Biokaasu: avain vihreään siirtymään?

Lanta, olki, nurmi – näistä kaikista saadaan biokaasua polttoaineeksi monenlaisiin menopeleihin. Mutta onko biokaasu oikeasti ilmastoystävällinen vaihtoehto? Voiko se olla halvempaa kuin perinteiset polttoaineet? Miten Pohjanmaalla, Etelä-Pohjanmaalla ja Keski-Pohjanmaalla saataisiin biokaasun potentiaali nykyistä paremmin käyttöön?  

Näihin aiheisiin pureudutaan Oivalluksia-podcast-jaksossa, jossa vieraina ovat tutkijatohtori Kirsi Spoof-Tuomi Vaasan yliopistosta, projektipäällikkö Sanna Hietamäki Seinäjoen ammattikorkeakoulusta ja TKI-asiantuntija Petri Jäntti Centria-ammattikorkeakoulusta.  

Kirsi Spoof-Tuomi, mitä biokaasu on ja missä sitä voi käyttää nyt ja tulevaisuudessa? 

– Biokaasu on metaanin ja hiilidioksidin seos, jota syntyy, kun mikrobit hajottavat orgaanista ainesta – esimerkiksi lantaa, lietettä tai ruokajätettä – hapettomissa oloissa. Kyseessä on uusiutuva ja vähäpäästöinen energialähde, joka syntyy jätteistä. 

– Biokaasussa on paljon energiaa, ja sitä voidaan käyttää sellaisenaan, niin sanottuna raakakaasuna, esimerkiksi lämmön tuotannossa. Kun se jalostetaan puhtaaksi biometaaniksi, se toimii kuin maakaasu – mutta ilman fossiilisia päästöjä. Biometaania voidaan syöttää kaasuverkkoon tai käyttää esimerkiksi teollisuuden energialähteenä, sähkön ja lämmön tuotannossa sekä liikenteessä. Liikennekäyttö onkin varmasti monelle se tutuin biokaasun – tai oikeammin – biometaanin käyttökohde, ja sillä korvataan jo nyt fossiilisia polttoaineita mm. henkilöautoissa ja busseissa. 

– Tulevaisuudessa biokaasun merkitys kasvaa erityisesti raskaassa liikenteessä ja merikuljetuksissa. 

Kannattaa myös muistaa, että biokaasu ei ole vain energiaratkaisu – se on myös osa kestävää jätehuoltoa, maatalouden resurssiviisautta ja alueellista omavaraisuutta. Lanta, lietteet ja vaikkapa ylivuotiset heinäpaalit eivät ole ongelmajätettä – vaan arvokasta kaasuntuotannon raaka-ainetta. 

Sanna Hietamäki, miksi aihe on tärkeä meillä Suomessa ja erityisesti täällä Pohjanmaan, Etelä-Pohjanmaan ja Keski-Pohjanmaan alueella? 

– Meillä on näillä alueilla paljon maataloutta, josta syntyy sivuvirtoja – esimerkiksi ylijäämäolkea, lantaa, erilaisia nurmia – joita voitaisiin hyödyntää biokaasuntuotannossa. Ruoka-ala kerryttää valtavasti arvonlisää ja työllisyyttä näihin maakuntiin, eli biokaasuntuotanto tukisi samalla myös kestävää ruoka-alaa.  Kun hyödynnettäisiin ruoka-alalla syntyvät sivuvirrat, tuettaisiin myös aluetaloutta ja siirtymää pois fossiilisista polttoaineista.  Lisäksi tällä hetkellä maatalous on riippuvainen tuontilannoitteista, joita biokaasuntuotannossa syntyvällä mädätysjäännöksellä voitaisiin korvata. 
 
– Hankkeemme selvityksissä todettiin, että pohjalaismaakunnissa on merkittävä, mutta alihyödynnetty biokaasupotentiaali. Näillä alueilla biokaasuntuotanto voitaisiin jopa kahdeksankertaistaa nykyiseen tuotantoon verrattuna.  Jokaiseen näistä kolmesta maakunnasta on suunnitteilla tai rakenteilla kaksi biokaasulaitosta, eli nyt toimijat ovat alkaneet heräämään tähän alihyödynnettyyn potentiaaliin. Mutta tämänkin jälkeen potentiaalia olisi vielä käytettävissä – puhutaan siis jopa kymmenistä laitoksista yhteensä tälle alueelle, riippuen laitoksen koosta.  

– Kun mietitään valtakunnallisella tasolla, niin nykyisessä hallitusohjelmassa on mainittu tavoite lisätä biokaasuntuotantoa, edistää sitä ja biokaasun monipuolista käyttöä.  Kuulemani mukaan näin on myös EU:n tasolla. Alueellamme on edellytyksiä siihen, että kannamme tässä asiassa isostikin kortemme kekoon. 

Kirsi Spoof-Tuomi, olette tehneet biokaasuun liittyvää päästölaskentaa. Mitä se paljasti biokaasun ilmastohyödyistä? 

– Kyllä, teimme päästölaskentaa nesteytetylle biokaasulle eli LBG:lle erilaisilla syöteseoksilla. Laskenta perustui EU:n uusiutuvan energian direktiiviin, eli huomioimme biokaasun koko elinkaaren – syötteiden hankinnan, kaasun tuotannon, jalostuksen ja nesteytyksen sekä loppukäytön. Lopuksi nesteytetyn biokaasun päästöjä verrattiin raskaassa tieliikenteessä dieselin ja meriliikenteessä nesteytetyn maakaasun käytön päästöihin. Tulokset olivat selkeitä: nesteytetty biokaasu vähensi päästöjä merkittävästi. RED-direktiivin kestävyyskriteerien täyttämiseksi biopolttoaineiden tulee vähentää kasvihuonekaasupäästöjä vähintään 65 % verrattuna fossiiliseen polttoaineeseen, ja tämä kriteeri täyttyi selvästi kaikissa tutkituissa tapauksissa. 

– Yksi tärkeimmistä havainnoista oli, että käytetyillä syötteillä on iso vaikutus lopputulokseen. Suurimmat päästövähennykset saavutettiin lantapainotteisilla syötteillä. Lannan käyttö tuo niin sanotun lantahyvityksen – eli kun lanta käsitellään biokaasulaitoksessa, vältetään lannan hallitsemattomat metaanipäästöt. Kun tämä otetaan huomioon, biokaasun hiilijalanjälki voi olla jopa negatiivinen, mikä tarkoittaa, että ilmakehästä sidotaan enemmän hiiltä kuin sinne päästetään. 

– Ja muutama esimerkki numeroista: kun käytettiin pääasiassa lantaa, raskaan liikenteen päästöt vähenivät jopa 135 % verrattuna dieseliin. Jos taas käytettiin pelkkiä nurmimassoja, päästövähennys oli raskaassa liikenteessä 82 % ja meriliikenteessä hieman vähemmän 70 %, mutta edelleen merkittävä. Puhutaan siis todella tuntuvista ilmastohyödyistä. 

Biokaasu on siis ilmastolle hyvä vaihtoehto, mutta entä kustannustehokkuus – Kirsi Spoof-Tuomi, pärjääkö biokaasu hinnassa perinteisille polttoaineille? 

– Biokaasun kustannustehokkuus riippuu monesta tekijästä – ennen kaikkea siitä, millaisella tuotantomallilla ja kokoluokalla kaasua tehdään, ja mihin sitä lopulta käytetään. 

– Teimme laskelmia eri kokoisille laitoksille – pienistä maatilamittakaavan yksiköistä aina suuriin keskitettyihin laitoksiin, sekä paineistettuna että nesteytettynä biokaasuna. Suurten laitosten osalta kustannuksia laskettiin 50 ja 120 GWh vuodessa tuottavalle nesteytetyn biokaasun laitokselle sekä 65 ja 150 GWh vuodessa tuottavalle paineistetun biokaasun laitokselle. Nämä ovat jo todella mittavia laitoksia – puhutaan alueellisista energiainvestoinneista. 150 GWh vuodessa paineistettua kaasua tuottava investointituettu laitos voi tuottaa biokaasua, joka on hinnaltaan kilpailukykyinen maakaasun kanssa – niin teollisuudessa kuin sähkön ja lämmön tuotannossa. Pienemmän, 65 GWh laitoksen tuottama paineistettu kaasu jää näissä käyttökohteissa vielä hieman maakaasua kalliimmaksi. Sen sijaan liikenteessä biokaasu on bensiiniä ja dieseliä edullisempi vaihtoehto. 

– Myös nesteytetty biometaani on jo nyt kilpailukykyinen dieselin kanssa raskaassa liikenteessä – ja sen asema varmasti vahvistuu entisestään, kun tieliikenne siirtyy EU:n päästökauppaan viimeistään vuonna 2028. Meriliikenteessä päästökauppa on jo voimassa, ja siellä vertailua tehtiin nesteytettyyn maakaasuun LNG:hen. Laskelmien mukaan 120 GWh:n laitoksessa tuotettu nesteytetty biokaasu voi kilpailla nesteytetyn maakaasun kanssa, kun päästöoikeuden hinta nousee lähelle 100 euroa per tonni. Ennusteiden mukaan tämä taso saavutetaan vuonna 2027. 

– Sen sijaan päästökaupan ulkopuolisessa teollisuudessa kustannushyötyjen saavuttaminen korvaamalla nesteytetty maakaasu nesteytetyllä biokaasulla on vaikeampaa – ellei mukaan saada uusia ratkaisuja. Esimerkiksi biokaasun jalostuksessa erotellun hiilidioksidin talteenotto ja kaupallinen hyödyntäminen voisi olla tällainen ratkaisu.    

– Lopuksi on hyvä muistaa, että logistiikka ja infrastruktuuri vaikuttavat paljon kustannuksiin. Hajallaan olevat biomassat ja pitkät kuljetusmatkat nostavat hintaa, ellei alueellista yhteistyötä hyödynnetä tehokkaasti. Kehittämällä alueellisia biokaasuhubeja voidaan tuotantoa ja jakelua suunnitella alueellisesti, hyödyntää mittakaavaetuja ja parantaa koko järjestelmän kustannustehokkuutta. 

Sanna Hietamäki, puhutte biokaasuhubeista. Mitä ne ovat ja millaisia ne ovat näissä maakunnissa?  

– Biokaasuhubit ovat alueellisia biokaasukuvauksia, jotka perustuvat laskelmiin ja erityisesti potentiaalin kartoittamiseen. Hub myös viittaa tietyllä alueella sijaitseviin toimijoihin, jotka muodostavat paikallisen biokaasuverkoston. Esimerkiksi Etelä-Pohjanmaalla tunnistettu kaksi tällaista keskittymää, melko keskellä maakuntaa Seinäjoen Nurmossa ja sitten vähän etelämpänä maakuntaa Kurikan Jalasjärvi. 

– Vaikka maakunnissa on paljon maataloutta, niin on niissä erojakin, eli Pohjanmaalla merkittävin biokaasun käyttöpotentiaali liittyy lähimerenkulkuun ja teollisuuskäyttöön.  Etelä-Pohjanmaan biokaasuhubissa merkittävin biokaasun käyttöpotentiaali liittyy alkutuotantoon ja ruokaketjuun, kuten isoihin maatiloihin sekä elintarviketeollisuuteen. Keski-Pohjanmaalla merkittävimmät biokaasun käyttöpotentiaalit liittyvät teollisuus-, energiantuotanto- ja liikennekäyttöön.  

Sanna Hietamäki,mitä hyötyä on maakuntien välisestä yhteistyöstä? 

– Ensinnäkin sen avulla saadaan käyttöön laajempi ja monipuolisempi raaka-ainepohja, mikä parantaa syötteiden saatavuutta ja toimitusvarmuutta. Yhteistyö luo alustan parhaiden käytäntöjen, teknologisen osaamisen ja innovaatioiden jakamiselle.  Se voi luoda uusia liiketoimintamahdollisuuksia, esimerkiksi lannoitejalosteiden tuotannossa. Ovet aukeavat helpommin laajemmille markkinoille pääsylle biokaasulle ja mädätteelle, mikä tasapainottaa kysyntää ja tarjontaa alueiden välillä.  

– Mitä tulee talouteen, niin yhteistyön myötä taloudellinen riski yksittäisellä toimijalla pienenee. Suuremmat, alueiden väliset biokaasulaitoshankkeet ovat usein myös houkuttelevampia sijoittajille ja ne voivat saada helpommin julkista rahoitusta.  

– Lisäksi yhteistyössä toimivat maakunnat voivat tehokkaammin ajaa biokaasualan etuja kansallisella tasolla. Tämä voi johtaa suotuisampiin säädöksiin ja tukijärjestelmiin, jotka vauhdittavat alan kasvua ja kehitystä.  

Petri Jäntti, miten biokaasutuotannosta ja -logistiikasta saadaan tehokkaampaa digitalisaation avulla?  

– Tässä vaiheessa voidaan ehkä paljastaa, mistä tulee hankkeen nimi, DigiBiogasHubs. Hankkeessa on kehitetty digitaalinen markkinapaikka, jonka tavoitteena on vahvistaa biokaasualan toimijoiden välistä vuorovaikutusta ja yhteistyötä. Alusta mahdollistaa kaikkien biokaasun ympärillä toimivien toimijoiden, esimerkiksi biokaasun tuottajien ja käyttäjien, biomassan omistajien, maanviljelijöiden, asiantuntijoiden ja logistiikka-alan toimijoiden verkostoitumisen. Alustalla voidaan käydä kauppaa biokaasusta, biomassoista sekä mädätysjäännöksestä ja kierrätyslannoitteista. 

– Käytännössä biokaasun tuotantoa voidaan alustan avulla tehostaa, kun biokaasun tuottajat voivat kontaktoida vaivattomasti alueen biomassan tarjoajia. Tällöin tuotantokatkoksia voidaan välttää tapauksissa, joissa laitoksen syöte ei muuten riittäisi haluttuun tuotantomäärään. Lisäksi on mahdollista, että alustan avulla voidaan luoda kontakteja biomassan omistajiin, joilla on tarjolla paremman biokaasupotentiaalin omaavia raaka-aineita. On huomattava myös, että alusta tarjoaa mahdollisuuden valmiiden sopimuspohjien hyödyntämiseen. Tämä menetelmä laskee potentiaalisesti kynnystä tarjota omia syötteitään biokaasulaitoksille, kun sopimukset ovat todennettuja.

– Alusta mahdollistaa toimijoiden paikantamisen myös karttanäkymässä. Tällä on suuri vaikutus myös logistisesta näkökulmasta. Biokaasun tuottajat ja logistiikkayritykset voivat optimoida selkeän näkymän ansiosta kuljetusreittejä ja keräilypisteitä sekä biokaasulle, syötteille ja mädätysjäännöksille. Tämä on tärkeää, koska mikäli biokaasulaitos hankkii syötteensä oman maatilansa ulkopuolelta, tarvitaan laitoksen ylläpitämiseen jatkuvaa logistiikkaa, jossa syötteitä tuodaan laitokselle lisää ja mädätysjäännöstä ja biokaasua kuljetetaan pois. 

Petri Jäntti, mitkä ovat seuraavat kehitysaskeleet, jotta maakunnissa voidaan tuottaa ja käyttää biokaasua entistä enemmän? 

– Tuotannon ja kysynnän kohtauttaminen on biokaasualalla usein haastavaa. Digitaalisella alustalla haluammekin olla edistämässä molempien kehitystä. DigiBiogasHubs-hankkeen päättyessä on mahdollista kehittää alustaan liittyvä jatkohanke, jonka avulla alustaa voidaan kehittää vielä kehittyneemmäksi ja tuoda biokaasutoimijat laajemmalla alueella tietoiseksi alustan toimintamahdollisuuksista. Alusta jää joka tapauksessa käytettäväksi avoimena lähdekoodina. Tällöin kuka tahansa potentiaalin havaitseva voi ottaa tämänhetkisen kehitysversion käyttöönsä ja luoda sen ympärille omaa liiketoimintaansa.

– Tarkastellessamme kolmen maakunnan biokaasupotentiaaleja, nousi olki selkeästi yhdeksi merkittävimmistä yksittäisistä syötelajeista. Haasteena oljen käytössä biokaasulaitosten kannalta on sen sisältämä ligniini, joka häiritsee biokaasun tuotantoa. Tästä syystä olkea täytyy kyetä esikäsittelemään ennen biokaasutuotantoa. Tulevaisuudessa keskitämme tutkimustamme oljen käyttöön liittyvien pullonkaulojen purkamiseen. 

– Lisäksi haluamme edistää jatkossa myös biokaasulaitosten mädätysjäännösten jalostettavien kierrätyslannoitteiden valmistusta, sillä ne voisivat muodostaa alueelle merkittäviä uusia liiketoimintamahdollisuuksia. 

– Olemme luoneet hankkeessa myös prosessimallin, joka voi toimia apuvälineenä biokaasulaitosta suunnittelevalle. Mallissa jäsennetään kokonaisuutta mm. siitä, millaisia resursseja tarvitaan ja mitä päätöksiä tai lupia tarvitaan biokaasukeskittymän luomiseksi.