biopolttoaine

Jätteiden ja tähteiden käyttö energiantuotannossa ja biopolttoaineiden raaka-aineina on voimakkaassa kasvussa. Fossiiliset polttoaineet korvataan enenevissä määrin uusiutuvilla ja Suomi on eturintamassa ottamassa näihin liittyviä teknologioita käyttöönsä.

Yli puolet Suomen nykyisestä biotaloudesta perustuu metsiin, mutta yhä tärkeämpi osa sitä on jätteiden ja teollisten sivuvirtojen hyödyntäminen eli ns. kiertotalous. Kiertotaloudessa jätteitä ei synny tai jos syntyy, ne käytetään raaka-aineina uusien tuotteitten valmistukseen.

"Kaikki kierrätykseen kelpaamaton kannattaa hyödyntää energiana", sanoo Fortumin lämpödivisioonaan johtaja Jouni Haikarainen.

Jätteen osuus lämmöntuotannossa Euroopassa on kasvussa, samoin biopolttoaineiden kysyntä. Siihen suuntaan mekin kehitämme toimintaamme."

Fortum on jätteen energiahyötykäytössä pohjoismaiden johtavia yrityksiä. Yhtiö avasi viime vuonna peräti neljä sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitosta Itämeren alueella. Ruotsin Högdalenin voimalan se otti käyttöön jo 1970-luvulla.

"Jäte on energiayhtiön kannalta mielenkiintoinen polttoaine. Jätteenpoltto on hänen mukaansa yleistä Keski-Euroopassa, mutta siitä syntyvää lämpöä ei siellä vielä hyödynnetä tehokkaasti."

Tähteistä biopolttoaineita

Fortumin lisäksi myös Neste Oil kuuluu Suomen näkyviin biotalouden vetureihin. Puoliksi valtion omistuksessa olevan yhtiön menestystuote on NExBTL-biodiesel.

Tähteiden osuus Neste Oilin biopolttoaineiden raaka-aineissa on jatkuvassa kasvussa. Vuoden 2014 alkupuolella niiden osuus nousi jo 62 prosenttiin. Loppuosa raaka-aineesta on raakapalmuöljyä.

"Kuusi vuotta sitten meillä oli vain yksi raaka-aine: kasviöljyt eli käytännössä palmuöljy", kertoo yhtiön öljytuotteet-liiketoiminnan vastaava johtaja Matti Lehmus.

"Nyt meillä on jo 10 erilaista raaka-ainetta ja tulevaisuudessa tavoitteena on lisätä niiden määrää sekä löytää täysin uusia raaka-ainemahdollisuuksia."

Neste Oilin NExBTL-biodieselin raaka-ainevalikoima tänään:

Elintarviketeollisuuden eläinrasvajäte
Kalanjalostuksen rasvajäte
Kasviöljyjen jätevirrat
Tekninen maissiöljy
Mäntyöljypiki
Raakapalmuöljy
Camelinaöljy
Jatrophaöljy
Soijaöljy
Rypsiöljy

Hänen mukaansa uusin mielenkiintoinen lisä raaka-ainevalikoimaan ovat kalateollisuuden rasvajätteet ja mäntyöljypiki. Seuraava uusi raaka-aine voisi olla käytetyt paistorasvat, joiden mahdollisuuksia tutkitaan yhtiössä parhaillaan.

"Tulevaisuudessa myös maa- ja metsätalouden tähdevirrat, kuten olki ja harvennushakkuista saatu puu, ovat mielenkiintoisia potentiaalisia raaka-aineita."

Uusien raaka-aineiden käyttöönotto on silti aina merkittävä teknologinen haaste. Alkuun oli hänen mukaansa myös vaikeaa löytää uusia hyödynnettäviä sivuvirtoja, jotka täyttäisivät tiukat laatuvaatimukset.

Yhtiö kerää raaka-aineet toistaiseksi monista lähteistä ja merkittäviltä osin ulkomailta, mutta Lehmus uskoo, että tulevaisuudessa myös kotimaisten raaka-aineiden osuus voi nousta, kun teknologiakehityksen etenee.

Aalto-yliopisto on esimerkiksi kehittänyt yhteistyössä Neste Oilin kanssa prosessia, jossa hiilihydraatit muutetaan mikrobien avulla öljyksi. Tähteitä ja jätteitä raaka-aineenaan hyödyntävästä prosessista voitaisiin Suomessa kehittää suuren mittaluokan teollinen prosessi.

Taustalla pitkäjänteinen kehitystyö

Jätteiden ja tähteiden käytön lisääminen on Lehmuksen mukaan vaatinut pitkäjänteistä kehitystyötä. Haasteet ovat olleet moninaisia, mutta nyt yhtiö voi hänen mielestään olla ylpeä saavutuksistaan.

NExBTLn takana olevat innovaatiot ovat hänen mukaansa pääasiassa kehitetty talon sisällä.

"Yhtiö on erittäin tutkimusorientoitunut. 5000 työntekijästä peräti 1200 tekee töitä tutkimuksen tai laitesuunnittelun parissa", Lehmus kertoo.

Myös muita haasteita on ollut. Lehmuksen mukaan esimerkiksi raaka-aineiden maailmanlaajuisen hankintaverkoston kehittäminen on vienyt aikaa, sillä monella raaka-aineella ei ole ollut keräilylogistiikkaa lainkaan.

Hänen mukaansa jätteiden ja tähteiden eräkoot ovat olleet pieniä ja niiden laatutaso on vaihdellut. Tuotantoteknologiasta pitäisikin hänen mielestään kehittää mahdollisimman joustavaa, etteivät pienet laatupoikkeamat vaikuta lopputuotteeseen.

"Uusien esikäsittelymenetelmien kehittäminen raaka-aineille, samoin kuin polttoaineiden laadunvarmistuksen merkitys ovat nousussa", pohtii Lehmus.

Puu taipuu moneksi

Myös perinteikäs metsäyhtiö UPM on lähtenyt miettimään, mitä kaikkea puupohjaisista raaka-aineista voi tehdä. Yhtiön Biopolttoaineet-liiketoiminnan myynti-ja markkinointijohtajan Sari Mannosen mukaan tukkipuusta valmistetaan edelleen paljon sahatavaraa ja vaneria.

Yli jääneistä kuorista ja tähteistä voi kuitenkin valmistaa esimerkiksi biopolttoaineita tai niitä voi hyödyntää energiantuotannossa. Uuteaineista syntyy uusiutuvaa dieseliä ja ligniinistä ja fibrilleistä muita uusia tuotteita.

Biopolttoaineet ovat hänen mukaansa uusi merkittävä askel kohti biotaloutta. Yhtiö on avaamassa kesän aikana Lappeenrantaan biojalostamoa, jossa raakamäntyöljystä valmistetaan toisen sukupolven biopolttoaineita.

Yhtiön tuote on UPM BioVerno, joka laskee yhtiön mukaan autoilun kasvihuonekaasupäästöjä jopa 80 prosenttia fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Tuote vastaa käyttöominaisuuksiltaan perinteisiä öljypohjaisia polttoaineita ja soveltuu nykyautoihin ja jakeluasemille.

Teollisen mittakaavan investointi on ensimmäinen laatuaan maailmassa. Valmis laitos työllistää suoraan lähes 50 henkilöä ja välillisesti noin 150.

Laitoksen avajaisia varjostaa kuitenkin kahden suuren taistelu: Neste Oil ja UPM ovat ajautuneet patenttiriitaan, jota ratkotaan parhaillaan oikeudessa.

Neste Oilin mukaan UPM on loukannut yhtiön 1990-luvulta peräisin olevaa patenttia, joka koskee keskitisleen valmistamista kasviöljyistä. UPM katsoo, ettei se loukkaa Neste Oilin patenttia, vaan käyttää omaa patentoitua innovaatiotaan.

UPM Lappeenrannan biojalostamo avattiin viime kesänä.

Uusiutuvasta energiasta kumpuaa menestystarinoita

Kansainvälisen energiajärjestön IEA:n hiljattain julkaistun arvioinnin mukaan Suomi on pitkään ollut maailmanlaajuisesti edelläkävijä sähkön ja lämmön yhteistuotannossa (CHP) sekä kaukolämmössä ja kaukojäähdytyksessä (DHC).

Uusiutuvan energian käyttö sähkön ja lämmön yhteistuotannossa kokonaisuudessaan on Suomessa kansallinen menestystarina. Kymmenen vuoden ajan uusiutuvista puuperäisistä lähteistä tuotettu sähkö CHP-tuotannossa on ollut tasaisesti yli 45 prosenttia.

Fortumin viime vuonna avaamat neljä uutta sähkön- ja lämmön yhteistuotantolaitosta sijaitsevat Klaipedassa Liettuassa (otsikkokuvassa), Suomen Järvenpäässä, Jelgavassa Latviassa ja Bristassa Ruotsissa.

Laitokset tuovat alueelle 86 megawattia uutta uusiutuvaa energiaa hyödyntävää sähköntuotantokapasiteettia ja 243 megawattia lämmöntuotantokapasiteettia. Määrä vastaa noin 50 000 kotitalouden lämmön kulutusta ja noin 80 000 talouden sähkön kulutusta vuodessa.

UPM:n Biofore-konseptiauto esittelee biomateriaalien innovatiivista käyttöä autoteollisuudessa. Auton keulan maski, sivuhelmat ja ovipaneelit sekä osa sisustaa on valmistettu biokomposiitista.

Suomen teolliset symbioosit kootaan tietokantaan

Teollisessa symbioosissa useampi yritys hyödyntää tehokkaasti yhdessä raaka-aineita, teknologiaa, palveluita tai energiaa. Symbioosien tavoitteena on luonnonvarojen säästäminen. Toisen jäte on toisen raaka-aine.

Sitra on nyt koonnut suomalaisyritysten teolliset symbioosit tietokantaan, joka löytyy osoitteesta teollisetsymbioosit.fi.

Palvelu näyttää Sitran johtavan asiantuntijan Jyri Arposen mukaan hyvin, millaisia symbiooseja on jo olemassa ja mikä on niiden työllisyys- ja kustannusvaikutus. Tietokanta on hänen mielestään hyvä työkalu myös päättäjille ja se kannustaa yrityksiä yhteistyöhön yli toimialarajojen.

Fakta: Kiertotalous helpottaisi nuorisotyöttömyyttä

Joka kuudes työtön nuori Euroopassa löytäisi kierrätykseen ja jätehuoltoon liittyvän työpaikan, jos EU ohjaisi yhteiskuntaa kunnianhimoisesti kohti resurssitehokkuutta, toteaa Euroopan ympäristövirasto EEB:n jätepolitiikasta vastaava viranomainen Piotr Barczak Uusiouutisissa.

Viraston tuoreen raportin (”Advancing Resource Efficiency in Europe”) mukaan EU:hun syntyy 750 000 uutta työpaikkaa kymmenessä vuodessa ja 860 000 työpaikkaa 15 vuodessa, jos EU ottaa käyttöön kaavailemansa keinot jätteen synnyn ehkäisylle ja kierrätyksen lisäämiselle.

"Tietokantaan on kerätty jo noin 120 suomalaisyrityksen tiedot, mutta tavoitteena on laajentaa järjestelmää koko Euroopan laajuiseksi ja saada siitä myös interaktiivinen."

Hänen mukaansa muun muassa EU-komissio on ollut kiinnostunut sen laajentamisesta. Hyvään alkuun saadun järjestelmän ylläpito ja kehittäminen on nyt siirtymässä Motiva Oy:lle.

Tietokannasta löytyy mielenkiintoisia esimerkkejä suomalaisyritysten symbiooseista. Esimerkiksi HOK Elanto säästää jätehuoltokustannuksissa, kun Sita Suomi Oy kerää sen myymälöistä yli jääneen vanhentuneen leivän ja toimittaa sen St1 Biofuels Oy:lle.

St1:n biopolttoainelaitoksella Vantaalla leivästä valmistetaan etanolia ja sivutuotteena rehua. Etanoli viedään Vantaalta eteenpäin väkevöintilaitokselle, jossa siitä erotetaan jäljelle jäänyt vesi. Tämän jälkeen etanoli sekoitetaan polttoaineeksi ja toimitetaan jakeluasemille.

Sita puolestaan hakee leivät biopolttoainetta käyttävällä autolla, jota se saa St1:n asemilta, mikä tarkoittaa sitä, että jakeluauto käytännössä kulkee itse keräämällään leivällä.

Suuria teollisten symbioosien hyödyntämismahdollisuuksia liittyy esimerkiksi fosforin kiertoon tähtääviin kokonaisratkaisuihin, joiden parissa muun muassa Outotec tekee töitä. BioA-konseptin alla suomalaisyritykset suunnittelevat biojalostamoa, jolla voitaisiin tuottaa energiaa ja samalla palauttaa jätteiden sisältämä typpi ja fosfori takaisin käyttöön.

Tagit

biopolttoaine

jätteet

kierrätys

UPM

Fortum

polttoaine

Raakaöljy on itse asiassa biopolttoainetta: se on syntynyt satojen tuhansien vuosien kuluessa ammoisista kasveista ja meren eliöistä, jotka ovat hautautuneet sedimentin alle. Siellä kuumuus ja paine ovat muuttaneet kuolleet eliöt ja kasvijätteet nestemäisiksi ja kaasumaisiksi hiilivedyiksi, joita nyt voidaan käyttää polttoaineina, voiteluun ja monenlaisten petrokemiallisten prosessien raaka-aineena.

Öljyä ei kuitenkaan luokitella biopolttoaineeksi, koska öljyvarat maapallolla ovat rajalliset, ja sitä ei synny enää lisää. Siksi sille etsitään parhaillaan erilaisia vaihtoehtoja, ja yksi mahdollisuus ovat päivän kuvassa olevat levät (kuvassa suurennettuna mikroleviä).

Levät voivat tuottaa hyvin tehokkaasti biopolttoaineen tuotannossa tarvittavaa öljyä, triasyyliglyseroliöljyä, muuntamalla hiilidioksidia ja Auringon valoa lipideiksi ja öljyiksi. Levät ovat tässä olennaisesti parempia kuin kuivalla maalla kasvavat biopolttoainekasvit. Verrattuna esimerkiksi rypsiin, soijaan, palmuojyyn ja jatropaan, nopeasti kasvavat levät ovat jopa 300 kertaa tuottoisiampia.

Leväöljy saattaa hyvinkin olla "vihrein" eri biopolttoaineista, koska sen tuottaminen merissä on helppoa ja luonnollista, ja sen muuntaminen polttoaineeksi on suoraviivaista ja suhteellisen vähän energiaa vaativaa. Levät myös kuluttavat ilmakehän hiilidioksidia kasvaessaan, joten niiden nettohiilidioksidipäästöt ovat mahdollisesti jopa negatiivisia.

Levät eivät myöskään edellytä maatalousmaan käyttämistä muuhun kuin ruoan tuotantoon – oikeastaan ne auttaisivat kasvattamaan lisää ruokaa, koska leviä voitaisiin kasvattaa kuntien jätevesissä, jotka sisältävät runsaasti lannoitteita, ammoniakkia ja fosfaatteja.

Erityisen suuria lupauksia leväpolttoaine tarjoaa lentokonepetroolin ja dieselin tuottamiseksi. Useat lentoyhtiöt ovat testanneet levästä tehdyn polttoaineen käyttöä ja leväkerosiinin tuotanto on alkanut tänä vuonna teollisesti. Sen hinta on noin 0,6 euroa litralta, eli jotakuinkin saman verran kuin perinteinen polttoaine maksaa nykyisin; biopolttoaineiden käyttä olisi siis taloudellisesti mahdollista jo nyt, etenkin jos päästökauppa otetaan huomioon, ja tilanne tulee vain paranemaan tuotannon lisääntyessä.

Tagit

Kun puhutaan uusiutuvasta energiasta, kyse on normaalisti aurinkopaneeleista tai tuulivoimasta, mutta nyt alaskalaispanimo tuo esille uuden vaihtoehdon: oluen mäskin.

Mäski, oluen panemisesta jäljelle jäävä märkä viljamassa (yleensä mallasohra), on yleensä ikävää jätettä, mistä panimot haluavat päästä lähinnä eroon nopeasti ja kätevästi. Mäskiä on ajettu kompostoreihin ja myös annettu ruoaksi eläimille - onhan se hyvä proteiinilähde, vaikka viljasta on imetty makua ja väriä olueeseen.

Näin on tehnyt myös Alaskan Brewing Co. -panimo, mutta heille kustannukset mäskin kuljettamisesta eläintiloille ovat olleet huomattavia, koska tieverkosto ei ole Alaskassa kattava ja hyvä. Niinpä panimo keksi tilata erikoisen polttopannun, missä mäskiä voidaan kuivata ja polttaa. Energialla tuotetaan höyryä, mitä tarvitaan oluen panemisessa.

Mäskiä polttamalla panimo säästää noin 60-70% öljylaskussaan.

Tie kohti mäskienergiaa alkoi jo vuonna 1995, jolloin panimo hankki laitteiston märän mäskin kuivaamiseen. Mikäli mäskiä olisi kuljetettu pitkiä matkoja eläintiloille märkänä, olisi se alkanut käydä. Lisäksi märkänä sen massa on suurempi, mikä lisää edelleen kuljetuskustannuksia.

Siinä missä aikaisemmin mäskiä kuivattiin öljyä polttamalla, käytti uusi järjestelmä osan mäskistä energianaan. Hyvät kokemukset laitteistosta saivat panimon pohtimaan energiantuotannon lisäämistä.

Seuraavaksi panimoon asennettiin laitteisto, millä mäskistä voitiin erottaa hieman kuivempi aines, mikä voitiin puristaa briketeiksi. Näiden polttaminen oli helpompaa kuin mäskin kuivaaminen ja sen johtaminen poltettavaksi.

Vuoden 2012 lopussa panimo sai valmiiksi 1,8 miljoonaa dollaria (1,4 miljoonaa euroa) maksaneen lopullisen polttolaitteiston, minkä avulla lähes kaikki mäski voidaan kuivata ja puristaa polttoaineeksi, mitä voidaan käyttää yhdessä öljyn kanssa höyryä tuottavassa pannussa.

Oluen panemisessa tarvittavaa lämpöä tuotetaan eri energianlähetillä ympäri maailman, mutta nähtävästi alaskalaispanimo on ensimmäinen mäskiä olennaisissa määrin käyttävä oluttalo.

Teksti perustuu Alaskan Brewing Companyn tiedotteeseen

Kuvalähteet (Flickr, Creative Commons): pääkuva afagen, lisäkuva gregpc

Tagit

Tilaa aihepiirin biopolttoaine RSS-syöte