=ekoteollisuuspuisto
Geologian tutkimuslaitos 2013. GTK on tutkinut turpeen rikkipitoisuutta Suomessa.
Viitattu
3.6.2013.
Luettavissa:
http://www.gtk.fi/_system/print.html?from=/_system/In_focus/news_0048.html
Grönroos, J.; Järvenpää, M.; Lehtonen, H.; Logren, J.; Luostarinen, S.; Paavola,
T.; Rankinen, K.; Rintala, J.; Salo, T.; Ylivainio, K. 2011. Lannan kestävä hyödyntäminen.
MTT
Raportti
21.
Viitattu
27.5.2013.
Luettavissa:
http://www.mtt.fi/mttraportti/pdf/mttraportti21.pdf
Hagelberg, E.; Ikonen, I.; Komulainen, M.; Lyytinen, S.; Simi, P. 2008. Ruokoenergiaa – järviruo’on energiankäyttömahdollisuudet Etelä-Suomessa. Turun
RAPORTIN NIMI
59
ammattikorkeakoulun
raportteja
66.
Viitattu
http://julkaisut.turkuamk.fi/isbn9789522160300.pdf
3.5.2013.
Luettavissa:
Hagström, M.; Vanhanen, J.; Vartiainen, E. 2005. Biokaasun maatilatuotannon
kannattavuusselvitys.
Gaia.
Viitattu
27.5.2013.
Luettavissa:
http://www.ruoko.fi/uploads/pdf/kannattavuusselvennys.pdf (Hagström ym. 2005)
Happonen, M. 2012. Particle and NOx Emissions from a HVO-Fueled Diesel Engine. Väitöskirja. Tampereen teknillinen yliopisto. Viitattu 3.6.2013. Luettavissa:
http://dspace.cc.tut.fi/dpub/bitstream/handle/123456789/21209/happonen.pdf?seq
uence=3
HempEnergy 2013. Hamppu energiakasvina. Turun ammattikorkeakoulun bioalojen ja liiketaloustieteiden yksikön projekti. Viitattu 5.6.2013. Luettavissa:
http://energiahamppu.turkuamk.fi/index.php?option=com_content&view=article&id
=192&Itemid=192
Hevosjalostusliitot 2013. Hevosala Suomessa. Viitattu 4.6.2013. Luettavissa:
http://www.hevosjalostusliitot.fi/portaali/fi/hevosala_suomessa.php
Hiltunen, J. 2013. Energiabiohiilen tuotantoteknologiat. Esitys Tapion Biohiilen renessanssi- seminaarissa Turussa 28.5.2013.
HINKUmappi, Suomen ympäristökeskus 2011. Biodieselin tuotantoa maaseutuoppilaitoksella.
Viitattu
20.5.2013.
Luettavissa:
https://wwwp5.ymparisto.fi/hinku/Kohteet/Tiedot.aspx?Id=201
Huikuri, N.; Kupari, P.; Pisto, S. 2011. Kiinteän bioenergian terminaaliverkosto
selvitys Satakunnassa ja Varsinais-Suomessa. Apila Group Oy Ab. Viitattu
4.6.2013.
Luettavissa:
http://www.metsakeskus.fi/fi_FI/c/document_library/get_file?uuid=e7cf597f-0f354e6b-987a-e41eb1164e37&groupId=10156
Huttunen, M.; Kuittinen V.; Leinonen, S. 2003. Biokaasulaitosrekisteri 2002. Suomen
biokaasulaitosrekisteri
VI.
Viitattu
15.5.2013.
Luettavissa:
http://www.biokaasuyhdistys.net/images/stories/pdf/rek6.pdf
Huttunen, M.; Kuittinen, V. 2012. Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 15. Publications of the University of Eastern Finland. Joensuu.
RAPORTIN NIMI
60
Ilmatieteen laitos 2001. Otsonikato on voimistanut UV-säteilyä Euroopassa. Tiedotearkisto:
2001.
Viitattu
4.6.2013.
Luettavissa:
http://ilmatieteenlaitos.fi/tiedote/1007020762 (Ilmatieteen laitos 2001)
Ilmatieteen laitos 2013. Bentseeni. Ilmanlaatuportaali. Viitattu 3.6.2013. Luettavissa: http://www.ilmanlaatu.fi/ilmansaasteet/komponentit/bentseeni.html
Itä-Suomen yliopisto 2013. Uusia havaintoja biomassan polton pienhiukkasten
haitallisuudesta.
Tiedote.
Viitattu
20.5.2013.
Luettavissa:
http://www.uef.fi/fi/uef/uutiset//asset_publisher/mm5chLRl4bhi/content/id/1811006
Kaate, Ilkka. 2010. Uusiutuva energia Varsinais-Suomessa. LuK-tutkielma. Turun
yliopisto.
Viitattu
20.5.2013.
Luettavissa:
http://users.utu.fi/iokaat/tutkielma/Uusiutuva%20energia%20VarsinaisSuomessa%20-%20LuK-tutkielma%20Ilkka%20Kaate.pdf
Kangas, A.; Rantanen, P.; Valve, M. 2008. Lietteen loppusijoitus- esiselvitys.
Suomen
ympäristökeskus.
Viitattu
14.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=80857&lan=fi
Karunen, L. 2006. Biokaasun tuotantomahdollisuudet eläinten lannasta pohjoisen
Keski-Suomen alueella. Opinnäytetyö. Jyväskylän ammattikorkeakoulu. Viitattu
28.5.2013.
Luettavissa:
http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/20544/karunen_23.pdf?sequ
ence=3 (Karunen 2006)
Kauppinen, P. 2005. Hevosenlannan hyötykäytön mahdollisuudet. Opinnäytetyö.
Jyväskylän ammattikorkeakoulu. Viitattu 17.6.2013. Luettavissa: http://theseus17kk.lib.helsinki.fi/bitstream/handle/10024/20538/hevosenlannan_hyotykaytto_12.pd
f?sequence=3
Klemola, K. 2013. FAQ – biomassa. Viitattu 29.4.2013.
http://www.bioteknologia.info/FAQ/biomassa/fi_FI/1_faq_biomassa/
Luettavissa:
Kola, J.; Simola, A. 2010. Bioenergian tuotannon aluetaloudelliset vaikutukset
Suomessa – Bioreg -hankkeen loppuraportti. Julkaisuja Nro 49. Taloustieteen laitos. Helsingin yliopisto.
Kolppanen, R.; Kuokkanen, M. 2013. VS: Kysymys Oamkin ekopelletti-hankkeen
Nesteiden ja kiinteiden aineiden lämpöarvojen määritys-raportista. Oamkin eko-
RAPORTIN NIMI
61
pellettihankkeen tutkijoiden sähköpostiviesti 25.6.2013. Vastaanottaja: Katariina
Hirvonen. Sähköposti Nesteiden ja kiinteiden aineiden lämpöarvojen määritystutkimukseen liittyen.
Kortelainen, K. 2012. Energiapajua turvesoille, niin vedetkin puhdistuvat. Tekniikka
ja
talous
3.5.2013.
Viitattu
22.5.2013.
Luettavissa:
http://www.tekniikkatalous.fi/energia/energiapajua+turvesoille+niin+vedetkin+puhd
istuvat/a805115
Koskinen, J.; Kulmala, A.; Lillunen, A.; Salmi, P. 2010. Karjanlannan typpi- ja fosforimäärät sekä niiden jakautuminen Satakunnassa ja Varsinais-Suomessa.
Kouki, J.; Lötjönen, T.; Vuorio, K. 2011. MTT raportti nro 19: Korsimassojen tuotantoketjut ja energiantuotanto kokopaalikattilalla. MTT Jokioinen.
Kujalan Komposti Oy 2012. Biomassojen käsittelyn kehittäminen. Ympäristövaikutusten
arviointiselostus.
Viitattu
22.5.2013.
Luettavissa:
http://www.kujalankomposti.fi/aineistot/Kujala_YVA-ohjelma.pdf
Kuusiola, T.; Monni, S. 2012. Varsinais-Suomen energia- ja kasvihuonekaasutase
2010.
Espoo:
Benviroc
Oy.
Viitattu
6.6.2013.
Luettavissa:
http://www.raisio.fi/palvelut-a-o/ymparisto-ja-luonto/ilman_laatu/fi_FI/ilmanlaatu/_files/87671533515442468/default/Varsinais-Suomen%20energia%20ja%20kasvihuonekaasutase.pdf
Källander, I. 1993. Luonnonmukainen maanviljely. Helsinki: Kirjayhtymä. (Källander 1993)
Liikkanen, T. 2010. Suomen biomassavarojen riittävyys. Kandidaatintyö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto.
Lohiniva, E.; Mäkinen, T.; Sipilä, K. 2001. Lietteiden käsittely – uudet ja käytössä
olevat tekniikat. VTT tiedotteita 2081. Viitattu 17.6.2013. Luettavissa:
http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2001/T2081.pdf
Lounais-Suomen ympäristökeskus 2004. Ympäristölupapäätös LOS-2004-Y-100111.
Viitattu
20.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=23398
Luostarinen, S., Logrén, J., Grönroos, J., Lehtonen, H., Paavola, T., Rankinen, K.,
Rintala, J., Salo, T., Ylivainio, K. & Järvenpää, M. (toim.) 2011b. Lannan kestävä
RAPORTIN NIMI
62
hyödyntäminen. HYÖTYLANTA-tutkimusohjelman loppuraportti. MTT Raportti 21.
MTT Jokioinen
Luostarinen, S., Paavola, T., Ervasti, S., Sipilä, I. ja Rintala, J. (toim.) 2011a. Lannan ja muun eloperäisen materiaalin käsittely-teknologiat. HYÖTYLANTAtutkimusohjelman kirjallisuuskatsaus. MTT Raportti 27. MTT Jokioinen.
Länsi-Suomen ympäristökeskus 2009. Etelä- ja Länsi-Suomen jätesuunnitelu: Yhteiskuntaja
haja-asutuslietteet.
Viitattu
13.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=108297&lan=fi
Lötjönen, T.; Pahkala, K. 2012. Peltobiomassat tulevaisuuden energiaresurssina.
MTT Raportti 44. MTT Jokioinen.
Metso Oyj 2010. Polttoöljyä metsähakkeesta. Viitattu 16.5.2013. Luettavissa:
http://www.metso.com/fi/corporation/articles_fin.nsf/WebWID/WTB-1005142256F-290F1
Motiva Oy 2010. Polttoaineiden lämpöarvot, hyötysuhteet ja hiilidioksidin ominaispäästökertoimet sekä energian hinnat. Energiatehokkuus- sopimukset. Viittattu
17.6.2013.
Luettavissa:
http://www.motiva.fi/files/3193/Polttoaineiden_lampoarvot_hyotysuhteet_ja_hiilidio
ksidin_ominaispaastokertoimet_seka_energianhinnat_19042010.pdf
Motiva Oy 2011. Muut peltobiomassat. Bioenergia. Viitattu 19.6.2013. Luettavissa:
http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/bioenergia/peltoenergia/muut_
peltobiomassat
Motiva Oy 2013. Biopolttoaineiden lämpöarvoja. Bioenergia. Viitattu 19.6.2013.
Luettavissa:
http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/bioenergia/biopolttoaineiden_la
mpoarvoja
Neste Oil Oyj 2008. Naantalin jalostamon laajennushanke. Ympäristövaikutusten
arviointiohjelma.
Viitattu
17.6.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=82454&lan=fi
Nikunen, E. 2010. Puhdistamolietteet pelloille – olisiko parempi katsoa kuin katua? Maaseudun tulevaisuus 17.2.2010.
Norokytö, N. 2010. Hyötyhampun käytön haasteet ja mahdollisuudet Suomessa.
Opinnäytetyö. Turun ammattikorkeakoulu. Viitattu 5.6.2013. Luettavissa:
RAPORTIN NIMI
63
http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/25801/Norokyto_Noora.pdf?
sequence=1
Nykter, M. 2006. Microbial quality of hemp and flax from plants to thermal insulation.
Väitöskirja. Helsingin
yliopisto.
Viitattu
5.6.2013.
Luettavissa:
http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/3152/microbia.pdf?sequence=2
Opetushallitus
2012.
Biomassa.
Viitattu
29.4.2013.
Luettavissa:
http://www.edu.fi/luovasti_luonnonvaroista/suomen_luonnonvarat/biomassa
Pirkanmaan ympäristökeskus 2010. Suomen ympäristö 44/2009: Etelä- ja LänsiSuomen jätesuunnitelman ympäristöselostus. Tampere.
Pitkänen, T. 2006. Missä ruokoa kasvaa? Järviruokoalueiden satelliittikartoitus
Etelä-Suomen ja Viron Väinämeren rannikolla. Turun ammattikorkeakoulun puheenvuoroja 29.
Rintala, H. 2013. Sekajätteen ja laitosrejektin fraktiointi- ja laatututkimus jatkokäsittelytarpeen arvioimiseksi. Opinnäytetyö. Lahden ammattikorkeakoulu. Viitattu
17.6.2013.
Luettavissa:
http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/54574/Henri_Rintala.pdf?seq
uence=1
Seppälä, J. 2011. Biomassan energiakäytön elinkaariarviointi ilmastonäkökulmasta. Luento 4.5.2011. Tilastokeskus. Helsinki.
Sojakka, M. 2013. Energiapuun kysyntä ja tarjonta Lounais-Suomen alueella. Esitys Tapion Biohiilen renessanssi- seminaarissa Turussa 28.5.2013.
Starck, J. 2011. Nopeaan pyrolyysiin perustuvan bioöljyn tuotantolaitoksen liiketoiminnallinen malli ja kannattavuuslaskenta Savonlinnan seudulla. Diplomityö.
Lappeenrannan
teknillinen
yliopisto.
Viitattu
15.5.2013.
Luettavissa:
http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/72113/nbnfife201109275594.pdf?sequence=3
Strand, T. 2011. Biohiilen tekeminen jätemateriaalista maanparannuskäyttöön.
Kandidaatintyö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Viitattu 3.6.2013. Luettavissa:
http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/76753/Kandidaatinty%C3%B6_Strand.
pdf?sequence=1
RAPORTIN NIMI
64
Suomen Energiapaju Oy 2009. Pajunviljelyopas. Viitattu 22.5.2013. Luettavissa:
http://www.suomenenergiapaju.fi/images/Energiapajun_viljelyopas_2009.pdf
Suomen Energiapaju Oy 2013. Ensimmäinen kokemus pajun korjuusta ja poltosta. Viitattu 24.5.2013. Luettavissa: http://www.suomenenergiapaju.fi/
Suomen ympäristökeskus 2012. Happamoittavat päästöt ilmaan. Viitattu 3.6.2013.
Luettavissa: http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=667
Suomirakentaa.fi 2013. Tulisijalla lämpöä ja tunnelmaa. Viitattu 10.5.2013. Luettavissa:
http://www.suomirakentaa.fi/tyoohjeet/hormit-ja-tulisijat/tulisijallalaempoeae-ja-tunnelmaa
Söderman, T. 2003. Luontoselvitykset ja luontovaikutusten arviointi. Naturaarvioinnin tarvehankinta. Ympäristöopas 109. Suomen ympäristökeskus. Viitattu
17.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=10038&lan=fi
Tarvainen, V. 2008. Otsoni ilmansaasteena. Ilmatieteen laitos. Viitattu 17.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ilmanlaatu.fi/ilmansaasteet/tietosivut/otsoni_ilmansaasteena.php
Tekes 2013. Biomassa EKSTRA: Mitä biomassa on? Viitattu 29.4.2013 Luettavissa:
http://www.bioteknologia.info/etusivu/ymparisto/Biomassa/fi_FI/Mita_biomassa_on
/
Tekes
2013b.
Bioenergia.
Viitattu
29.4.2013.
Luettavissa:
http://www.bioteknologia.info/etusivu/ymparisto/Biomassa/fi_FI/Bioenergia/
Tike 2012. Maatilojen sadonkäyttö 2011-2012. Viitattu 13.5.2013. Luettavissa:
http://www.maataloustilastot.fi/maatilojen-sadonkaytto
Tike 2013. Käytössä oleva maatalousmaa 2012. Viitattu 13.5.2013. Luettavissa:
http://www.maataloustilastot.fi/k%C3%A4yt%C3%B6ss%C3%A4-olevamaatalousmaa-2012_fi
Tilastokeskus 2011. Energian kokonaiskulutus energialähteittäin (ktoe ja TJ) ja
CO2-päästöt (Mt) 2011: Puupolttoaineet. Viitattu 10.5.2013. Luettavissa:
http://193.166.171.75/Database/StatFin/ene/ehk/ehk_fi.asp
Tilastokeskus 2012. Teollisuuden energiankäyttö 2011. Viitattu 10.5.2013. Luettavissa: http://www.stat.fi/til/tene/2011/tene_2011_2012-11-16_tie_001_fi.html
RAPORTIN NIMI
65
Tuomisto, H. 2005. Biokaasun ja peltoenergian tuotannon ja käytön ympäristövaikutukset. Maa- ja metsätalousministeriö. Viitattu 15.5.2013. Luettavissa:
http://www.mmm.fi/attachments/ymparisto/5AvnEch9m/Biokaasun_ja_peltoenergi
an_tuotannon_ja_kayton_ymparistovaikutukset.pdf
Tuorlan hoidettu ranta vetää lintuja puoleensa. Uutiset lähialuelta. Viitattu
24.5.2013.
Luettavissa:
http://www.elykeskus.fi/fi/uutiset/uutiset_alueilta/Sivut/Tuorlanhoidetturantavetaalintujapuoleensa.as
px
Turun Energia Oy 2013. Energian alkuperä. Viitattu 20.5.2013. Luettavissa:
http://www.turkuenergia.fi/index.php?page=5c705057f37b8bc06673084e9ed3f39
Turun kaupunki 2013. Kestävä kehitys. Viitattu
http://www.turku.fi/Public/default.aspx?nodeid=12026
8.5.2013.
Luettavissa:
Turun seudun jätehuolto 2013. Ruuantähteistä multaa tai energiaa. Viitattu
8.5.2013.
Luettavissa:
https://www.tsj.fi/fi/lajittelu/omaan-jateastiaan-taikierratyspisteeseen/biojate/
Turun seudun puhdistamo Oy 2013. Kakolanmäen jätevedenpuhdistamo – yhtiö.
Viitattu 14.6.2013. Luettavissa: http://www.turunseudunpuhdistamo.fi/toimintaalue.html
Uitamo, E. 2011. Varsinais-Suomen energiastrategia 2020. Varsinais-Suomen
elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen julkaisuja 12/2010. Viitattu 17.6.2013.
Luettavissa:
http://www.e-julkaisu.fi/V-S_Energiastrategia_2020/pdf/VS_Energiastrategia_mr.pdf
Uudenmaan ympäristökeskus 2009. Etelä- ja Länsi-Suomen jätesuunnittelu: Biohajoavat jätteet. Taustaraportti. Uudenmaan ympäristökeskuksen raportteja
11/2009.
Viitattu
6.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=114553&lan=fi
Wang, L. 2013. Value chain analysis of bio-coal business in Finland. Esitys Tapion Biohiilen renessanssi- seminaarissa Turussa 28.5.2013.
Varsinais-Suomen ELY 2013. Jätemäärät ja jätteiden hyödyntäminen LounaisSuomessa.
Viitattu
8.5.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=262836#a2
RAPORTIN NIMI
66
Vihersaari, V. 2004. Opas puhdistamolietteen maanviljelykäytöstä. Viitattu
14.6.2013.
Luettavissa:
https://www.turkuamk.fi/Public/download.aspx?ID=66218&GUID={C280CAECDB71-4F31-8FAC-4C824B84A3D3}
VTT 2013. Pajun poltto-ominaisuudet testissä Joensuussa. Viitattu 22.5.2013. Luettavissa: http://www.vtt.fi/news/2013/18022013_paju.jsp
YLE Keski-Suomi 2011. Ruokohelpi oli floppi. Viitattu 1.5.2013. Luettavissa:
http://yle.fi/uutiset/ruokohelpi_oli_floppi/5390515
Ylänen, P. 2013. Varsinais-Suomen metsäenergiapotentiaali. Suomen metsäkeskus
Lounais-Suomi.
Viitattu
6.6.2013.
Luettavissa:
http://www.metsakeskus.fi/fi_FI/c/document_library/get_file?uuid=a71b982c-5db549c9-b5c8-f642573e8c4f&groupId=10156
Ympäristöministeriö 2010. Kotieläintalouden ympäristönsuojeluohje. Liite 2: Eläinsuojan ympäristölupahakemus ja täyttöohjeet. Ympäristöhallinnon ohjeita 1/2010.
Edita
Prima
Oy:
Helsinki.
Viitattu
17.6.2013.
Luettavissa:
http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=117243&lan=fi
RAPORTIN NIMI
67