__MAIN_TEXT__
feature-image

Page 1

Bioenergia kasvaa metsissä1 ja maatiloilla

Liite 3/2015 | 12.10.2015

Biokaasulaitoksista energiaa maatiloille Maatilojen biokaasulaitosten avulla saadaan ravinteet kiertoon. Ne voivat myös lisätä maatalouden energiaomavaraisuutta ja vähentää ympäristövaikutuksia. Investoinnin kannattavuus on silti pullonkaulana.

Sivu 5

Metsien hyvä hoito parasta ilmastopolitiikkaa Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus lisääntyy ja ilmasto muuttuu. Suomalainen metsätalous voisi osaltaan olla torjumassa ilmastonmuutosta.

Sivu 8

Yhä useampi kasvihuone lämpiää hakkeella Viime vuonna kasvihuoneyritykset kuluttivat noin 1 600 gigawattituntia energiaa, josta sähköä kolmannes. Lämmitysenergiaa tuotettiin eniten uusiutuvalla polttohakkeella.

Sivu 9

TEPPO JOHANSSON/KOTIMAISET KASVIKSET RY

Kasvihuoneiden lämmityksessä on siirrytty pois öljystä, mutta valotuksen tehostamisessa on vielä työtä.

Kalamassasta potkua biokaasun tuotantoon Kasvatetun kalan rasvaisia perkuu- ja fileointijäännöksiä käytetään biodieselin raaka-aineena. Kala tehostaa myös biokaasutuotantoa. Sen varaan ei silti kannata biokaasulaitosta perustaa.

Sivu 15

Sikalietteen fosfori tehokkaasti erilleen Energiapuun korjuun oltava ekologisesti kestävää

s. 6

Suomalainen bioenergiaosaaminen on vientituote s. 13 Metsähakkeen kuivaus kannattaa

Uusia tuotteita keksitään ja testataan koko ajan

s. 16

L ARI LIEVONEN

JOENSUU (MT)

Pentin Pajan ykköstuotteella sykeharvesterilla voi nyt tehdä myös määrämittaista tukkia langattoman mittalaitteen avulla. Samalla koneella hoituvat siis tukit, kuidut ja halot, iloitsevat Pentin Pajan yrittäjät Janne ja Mikko Häikiö. Taimikon perkauksen koneellistaminen on ollut yksi Pentin Pajan tulevaisuuden näköaloista, jonka eteen koneiden kehittelyä on tehty jo vuosia. Tien- ja pellonreunojen raivaukseen sekä taimikon kitkentään soveltuviin leukoihin on hiljattain lisätty leikkaava terä. ”Tuotekehittelyä ja lisävarustelua keksimme koko ajan asiakkaiden palautteen ja omien testikokeilujen pohjalta. Ideoinnin taustalla on vankka käytännön työkokemus”, toimitusjohtaja Mikko Häikiö sanoo. Suomessa taimikonhoidosta on koneellistettu vasta muutama prosentti, ja esimerkiksi Ruotsissa tullaan vielä Suomen perässä. Ruotsissakin tosin koneellista Naarva-perkaajaa jo kokeillaan. Pentin Pajan tavoitteena on myydä sinne ensi vuonna puolenkymmentä kitkevää eli lehtipuiden vesat juurineen maasta riuhtaisevaa, järeätä P25-mallista, perkaajaa. Pentin Paja Oy on vuonna 1982 perustettu perheyritys, joka on erikoistunut pienpuun korjuuseen tarkoitettujen laitteiden tuotekehitykseen ja valmistukseen. Lisäksi yritys tarjoaa teollisuuslaitoksille huolto-, asennus- ja kunnossapitopalveluita. Pentin Paja Oy myy Naarva-tuotenimellä yli kymmentä erilaista mallia sykeharvestereita, kaatopäitä, energiakouria ja perkaajia. Naarva-tuoteperheestä löytyy laitteita kaikkien konevalmistajien alustakoneisiin: traktoreihin, metsäkoneisiin, kaivinkoneisiin ja kuorma-autoihin. Naarva-tuotteita käytetään muun muassa energiapuun hakkuuseen, ensiharvennuksiin, ongelmapuiden kaatoon, taimikonhoitoon sekä piennarten ja pellonreunojen raivaukseen. Naarva-tuotteita on viety yli 30 maahan. Suurimpia vientimaita ovat Ruotsi, Saksa, Norja ja Viro.

Sivut 10–11

Janne Häikiö, Juha Korhonen ja Mikko Häikiö ovat tyytyväisiä langattoman mittalaitteen toimintaan. Sitä on testattu tänä syksynä ahkerasti Joensuun metsissä.

TUOMAS HEINONEN/RODEO

s. 12

Uusiutuvan energian tuotantoa ja käyttöä halutaan lisätä. Metsä tuottaa jo nyt energiaa voimalaitoksille ja kuluttajille. Maatalous puolestaan tuottaa paljon biomassoja, niiden sivutuotteita ja jätteitä, joista saadaan energiaa. Myös kalojen perkeistä saadaan bioenergiaa.

Polttopuu tarvitsee oman laatustandardinsa, koska käyttövalmiin puun kauppa on lisääntynyt suuresti.

Polttopuulle kansainvälinen laatuluokitus Myytävälle polttopuulle on määritetty kansainväliset laatuluokat. Ne koskevat sekä tulisijoissa että halkokattiloissa käytettävää puuta. Polttopuun tärkeimmät määritettävät ominaisuudet ovat raaka-ainelähde, puulaji, mitat, kosteus ja määrä.

Sivu 19


2

Luken bioenergiatutkimus kattaa lähes kaikki biomassat PASI SUOMI/LUKE

Luonnonvarakeskuksen (Luke) toimintakenttää ovat metsät, pellot ja vedet. Kun katse siirtyy biomassoihin, on kattaus lähes täydellinen. Elollisen luonnon biomassat ja niiden jalostamisesta syntyvä energia sekä jalostuksen ja käytön sivutuotteet ja jätteet ovat Luken bioenergiatutkimuksen ytimessä. Luken metsäenergiatutkimus on koottu ForestEnergy2020-ohjelmaan, jossa tutkimus- ja kehitystyötä tehdään yhteistyössä VTT:n kanssa. Ohjelman näkökulma on koko metsäenergian tuotanto- ja käyttöketju metsästä voimalaitoksiin ja kuluttajille. Jotta tuo kokonaisuus saadaan hoitoon, tarvitaan siihen VTT:n käyttöpään teknologia- ja energiajalostusosaamista. Energiamuotoina ovat kiinteät, nestemäiset ja kaasumaiset eli kaikkea, mitä puusta ja sen sivutuotteista voi saada.

Antti Asikainen ja Saija Rasi selvittävät, miten metsästä ja maataloudesta saataisiin enemmän bioenergiahyötyjä.

Bioenergian kasvun avaimet Bioenergia on uusiutuvaa energiaa vastakohtana fossiilisista polttoaineista tuotetulle energialle. Meillä tärkein uusiutuvan energian lähde on ollut puu. Nyt myös maatalouden ja ruuantuotannon sivutuotteita ja jätteitä on alettu käyttää energiantuotannossa. Puulla tuotetaan Suomessa vuosittain noin 80−90 terawattituntia energiaa. Puuta käytetään lämmön- ja sähköntuotannossa ja aivan viime vuosina nestemäisten polttoaineiden tuotannossa. BIOENERGIAA TUOTETAAN kilpailukykyisimmin teollisen biomassan jalostuksen raaka-ainevirroista. Metsätaloudessa teollisuuden sivutuotteet ovat olleet jo pitkään kannattavia ja siten lähes täyskäytössä. Puunkorjuun ja metsänhoidon sivutuotteena syntyvää metsähaketta on alettu hyödyntää laajasti vasta tällä vuosituhannella. Metsähakkeen käytön lisääminen lähes nollasta noin kahdeksaan miljoonaan kuutiometriin reilussa vuosikymmenessä on suomalaisen energiapolitiikan menestystarina. Matkaa tavoitteeseen eli 12−13 miljoonaan kuutiometriin kuitenkin vielä on. Nykyisenkin tuotannon säilyttäminen on haastavaa halpojen fossiilisten polttoaineiden puristuksessa. Puubiomassan kilpailukykyä voidaan edelleen parantaa, kun korjuumenetelmät ja materiaalin varastointi sekä muu laadunhallinta tehostuvat. MAATALOUDESSA BIOENERGIAN tuotanto kytkeytyy lannan ravinteiden kierrätykseen ja lannan kierrätettävyyden parantamiseen. Biokaasua muodostuu biomassan hajotessa hapettomissa olosuhteissa. Kaasun lisäksi prosessissa muodostuu jäännös, joka

tulisi hyödyntää, jotta ravinteiden kierrätys olisi tehokasta. Biokaasua voitaisiin tuottaa erilaisista biomassoista arviolta kymmenen terawattituntia. Nykyisin tuotetaan tästä vain kymmenesosa. Suurin osa nykytuotannosta tulee biojätteiden käsittelystä ja kaatopaikoilta kerätystä kaasusta. Suurin kasvumahdollisuus onkin maataloudessa, sillä 86 prosenttia biomassoista tulee maataloudesta. JATKOSSA ERI BIOMASSOISTA, myös metsähakkeesta, täytyy kyetä erottelemaan arvokkaampia jakeita raaka-aineeksi esimerkiksi kemianteollisuudelle ja lannoitteiden tuotantoon. Vain näin saavutetaan pitkän aikavälin kilpailukyky ja toisaalta kasvava arvonlisäys. Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan sekä biomassan raaka-ainehankinnan että jalostuksen tutkimusta. Myös markkinat ja niiden kehitys on kyettävä ennakoimaan nykyistä paremmin. Biomassa on melko kallis ja niukka uusiutuva raaka-aine. Siksi on harkittava tarkoin, mihin ja missä muodossa sekä mihin tarkoitukseen biomassaa käytetään, jotta jaettavaa riittäisi koko arvoketjuun. Lisäksi bioenergian tuotannon olisi oltava sekä taloudellisesti että ympäristön näkökulmasta kestävää.

TARKASTELUSSA TEKNOLOGIAT, UUDET POLTTOAINEET JA KESTÄVYYS Käyttöpäässä avainsanoja ovat muun muassa polttotekniikat, yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto, savukaasun puhdistus, pyrolyysi ja kaasutus. Teknologian kehittämisen lisäksi myös uusiin polttoaineisiin

TAVOITTEENA ENERGIAOMAVARAINEN MAATILA Maatalous tuottaa paljon biomassoja, niiden sivutuotteita ja jätteitä, joita voidaan hyödyntää myös energiantuotannossa. Tutkimuksessa keskitytään eri energiaa ja ravinteita tuottavien teknologioiden kehittämiseen sekä kannattavuuden parantamiseen eri mittakaavan tuotantoyksiköissä. Näkökulma on maatilakokoluokka, jolloin eläin- ja kasvintuotannosta saatavia energiaa ja ravinteita käytetään tilalla tavoitteena energiaomavarainen maatila. Elintarvike- ja eläinrehukäytön lisäksi on tutkittu myös kalan käyttöä bioenergian raaka-aineeksi. Rehevöityneiden kalavesien särkikaloja voidaan käyttää esimerkiksi biokaasuprosessin raaka-aineena. Lue lisää: www.forestenergy2020.org Timo Muhonen, Luke Lisätietoja: timo.muhonen@luke.fi Puh. 029 532 3040 ERKKI OKSANEN/LUKE

Terawattitunti (TWh) = 1 000 GWh = 1 000 000 MWh = 1 000 000 000 kWh. Antti Asikainen ja Saija Rasi, Luke Lisätietoja: antti.asikainen@luke.fi Puh. 029 532 3250 Luken metsäenergiatutkimus on koottu ForestEnergy2020 -ohjelmaan.

TOIMITTANUT: Riitta Salo-Kauppinen, Luke

Liite 3/2015

METSÄ TUOTTAA ENERGIAA VOIMALAITOKSILLE JA KULUTTAJILLE Ketjun alkupää on metsä. Siellä kiinnostuksen kohteina ovat metsänenergian tuotannon ja hankinnan ympäristökysymykset, muun muassa tuholaiset, ravinteet sekä vaikutukset metsien kasvuun ja vesistöihin. Toinen tärkeä kysymys on energiapuun riittävyys ja korjuupotentiaali sekä valtakunnallisesti että alueellisesti. Metsäpäässä kehitetään myös uusia ja tehokkaampia keinoja kasvattaa energiapuuta. Erityisesti energiapuun kohdalla laadultaan korkeatasoisen raaka-aineen korjuu ja kuljetus tuotantopaikoille sekä varastointi ketjun eri vaiheissa ovat kriittisiä kysymyksiä. Niihin ohjelmassa panostetaan.

liittyvät liiketoimintaratkaisut ovat tutkimuksen kohteena. Energiantuotannon kokonaistarkastelussa ei voi ohittaa kestävyyskysymyksiäkään liittyen biomassan energiakäytön ilmasto- ja ympäristövaikutuksiin. Uusiutuva energia on mitä suurimmassa määrin myös poliittinen kysymys niin kansallisella kuin EU-tasolla. Tärkeä osa tutkijoiden työtä ovat erilaisten skenaariotarkastelujen, kestävyysperusteiden ja muun asiantuntijatyön tekeminen politiikkavalmistelua ja muuta julkisen sektorin kehittämistyötä varten.

72. vuosikerta ISSN 1796-8763 (painettu) ISSN 1796-8771 (verkko) www.mtt.fi/julkaisut/ maaseuduntiede/haku.html

YHTEISTYÖSSÄ:

TOIMITUSKUNTA: Luke: Tuija Aronen Katja Holmala Erja Huusela-Veistola Anna-Kaisa Jaakkonen Erkki Joki-Tokola Kaisa Kuoppala Timo Muhonen Panu Orell

Miia Parviainen Marja Poteri Jari Setälä Terhi Suojala-Ahlfors Tuija Sievänen Sauli Valkonen Johanna Torkkel Riitta Salo-Kauppinen

Maaseudun Tulevaisuus: Tiina Taipale MAASEUDUN TIEDE Luonnonvarakeskus Viikinkaari 4 00790 Helsinki P. 029 532 6000 www.luke.fi

Luonnonvarakeskus on tutkimus- ja asiantuntijaorganisaatio, joka tekee työtä luonnonvarojen kestävän käytön ja biotalouden edistämiseksi. Maaseudun Tiede –liite kertoo Luonnonvarakeskuksen ja sen yhteistyötahojen uusimmista tutkimuksista. Liite ilmestyy neljä kertaa vuodessa.


3

Metsäenergian menestystarinalle ei näy loppua Metsistä on aina saatu ja käytetty energiaa, puuta, haketta ja muita puuston osia. Tulevaisuudessa puupolttoaineen käyttö tulee lisääntymään edelleen.

ERKKI OKSANEN/LUKE

Puu ja erityisesti metsähake on polttoaineena haastava. Sen kosteus ja palakoko vaihtelevat ja lisäksi siinä on usein mukana polttoa haittaavia epäpuhtauksia. Siksi polttoaineen käsittely laitoksilla ja kattilateknologia oli aikoinaan kehitettävä sellaiseksi, että poltto onnistuu korkealla hyötysuhteella. Tässä onnistuttiin varsin nopeasti, sillä taustalla oli jo vahva kokemus teollisuuden sivutuotteiden ja turpeen poltosta. Korjuuteknologian ja logististen ketjujen suurin haaste oli hakkeen hankintakustannusten alentaminen ja laadun parantaminen. Koneita kehitettiin niin olemassa olevan teknologian kuin uusienkin ratkaisujen pohjalta. Esimerkiksi Ruotsista tuotiin hakkuutähteiden paalainteknologia Suomeen ja kehitettiin se kaupalliselle tasolle.

HAASTEENA LAADUNHALLINTA JA KAUSIVAIHTELU Viime vuosina huomiota on kiinnitetty kahteen metsäenergian haasteeseen. Ne ovat toimitusketjun aikana tapahtuva suuri materiaalihävikki ja hakkeen kysynnän voimakas kausivaihtelu. Erityisesti hakkuutähteen hankintaket-

Energiapuu Tavallisesti energiapuuta korjataan hoitamatta jääneistä nuorista metsistä, joiden rungot eivät harvennusvaiheessa vielä täytä puunjalostuksen edellyttämiä mittoja. Energiapuuksi kerätään metsistä vain puunjalostukseen kelpaamattomat rungon osat. Nuorissa metsissä korjataan rungot oksista karsittuina tai kokonaisina. Varttuneemmissa metsissä energiapuuksi korjataan latvat ja oksat sekä huonolaatuiset rungot ja runkojen osat. Uudistushakkuiden yhteydessä metsistä korjataan myös kantoja.

Puupolttoaineiden käyttö kokonaisuutena tulee lisääntymään edelleen. Sen takaavat metsäteollisuuden investoinnit ja niiden seurauksena syntyvät sivutuotteet. ERKKI OKSANEN/LUKE

Suurin menestystekijä energiapuun käytössä oli puunkorjuun täyskoneellistaminen. Se mahdollisti myös energiajakeen tehokkaan hankinnan.

jussa kuiva-ainetappiot voivat muodostua erittäin suuriksi varastossa tapahtuvan biomassan hajoamisen vuoksi. Tämän estämiseksi esimerkiksi polttoaineiden varastot ja vuotuisen käytön ajoittaminen ovat avainasemassa. Kausivaihtelun hallintaan on kehitetty toimintamalleja, joissa heikkolaatuiset ja kaukana sijaitsevat varastot käytetään kesäkaudella ja talven huippupakkasilla haketta toimitetaan laitosten lähellä sijaitsevista, hyvälaatuisista varastoista sekä terminaaleista. METSÄHAKKEEN KÄYTÖN KEHITYS JA UUDET TUOTTEET Metsähakkeen käytön kehitys näyttää seuraavan klassista S-käyrää, joka on tuttu niin populaatiodynamiikasta kuin teknologian kehittämisestäkin. 90-luvulla luotiin edellytykset metsähakkeen käytön kasvulle, mutta kasvu oli vielä hidasta. Vuosituhannen vaihteen jälkeinen reilu kymmenen vuotta on ollut nopean kasvun aikaa, jolloin metsähakkeen markkinat ja samalla tuotantokapasiteetti ovat kasvaneet nopeasti. Nyt vaikuttaa siltä, että markkinat ovat kypsyneet ja käytön kasvu on hidastumassa. Tähän ovat vaikuttaneet

lisäksi lauhat talvet, fossiilisten polttoaineiden alentunut hintataso ja Suomen kokonaisenergiankulutuksen väheneminen. Puupolttoaineiden käyttö kokonaisuutena tulee lisääntymään edelleen. Sen takaavat metsäteollisuuden investoinnit ja niiden seurauksena syntyvät sivutuotteet. Energiabiomassan hankinnassa tutkimus ja kehitys keskittyvät jatkossakin kilpailukyvyn parantamiseen ja intensiivisen puunkäytön ympäristövaikutusten hallintaan. Lisäksi energiantuotannon rinnalle etsitään muita tuotteita, joita suuresta metsähakevirrasta voisi erottaa ennen kattilan syöttöaukkoa. METSÄENERGIA ILMASTOPOLITIIKAN PYÖRTEISSÄ Suurimpia haasteita energiapolitiikalle on puun energiakäytön hiilineutraaliuteen liittyvä keskustelu ja metsien käyttö ilmastoneuvotteluissa hiilinieluna. On houkuttelevaa kaupata metsien hiilinielua, mutta samalla rajataan osa metsien kasvusta pois teollisuuden ja energiantuotannon käytöstä. Vaikka metsiemme hiilivarasto on kasvanut 30−40 miljoonaa hiilidioksidiekvivalenttitonnnia vuosittain, on puun energia-

käytön hiilineutraalisuus kyseenalaistettu. Joka tapauksessa sekä biotalouden raakaaineen ja energiahuollon että ilmastonmuutoksen hillinnän näkökulmasta parasta metsä-, energia- ja ilmastopolitiikkaa ovat sellaiset ratkaisut, joiden seurauksena metsänomistajat saadaan kiinnostumaan metsistään ja hoitamaan ja käyttämään niitä. Näin metsävaramme edelleen kasvavat mahdollistaen bioenergian ja laajemminkin biotalouden vaatiman massiivisen, kannattavan ja kestävän raaka-ainehuollon. On nimittäin niin, että jos otamme tosissaan puheet biotaloudesta ja uusiutuvaan energiaan siirtymisestä, meidän on viritettävä 1960-luvun tehometsätaloudesta 2010-luvun versio samoin kuin tehtiin metsähaketeknologialle. En esitä tässä rajuja metsäojituksia, vesakkomyrkytyksiä tai metsien monokulttuureja, vaan viime vuosikymmenten monimuotoisuustietämyksellä terästettyä tai pehmennettyä tehometsätaloutta, jonka sekä metsäluonto että metsä- ja energiasektorin kukkaro kestävät. Antti Asikainen, Luke Lisätietoja: antti.asikainen@luke.fi Puh. 029 532 3250

Hakkuutähteen käyttö Hakkutähdekasat on sijoitettava avoimiin ja tuulille alttiisiin maastonkohtiin. Hakkuutähdehake on käytettävä heti syyskaudella, jolloin se on vielä suhteellisen kuivaa ja materiaalihävikki ei ole ollut suurta. Sitten käytetään kokopuuhaketta, edelleen pienpuuhaketta ja erityisesti suurissa laitoksissa huipputehoja haetaan hyvin varastointia kestävällä ja kuivalla kantomurskeella.

ERKKI OKSANEN/LUKE

KONEELLINEN PUUNKORJUU JA ENERGIAPOLITIIKKA Energiapuun korjuuseen kehitettiin ja testattiin monenlaisia teknologioita vuosituhannen vaihteessa, mutta vain harvoja ratkaisuja päätyi laajempaan käyttöön. Teknologian osalta voikin sanoa, että voittajateknologiat ja -menetelmät esiteltiin jo 60−70-luvulla ja niitä virittämällä päästiin parhaaseen tulokseen. Kuitenkin suurin menestystekijä oli puunkorjuun täyskoneellistaminen, joka mahdollisti myös energiajakeen tehokkaan hankinnan. Maamme energiapolitiikkaa, ja erityisesti uusiutuvaan energiaan liittyvää politiikkaa, on kritisoitu. Erityyppiset edistystoimet, joita politiikantekijät ovat kehitelleet metsäenergiaan siirtymiseen, ovat kuitenkin olleet yleensä oikeansuuntaisia ja melko maltillisia. Varsinkin Suomen rajojen ulkopuolelta katsottuna sekä teknologiakehitys että sitä tukenut politiikka ovat olleet johdonmukaisia. Lisäksi ne ovat olleet ällistyttävän tehokkaita. Lisäksi koko suomalainen yhteiskunta tuntuu sitoutuneen metsäenergian edistämiseen yksissä tuumin.


Maaningan biokaasulaitos otettiin käyttöön vuonna 2009.

4

Biokaasu – enemmän kuin energiaa

VILLE PYYKKÖNEN/LUKE

Biokaasuntuotanto on paljon enemmän kuin uusiutuvan energian tuotantoa. Luonnonvarakeskuksen (Luke) biokaasututkijat huomioivat hankkeissaan energian tuotannon lisäksi ravinteiden kierrätyksen. Näin koko toimintaketju raaka-aineen tuotannosta lopputuotteiden hyödyntämiseen olisi ympäristölle kestävää ja edistäisi Suomen biotalouden tavoitteita. ELINA TAMPIO/LUKE

Luken tavoitteena on kehittää uusia ympäristöteknologian innovaatioita ja käytännön ratkaisuja. Niillä voidaan korvata fossiilisia polttoaineita, tehostaa ravinnekiertoja sekä parantaa kansallista omavaraisuutta ja huoltovarmuutta. Selvitettävänä ovat muun muassa biojätteiden, lantojen, teollisuuden sivuvirtojen ja kasvibiomassojen, hyödyntäminen sekä koko biokaasun tuotantoketjun optimointi. Tutkijat kehittävät sekä hajautettuja että keskitettyjä ratkaisuja, joista molemmilla on oma paikkansa suomalaisessa biotaloudessa. RAVINNETUOTTEITA MARKKINOILLE JA TEHOKKAASEEN KÄYTTÖÖN Bioenergian tuottamisen lisäksi tutkitaan ravinne- ja materiaalikiertoja. Kotieläinten lannassa ja muissa biomassoissa kiertää arvokkaita ravinteita, joiden tehokkaampi hyödyntäminen vähentäisi mineraalilannoitteiden käyttöä ja ympäristövaikutuksia. Oikein käsiteltynä ja levitettynä tuotetut ravinteet saadaan tehokkaaseen käyttöön. Lisäksi jatkojalostuksella ja tuotteistamalla laitosten käsittelyjäännöksistä on kehitettävissä lopputuotteita, joiden kuljettaminen niitä tarvitseville alueille on helpompaa ja joilla on jälleenmyyntiarvoa. Ravinteiden tuotteistaminen on tulevaisuudessa tilakoon kasvaessa yhä tärkeämpää. Lukessa tutkitaan muun muassa erilaisia erotus- ja jalostusteknologioita yhteistyössä yritysten ja maatilojen kanssa. KOKEELLISTA TUTKIMUSTA ERI MITTAKAAVAN LAITTEISTOILLA Lukessa on jo usean vuoden ajan rakennettu biokaasututkimukseen liittyvää infrastruktuuria, jota laajennetaan edelleen. Eri kokoluokan laitteistoilla vastaamme asiakkaiden erilaisiin tarpeisiin. Jokioisilla tutkitaan materiaalien metaanintuottopotentiaaleja ja jatkuvatoimista biokaasuprosessia laboratoriomittakaavassa. Maaningalla ja Sotkamossa tutkimusta tehdään maatilamittakaavan biokaasulaitoksilla. Maaningan biokaasulaitos otettiin käyttöön vuonna 2009. Laitos on niin sanottu perinteinen märkäprosessi. Syötteenä käytetään pääsääntöisesti lehmän lietelantaa ja säilörehua. Käsittelyjäännös hyödynnetään Luken omilla pelloilla sekä biokaasun energia sähkönä ja lämpönä toimipisteessä. Kesällä 2015 valmistunut Sotkamon biokaasulaitos rakennettiin konttiratkaisuna. Laitos on niin sanottu kuivaprosessi, jossa käsitellään pääasiassa säilörehua

Laboratoriossa voidaan tutkia eri raaka-aineiden metaanintuottopotentiaalia.

omilta pelloilta. Tavoitteena on lämmittää tutkimusaseman rakennukset ja käyttää käsittelyjäännös pelloilla ravinteena. Lisäksi suunnitelmissa on hankkia biokaasun jalostuslaitos ja tankkausasema sekä muuntaa toimipisteen traktori metaanikäyttöiseksi. Metaania polttoaineenaan käyttävä bi-fuelauto odottelee jo laitoksen pihassa itse tuotettua biometaania tankkiinsa. KANNATTAVUUS JA YMPÄRISTÖ SOPUSOINNUSSA Tutkimustiedolla pyritään edistämään biomassojen monipuolista hyödyntämistä tekemällä teknis-taloudellisia laskelmia ja arvioimalla ympäristövaikutuksia. Kiertotaloudessa biomassojen ja ravinteiden tehokas käyttö on etusijalla, mutta taloudellista kannattavuutta ei sovi unohtaa. Usein tutkimuksissa vertaillaankin erilaisia tuotantoketjuja ympäristö- ja talousvaikutuksineen huomioiden muun muassa kuljetustarve, laitoksen investointikustannus, toiminnan muuttuvat kulut sekä siitä saatavat hyödyt, kun korvataan muuta energia- ja lannoitetuotantoa. Lukessa suunnitellaan myös uusia, rajoja rikkovia tutkimusaiheita, kun vanhojen tut-

kimuslaitosten yhdistyessä metsä- ja maatalouspuolen energiatutkijat ovat alkaneet tehdä entistä enemmän yhteistyötä. Nimensä mukaisesti Energiaratkaisut-tutkimusryhmämme kehittää kestäviä keinoja hyödyntää Suomen erilaiset biomassat uusina tuotteina, energiana ja ravinteina.

Saija Rasi, Luke Lisätietoja: saija.rasi@luke.fi Puh. 029 532 6469

Maaseudulla suurimmat biokaasuvarannot – Yhdyskuntajätteistä ja maatalouden sivutuotteista voitaisiin tuottaa biokaasua Suomessa noin 24 terawattituntia, josta helpoiten tuotettavissa olisi noin kymmenen terawattituntia. – Biokaasupotentiaalista 86 prosenttia voitaisiin tuottaa maatiloilla: lannoista 1,5 terawattituntia sekä oljista ja energiakasveista 7,3 terawattituntia. – Valtakunnallisen jätesuunnitelman

mukaan kymmenen prosenttia lannoista tulisi käsitellä biokaasulaitoksissa vuoteen 2016 mennessä, nyt määrä on noin 1,5 prosenttia. – Hallitusohjelmassa 2015 tavoitellaan 50 prosenttia lannoista ja puhdistamolietteistä tehokkaan prosessoinnin piiriin vuoteen 2030 mennessä; biokaasutuotannon katsotaan sisältyvän tähän.


Lue Maaseudun Tieteet juttuarkistosta http://www.luke.fi/maaseuduntiede JARI LINDEMAN/LUKE

Biokaasua tuotetaan energiakasveista Biokaasutuotannossa energiakasveista on huomioitava energiantuotannon lisäksi myös ravinteiden käyttö, sillä hyvin suunniteltu biokaasun tuotanto voi lähialueen peltoviljelyn kanssa muodostaa lähes suljetun ravinnekierron. Ravinteiden hyödyntämisen suunnittelussa on ohjenuorana nitraattiasetus ja ympäristökorvausjärjestelmä. Energiakasvipohjainen käsittelyjäännös luokitellaan lannoitevalmisteeksi, joten lannoitus suunnitellaan analysoitujen pitoisuuksien perusteella. Esimerkiksi, jos käytetään nurmea energiakasvina, käsittelyjäännöstä ei voida aina hyödyntää täysimääräisesti pelloilla, joiden fosforin viljavuusluokka on hyvä. Tämän vuoksi ravinnekiertoon täytyy usein sisällyttää muitakin lohkoja kuin nurmea.

Sotkamossa ollaan jo siirtymässä puhtaaseen polttoaineeseen.

5

Mahdollisesti ravinnesuhteita täydentämään saatetaan tarvita lisäksi muita lannoitteita. APILASTA LIIKKUMAVARAA Apilaseosten viljely antaa mahdollisuuden hyödyntää tehokkaassa nurmentuotannossa myös ne lohkot, joilla on kohonnut maan fosforimäärä. Apilat sitovat ilmakehän typpeä, eivätkä siksi tarvitse typpilannoitusta. Apilarehun suuri typpipitoisuus ja nurmea vähäisempi metaanintuotto on kuitenkin huomioitava biokaasuprosessissa. Apilapitoinen nurmi voi kuitenkin tulla kyseeseen lohkoilla, joille käsittelyjäännöstä ei voida levittää fosforirajoitusten vuoksi, tai jotka ovat niin kaukana, ettei käsittelyjäännöstä kannata sinne kuljettaa.

Yksinkertainen voi olla kaunista maatilojen biokaasulaitoksissa

Maatilojen biokaasulaitosten toivotaan edistävän ravinnekiertoja. Lisäksi ne voisivat lisätä maatalouden energiaomavaraisuutta ja vähentää ympäristövaikutuksia. Investoinnin kannattavuus on silti pullonkaulana laitosten yleistymiselle. SARI LUOSTARINEN/LUKE

Kotieläintiloilla on rakenteita, jotka istuvat suoraan osaksi biokaasulaitosta. Tällaisia ovat muun muassa lantavarastot ja lämpökeskukset varavoimineen. Jos laitos integroidaan niihin, investointihintaa voidaan laskea. BIOKAASUSTA VAI HAKELÄMMÖSTÄ ENERGIAA KARJATILALLE? Luonnonvarakeskuksen (Luke) LantaTeko-hankkeessa selvitettiin keskisuomalaisen karjatilan mahdollisuudet investoida biokaasulaitokseen. Tila on uusimassa lämmöntuotantonsa ja pohtii, voisiko biokaasu olla tilalle kannattavampaa kuin hakelämpö ja mitä hyötyjä laitos muutoin toisi. Alustavien tulosten mukaan biokaasulaitos on sähkön ja lämmön tuotannossa tilalle kannattava. Se on myös ympäristöystävällisempää kuin raakalietteen käyttö. Lopulliset tulokset raportoidaan syksyllä 2015. Tilan sata lypsylehmää ja nuorkarja tuottavat vuosittain lietelantaa 2 760 tonnia, ilman laidunlantaa. Lisäksi käytettävissä on vuosittain 150 tonnia hävikkisäilörehua, joka nykyään kompostoidaan. Tilan kahdesta navetasta lietelanta kerätään kolmeen lietesäiliöön, kooltaan 600, 1 500 ja 2500 kuutiometriä. Säiliöistä kaksi pienintä on katettu. Lanta hyödynnetään kiekkomultaimella nurmille. NÄIN BIOKAASULAITOS RAKENNETAAN Suunnitellussa laitoksessa pienin lietesäiliö muunnetaan biokaasureaktoriksi. Biokaasu johdetaan lämpökeskukseen ja sen hyödyntämiselle arvioidaan kaksi vaihtoehtoa. Ne ovat kaasukattila pelkän lämmön tuottamiseksi sekä sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP). Teknisesti ratkaisu on yksinkertainen. Lieteallas eristetään päältä ja puinen laipio kannattelee eristeitä. Lämpöputket, sekoittimet ja kaasuhuputus kaasun keräämiseksi kiinnitetään säiliön seinämiin. Lietelinjastoja muutetaan tarpeen mukaan. Säiliön rakenteellinen kestävyys varmistetaan ennen muutostöitä. Tarvittaessa on rakennettava uusi säiliö.

Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa hyödynnetään myös hävikkinurmi ja asennetaan sille reaktoriin syöttöruuvi. Tällöin tuotetaan sähköä 117 ja lämpöä 178 megawattituntia. Tila olisi miltei energiaomavarainen. Käsittelyjäännöksessä on vain lantaa käsiteltäessä 41 prosenttia enemmän liukoista typpeä kuin raakalietteessä. Lannan ja nurmen yhteiskäsittelyssä sitä on 53 prosenttia enemmän.

Karjatilan biokaasulaitos tuottaa lannasta ja hävikkirehusta tilan tarvitseman lämmön ja pääosan sähköstä.

MAATILA

BIOKAASULAITOS Lietelanta 2760 t

Reaktori

Laitoksen kulutus: Sähkö 50 MWh

Hävikkirehu 150 t Lämpö 156 MWh Käsittelyjäännös 2795 t Ostosähkö verkosta 83 MWh Sähkönkulutus 200 MWh

Sähkö 117 MWh

Lämmönkulutus 171 MWh

Lämpö 178 MWh

Biokaasu 115 t, 558 MWh CHP-yksikkö Sähköntuotto 167 MWh Lämmöntuotto 335 MWh

Suunnitellun maatilan biokaasulaitoksen massa- ja energiatase.

Reaktorin viipymäksi tulee 75 vuorokautta. Lanta ja nurmi ehtivät hajota niin, ettei erillistä jälkikaasuallasta tarvita. Käsittelyjäännös varastoidaan kahdessa suuremmassa säiliössä ja levitetään nurmelle, kuten raakaliete aiemmin.

BIOKAASULAITOS VOISI TUOTTAA TARVITTAVAN ENERGIAN Tila tarvitsee vuosittain lämpöä 171 ja sähköä 200 megawattituntia. Pelkkä lanta kattaa lämmöntarpeen lämpökattilan nettotuotolla 215 megawattituntia vuodessa.

SÄHKÖN JA LÄMMÖN TUOTANTO KANNATTAVAA Investoinnin hinnaksi arvioitiin yhden laitetoimittajan tarjouksen perusteella 160 000 euroa lämmöntuotannossa ja 227 000 euroa sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Pelkkä lämmöntuotanto biokaasulla ei ole tilalle hakelämpöä kannattavampaa. Sen sijaan sähkön ja lämmön yhteistuotanto on kannattavaa, jos 35 prosentin investointituki saadaan. Ero hakkeeseen ei ole suuri. Biokaasu ei kuitenkaan ole pelkkää energiaa, kuten hakelämpö. Se tarjoaa keinon hävikkirehun hyödyntämiseen, tilan ravinnekierron tehostamiseen ja ympäristövaikutusten vähentämiseen. Biokaasulaitoksen sisältävä lannankäsittelyketju on nykyistä ketjua ympäristöystävällisempi, sillä se vähentää lannan varastoinnin ja hävikkirehun kompostoinnin kasvihuonekaasu- ja ammoniakkipäästöjä. Liukoisen typen nousu kasvattaa levityksen jälkeistä huuhtoutuma- ja haihtumisriskiä, mutta ne ovat hallittavissa oikeilla levityskäytännöillä. Biokaasusta tuotettavalla lämmöllä korvataan hakelämpöä ja vältetään hakkeen tuotannon ja kuljetuksen päästöjä. Sähköllä korvataan marginaalisähköä, joka tuotetaan Suomessa hiilellä tai muulla fossiilisella polttoaineella. Näin sen korvaamisesta saadaan ilmastohyötyjä. Sari Luostarinen, Ville Pyykkönen, Erika Winquist, Pellervo Kässi, Luke sekä Juha Grönroos ja Kaisa Manninen, SYKE Lisätietoja: sari.luostarinen@luke.fi Puh. 029 532 6346


6

Näin saadaan sikalietteen fosfori tehokkaasti erilleen

Sian lietelannan kuiva-ainepitoisuudella on selvä vaikutus fosforin erottumiseen linkoamalla. Kun kuiva-ainepitoisuus oli yli kuusi prosenttia, kokonaisfosforista erottui yli 90 prosenttia lingottuun kiintoaineeseen. Alle kolmen prosentin lietteellä erotusteho oli noin 70 prosenttia. ANTTI GRÖNROOS/ VTT

Lietelannan jakeistamisella voidaan tehostaa lannan hyödyntämistä ja ravinnekiertoja sekä vähentää lannan haitallisia ympäristövaikutuksia. Jakeistus voidaan tehdä esimerkiksi lingolla, joka erottaa kuiva-aineen mukana tehokkaasti myös fosforia. Suomessa lietelannan linkoamista ei ole juuri testattu.

PIENI KUIVA-AINEPITOISUUS HEIKENTÄÄ FOSFORIN EROTUSTA Kun lannan kuiva-ainepitoisuus pienenee, linkouksen hyödyt vähenevät. Sekä kiintoaineen että fosforin erotusteho heikkenee. Kokeessa kuiva-ainepitoisuudeltaan 2,7-prosenttisen lannan kokonaisfosforista keskimäärin alle 70 prosenttia erottui kuivajakeeseen. Lisäksi polymeeriä tarvittiin enemmän, ja nestejakeen määrä kasvoi 1,6–2,9-kertaiseksi. Typen ja fosforin suhdekin muuttui vain 7,4:stä 8,5–14:ään. Lietelannan linkouskokeet tehtiin Biovakan Vehmaan biokaasulaitoksella VTT:n koeajolingolla, jonka merkki oli Vestfalia UCD

Sopivaa polymeeriannostusta haettiin muun muassa nestejakeen sameutta silmämääräisesti arvioimalla ANTTI GRÖNROOS/VTT

205 ja kapasiteetti 0–4 kuutiometriä tunnissa. Lietelannat otettiin tuoreina suoraan sikaloista. Lingon toimintaa ja polymeerin syöttöä

Lingolla lannan levityskustannukset viidesosaan – muita kuluja tilalle Esimerkkitilalla muodostuu vuosittain 5 000 kuutiometriä lantaa, jonka kuiva-ainepitoisuus on seitsemän prosenttia. Tämän lantamäärän peltolevitys vaatii noin 500 hehtaaria, jos fosforin levitysmäärä on kymmenen kilogrammaa hehtaarille. Esimerkkitila päättää hankkia lingon ja luovuttaa kuivajakeen toiselle tilalle tai biokaasulaitokseen. Eri kapasiteeteilla toimivia linkoja on saatavilla useilta laitevalmistajilta. Tilamittakaavaan soveltuvan lingon keskimääräinen hinta sähkö- ja ohjauskaappeineen on noin 80 000 €. LEVITETTÄVIEN RAVINTEIDEN MÄÄRÄ VÄHENEE Lingon käyttöönoton myötä tilalle jää vuositasolla 6 450 kuutiometriä nestejaetta, jonka levitystä rajoittaa liukoinen typpi. Peltoa tarvitaan 118 hehtaaria, jos liukoista typpeä sallitaan 90 kilogrammaa hehtaarille. Samalla fosforia tulee 3,2 kilogrammaa hehtaarille.

TEIJA PAAVOL A

Linkokoe tehtiin Vehmaan biokaasulaitoksen vastaanottohallissa

Tilalle jää omilla pelloilla hyödynnettäväksi 54 prosenttia lannan kokonaistypestä, 77 prosenttia liukoisesta typestä, mutta levityspinta-alan tarve on vain 24 prosenttia alkuperäisestä. Alkuperäisen lietelannan levityskustannus on isolla sikatilalla levitysetäisyyksien kasvaessa keskimäärin 70 euroa hehtaaria kohden eli 35 000 euroa vuodessa. Nestejakeen levitysmäärä hehtaaria kohden nousee suuremmaksi kuin lietelannan, jolloin hehtaarilevityskustannus nousee sataan euroon. Tämä tarkoittaa pienemmästä pinta-alatarpeesta johtuen vuositasolla noin 12 000 euron kustannuksia. Polymeerikustannukset voivat olla vuositasolla saman verran kuin levityskustannukset. Lisäksi on huomioitava lingon sähkönkulutus. Linkohankinnan taloudellinen kannattavuus on siis arvioitava tarkkaan tapauskohtaisesti.

säädettiin jokaisen lannan osalta niin, että saataisiin mahdollisimman kirkas nestejae sekä kasalla pysyvä kuivajae. Koeajossa käytettiin kahta nestemäistä polymeeriä, koska lannan linkoaminen ilman polymeeriä on aikaisemmissa kokeissa osoittautunut vaikeaksi.

Teija Paavola, Markus Isotalo, Biovakka Oy ja Sari Luostarinen, Luke Lisätietoja: teija.paavola@biovakka.fi Puh. 050 466 3022

120 Kuiva-aine Jakautuminen massataseena (%)

SIAN LIETELANNAT VERTAILUSSA LantaTeko-hankkeessa testattiin kolmen erilaisen sian lietelannan linkoamista. Lannat olivat peräisin välikasvattamosta, kuiva-ainetta 10,1 prosenttia ja kahdesta lihasikalasta, kuiva-ainetta 6,4 ja 2,7 prosenttia. Lannan kuiva-ainepitoisuus vaikutti fosforin erotustehoon. Enemmän kuiva-ainetta sisältävissä lannoissa kuivajaetta muodostui 13–25 prosenttia lingon kokonaisvirtaamasta sisältäen 93–96 prosenttia kokonaisfosforista. Nestejakeeseen jäi pienen fosforimäärän, eli 0,05–0,08 kilogrammaa per tonni, lisäksi 44– 53 prosenttia kokonaistypestä. Siitä vesiliukoista typpeä oli 70–80 prosenttia. Kokonaistypen ja fosforin suhde muuttui lietelannan 3,1–4,6:sta nestejakeen 28–55:een. Polymeerin lisäys nosti nestejakeen määrän 1,1–1,3-kertaiseksi alkuperäiseen lietelantamäärään verrattuna. Polymeeriä käytetään yleisesti linkoamisen apuaineena, koska se parantaa veden erottumista sitomalla kiintoainepartikkeleita toisiinsa suurempien ja paremmin erottuvien partikkelikasaumien muodostamiseksi.

Kokonaistyppi

Kokonaisfosfori

100 80 60 40 20 0

Nestejae Kuivajae Lanta kuiva-aine 6,4 - 10,1 %

Nestejae Kuivajae Lanta kuiva-aine 2,7 %

Lannan sisältämän kuiva-aineen, kokonaistypen ja kokonaisfosforin jakautuminen neste- ja kuivajakeisiin linkouksessa massataseena tarkasteltuna.


7 SARI LUOSTARINEN/LUKE

Letkulevittimet ilman happolisäystä ja hapotuksella Tarvasjoella 14.6.2014.

Happolisäys lietelantaan vähentää ammoniakin haihtumista – hyödyt vaihtelevat Rikkihapon lisääminen lietelantaan levityksen yhteydessä vähentää ammoniakin haihtumista. Tanskassa kehitettyä, levityksen aikana rikkihappoa lisäävää SyreN-laitteistoa testattiin Varsinais-Suomessa kesällä 2014. Laitteistosta saatiin hyviä kokemuksia, mutta monet asiat vaikuttavat levityksen yhteydessä tehtävän hapotuksen kannattavuuteen. Happolisäyksellä alle 6,5:een laskettu lietelannan pH vähentää tehokkaasti ammoniakin haihtumista. Samalla kasvuston käytettäväksi jäävän typen määrä kasvaa. Rikkihapon annosteluun lietelannan pH:n alentamiseksi kehitettyä laitteistoa testattiin viime kesänä. Laitteisto toimi hyvin käytännössä, mutta typen säästymisestä saatavat hyödyt riippuivat lietelannan ja pellon ominaisuuksista ja levitysajankohdan säästä. LEVITYKSEN AMMONIAKKIPÄÄSTÖT KURIIN RIKKIHAPOLLA Lietelannan ammoniumtypestä voidaan menettää kymmeniä prosentteja ammoniakin haihtumisen seurauksena. Haihtumisen suuruuteen vaikuttavat lietelannan, maaperän ja sään ominaisuudet sekä levitysmenetelmä. Happolisäys voi vähentää ammoniakin haihtumista 40–50 prosenttia. Ammoniakin haihtuminen kuluttaa lietelannan ammoniumtypestä olosuhteista riippuen muutamasta prosentista jopa 60 prosenttiin. Kenttäkokeessa ammoniakin haihtuminen jäi kuitenkin pieneksi, yhdestä kahteen kiloa typpeä hehtaarilta, myös ilman hapon lisäystä. Ohran oraalle levitetystä 40–60 kilon liukoisen typen annoksesta hehtaarille haihtui ammoniakkina alle viisi prosenttia. Ammoniakin haihtumista vähensivät sekä 15–20 senttimetriä korkea kasvusto että viileä lämpötila ja vähätuulisuus. Happolisäys säästi typpeä vain muutamia kiloja kasvuston käyttöön. Koepellon orgaanisen typen vapautuminen oli myös runsasta. Ohrasato kasvoi vain 300–400 kiloa hehtaarilta, kun typpilannoitusta lisättiin yli 60 kilosta hehtaarilla 150 kiloon hehtaarilla. Sen tähden happolisäys aiheutti vain pientä sadon lisääntymistä. Koepellon viljavuusrikin pitoisuus oli välttävä, ja eri lietteissä annettu rikkilisä oli 18–55 kiloa hehtaarille. Rikkihapon runsas lisäys nosti viljavuusrikin pitoisuutta, muttei alentanut pH:ta syksyn maanäytteissä. LIETELANNAN HAPPAMUUS ALLE 6,5 Lietelannat ovat jossain tapauksissa luontaisesti happamia. Jotta happokäsittely vähentäisi tehokkaasti ammoniakin haihtumista, lietelannan yleinen pH 7,0 olisi laskettava alle 6,5:n. Tähän kuluva rikkihappomäärä voi vaihdella alle yhdestä litrasta useaan litraan lietekuutiota kohden. Mädätysjäännökset ovat voimakkaasti puskuroituja. Niiden pH:n alentaminen

SARI LUOSTARINEN/LUKE)

TAPIO SALO/LUKE

Letkulevittimeen asennetun hapotuslaitteiston happokontti on traktorin edessä.

Happolisäyksen vaikutus Hapolla käsiteltyä lietelantaa nurmen pintaan levitettynä.

kuluttaa usein paljon rikkihappoa, jolloin happokustannus kasvaa ja säästyneen typen avulla olisi saatava runsaasti lisäsatoa. LantaTeko-hankkeessa arvioitiin Varsinais-Suomessa tehtyjen levitysten ja tanskalaisten esimerkkien perusteella happolisäyksestä muodostuvia kustannuksia. Jos happoa käytetään tanskalaisten keskiarvojen mukaiset 1,5 litraa lietekuutiota kohden, levitettävä lietemäärä on 20 kuutiometriä hehtaarille ja levityksen lisäkustannus yksi euro kuutiometriltä. Lisäkustannuksen kattamiseksi viljelijän olisi saatava lisää jyväsatoa noin 200 kiloa hehtaarilta. Levityslaitteiston kalleuden ja rikkihapon käyttöturvallisuuden vuoksi laitteisto soveltuu vain urakointikäyttöön. Tapio Salo, Sari Luostarinen, Petri Kapuinen, Luke sekä Juha Grönroos, Kaisa Manninen, Katri Rankinen ja Tanja Myllyviita, SYKE Lisätietoja: tapio.salo@luke.fi Puh. 029 532 6516

Suurin hyöty

Vaikutus vähenee

korkea pH

alhainen pH

Lietelanta suuri kuiva-ainepitoisuus

Levitysalusta Sää

pieni kuiva-ainepitoisuus

suuri ammoniumtyppipitoisuus

pieni ammoniumtyppipitoisuus

huonosti läpäisevä

helposti läpäisevä

lietettä ei mullata maahan

multaus levityksen jälkeen

ei kasvustoa

korkea kasvusto

korkea ilman lämpötila

matala ilman lämpötila

suuri tuulen nopeus

alhainen tuulen nopeus

Ympäristövaikutukset puntarissa LantaTeko-hankkeessa arvioitiin lietelannan levitysmenetelmien elinkaarisia ympäristövaikutuksia. Ilmastovaikutus oli suunnilleen yhtä suuri letkulevityksellä, happolisäyksellä ja sijoittamisella. Happolisäyksellä hapon sekä maatalouskalkin tuotanto ja käyttö aiheuttivat hieman lisäpäästöjä. Ne olivat levitysmenetelmästä aiheutuvaa päästöhyötyä pienemmät. Levitysajankohta vaikuttaa varsinkin typen huuhtoutumiseen enemmän kuin levi-

tysmenetelmä. Syyslevitystä tulee enenevästi korvata lisäämällä lietelannan levitystä kasvustoon kesällä kylvön jälkeen. Kesälevitystä kannattaa suosia myös maan tiivistymisen minimoimiseksi. Kun kesälevityksessä käytetään joko sijoituslevitystä tai letkulevitystä happolisäyksellä, ammoniakin haihtuminen vähenee ja lietteen liukoinen typpi saadaan paremmin kasvien käyttöön.


8 MARJA KOLSTRÖM/ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO

MIELIPIDE

Hannu Ilvesniemi, hannu.ilvesniemi@luke.fi ERKKI OKSANEN/LUKE

Mekrijärven tutkimusaseman kuivumiskokeessa selvitetään energiapuun kuivumista.

Mallit kertovat energiapuun kosteuden

Suomalainen metsätalous on mainio esimerkki lähes ikiliikkujaan verrattavasta keksinnöstä.

Metsien hyvä hoito on parasta ilmastopolitiikkaa Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus lisääntyy ja ilmasto muuttuu. Suomalainen metsätalous voisi osaltaan olla torjumassa ilmastonmuutosta. Maapallon ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvua ei voi pysäyttää, jos fossiilisten polttoaineiden käyttöä ei vähennetä todella merkittävästi tai keksitä massiivisia menetelmiä savukaasujen hiilidioksidin sitomiseen. Mitään merkkejä kummastakaan ei ole havaittavissa. SUOMALAISILLA ON VAIN marginaalinen rooli ilmastonmuutoksen aiheuttajana tai sen torjunnassa. Löytyisikö suomalaisesta metsätaloudesta kuitenkin apua ilmastonmuutoksen torjumiseen? Metsät sitovat ilmakehästä hiilidioksidia omaan kasvuunsa. Näin ne pystyvät hillitsemään ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvua ja ilmastonmuutosta. Samalla puuston kasvu tuottaa raaka-aineita teollisuudelle ja energian tuotannolle. SUOMALAINEN METSÄTALOUS on mainio esimerkki lähes ikiliikkujaan verrattavasta keksinnöstä. Hyvällä metsänhoidolla eli metsien oikea-aikaisilla hakkuilla ja tehokkaalla uudistamisella pystypuihin varastoituneen hiilen määrä on kasvanut 1 500 miljoonasta 2 500 miljoonaan kuutiometriin. Samanaikaisesti metsiemme vuotuinen kasvu on kaksinkertaistunut 50 miljoonasta yli sataan miljoonaan kuutiometriin. Tämä muutos on tapahtunut samalla, kun puuta on käytetty teollisuuden tarpeisiin 3 500 miljoonaa kuutiometriä. Huikeita lukuja kaikki. Osa käytetystä puusta on siirtynyt melko pysyvästi il-

makehän luontaisen hiilen kierron ulkopuolelle, esimerkiksi talojen rakenteisiin. PITKÄLLÄ AIKAVÄLILLÄ fossiilisista polttoaineista luopuminen on maailmanlaajuisesti ainoa ratkaisu ilmastonmuutoksen hidastamisessa. Metsien kestävästä kasvusta huolehtiminen on tärkein meidän omissa käsissämme oleva ilmaston muutosta ehkäisevä asia. Metsiemme nykyiseen hyvään kasvuun on vaikuttanut menneisyyden metsäpolitiikka ja sitä tukevat taloudelliset houkuttimet puuntuotannon lisäämiseen. Tämä hyvä tilanne tulee säilyttää jatkossakin metsäpolitiikan keskiössä. Mitä suurempi puun kestävä vuo metsistä tuotteiksi ja energiaksi on, sitä enemmän voimme korvata fossiilisia polttoaineita. Tai korvata materiaaleja, joiden valmistuksesta aiheutuu fossiilisen hiilen päästöjä. Näin voimme myös ylläpitää kestävästi mahdollisimman suurta hiilivarastoa kasvavassa pystypuustossa. HYVÄÄ TARKOITTAVAT SÄÄDÖKSET, kuten metsien käytön rajoitukset lyhyen ajan hiilitaseperusteilla, vähentäisivät todennäköisesti halukkuutta huolehtia metsien tuotosta. Siitä seuraisi käytännössä metsien pienentynyt hiilinielu.

Energiapuun kosteusmallien avulla voidaan arvioida varastoitujen puukasojen kosteus. Mitä kuivempaa puu on, sitä korkeampi on sen lämpöarvo. Myös energiapuun kuljetuksia ja varastointiaikoja voidaan paremmin optimoida, kun varastojen kosteus tiedetään. Kuivumismallien avulla voidaan myös antaa suosituksia varastointiajoista energiapuun eri tavaralajeille, eri puulajeille ja erilaisille kuivumisolosuhteille. Energiapuun kosteus on yksi tärkeimmistä laatutekijöistä kasvavilla energiapuumarkkinoilla. Polttoaineen lämpöarvo ja lämpölaitoksen tehokkuus paranevat, polton päästöt vähenevät ja metsähakkeen kuljetuskustannukset pienenevät, kun polttoaine on kuivaa. PUUTA EI KANNATA VARASTOIDA TIENVARSILLA PITKÄÄN Energiapuuta välivarastoidaan usein tienvarsilla, joista sitä kuljetetaan lämpölaitoksille tarpeen mukaan lämmityskauden aikana. Energiapuuta ei kannata varastoida tienvarsivarastoissa tarpeettoman kauan. Varsinkin hakkuutähteillä kuiva-ainetappiot ovat suuret, kun varastointiaika on pitkä. Kuiva-ainetappioita syntyy, kun hakkuutähteet alkavat kompostoitua ja lahota kasassa. Rankapuuvarastoissa tappiot eivät ehdi muodostua kovin suuriksi, jos varastointiaika ei veny vuotta pidemmäksi. Hakkuutähdettä ei pitäisi kasata isoihin tienvarsikasoihin aivan tuoreena, vaan sen pitäisi antaa ensin kuivua palstalla. Ihannetilanne olisi, että hakkuutähteen annetaan olla palstalla niin kauan, että osa neulasista varisee maahan. Neulasissa on nimittäin suurin osa ravinteista. Näin hakkuutähteiden varastoinnin kuiva-ainetappiot jäävät pienemmiksi ja osa ravinteista jää metsään. Kosteuden lisäksi polttoaineen klooripitoisuus pienenee, kun neulaset varisevat maahan. Kloori aiheuttaa ongelmia, kuten korroosiota, lämpölaitosten tulistimiin. Sen takia vihreitä neulasia ei pidäkään viedä poltettavaksi. Oikeilla menetelmillä korjuussa, palstakuivatuksessa, tienvarsivarastoinnissa, haketuksessa ja kuljetuksessa voidaan vaikuttaa merkittävästi metsähakkeen laatuun ja koko ketjun kannattavuuteen.

JOHANNA ROUTA/LUKE

Kuivumiskehikoissa on kuivumassa sekä hakkuutähteitä että energiarankaa.

MALLIT APUNA ENERGIAPUUN KOSTEUDEN ARVIOINNISSA Luonnonvarakeskus (Luke) ja Itä-Suomen yliopisto ovat selvittäneet energiapuun kuivumista Ilomansissa Mekrijärven tutkimusasemalla. Energiapuujakeet ovat kuivumassa kuivumiskehikoissa, joiden painoa mitataan jatkuvasti. Tutkimusasemalla on yhteensä kymmenen kehikkoa, joista kaksi on pienempiä ”palstalavitsoja”. Lisäksi alueen sääasemalta saadaan säätiedot. Tarkan painonseurannan ja säätiedon avulla energiapuun kuivumiselle on laadittu malleja. Kuivumismallin avulla voidaan ennustaa energiapuukasan kosteutta. Kasa voidaan hakettaa ja kuljettaa lämpölaitokselle, kun se on riittävän kuivaa. Mallissa käytetään Ilmatieteenlaitoksen hiladataa, jota on saatavilla kaikkialle Suomeen. Mallin avulla voidaan siis ennustaa energiapuun kosteus kaikkialla Suomessa. Kuivumismalleja on laadittu eri puulajeille sekä hakkuutähteelle että runkopuulle, palsta- ja tienvarsikasoille. Kokeen avulla on tutkittu myös kuiva-ainetappioiden syntymistä, erilaisten peittomateriaalien vaikutusta ja varastopaikan pienilmaston vaikutusta. Energiapuun varastopaikan sijainti onkin hyvin tärkeää kuivumisessa. Kasa pitäisi aina sijoittaa mahdollisimman aukealle ja aurinkoiselle paikalle. Energiapuukasat kannattaa peittää varsinkin, jos niitä joudutaan varastoimaan talven yli. Johanna Routa, Luke Lisätietoja: johanna.routa@luke.fi Puh. 029 532 5045 JOHANNA ROUTA/LUKE

Suomalaiset voisivat torjua globaalia ilmastonmuutosta viemällä metsätalouden toimintaedellytyksien ylläpitoon soveltuvaa metsäpolitiikkaa sekä metsänhoito- ja metsien käyttöketjuja muihin maihin. Näin voisimme jalkauttaa suomalaisen metsätalouden ihmeen, eli mitä enemmän syöt, sitä enemmän tienaat, myös muihin maihin. Kirjoittaja työskentelee professorina Lukessa.

Palstalavitsoilla on hakkuutähteitä pienissä kasoissa, kuten palstakasat metsässä. Kerätyn datan avulla voidaan laatia palstamalli hakkuutähteelle.


9

Yhä useampi kasvihuone lämpiää hakkeella

Kasvihuonetuotanto on yksi maa- ja puutarhatalouden intensiivisimmistä tuotantomuodoista. Tuhatkunta kasvihuoneyritystä viljelee puutarhakasveja vajaan 400 hehtaarin alalla. Viime vuonna kasvihuoneyritykset kuluttivat noin 1 600 gigawattituntia energiaa, josta sähköä kolmannes. Lämmitysenergiaa tuotettiin eniten polttohakkeella. TEPPO JOHANSSON/KOTIMAISET KASVIKSET RY

Osa kasvihuonetuotannosta on kausiviljelyä, kuten kesäkukkia ja avomaavihannestentaimia. Silti yli seitsemän kuukautta käytössä olevaa lämmitettävää alaa oli viime vuonna 270 hehtaaria. Tästä lähes ympärivuotisessa vihannesviljelyssä, eli viljelyaika yli kymmenen kuukautta, oli 85−90 hehtaaria. Viljelyssä oli lähinnä tomaattia, kasvihuonekurkkua ja ruukkuvihanneksia. Tämän lisäksi oli Kauppapuutarhaliiton arvioiden mukaan valotettua koristekasvituotantoa neljästä viiteen hehtaarin alalla. Kaikkein aktiivisimmin viljellyn kasvihuonealan voidaan siten arvioida olevan noin 90 hehtaaria. ÖLJYKATTILAT OVAT VAIHTUNEET KIINTEISIIN POLTTOAINEISIIN Kasvihuoneyritysten energian kulutusta on seurattu pitkään osana puutarhatilastointia. Entisajan kauppapuutarhoissa kasvihuoneiden kattilat lämpenivät haloilla. Öljykattilat helpottivat lämmitystyötä ja suuret kasvihuoneyritykset lämpenivät raskaalla polttoöljyllä sekä jopa kivihiilellä. Maakaasua otettiin käyttöön siellä, missä kaasulinja oli sopivasti saavutettavissa. Viimeisen kahdeksan vuoden aikana siirtyminen öljystä kiinteisiin polttoaineisiin on ollut merkittävää. Muutosta ovat tuke-

Kasvihuonekurkun talviviljely edellyttää lisävaloa.

neet öljyn hinnan nousu, lisääntynyt ympäristötietoisuus ja investointituet. Raskasta polttoöljyä käytti vuonna 2014 enää 150 yritystä, kun vuonna 2006 sitä käyttäviä yrityksiä oli reilusti tuplaten. Vielä merkityksellisempää on ollut raskaan polttoöljyn käyttömäärän väheneminen 46 miljoonasta litrasta kahdeksaan miljoonaan litraan.

2006

Uusiutumaton Sähkö

2008

Turve 2011

Puu-ja peltoenergia

KOLMANNES LÄMMITYSENERGIASTA PUUPOHJAISTA Kasvihuoneiden lämmityksessä käytettävän polttohakkeen määrä, 281 gigawattituntia, ohitti vuonna 2014 palaturpeen käytön, joka oli 185 gigawattituntia. Puun ja puupelletin käyttö oli selvästi hakkeen käyttöä vähäisempää. Toisaalta kiinteän polttoaineen laitoksissa on mahdollista polttaa hakkeen ohella esimerkiksi turvetta ja peltoviljelyn sivutuotteita, kuten viljan lajittelujätettä. LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN MUUTTAMISEN HAASTEET Kiinteän polttoaineen, kuten hakkeen, käyttöön liittyy myös taloudellisia haasteita. Vaikka itse energia olisikin öljyä halvempaa, on kattilan vaihtaminen suuri investointi.

Jos kasvihuoneissa ei viljellä ympäri vuoden, lämmön tarve on vähäinen tai yrityksen jatko on epävarma, ei investoinnin kannattavuus ole välttämättä riittävä. Esimerkiksi monet kesäkukkaviljelmät ovat sellaisia, joissa ei ole vaihdettu lämmitystapaa. Lisäksi kasvihuonetuotannossa tarvitaan varajärjestelmä kovien pakkasten ja käyttöhäiriöiden varalle. Se on usein öljypoltin. Lisätietoja: stat.luke.fi Anna-Kaisa Jaakkonen, Luke Lisätietoja: anna-kaisa.jaakkonen@luke.fi Puh. 029 532 6787 ANNA-KAISA JAAKKONEN/LUKE

Kaukolämpö

2014

GWh 0

200

400

600

800 1000 1200 1400 1600 1800

Kasvihuoneyritysten energian kulutus Suomessa vuosina 2006, 2008, 2011 ja 2014.

2006 Uusiutumaton 2008

Sähkö Turve

2 01 1

Puu-ja peltoenergia Kaukolämpö

2014 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Kasvihuoneyritysten energian kulutuksen jakautuminen Suomessa energiamuodoittain vuosina 2006, 2008, 2011 ja 2014. Viljelykasvi Viljat Peruna Tomaatti Kasvihuonekurkku Satovertailut.

Sato, t/ha 10 70 800 1900

1 GWh = 1 000 MWh = 1 000 000 kWh

Polttohake on tärkein lämmönlähde kasvihuonetuotannossa.

Kasvihuoneiden valotuksen tehostamisessa vielä tehtävää Kasvihuoneiden lämmityksessä on siirrytty selvästi ja pysyvästi pois öljystä, mutta valotukseen liittyvissä kysymyksissä on vielä paljon tekemistä. Tehostunut ympärivuotinen viljely vaatii lisävalojen käyttöä, mutta perinteisten suurpainenatriumlamppujen teho on huono. Merkittävä osa näiden lamppujen energiasta muuttuu lämmöksi kasveille käyttökelpoisen valon sijaan.

Kun kolmannes kasvihuoneiden energiankulutuksesta tulee sähkön käytöstä, on erityisesti valotukseen liittyvät parannukset tärkeä osa kasvihuonetuotannon tehostamista. Joissakin kasvihuoneyrityksissä on myös omaa sähköntuotantoa tuulimyllyistä tai vesivoimasta, mutta hajautettu sähköntuotanto on Suomessa vielä lapsenkengissä.


10

Yrittäjä Janne Häikiö iloitsee Naarva-tuotteiden uutuudesta: nyt tukit saadaan kaadettua mittaan langattoman mittalaiteohjauksen avulla.

AUKEAMAN KUVAT: L ARI LIEVONEN

Langaton mittalaite sopii harvesterikouraan Taimikonhoitovälineistä ja energiakourista tunnettu Pentin Paja puskee nyt myös tukkimetsään. Harvesteripäähän liitettävällä langattomalla mittalaitteella puut saa helposti haluttuun pituuteen. veita: isäntien tekisi mieli tehdä sahatukkiakin metsissään. Ensin harvesteripäähän työstettiin giljotiinikatkaisun rinnalle saha, joka pystyy katkaisemaan 30-senttistä runkoa. Pitkälti Jannen päässä on syntynyt idea käyttää bluetooth-yhteyttä mittalaitteessa ja yhdistää se harvesterikouraan. Mittalaitteen avulla harvesteria voi ohjailla traktorin hytistä. ”Puhelin tai tabletti toimii vain näyttönä. Mittalaite on asennettu harvesteripäähän. Sen voi sinne lisätä jälkiasennuksenakin”, Janne Häikiö esittelee.

JOENSUU (MT)

Joensuulaiset Häikiön veljekset ovat paitsi yrittäjiä myös keksijöitä – tai toisin päin. Pentin Pajan Joensuun konehallin pihassa tulijaa tervehtii heti uutuus: leikkaava kitkentäleuka. Sen ideoitsija ja prototyypin tekijä, yhtiön toimitusjohtaja Mikko Häikiö kertoo, että aiempien kitkentäleukamallien käyttäjiltä saadun palautteen pohjalta laitetta on parannettu ja siihen on lisätty leikkausterä. ”Kuusen taimen juurelta lehtipuuvesoja nostettaessa, joskus kuusikin lähtee vaikkapa pihlajan juuripaakun mukana. Nyt leikkaavan terän ansiosta joka paikassa ei tarvitse käyttää paakkuineen nostavaa kitkentätoimintoa. Katkaisu on myös hyvä lisätoiminto: käsittelyn jälkeen hahmottaa heti, mistä taimikko on perattu”, Häikiö selventää. Järeämmässä, ammattikäyttöön suunnitellussa, perkaajassa taimea painetaan maahan samalla, kun ympäröivät lehtipuun alut napataan pois juurineen. Kevyt kitkentäleukamalli sopii yksittäiselle metsänomistajalle edullisena maataloustraktoriin kytkettävän harvesterin lisälaitteena. SAHATUKIT SYNTYVÄT SYKEHARVESTERILLA Pentin Paja yhdistetään usein juuri taimikonhoitoon ja energiapuunkorjuuseen,

Bluetoothin avulla langattomuus onnistuu, ja mikä tahansa älypuhelin tai tabletti toimii ohjailunvälineenä.

mutta tällä kertaa kitkentäleukojen luota matkataan tukkimetsään. Yrittäjäveljeksistä Janne Häikiö on kuunnellut sykeharvesterin käyttäjien toi-

ENSIMMÄISENÄ MAAILMASSA Mittalaitetta on tänä syksynä testattu ja koekäytetty työmailla. Markkinoille se esitellään lokakuussa. ”Olet maailman ensimmäinen ihminen tekemässä bluetooth-mittalaitteen ja harvesterikouran yhdistelmästä juttua”, Janne Häikiö hymyilee. Pienen koneyrityksen etuna hän pitää juuri sitä, että tuotekehittelystä voidaan kertoa avoimesti – eikä keksijänä koskaan voi tulla lopullisesti valmiiksi. Häikiöt sanovat ideoiden kumpuavan isänsä geeneistä ja siitä, että he ovat tehneet paljon työtä metsissä. ”Olen ollut tuotekehittelyssä mukana

Hytissä on tabletin avulla helppo säätää tukille mittoja.

pikkupojasta saakka isän kanssa konepajalla. Keksimisen ajatusmaailmasta en haluakaan vapaalle. Se on hyvin palkitsevaa”, Mikko Häikiö kertoo.


11

Harvesteripäähän mittalaitteen saa myös jälkiasennuksena. Puhelin tai tabletti toimii näyttönä, jonka avulla hytistä voi ohjailla katkaisumittoja.

”Näkemys tekemiseen tulee siitä, että on itse ajanut koneita ja hitsaaminenkin onnistuu.” KONEELLINEN PERKAUS ON TULEVAISUUTTA Pentin Pajalla on jo kolmas sukupolvi Häikiöitä töissä. Insinööriksi opiskellut Mikon poika Joonas Häikiö vastaa markkinoinnista. Koneellisen taimikonhoidon tulevaisuuteen uskotaan lujasti. ”Suomessa taimikonhoidosta on koneellistettu vasta muutama prosentti ja Ruotsis-

Toimitusjohtaja Mikko Häikiö on itse valmistanut mallikappaleen kitkentäleuoista, joihin on lisätty katkaisuterät. Katkaisu auttaa taimikonperkauksessa silloin, kun juurakot uhkaavat nostaa taimenkin ylös maasta.

sa sitäkin vähemmän”, Joonas Häikiö kertoo. Holmen Skog -suuryrityksellä kuitenkin on jo Häikiöitten Naarva P25 -perkaaja koekäytössä Ruotsin metsissä. Ennustettavissa on, ettei raivaussahan varteen riitä tulevaisuudessa halukkaita, lisäksi vesojen katkaisu poikii aina monta

uutta vartta nopeasti – toisin on juurineen kiskaistun taimen jäljiltä. ”Viimeiset viisi vuotta kitkevä taimikonhoitolaite on ollut markkinoidemme paras laite. Sen avulla isojen alueiden perkauksen tuntikustannus jää huomattavasti käsityötä alhaisemmaksi. Samalla hoituu boorin levitys”, Häikiöt iloitsevat. Ensi vuodelle odotetaan pariakymmentä kauppaa Suomeen ja puolenkymmentä Ruotsiin. Muutosvastarintaankin on törmätty. Esimerkiksi Ruotsissa halutaan tehdä omat tutkimukset perkauksen kannattavuudesta. Suomessa Luonnonvarakeskus Luke on todennut, että peratussa metsässä harvennus tulee edullisemmaksi kuin perkaamattomassa. Myös kasvun nopeutumista on tutkittu perkauksen kannalta positiivisin tuloksin. Mikko Häikiö esittelee kuusitaimikkoa, jossa on itse ollut äskettäin töissä kitkentäleukojen kanssa. Ero kitkemättömään pöheikköön on melkoinen. ”Kyseessä on apulaite isännille silloin, kun raivaussahatöihin ei ehditä tai jakseta mennä. Tuotteemme ovat investointeja tulevaan.” Liisa Yli-Ketola

Halkaisukiilan ja nyt uusimman mittalaitteen ansiosta samalla koneella voi tehdä tukit, kuidut ja halot.

Pentin Paja Oy Pentti Häikiö perusti autokorjaamon 1964 Ilomantsin Naarvassa.

poika Janne Häikiö siirtyi yritykseen vuonna 2003.

Yhtiöstä tuli kommandiittiyhtiö Pentin Paja Ky 1982.

2000-luvulla on vuosittain esitelty uusia tuotteita.

Osakeyhtiöksi muututtiin 1999.

Outokummun Metalli liittyi omistajien joukkoon vuonna 2009.

1980-luvulla alkoi suunnittelu ja alihankinta. 1990-luvulla syntyivät ensimmäinen Naarva-kaatopää ja Naarva-sykeharvesteri. Pentin poika Mikko palasi yritykseen isä Pentin kuoleman jälkeen 1996. Sykeharvesterit erilaisine lisävarusteineen ovat Pentin Pajan myydyimmät tuotteet.

Koneinsinööriksi opiskellut Pentin

Tänä vuonna Farmi Forest alkoi markkinoida kaatopäitä, energiakouria ja sykeharvestereita omalla tuotemerkillään. Liikevaihto on 2 miljoonaa euroa. Työntekijöitä 15. Vientiä 33 maahan, viennin osuus myynnistä 30 prosenttia.


12

Energiapuun korjuun pitää olla ekologisesti kestävää

Energiapuun korjuu, ja erityisesti avohakkuiden yhteydessä tehtävä hakkuutähteiden ja kantojen korjuu, vaikuttaa kasveille helposti käytettävissä olevien ravinteiden määrään ja karikkeen hajoamiseen. Nämä vaikuttavat puolestaan puuston kasvuun, ravinteiden huuhtoutumiseen sekä kasvupaikan hiilitaseeseen ja ekologiseen monimuotoisuuteen. JOS HELMICH

Luonnonvarakeskuksessa (Luke) selvitetään, miten hakkuutähteiden korjuu ja kantojen nosto vaikuttavat pitkän ajan kuluessa puuston kasvuun, metsien ravinne- ja hiilitaseisiin sekä maassa elävien eläinten ja mikrobien toimintaan. Tavoitteena on luoda vahva tieteellinen perusta ekologisesti kestäville energiapuun korjuumenetelmille. ENERGIAPUUN KORJUU VAIKUTTAA METSÄEKOSYSTEEMIIN Kun metsäenergiana korjataan runkopuun lisäksi myös neulasia ja oksia, metsistä poistuu paljon kasveille käyttökelpoisia ravinteita ja helposti hajoavaa kariketta. Kantojen noston seurauksena metsistä poistuu lisäksi monimuotoisuuden kannalta tärkeää lahopuuta ja puubiomassaan sitoutunutta hiiltä. Kantojen nosto sekoittaa maan pintaosien kerroksia toisiinsa, mikä voi vaikuttaa sekä maan hiilivarastojen pysyvyyteen että rapautumiseen ja muihin maassa tapahtuviin kemiallisiin reaktioihin. Energiapuun korjuun ja kuljetuksen seurauksena uudistusalalla ajetaan metsäkoneilla useammin kuin pelkän runkopuun korjuun yhteydessä. Koska hakkuutähteiden maastokuljetus tapahtuu pääasiassa sulan maan aikana, tämä lisää maanpinnan painumista, urittumista ja tiivistymistä. KENTTÄKOKEET KERTOVAT KORJUUN SEURAUKSISTA Monet kokopuun korjuun vaikutukset ovat luonteeltaan pitkäaikaisia. Tällaisten vaikutusten tutkiminen ei olisi mahdollista ilman pitkään seurattuja kenttäkokeita. Niiden lisäksi Lukessa on perustettu uusia kenttäkokeita, joiden avulla voidaan seurata kokopuun korjuun, kantojen noston ja tuhkalannoituksen vaikutuksia ravinteiden huuhtoutumiseen, metsäekosysteemien toimintaan ja metsien kasvuun. Energiapuun korjuun ympäristövaikutusten tutkimusta varten perustettiin vuonna 2007 intensiivisesti seurattuja kokeita Anjalankoskelle, Längelmäelle ja Paltamoon. Nämä koealat valittiin siten, että ne vastaavat käytännön kantojennostokohteita. Lisäksi Koillismaalla sijaitsee valuma-alueita, joilla seurataan kokopuun korjuun vesistövaikutuksia. Pohjaveden laadun seurannassa havaittiin, että viiden ensimmäisen seurantavuoden aikana ravinteiden huuhtoutuminen pohjaveteen lisääntyi vuosi vuodelta. Sen jälkeen huuhtoutuminen kääntyi laskuun. Pohjaveden ravinnepitoisuudet olivat sitä pienemmät, mitä enemmän kohteelta oli poistettu hakkuutähteitä. Myös valumaalueilta purkautuvan pintaveden ravinnepitoisuudet lähtivät hakkuiden jälkeen nousuun.

Energiapuun korjuu, ja erityisesti avohakkuiden yhteydessä tehtävä hakkuutähteiden ja kantojen korjuu, vaikuttaa ravinteiden määrään ja karikkeen hajoamiseen. REIJO SEPPÄNEN/LUKE

Hakkuuaukolle jätetyt hakkuutähdekasat muuttuvat nopeasti. Kesän yli seisottamisen seurauksena suuri osa kuusen neulasista varisee maahan.

MAAHENGITYS VÄHENEE AVOHAKKUISSA Maasta vapautuu juuriston ja mikrobien hengityksen seurauksena hiilidioksidia. Tämä maahengitys on yksi luontainen ilmakehän hiilidioksidin lähde. Maahengitys on kasvavan metsän alla selvästi runsaampaa kuin avohakatuilla alueilla vielä useita vuosia hakkuun jälkeen, vaikka hakkuun jäljiltä maassa on enemmän hajoavaa orgaanista ainesta. Tämä ero johtuu lähinnä siitä, että avohakkuualoilla ei ole yhtä paljon ilmaan hiilidioksidia hengittävää juuristoa. Perinteisen avohakkuun ja hakkuutähteiden korjuun välillä ei havaittu maahengityksessä merkittäviä eroja. Suurimmat erot maahengityksessä näyttävät johtuvan enemmänkin puunkorjuuseen ja maanmuokkaukseen liittyvistä maan pinnan rikkoutumisista ja sekoittumisista kuin hakkuutähteiden korjuusta. Myöskään maaperäeläinten määrässä ei havaittu eroja eri voimakkuudella tehtyjen hakkuutähteiden korjuun seurauksena.

HAKKUUTÄHTEIDEN VÄHENEMINEN HELPOTTAA MUOKKAUSTA Useimmiten kokopuun korjuu ei ole vaikuttanut merkittävästi harvennushakkuissa jäljelle jäävän puuston tai avohakkuun jälkeen syntyvän taimikon kehitykseen ja kasvuun. Avohakkuuseen yhdistetyn energiapuun korjuun jälkeen syntyvien taimikoiden kasvussa ei myöskään ole havaittu muutoksia.

Humus (C, kg/m2)

Avohakkuualoilla hakkuutähteiden väheneminen ja niiden mukana helposti vapautuvien ravinteiden määrän väheneminen voi olla jopa positiivista uudistettavan puuston kannalta. Maanmuokkaus on helpompaa tehdä hyvin, kun kohteella ei ole paksua mattoa hakkuutähteitä. Myös pintakasvillisuuden kilpailu on vähäisempää, jos helposti saatavilla olevia ravinteita on hieman vähemmän. HAKKUUTÄHTEET KUIVIKSI JA RAVINTEET TALTEEN Kun huolehditaan siitä, että hakkuutähteet saavat kuivua palstalla riittävän pitkään, suuri osa erityisesti kuusen neulasissa olevista ravinteista jää kasvupaikalle. Jos lahopuun määrä vähenee merkittävästi, tämä vaikuttaa lahopuusta riippuvaisten lajien määrään ja samalla metsäekosysteemien monimuotoisuuteen. Hannu Ilvesniemi, Luke Lisätietoja: hannu.ilvesniemi@luke.fi Puh. 029 532 2440

0-40 cm (C, kg/m2)

Humus +0-40 cm (C, kg/m2)

Metsäenergian käyttö kaksinkertaiseksi Metsäenergian käyttö on lisääntynyt Suomessa ja myös monissa muissa maissa koko 2000-luvun ajan. Metsähaketta käytetään tällä hetkellä noin seitsemän miljoonaa kuutiometriä vuodessa. Metsien teknis-taloudellinen tuotantopotentiaali on noin 16 miljoonaa kuutiometriä.

EU:n uusiutuvan energian käytön lisäämistavoitteiden saavuttaminen edellyttää Suomessa, että käytämme metsäenergiaa nykyiseen verrattuna kaksinkertaisen määrän. Tämä on suuri muutos aiempaan verrattuna. Metsäluonnonvaroja hyödynnetään siten tulevaisuudessa todennäköisesti yhä enemmän.

Metsien käyttöhistoria näkyy maaperän humuskerroksen hiilivaraston koossa. Humuksessa oleva hiili on poissa ilmakehästä. Vasemmanpuoleisessa kuvassa nähdään, että itäisessä Suomessa, jossa kaskeamiseen perustuvaa maataloutta on harrastettu pisimpään, metsämaan humuskerroksen hiilivarasto on pienin.


13

Suomalaisen bioenergiaosaamisen vienti kasvaa ja hakee muotoaan Metsäbiomassan käyttö energiaksi lisääntyy maailmalla monessa paikassa. Kasvua tuetaan tutkimus- ja kehityshankkeilla uusien markkina-alueiden toimijoiden kanssa. Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkijoilla on pitkä kokemus teknologian ja osaamisen siirron tukemisesta tutkimuksella. Puun käyttö energiaksi on monessa maassa hyvin yleistä, mutta sitä ei mielletä moderniksi liiketoiminnaksi. Puuta palaa paljon kamiinoissa ja takoissa, mutta modernit paikallisenergiaratkaisut ovat usein vieraita. BIOENERGIAOSAAMISELLA KYSYNTÄÄ MAAILMALLA Kysyntä uusille ratkaisuille täytyy synnyttää tutkimus- ja kehityshankkeilla. Luken tutkijat ovat olleet mukana luomassa edellytyksiä metsäbiomassaa käyttäville paikallisille energiaratkaisuille tähän mennessä Puolassa, Saksassa, Italiassa, Espanjassa, Portugalissa, Iso-Britanniassa, Irlannissa, Kanadassa, Venäjällä, Thaimaassa, Laosissa ja Australiassa. Luken ensimmäinen bioenergiateknologian kansainvälisestä osaamisen ja teknologian siirrosta väitellyt tutkija Dominik Röser ostettiin heti väittelyn jälkeen Kanadaan edistämään sikäläistä biotaloutta.

Maanomistajat Kiinteistöjen omistajat T&K Konsultit

Politiikka Talous ”Muoti” ”Ismit” Bioenergian lisäämisen alkusysäys

Todellisten käytännön ratkaisujen muotoilu

Todellisten projektien synty

Rahoittajat

Investoinnit

Laitetoimittajat Palvelutoimittajat

Bioenergiaosaamisen vienti edellyttää projektien syntyä kohdemaissa. Projektit syntyvät yhteistyöllä, jossa on ymmärrettävä kokonaisuus ja eri osapuolten rooli prosessin eri vaiheissa. PIXABAY

KOKONAISUUS HAHMOTTUU JA KRIITTISET ELEMENTIT TUNNISTETAAN Kokonaisuuksien hahmottaminen on uusien järjestelmien luomisessa erittäin tärkeää. Jos koko arvoverkkoa ei ymmärretä, saatetaan jotakin osaa optimoimalla luoda kokonaisuutena toimimaton ratkaisu. Suomalaisten tutkijoiden tärkein osaaminen on monien eri maissa tehtyjen projektien perusteella syntynyt taito hahmottaa kokonaisuus ja tunnistaa kriittiset elementit. Niitä ovat esimerkiksi biomassan saatavuus, kysynnän koko ja kehittyminen sekä biomassan korjuun koneketjujen toimivuus kokonaisuudessa. Parhaassa tapauksessa ulkomainen toimija ostaa suomalaiset koneet ja laitteet kokonaisuuden rakentamiseen. SKOTLANNISSA HYÖDYNNETTY SUOMALAISTA ENERGIAOSAAMISTA Vuonna 2004 EU rahoitti yhteishankkeen, jossa etsittiin ratkaisua Skotlannissa Wickin kaupungin kaukolämpöverkon ja viskitislaamon energian tuotantoon. Suomalainen metsävaralaskenta ja korjuuketjujen suunnittelu vakuuttivat kaupungin ja paikallisen metsähallinnon päätymään metsähakkeen käyttöön. Vuonna 2015 alkaa järjestyksessään jo kuudes EU:n rahoittama uusiutuvan energian kehityshanke Ylämaan alueella. YRITTÄJÄT TUOTTAVAT HAKKEEN KUNTIEN LÄMMITYSVERKKOON Suomalaiset kunnat ja metsänomistajat ovat luoneet yhdessä lämpöyrittäjämallin, jossa kuntien isot öljykattilat on korvattu hakekattiloilla ja polttoaineen hankinta on paikallisten yrittäjien vastuulla. Tämä on loistava menestyskonsepti, jolla on kysyntää maailmalla. Malli on yhteisöllisyydessään ja verkottuneisuudessaan edistyksellinen, mutta sen siirto muihin toimintaympäristöihin maailmalla ei ole mutkatonta. Julkisen sektorin rooli varmuuden luojana ja yrittäjien avoimuus verkostojen rakentamisessa ovat monessa maassa epätavallisia toimintatapoja.

Jälkiseuranta Hyödyntäminen uusissa projekteissa

Siitä huolimatta malli on saatu yhteisten tutkimus- ja tuotekehityshankkeiden kautta otettua käyttöön muun muassa Kanadassa ja Iso-Britanniassa sekä yllättäen Islannissa. KANADASSAKIN KAIVATAAN BIOENERGIAOSAAMISTA Kanada on tällä hetkellä lupaavimpia kohdemaita suomalaisen bioenergiaosaamisen viennille. Uusiutuviin luonnonvaroihin perustuvaa paikallista yrittäjyyttä halutaan lisää. Yhteisöt haluavat kehittyä ja perinteisen metsäteollisuuden kuihduttua korvaavaa puun käyttöä etsitään kuumeisesti. Kanadalainen asiakas ei kuitenkaan vielä tiedä, mitä pitäisi haluta ostaa, eikä suomalaisen konemyyjän tehtävä ole hahmottaa monitahoisia kokonaisuuksia sekalaiselle asiakaskunnalle. Suomalaisten asiantuntijoiden kannattaa olla kehityksessä mukana yhdessä suomalaisten kone- ja laitekauppiaiden kanssa. Lauri Sikanen, Luke Lisätietoja: lauri.sikanen@luke.fi Puh. 029 532 2464

Bioenergia-alan osaajilla on kysyntää maailmalla. Luken tutkijat ovat olleet mukana luomassa edellytyksiä metsäbiomassaa käyttäville paikallisille energiaratkaisuille jo monessa maassa.

Volter tuottaa sähköä ja lämpöä puuhakkeesta Kempeleläinen Volter Oy kertoo nettisivuillaan näin: ”Olemme suunnannäyttäjä ja edelläkävijä puunkaasutusteknologian kehittämisessä. Sähkön tuottaminen uusiutuvista energialähteistä ei tarkoita luopumista kodin totutuista käyttömukavuuksista – tästä meillä on kokemusta Kempeleen ekokorttelissa.” Volter on esimerkki suomalaisesta huippuosaamisesta, selkeästä strategiasta ja uskalluksesta ponnistaa maailmalle, kun aika on oikea. Pienessä kokoluokassa tapahtuvalle sähkön ja lämmön yhteistuotannolle on maailmalla paljon kysyntää, mutta luotettavat laitteet vaativat valmistajiltaan huippuluokan

osaamista. Huonoilla laitteilla maailmalle ei kannata lähteä. Volterin omasähkö-yksiköillä muutetaan puuhaketta sähköksi ja lämmöksi ekohotellien ja edistyksellisten yhteisöjen tarpeisiin Euroopan lisäksi jo Amerikan ja Australian mantereilla. − Tänä vuonna olemme toimittaneet laitoksia Suomeen, Ruotsiin ja Skotlantiin. Tällä hetkellä laitoksia on rakenteilla Englantiin ja Walesiin. Loppuvuonna ovat odotettavissa myös ensimmäiset kaupat Japaniin ja Italiaan, kertoo toimitusjohtaja Jarno Haapakoski, Volter Oy:stä.

VOLTER OY

Uudet, mielenkiintoiset yritykset ponnistavat maailmalle kansainvälisen yhteistyön nosteessa. Esimerkiksi Volter Oy on päässyt hyvään vauhtiin Iso-Britanniassa yhdistetyllä sähkön ja lämmön tuotannon teknologiallaan.


14

Metsien, peltojen ja soiden raakaaineista syntyy uusia biojalosteita

Biojalostamot käyttävät uusiutuvaa biomassaa fossiilisten raaka-aineiden sijasta energian, kemikaalien ja materiaalien valmistukseen. Tällaisia uusia tuotteita ovat esimerkiksi bioetanoli, -hiili ja muut -polttoaineet sekä erilaiset kemian teollisuuden tuotteet. Biojalostamo- ja bioenergiasektoreilla on meneillään voimakas tutkimus- ja tuotekehitysvaihe. Sen tavoitteena on luoda edellytyksiä erilaisten uusien tuotteiden valmistukselle. Lisäksi testataan kehitettyjen menetelmien toimivuutta pienessä ja isommassa mittakaavassa. BIOJALOSTEIDEN TUOTANTO EDELLYTTÄÄ MARKKINOITA Oikeiden tuoteyhdistelmien avulla voidaan hyödyntää lähtömateriaali kokonaisvaltaisesti ja taloudellisesti kannattavasti. Biojalosteiden tuotanto voidaan aloittaa, jos tuotteille tai tuoteyhdistelmille on olemassa markkinat. Tämä takaa taloudellisen toiminnan perusedellytykset. Yleensä tämä edellytys täyttyy, jos biomassasta jalostettavista bulkkituotteista yksi tai useampia ovat sellaisia, että niiden markkina-arvo on riittävä tuotantokustannusten kattamiseksi. BIOJALOSTEIDEN KANNATTAVUUS JA HOUKUTTELEVUUS NOUSUSSA Öljyn ja kaasun reaalihinnat ovat viimeisten vuosien aikana nousseet ja laskeneet erilaisten sotien ja suurvaltapolitiikan seurauksena. Fossiilisten polttoaineiden käyttö aiheuttaa ilmastonmuutosta, jota pyritään hillitsemään kansainvälisillä sopimuksilla. Ne tähtäävät uusiutuvan energian osuuden kasvattamiseen energian kokonaistuotannosta. Tuontienergian saatavuuteen liittyy aina epävarmuutta. Lisäksi hajautetussa energiantuotannossa tarvitaan huoltovarmuutta ja aluetaloutta. Nämä tekijät lisäävät sellaisten biojalostamoiden, jotka tuottavat muiden jalosteiden ohella myös energiatuotteita, kannattavuutta ja houkuttelevuutta. Liikenteen biopolttoaineiden ja erityisesti etanolin kansainvälinen kauppa on kehittynyt erittäin voimakkaasti. Markkinoilla vallitsee tilanne, jossa kaikki saatavilla oleva etanoli menee kaupaksi. Öljyn hinnan lasku ja etanolituotteiden melko korkeat valmistuskustannukset muodostavat kuitenkin etanolin kilpailukykyiselle tuotannolle suuria haasteita. LISÄÄ BIOHIILTÄ LÄMPÖLAITOKSIIN Kivihiiltä polttoaineena käyttävien lämpölaitosten laitostekniikka puolestaan on sellaista, että niissä ei voi polttaa haketta. Monet olemassa olevat laitokset eivät ole teknisen käyttöikänsä lopussa. Niinpä biohiili on ainoa sopiva vaihtoehto, jotta uusiutuvien energianlähteiden käyttö lisääntyisi näissä yksiköissä. Tutkimus- ja kehitystyöllä voidaan tuot-

Kuusen sahanpuru

1000 kg

Uuteaineet Ligniini

Uute 236 kg

230 kg 420 kg

Uutettu sahanpuru 704 kg

Uuteaineet Ligniini Hemiselluloosa

16 kg 40 kg 180 kg

Uuteaineet 14 kg Ligniini 220 kg Hemiselluloosa 50 kg Selluloosa 420 kg

Kuusen sahanpurun sisältämät uuteaineet, ligniini, hemiselluloosa ja selluloosa sekä näiden jakautuminen uutteeseen ja uutossa jäljelle jäävään kiintoaineeseen paineistetussa kuumavesiuutossa.

Sahanpuru

Uute

PHWE

Hemiselluloosa

Saostus etanolilla

Filmit ja kalvot

Filmin valmistus

Yksi mahdollinen biojalostamon tuoteketju on valmistaa sahanpurusta liukoista hemiselluloosaa joka kuivataan ja käytetään pakkausmateriaaleissa filmeinä ja pinnoitteina. PHWE tarkoittaa paineistettua kuumavesiuuttoa.

taa tietoa uusien biojalostamokonseptien käyttöönottoa varten. Se myös auttaa tuotevalikoiman ja laitoskokonaisuuksien suunnittelemista siten, että biojalostamoiden tuotantokustannukset pysyvät kurissa.

Kuumavesiuutto erottaa biomassasta arvoaineita Biomassojen sisältämiä uuteaineita voidaan eristää esimerkiksi ylikriittistä hiilidioksidiuuttoa käyttäen. Paineistetun kuumavesiuuton avulla biomassasta voidaan erottaa hemiselluloosaa sekä osa ligniinistä ja uuteaineista. Kuumavesiuutossa jäljelle jäävä kiintoaine voidaan jakaa edelleen selluloosaksi ja ligniiniksi, kun liuottimena käytettävään paineistettuun kuumaan veteen lisätään emästä.

Hemiselluloosa Selluloosa

30 kg 260 kg

Vaikka selluloosakuitujen lujuus heikkenee kuumavesiuutossa, syntyvää selluloosajaetta voidaan käyttää eräiden paperi- tai kartonkilaatujen sekä viskoosin ja lyhytkuituisen nanoselluloosan raaka-aineena. Ligniiniä voidaan käyttää monien sellaisten yhdisteiden ja tuotteiden valmistukseen, joiden raaka-aineena nykyään käytetään öljypohjaisia tuotteita. Siitä voidaan jalostaa myös bioöljyjä tai -hiiltä.

METSIEN JA SOIDEN BIOMASSAT ENERGIATEHOKKAITA Metsistä ja myös soilta saatavien biomassojen yksi hyvä puoli biojalostamon raaka-aineena on, että metsien kasvatuksessa ei käytetä juurikaan lannoitteita tai muita ulkopuolisia panoksia. Lisäksi metsäbiomassan korjuussa käytetään vähän energiaa suhteessa korjatun puubiomassan energiaan. Siksi metsäbiomassa on tulevaisuudessa entistä kilpailukykyisempi raaka-aine biopolttoaineiden ja muiden biojalostamotuotteiden valmistuksessa. UUSIA VAIHTOEHTOJA BIOJALOSTEIDEN TUOTANTOON Luonnonvarakeskuksessa (Luke) selvitetään muihin käyttötarkoituksiin vähän kilpailtujen uusiutuvien raaka-aineiden, kuten sahanpurun, metsähakkeen, turpeen, rahkasammalien ja oljen hyödyntämistä kemian teollisuuden, erilaisten sokereiden, selluloosan, biohiilen, etanolin ja rehujen raaka-aineina.

Käsiteltävä biomassa voidaan esimerkiksi fraktioida eli pilkkoa kaksivaiheista paineistettua kuumavesiuuttoa käyttäen hemiselluloosaksi, selluloosaksi ja ligniiniksi. Tutkimuksen tavoitteena on kehittää uusia erotusmenetelmiä, joissa haluttujen jalosteiden tuottamiseen ei tarvita perinteisiä, usein ihmiselle ja ympäristölle haitallisia liuottimia, vaan ainoastaan vettä ja hiilidioksidia. TUOTEVALIKOIMAN MUUNNELTAVUUS TÄRKEÄÄ Teollisen tuotantolaitoksen tuotevalikoimaa pitää pystyä muuntelemaan kysynnän ja hintasuhteiden mukaan. Tutkimus tuottaa yrityksille erotusteknologioita ja jatkojalosteiden tuotannon menetelmäkehitystä. Näin voidaan tuottaa tuotteita, joilla on korkea jalostusarvo. Lisäksi pystytään hyödyntämään biomassoja tehokkaasti. Hemiselluloosasta saatavia erikoissokereita, käymisen avulla tuotettuja alkoholeja ja biohiiltä voidaan valmistaa samassa tuotantolaitoksessa. Tämä mahdollistaa biojalostamojen tuotevalikoiman optimoinnin niin, että kaikki prosessin sivutuotteena syntyvä energia voidaan hyödyntää joko kaupallisina energiatuotteina tai valmistettavien tuotteiden prosessienergiana. Erikoissokereiden, kuten arabinoosin ja ramnoosin, sekä sokereista fermentoimalla valmistettavien alkoholien ja muiden yhdisteiden tuotanto voidaan aloittaa teollisessa mittakaavassa ilman suuria viiveitä. Saatavilla on valmiita teollisia laitteistoja erikoissokerien puhdistukseen ja sokerien fermentointiin sekä syntyvän etanolin erotukseen ja väkevöintiin. Myös biohiilen ja öljyjen valmistukseen soveltuvia laitteistoja on saatavilla. Hannu Ilvesniemi, Luke Lisätietoja: hannu.ilvesniemi@luke.fi Puh. 029 532 2440


15

Kalamassa antaa lisäpotkua biokaasun tuotantoon Kasvatetun kalan rasvaisia perkuu- ja fileointijäännöksiä on jo pitkään käytetty biodieselin raaka-aineena. Kala tehostaa myös biokaasutuotantoa. Luonnonvarakeskus (Luke) arvioi yhdessä Turun Ammattikorkeakoulun, Biovakka Oy:n ja Sybimar Oy:n kanssa jätevedenpuhdistamon lietteen (osuus 95 prosenttia) ja hapotetun kalan (osuus viisi prosenttia) yhteismädätystä Turun Topinojan jätekeskuksessa. KALABIOMASSA TEHOSTAA BIOKAASUN TUOTTOA Biokaasutuotannossa jätevesilietteen pieni hiilipitoisuus rajoittaa metaanintuottoa. Kalabiomassan lisääminen lietteeseen paransi jätevedenpuhdistamon metaanituottoa 174 prosenttia teollisen mittaluokan biokaasuprosessissa. Myös laboratoriomittakaavassa kalaperäisten syötteiden metaanintuotto oli

runsasta ja moninkertaista pelkkään lietteeseen verrattuna. Kala käytetään pääosin ihmisravinnoksi tai eläinrehuksi. Kalaa tai kalateollisuuden sivuvirtoja voidaan käyttää bioenergian lähteenä silloin, kun sitä ei voida kannattavammin hyödyntää. Kalan hyödyntämätön potentiaali on muihin raaka-aineisiin, kuten lantaan tai yhdyskuntajätteisiin nähden vaatimaton. Näin ollen tämän raaka-aineen varaan ei kannata rakentaa biokaasulaitoksia. KALAMASSA KÄYTTÖÖN TARPEEN MUKAAN Kalamassalla voi kuitenkin olla merkitystä paikallisena syötteenä tai yhteismädätyslaitoksissa syötteen koostumuksen optimoin-

nissa, kun biokaasulaitoksen taloudellista kannattavuutta halutaan parantaa kaasutuotantoa maksimoimalla. Kalamassaa voidaan säilöä hapottamalla ja käyttää silloin, kun se on biokaasulaitoksen toiminnan kannalta otollista. Myös biodieseltuotannossa syntyvää glyserolia voidaan muiden sivutuotemassojen kanssa käyttää biokaasutuotantoon. Susanna Airaksinen, Jari Setälä, Luke, Anne Norström ja Juha Nurmio, Turun ammattikorkeakoulu Lisätietoja: susanna.airaksinen@luke.fi Puh. 029 532 7688

Taustaa tutkimukselle Hanke toteutettiin Tekesin Biorefine-ohjelman ja edellä mainittujen yritysten rahoituksella. Tarkempaa tietoa hankkeen tuloksista on nettijulkaisussa Vähäarvoisen kalamateriaalin jalostus lisäarvotuotteiksi – liiketoimintanäkymät.

Itämeren laivatkin kulkevat kalalla Sybimar Oy on Uudessakaupungissa toimiva monialayritys, joka on bioenergiaratkaisujen edelläkävijä Suomessa.

RAMI SALMINEN/SYBIMAR OY

– Kaikki alkoi, niin kuin monet muutkin innovaatiot, autotallista. Olen pienestä pitäen työskennellyt kalankasvatuksen ja kalanjalostuksen parissa. Halusimme löytää rasvaisille kalan perkuujäännöksille hyötykäyttöä. Rakensimme kaverin kanssa autotalliin erilaisia koelaitteistoja ja lopulta onnistuimme saamaan aikaiseksi bioöljyä ja käyttökelpoista biodieseliä, muistelee toimitusjohtaja Rami Salminen toiminnan alkuvaiheita. Kokeilujen siivittämänä syntyi kymmenisen vuotta sitten Rovina Oy, joka alkoi valmistaa kalanperkeistä biodieseliä. Lounais-Suomen kalankasvattajat säilöivät kalan perkeet muurahaishapolla kontteihin, joilla yritys keräsi raaka-aineen tuotantoon. Myöhemmin Rovina Oy:n ja laitteistoja toimittavan Ramirakenne Oy:n perustalle syntyi nykyinen turkulaiseen Auramare Group -konserniin kuuluva Sybimar Oy. KALAA KASVATETAAN SULJETUN KIERRON JÄRJESTELMÄSSÄ Sybimar Oy jatkaa kestävän elintarvike- ja energiatuotannon kehittämisen edelläkävijänä. Yritys luo vanhaa ja uutta osaamista ennakkoluulottomasti yhdistäen uusia ratkaisuja suomalaisen ruoan tuotannon kehittämiseen. Malliesimerkkinä toimii yrityksen suljetun kierron järjestelmä Uudessakaupungissa. – Kasvatamme kalaa kiertovesilaitoksessa. Perkeistä teemme biodieseliä, jota käytämme laitoksen työkoneissa ja konsernin laivoissa polttoaineena. Biodieselin tuotannosta jäävää proteiinipitoista massaa sekä paikallisen maatalouden ja elintarviketeollisuuden sivuvirtoja hyödynnetään biokaasulaitoksessa, kuvailee Salminen kierrätyskonseptia. Biokaasusta tuotetaan sähköä ja lämpöä kalankasvattamon ja muiden laitosten pyörittämiseen. Prosessissa syntyvä hiilidioksidi ja kalankasvatuksen ravinteikas vesi hyödynnetään järjestelmään kuuluvassa kasvihuoneessa.

Biodieselin valmistuslaitteistoja. PÄIVI SALMINEN/SYBIMAR OY

RAMI SALMINEN/SYBIMAR OY

Jari Setälä, Luke Lisätietoja: jari.setala@luke.fi Puh. 029 532 7682

Sybimar Oy:n toimitusjohtaja Rami Salminen.

Kaladieseliä.


16

Metsähakkeen kuivaus voi parantaa lämpölaitosten käyttöastetta ja kannattavuutta Suurimman osan vuotta lämpölaitokset toimivat varsin alhaisella teholla, keskimäärin vain 20−40 prosentilla nimellistehosta. Tuottamallaan lisälämmöllä lämpöyrittäjä voisi kuivata kaiken tarvitsemansa hakkeen omaan käyttöön tai myydä sitä. VELI-PEKKA KAUPPINEN, METSÄKESKUS

Hakkeen kosteuden vaikutusta metsähakkeen hankintakustannuksiin lämmöntuotannossa selvitettiin laskemalla kustannukset kahdelle eri hankintaketjulle. Niitä kutsutaan tässä osa- tai kokonaistoimitukseksi. HAKKEEN ERI HANKINTATAVAT VERTAILUSSA Osatoimituksessa raaka-aine ostetaan tien varressa, jonka jälkeen se haketetaan ja kuljetetaan laitokselle eri urakoijien toimesta. Tällöin lämpöyrittäjä maksaa kustakin vaiheesta erikseen kyseiselle toimijalle, tässä tapauksessa pääsääntöisesti hakkeen tilavuuden mukaan. Kokonaistoimituksessa hake sen sijaan toimitetaan valmiina perille ja siitä maksetaan energiasisällön mukainen hinta. On selvää, että mitä useampi hankintavaihe hinnoitellaan tilavuuden tai painon mukaan, sitä enemmän puun kosteus vaikuttaa kokonaishankintakustannukseen suhteessa kattilasta saatavan lämmön määrään. KANNATTAAKO HAKETTA KUIVATA? Kannattavuustarkastelua varten laskettiin aluksi hakkeen kuivauskustannukset merikontista tehdylle esimerkkikuivurille. Kyseisen panoskuivurin investointikus-

Hakkeen ja pilkkeen kuivaukseen soveltuu hyvin niin sanottu kamarikuivuri.

tannukset arvioitiin 35 000 euroksi ja kertakuivauskapasiteetti 25 irtokuutiometriksi. Kuivauksen kustannuksiksi tuli 6,5 euroa ja 4,8 euroa hakekuutiota kohti, kun loppukosteus oli 20 prosenttia ja lähtökosteudet 55 ja 45 prosenttia. Kuivauslämmön hintana käytettiin 24 euroa megawattituntia kohden. Jos kuivauslämmön hinta on 40 euroa megawattitunnilta, nousevat kuivauskustannukset vastaavasti 9,3 ja 6,6 euroon hakekuutiota kohti. Esimerkkitapauksissa hake haluttiin kuivata 20 prosentin loppukosteuteen, jotta se

Kuivauslämpö 40 €/MWh Hakkeen alkukoteus

Osaurakointi

Kuivauslämpö 24 €/MWh

Kokonaistoimitus

Osaurakointi

Kokonaistoimitus

varmasti säilyisi varastoituna koko lämmityskauden. Näin se soveltuisi myös pienimpiin hakekattiloihin. Sitten selvitettiin kuivauksen kannattavuutta. Esimerkkinä käytetyn kuivurin investointia verrattiin saavutettuihin hyötyihin, kun hakkeen hankintakustannukset olivat edellä esitettyjen suuruiset. Laskelmat tehtiin vuosituotannoltaan 1 500 megawattitunnin lämpölaitoksen tilanteeseen sopiviksi, jolloin kuivuriksi sopii kapasiteetiltaan 25 irtokuutiometrin panoskuivuri.

Kuivauslämpö 40 €/ MWh ja lisävarasto

Kuivauslämpö 24 €/ MWh ja lisävarasto

Osaurakointi

Kokonaistoimitus

Osaurakointi

Kokonaistoimitus

55 %

14 792

-36 170

60 196

9 234

-775

-51 738

46 683

-6 334

45 %

-8 159

-37 222

19 407

-9 655

-23 727

-52 789

5 894

-25 223

35

40

30

35

25

Kustannus, €/MWh

Kustannus, €/MWh

Kuivausinvestointien nettotuottojen nykyarvojen erotukset osaurakointi- ja kokonaistoimintamalleissa kuivattaessa kosteudeltaan 55-prosenttista ja 45-prosenttista haketta 20 prosentin loppukosteuteen eri investointivaihtoehdoilla.

20 15 Hankintakustannus, €/MWh osatoimitus

10

Hankintakustannus, €/MWh kokonaistoimitus

5

KUIVAUSILMAN LÄMMITYS SUURIN KULU Kuivaus saadaan helpoimmin kannattavaksi, kun käytettiin kuivattua haketta omassa lämpölaitoksessa. Kuivauksen suurin kustannus aiheutuu kuivausilman lämmityksestä. Jos hakkeen raaka-aine ostetaan ja sen prosessoinnista maksetaan pääasiassa tilavuuden mukaan (osatoimitusmalli), kannattaa lämpöyrittäjän kuivata käyttämänsä hake lämpölaitoksen yhteydessä. Näin siinä tapauksessa, jos lämmöstä ei tarvitse maksaa enempää kuin polttoainekustannusten verran. Tällöin yrittäjällä olisi varaa myös investoida suurempaan varastoon, jossa kuiva hake säilyisi koko lämmityskauden. Toisaalta kokonaisurakointimallissa hakkeen kuivaus oli kannattavaa ainoastaan kuivattaessa kaatotuoretta haketta halvemmalla lämmöllä ilman lisävarastokustannuksia. Käytettäessä kuivaa haketta, voidaan kattilalla tuottaa selvästi enemmän lämpöä ja siten lisätä myyntiä, jos lämmölle löytyy kysyntää. HAKKEEN HANKINTATAPA VAIKUTTAA KUIVAUKSEN KANNATTAVUUTEEN Heikoimmin kannattavassa tapauksessa eli kokonaistoimituksessa, jossa investoitaisiin kuivurin lisäksi hakevarastoon kuivauslämmön hinnan ollessa 40 euroa megawattitunnilta, bruttotuloja tarvittaisiin noin 9 000 euroa enemmän vuodessa, jotta yrittäjän kannattaisi investoida. Käytännössä tämä tarkoittaisi noin puolta lisääntyneestä lämmöntuotantokapasiteetista ja 200 ylimääräisen hakekuution kuivaamista lämmöntuotantoon. Vastaavasti osaurakointimallissa kannattavuuteen riittäisi 3 000 euron vuotuinen bruttomyynnin lisäys, mikä saadaan kuivaamalla 50 hakekuutiota ja myymällä niistä saatava määrä enemmän lämpöä kuin perustapauksessa.

30 25 20 15

Hankintakustannus, €/MWh osatoimitus

10

Hankintakustannus, €/MWh kokonaistoimitus

5 0

0 55

50

45

40 Kosteus, %

35

30

20

Metsähakkeen hankintakustannukset osaurakointi- ja kokonaistoimitusmalleissa lämpölaitoksella, jonka vuotuinen lämmöntuotanto on 5 000 megawattituntia.

55

50

45

40 Kosteus, %

35

30

20

Metsähakkeen hankintakustannukset osaurakointi- ja kokonaistoimitusmalleissa lämpölaitoksella, jonka vuotuinen lämmöntuotanto on 1 500 megawattituntia.


17 KUIVUREIDEN KÄYTTÖÖNOTTOON KAIVATAAN OPASTUSTA JA LAITETOIMITTAJIA Käytännössä kuivureiden käyttöönottoa hidastaa neuvonnan ja osaavien laitetoimittajien puute. Viljan- tai sahatavarankuivaukseen käytetyt kuivausratkaisut eivät sinällään sovellu kustannustehokkaaseen metsähakkeen kuivaamiseen. Oikealla mitoituksella ja sopivilla säätölaitteilla kamari- ja panoskuivureista saadaan kuitenkin edullisia metsäpolttoaineille sopivia kuivureita. Lämpölaitoksissa käytettävän hakkeen osalta on perusteita niin sanotulle laatuhinnoittelulle eli kuivemmasta hakkeesta voisi maksaa paremman hinnan energiayksikköä kohti. Muun muassa Keski-Suomessa toimiva

OK-Yhtiöt on ottanut tämän hinnoittelumallin käyttöönsä toimittaessaan parempilaatuista haketta sitä tarvitseville.

Jyrki Raitila, VTT Lisätietoja: jyrki.raitila@vtt.fi Puh. 040 719 5117

Hakkeen kuivaamisesta on monia hyötyjä Jotta hakkeen tai pilkkeen kuivaus olisi kannattavaa, tulee saavutettujen hyötyjen kattaa kuivauksen suorat kustannukset. Niitä ovat kuivaukseen tarvittava lämpö ja sähkö sekä materiaalin lisäsiirrot ja lisäksi investoinnit kuivauslaitteistoon. Kuiva hake mahdollistaa merkittäviä säästöjä lämmöntuotannossa. Käytettäessä kuivaa haketta hakkeen kulutus laskee merkittävästi. Kun polttoaineen kosteus laskee kymme-

nen prosenttia, kuluu haketta 15 prosenttia vähemmän. Alle yhden megawattitunnin kattiloissa kattilan hyötysuhde voi nousta useita prosenttiyksiköitä. Sähköä säästyy siirtoruuvien ja ilmapuhaltimien vähäisemmän käytön takia. Kuiva polttoaine parantaa laitoksen toimintavarmuutta ja vähentää häiriöitä sekä varajärjestelmän käyttöä. Tämä puolestaan tuo säästöjä varapolttoaineen käytössä.

Tutkimuksen taustaa Tutkimus oli osa kolmivuotista Biolämpöliiketoiminnan laatu ja kannattavuus -hanketta, jota koordinoi Suomen metsäkeskus. Muut toteuttajat olivat Jyväskylän ammattikorkeakoulu ja Pohjoisen Keski-Suomen oppimiskeskus sekä VTT, joka vastasi hankkeen tutkimusosuudesta. Hanke kuului Manner-Suomen maaseutuohjelmaan ja sitä ovat tukeneet EU;n ja valtion lisäksi useat keskisuomalaiset yritykset.

Kantojen korjuu ei katkaise kuusikoiden lahokierrettä Juurikääpäsienet ovat pohjoisen havumetsävyöhykkeen vahingollisimpia lahottajia. Kasvupaikoilla, joilla sieni on päässyt pesiytymään puiden juuristoon, kantojen korjuu on ainoa toimenpide, mikä voi vähentää seuraavan kuusisukupolven tartuntariskiä. TUUL A PIRI/LUKE

Mutta onko kantojen korjuusta, jonka ensisijainen päämäärä on tuottaa hyvälaatuista energiapuuta, todellista apua juurikäävän torjunnassa? Asiaa selvitettiin Luonnonvarakeskuksen (Luke) ForestEnergy2020-tutkimusja innovaatio-ohjelmassa. KANTOJEN KORJUUN JÄLKEEN JÄÄ RUNSAASTI JUURIKÄÄPÄLAHOA Selvitimme viidellä eri kohteella, kuinka paljon tautia levittäviä juuren osia jää uudistusalalle kantojen korjuun jälkeen. EteläSuomen kuusikoiksi tutkimuskohteet olivat suhteellisen lievästi lahovikaisia, sillä vain noin kymmenen prosenttia päätehakkuun kuusista oli juurikäävän lahottamia. Alustavat tulokset osoittavat, että juurikääpä siirtyy uuteen puusukupolveen kantojen korjuusta huolimatta. Uudistettaessa juurikäävän lahottamaa kuusikkoa puulajin vaihto tai runsas sekapuusto on suositeltavaa myös kantojen korjuun jälkeen. Mahdollisia tautia levittäviä juurenkappaleita, jotka olivat läpimitaltaan vähintään 1,5 senttimetriä, oli jäänyt kannonnostokohteille keskimäärin 19 000 kappaletta hehtaarille. Vaikka vain yksi prosentti näistä tartuntalähteistä onnistuisi infektoimaan seuraavan puusukupolven taimen, syntyisi seuraavan kuusisukupolveen keskimäärin 15 uutta tautipesäkettä hehtaarille. Mitä enemmän edellisessä puusukupolvessa on juurikääpälahoa, sitä suuremmaksi taudin leviämisriski kasvaa. Verrattuna aiempiin tutkimustuloksiin näyttäisi nuorissa, alle kymmenvuotisissa kuusen taimikoissa taimien tartuntariski olevan samaa suuruusluokkaa riippumatta siitä,

nostetaanko kannot vai ei. Myöhemmin ero voi kasvaa nostoalueen taimikoiden eduksi, sillä irralliset juuret menettävät tartutuskykynsä nopeammin kuin maahan jätetyt kannot. Tarkempaa tietoa juurikääpälahon kehityksestä kannonnostokohteilla saadaan, kun vuosina 2003−2007 perustetut kokeet harvennetaan. KANTOKASAT LISÄÄVÄT ITIÖTARTUNNAN RISKIÄ Vaikka kantojen pilkkominen noston yhteydessä nopeuttaa kantojen kuivumista, kasan alimmat kannot säilyvät riittävän kosteina juurikäävän itiöemien eli kääpien kehittymiselle. Ensimmäiset käävät ilmestyivät lahoihin kantoihin kahden vuoden kuluessa. Verrattuna nostamatta jätettyihin päätehakkuukantoihin kääpien muodostuminen oli runsaampaa varastokasan kannoissa. Syynä tähän on se, että kantojen pilkkominen kasvattaa kääpien kasvualustana toimivan lahon pintapuun pinta-alan moninkertaiseksi kokonaisiin kantoihin verrattuna. Myös kosteusolosuhteet kääpien kehittymiselle ovat suotuisammat kantokasan alaosassa kuin aurinkoisella avohakkuualalla. Varastoinnista aiheutuva tartuntariski voidaan välttää kuljettamalla lahot kannot pois tienvarsivarastosta viimeistään kahden vuoden kuluessa. Tuula Piri ja Leena Hamberg, Luke

Lahoja kuusen kantoja ei tulisi varastoida yli kahta vuotta runsaan itiötuotannon vuoksi.

Lisätietoja: tuula.piri@luke.fi Puh. 029 532 2453

Juurikääpä säilyy sitkeästi pienissäkin juurenpaloissa… Selvitimme juurikääpärihmaston elossa säilymistä erikokoisissa, pintamaahan peitetyissä lahoissa kuusen juuripaloissa. Lisäksi tutkimme, miten rihmasto leviää vieressä kasvaviin kuusen taimiin. Nämä tartutuskokeet kestivät lähes seitsemän vuotta. Juurikäävän kuolleisuus juurenpaloissa oli runsasta ensimmäisen vuoden aikana, jolloin sieni oli hävinnyt noin 60 prosentista juuria. Alkuvaikeuksien jälkeen sieni sinnitteli juurissa kuitenkin pitkään. Vielä kuuden vuoden kuluttua juurikääpä oli elossa ja tartuntakykyinen 18 prosentissa juuria. Vaikka todennäköisyys juurikäävän elossa säilymiselle kasvoi juuripalan tilavuuden kasvaessa, pienetkin juurenpalat voivat olla pitkäaikaisia tartuntalähteitä. Pienin juuri, jossa sieni säilyi elossa yli kuusi vuotta, oli läpimitaltaan vain 1,5 senttimetriä.

Parhaiten juurikääpä säilyi juurissa, joiden tilavuudesta se oli vallannut yli puolet. Lahoasteella ‒ oli kyseessä alkava kova laho tai pitkälle edennyt pehmeä laho ‒ ei ollut vaikutusta sienen säilymiseen. Sen sijaan juurikääpä pärjäsi paremmin hiekkapitoisessa kuin savipitoisessa maassa. … JA TARTUTTAA LÄHELLÄ KASVAVAN KUUSEN TAIMEN Ensimmäinen kuusen taimi sai tartunnan viereen haudatusta juurikäävän lahottamasta juurenpalasta 4,5 vuotta kokeen perustamisen jälkeen. Taimien tartunnat painottuivat lähes seitsemän vuotta kestäneen kokeen loppuun. Kuuden vuoden jälkeen kahdeksan prosenttia taimista oli saanut tartunnan. Todennäköisesti uusia tartuntoja olisi ilmaantunut, jos koetta olisi jatkettu pidempään.

MICHAEL MÜLLER/LUKE

Tutkituilla eteläsuomalaisilla kannonnostokohteilla juurikääpälahoa levittävien juurenpätkien yhteenlaskettu pituus vaihteli 2,9:stä 7,3 kilometriin hehtaarilla.


18

Pohjaturpeessa on yleensä niukasti fosforia ja kaliumia, minkä vuoksi maa pysyy pitkään paljaana. Vasemmalla käsittelemätön ja oikealla tuhkalannoitettu sekä kylvetty alue kolme vuotta kokeen perustamisen jälkeen. Olli Reinikainen on mittamiehenä. Koivuntaimia on hehtaarilla yli 100 000 kpl. KUVAT: JORMA ISSAKAINEN

Energiakoivua kannattaa kasvattaa suonpohjalla Metsähakkeen käyttöä on tarkoitus lisätä vuoteen 2020 mennessä yli 60 prosentilla. Metsähakkeen raaka-ainevarat käytetään tehokkaasti jo nyt sellaisilla alueilla, joilla on paljon turvesoita. Turvetuotannosta poistuu vuosittain noin 2 500 hehtaaria, josta osa soveltuisi energiapuun intensiivituotantoon. PAUL A JYLHÄ/LUKE

Hieskoivun vesametsäkasvatus suonpohjilla voi olla kannattavaa ilman tukia. Jopa Pohjois-Suomessa sillä päästään yhtä suuriin biomassatuotoksiin kuin käytännön energiapajuviljelmillä Ruotsissa eli kolmesta neljään kuivatonniin vuodessa. Tuotantokustannukset ovat kuitenkin paljon pienemmät. Viljelyn kiertoajan tulisi olla vähintään 20 vuotta. Tiheä hieskoivikko syntyy suonpohjalle luontaisesti, jos maan ravinnetila on kunnossa. Koivikon syntyminen voidaan varmistaa hajakylvöllä ja tuhkalannoitus sopii hyvin ravinnetilan tasapainottamiseen. Ojitusmätästys on lannoituksen vaihtoehto. Uusi puusto saadaan aikaan vesottamalla avohakkuun jälkeen. NÄIN KANNATTAVUUTTA ARVIOITIIN Teimme kannattavuuslaskelmat kuudelle entiselle turvesuolle luontaisesti syntyneelle hieskoivikolle. Lehdetöntä biomassaa oli kertynyt 42–75 kuivatonnia eli noin 90–160 kuutiometriä hehtaarille 15–26 vuoden aikana. Kannattavuuden mittarina käytimme paljaan maan arvoa, joka laskettiin tuottojen ja kustannusten erotuksena käyttäen kolmesta viiteen prosentin korkokantaa. Laskentaan sisällytettiin kaikki tuotantokustannukset maanmuokkauksesta tai tuhkalannoituksesta aina hakkeen toimitukseen käyttöpaikalle 60

vat laskelmissa käytettyjä arvioita.

25-vuotiaan hieskoivikon hakkuuta.

kilometrin päähän. Hakkeen hinnaksi käyttöpaikalla oletettiin 21 euroa megawattitunnilta. Koivun toistuva vesottaminen on epävarmaa, joten puustojen uudistuminen varmistettiin maanmuokkauksen ja hajakylvön avulla neljännestä puusukupolvesta eteenpäin. Vesasyntyisten ja kylvettyjen puustojen kiertoajat oletettiin vuotta lyhyemmiksi kuin esimerkkimetsiköiden iät olivat mittaushetkellä. Kokopuukorjuu alentaa pieniläpimittaisen puuston korjuukustannuksia ja lisää hakkuu-

kertymää. Tavanomainen kalusto ei sovellu nuorimpien tiheikköjen hakkuuseen. Energiapuuviljelmien korjuukoneilla voisi kaataa läpimitaltaan kuudesta seitsemään senttimetrin runkoja, järeimmillä 15-senttisiä. Koneiden vaatimat korjuukäytävät puuttuvat luontaisesti syntyneistä metsiköistä. Kokopuuhakkuun tuottavuus laskettiin mallilla, jonka laadinta-aineisto oli peräisin ruotsalaisella Bracke C16.b-bioenergiakouralla tehdystä kokeesta. Kouraa kokeiltiin myös käytännössä, ja mitatut tuottavuudet vastasi-

KORJUU JOUSTAVASTI MARKKINOIDEN MUKAAN Energiapuun kasvatus oli kannattavaa lukuun ottamatta vaihtoehtoa, jossa kiertoaika oli 14–15 vuotta. Paljaan maan arvot olivat korkeita, esimerkiksi kahdessa vanhimmassa koivikossa ne olivat viiden prosentin korolla samaa suuruusluokkaa kuin eteläsuomalaisessa lehtomaisen kankaan istutuskuusikossa. Tulos perustuu pienempiin metsikön perustamiskustannuksiin ja lyhyempään kiertoaikaan. Ensimmäisessä puusukupolvessa kolmen prosentin korkokannalla energiapuusta voitiin maksaa kantohintaa parhaalla kohteella jopa seitsemän euroa kuutiometriä kohden, vaikka puun kasvatus ja energiapuun korjuu tehtiin ilman valtion tukia. Hieskoivu voidaan korjata myös kuitupuuksi. Suometsien harvennuskokeissa hieskoivun harvennusvaste on ollut usein heikko. Siten päätös korjuutavasta ja -ajasta voidaan tehdä joustavasti markkinatilanteen ja hintasuhteiden mukaan. Paula Jylhä, Jyrki Hytönen ja Anssi Ahtikoski, Luke Lisätietoja: paula.jylha@luke.fi Puh. 029 532 3432

Metsäenergia-alalle luvassa laadunhallinnan koulutusta Metsäenergian toimitusketjuissa työskentelevien yrittäjien ja työntekijöiden mukaan suurimmat metsäenergian laatuongelmat liittyvät toimitusketjun hallintaan ja metsähakkeen vastaanottoon laitoksissa. Energiantuottajien näkökulmasta korostuvat laitokselle toimitettavan metsähakkeen teknisessä laadussa ilmenevät ongelmat. Nyt näihin haasteisiin on tarjolla ilmaista koulutusta Pohjois-Karjalassa. Luonnonvarakeskuksen (Luke), Itä-Suomen yliopiston ja Valtimon ammattioppilaitoksen järjestämä koulutus on nimeltään Parempaa laatua metsähakkeen tuotantoon. Koulutus tarjoaa uusinta tietoa metsähakkeen laatuun vaikuttavista tekijöistä. Lisäksi esitellään laadunhallinnan keinoja metsäenergian toimitusketjuissa toimiville yrittäjille, työntekijöille ja alan opiskelijoille. TILAA RÄÄTÄLÖITY KOULUTUS Tavoitteena on lisätä metsäenergia-alan yrit-

täjien ja työntekijöiden tietoisuutta laadusta ja laadun merkityksestä. Koulutuksia järjestetään asiakaslähtöisesti ja yritykset voivat tilata koulutuksen Lukesta haluamanaan ajankohtana, omien tarpeidensa mukaisesti. Koulutuksissa on useita teemoja. Niitä ovat energiapuun työmallit sekä niiden vaikutus korjuun tehokkuuteen ja laatuun. Lisäksi käsitellään lähikuljetuksen ja varastoinnin merkitystä toimitusketjun laadun hallinnassa. Tarkastelussa ovat myös varas-

toinnin vaikutus tuotettavan metsäenergian laatuun sekä metsähakkeen laadun vaikutus lämpö- ja voimalaitosten toimintaan. Koulutuksen avulla uskotaan saavutettavan parannuksia sekä tuotettavan metsähakkeen laadussa että alalla toimivien yritysten kannattavuudessa ja kilpailukyvyssä. Koulutukset järjestetään osana hanketta, jonka nimi on Laatutietoisuus ja osaaminen − koulutuksen avulla parempaa laatua met-

sähakkeen tuotantoon (KOPLA). Hanketta rahoittaa Euroopan unionin sosiaalirahasto sekä Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus. Koulutustilaisuudet ovat maksuttomia Pohjois-Karjalassa sijaitseville yrityksille. Tanja Ikonen ja Karri Pasanen, Luke Lisätietoja: tanja.ikonen@luke.fi 029 532 2023


Seuraava Maaseudun Tiede -liite ilmestyy 14.12.2015

19

KOLUMNI Polttopuun halkaisijan (D) määritys ja pituus (L).

Polttopuu on saanut kansainvälisen laatuluokituksen Myytävälle polttopuulle on määritetty kansainväliset laatuluokat. Ne koskevat sekä tulisijoissa että halkokattiloissa käytettävää puuta. Polttopuun tärkeimmät määritettävät ominaisuudet ovat raaka-ainelähde, puulaji, mitat, kosteus ja määrä. Polttopuu tarvitsee oman laatustandardinsa, koska käyttövalmiin puun kauppa on lisääntynyt suuresti. Polttopuun laatuluokittelu on määritelty SFS-EN ISO 17225-5 -standardissa, jossa eri laatuluokat ovat A1, A2 ja B. Myyjän on ilmoitettava tuoteselosteessaan myytävän puun laatuluokitus. Paras tulisijoissa käytettävän polttopuun laatuluokka on A1, jossa raaka-aineena käytetään runkopuuta. A2- ja B-laatuluokissa saa raaka-aineena käyttää myös kokopuuta, hakkuutähteitä tai teollisuuden puutähdettä. POLTTOPUUN PAKSUUS RATKAISEE KÄYTÖN Polttopuun halkaisijaluokat ovat A1- ja A2laatuluokissa D2 (alle kaksi senttimetriä, sytytyspuu), D5 (halkaisija kahdesta viiteen senttimetriä, hellapuu), D15 (halkaisija viidestä viiteentoista senttimetriä, uunipuu). Keski-Euroopassa myydään erillisissä pakkauksissa myös sytytyspuuta. Nämä ovat kuorettomia, koneellisesti uritettuja teollisia kiehisiä. Niiden halkaisija on alle kaksi senttimetriä, ja sytytyksessä käytetään yleensä sytytyspaloja. Standardi vaatii, että 85 prosenttia polttopuusta on oltava ilmoitetussa halkaisijaluokassa. A1-luokan polttopuussa on oltava vähintään 90 prosenttia halkaistuja yksittäisten puiden määrästä eli joka kymmenes puu saa olla halkaisematon. TULISIJAN KOKO MÄÄRÄÄ PITUUDEN Polttopuun pituusluokat alkavat L20:stä (pituus alle 20 senttimetriä, saa olla kaksi senttimetriä lyhyempi tai pidempi) ja päättyvät metriin. Yleisin laatuluokka on L33 (pituus alle 33 senttimetriä), koska monissa maissa polttopuu valmistetaan metrin haloista. Jos polttopuut ladotaan vaakaan uunissa, mikä on suositus, niin pienempiin tulisijoihin on yleensä 25 senttimetrin pituinen polttopuu sopiva. Polttopuun joukossa voi olla 15 prosenttia lyhyempiä puita. Katkaisupinnan pitäisi olla tasainen A1-luokan polttopuussa. PUU KANNATTAA KUIVATA KUNNOLLA Kosteusluokat ovat M20 (korkeintaan 20 prosenttia vettä puun kokonaispainosta) tai

Polttopuun laatuluokitus • taustalla SFS-EN ISO 17225-5 -standardi • koskee tulisijoissa (luokat A1 ja A2) ja halkokattiloissa (luokat A2 ja B) käytettävää puuta • määritettävät ominaisuudet: raaka aine, puulaji, mitat (pituus ja halkaisija), kosteus ja määrä (kuutiometri, kilogramma) • ilmoitetaan energiasisältö (kilowattituntia per irtokuutiometri tai per pinokuutiometri tai per kilogramma), laho ja home, halkaistujen puiden määrä, katkaisupinnan laatu.

M25 (korkeintaan 25 prosenttia vettä). Polttopuun tuottajan kannattaa pyrkiä kuivaamaan puu M20-luokkaan, koska kosteus lisääntyy yleensä varastoinnissa. Tällöin voidaan välttää myös homehtumista ja vähentää päästöjä polttovaiheessa. Polttopuun kosteuden suositusarvo on 15–20 prosenttia. Kun kosteutta on vähemmän tai enemmän, päästöt ja erityisesti pölypäästöt lisääntyvät. A1-luokan polttopuussa ei saa olla näkyvää lahoa tai hometta. ENERGIASISÄLTÖ RIIPPUU KOSTEUDESTA Polttopuuerän energiasisältö kilowattitunteina riippuu pääosin puun kosteudesta. Kun tunnetaan polttopuun kosteus, paino ja kuiva-aineen lämpöarvo, voidaan laskea sen energiasisältö standardin liitteessä olevan kaavan mukaan. Energiatiheys voidaan määrittää VTT:n kehittämällä menetelmällä, jossa aluksi määritetään puuerän alkukosteus pilkonnassa ja punnitaan puuerän paino esimerkiksi verkkohäkissä ennen kuivausta. Puuerän alkukosteus määritetään sahanpurunäytteistä. Polttopuun on oltava samaa puulajia ja samasta raaka-aineen toimituserästä. Jos haluttu toimituserän kosteus on 19 prosenttia, voidaan VTT:n kehittämän ohjelman avulla laskea, mikä on puuerän paino tässä kosteudessa. Polttopuuerän energiasisältö lasketaan toimitusmassan ja -kosteuden sekä puun kuiva-aineen lämpöarvon perusteella. Tarkemmat ohjeet ovat VTT:n tiedotteessa: Myy energiaa älä motteja. VARASTOI PUU OIKEIN Polttopuun tuottajan kannattaa antaa ostajalle myös puun varastointi- ja lämmitysohjeet. Polttopuu säilyttää laatunsa vain oikealla varastoinnilla. VTT:llä on tehty tiedotteet polttopuun varastoinnista ja lämmitysohjeista: Klapia liiteriin ja Pökköä pesään. Standardit ovat saatavilla Suomen Standardisoimisliitosta, SFS:stä. Tilaukset voi tehdä SFS-verkkokaupasta: sales.sfs.fi tai asiakaspalvelusta: sales@sfs.fi ja puh. 09 1499 3353. Lisätietoa VTT:n tiedotteista: www.vtt.fi Eija Alakangas, VTT Lisätietoja: eija.alakangas@vtt.fi Puh. 0400 542 454

Johanna Räsänen rasanen.johanna@suomi24.fi maajustiina.blogspot.fi

Penni ajatuksistasi – Suomalainen viljelijä, mikä mieltäsi painaa? – Pettymys. – Mihin? – Maatalouspolitiikkaan, kaupan määräävään asemaan, omaan voimattomuuteen. Vaikka kuinka on tehnyt asiat oikein, rahat on loppu. Miten suomalaiselle viljelijälle on päässyt näin käymään? – Moni on varmasti samanlaisessa tilanteessa. – Kun kerron tästä, sitten toinenkin avaa suunsa ja sanoo olevansa samassa tilanteessa. Henkinen paine on valtava. Ja se häpeän tunne. Se on varmasti suurin este, ettemme nouse barrikadeille. Koemme epäonnistuneemme. Emme uskalla rehellisesti sanoa, että tämä ei ole meidän viljelijöiden syytä. Meidän pitäisi vaatia oikeutta, tasapuolista kohtelua muiden kansalaisten kanssa. En koe olevani tasapuolisesti samalla viivalla muiden työtä tekevien suomalaisten kanssa. Meidät aktiiviviljelijät on yhteiskunnan taholta ajettu nurkkaan. − Niin. Miltä oikeastaan tuntuu olla maatalousyrittäjä Suomessa? − En tiedä, mikä minä olen. Yrittäjä voi sentään itse hinnoitella tuotteensa, eikä ole riippuvainen tuista. Meiltä viljelijöiltä puuttuu mahdollisuus vaikuttaa omaan toimeentuloomme ja omiin oikeuksiimme. − Suomalainen maatalous tuottaa maailman puhtainta ruokaa. Miksi se myydään bulkkituotteena? Miksi sille ei anneta sille kuuluvaa arvostusta? Onko suomalaisen elintarviketeollisuuden ja kaupan etu, että suomalaisen ruuan raaka−aineen hintaa poljetaan koko ajan alemmaksi ja alemmaksi. − Joskus kuulee halveksivia mielipiteitä

LAMPAITA

© Jouko Pukkila

liittyen maataloustukiin. – Me aktiiviviljelijät emme voi tuottaa mitään näillä tuottajahinnoilla ilman tukia. Tuki on palkkaa tehdystä työstä. Se, että tuet päätetään maksaa myöhemmin, tarkoittaa sitä, että moni on tällä hetkellä lievästi sanottuna lirissä. Ja tämä tukien maksatuksen myöhästyminen onnistuu näköjään ilmoitusluontoisena menettelynä. Velkojat ovat kimpussa. Osan kanssa pystyy sopimaan maksuajoista, mutta jotakin on maksettava. – Tukien maksatus ei saisi viivästyä. Viranomaisilla on ollut aikaa ja resursseja riittävästi. Ei ole uskottavaa vedota resurssipulaan. Viranomaiset saivat valtiolta keväällä lisärahoitusta, että pystyvät hoitamaan maksatukset ajallaan – mihin rahat on käytetty? Eikö viranomaisilla ole tulosvastuullisuutta työstään? − Miten maatalous on mennyt siihen, että kannattavinta on ryhtyä hömppäheinän viljelijäksi? Nämä niin sanotut viljelijät käyvät palkkatyössä, kesälomallaan niittävät peltoa, ja nostavat tuet. Sehän on itse asiassa ihan älyttömän hyvä bisnes. Tukiehtojen täyttämiseksi ei tarvitse tuottaa mitään. Näiden viljelijöiden nauttima tuki on pois aktiiviviljelijöiltä. − Byrokratiaa on varmasti toisinaan vaikea ymmärtää. − Byrokratia ja valvonnat on vain kestettävä. Ei millään muulla ammattiryhmällä ole tällaista rahallista valvontaa koko ajan päällä. Tukisäädösviidakko on tehty sellaiseksi, ettei kukaan hallitse sitä kokonaisuutena. Tarkastajat hallitsevat vain oman alueensa. Viljelijän pitää hallita kokonaisuus, eikä katsoa vain tukisäädöksiä. Tuet ovat vain osa kokonaisuutta, mutta niistä ja byrokratiasta on tullut liian iso osa tilan pyörittämistä. − Mutta hei, nyt täytyy mennä. Työt eivät odota. Kiitos, että sain purkaa mieltäni.


20 KUVAT: PIRJO MATTIL A/LUKE

Reseptit SALAATTI PAAHDETUSTA PAPRIKASTA JA MOZZARELLASTA (2 ANNOSTA) Tavallisia paprikoita 2 kpl Mozzarellajuustoa n. 125 g Oliiviöljyä Sitruunamehua tai valkoviinietikkaa Tuoretta basilikaa Suolaa, mustapippuria

Pese ja kuivaa paprikat, poista kanta ja siemenet sekä leikkaa paprikat neljään osaan pituussuunnassa. Laita paprikat uunipellille kuori ylöspäin. Paahda grillivastuksen alla uunin yläosassa 200−250 asteessa kunnes paprikat vähän mustuvat ja pinta kupruilee. Laita paprikat pakastepussiin noin 15 minuutiksi ja kuori ne tämän jälkeen sormin. Asettele lautaselle vuorotellen paahdettua paprikaa, mozzarellaaa ja basilikan lehtiä. Lorauta päälle hiukan oliiviöljyä ja sitruunamehua sekä mausta suolalla ja mustapippurilla. PIRJO MATTIL A/LUKE

Maistuisiko syksyn piristykseksi töltött paprika eli täytetyt paprikat unkarilaisittain?

Värikkäät paprikat ovat varsinaisia vitamiinipommeja

Paprikat eli tarkemmin vihannespaprikat ovat kauppojen vihannestiskien iloisia väriläiskiä. Lisäksi ne sisältävät runsaasti vitamiineja, varsinkin A-vitamiineja. Paprikat sopivat monenlaisten ruokien raaka-aineiksi. Paprikat ilmaantuivat suomalaisiin kauppoihin 70-luvulla, mutta niiden käyttö on runsastunut merkitsevästi vasta viime vuosina. Saatavilla on ollut jonkin verran kotimaistakin paprikaa. Tarjolla on useita värejä tavallista paprikaa, kuten bell pepper ja eri muotoisia paprikoita, kuten nimellä sweet chili myytävää pitkänomaista paprikaa. RUNSAS VÄRIKIRJO JA MUOTOJEN RIKKAUS Paprikoiden värit vaihtelevat valkoisesta mustanruskeaan sekä muodot litteästä pyöreään ja pitkänomaiseen. Paprikan värit ovat pääasiassa karotenoideja eli luonnon pigmenttejä, mutta myös klorofylli eli lehtivihreä ja fenoliset yhdisteet vaikuttavat väriin. Kaikki paprikat ovat raakoina vihreitä, mutta värin voimakkuus vaihtelee. Kypsinä useimmat lajikkeet ovat punaisia, mutta myös keltaiset ja oranssit lajikkeet ovat melko yleisiä. Keltaisten paprikoiden maku on yleensä miedoin ja punaisten voimakkain. Oranssit lajikkeet ovat usein makeahkoja. Paprikan lajike ja kasvuolosuhteet vaikuttavat väriin, makuun ja ravintoainepitoisuuk-

siin. Koko vaihtelee muutamasta kymmenestä grammasta satoihin grammoihin. KOKONAISESTA PAPRIKASTA PUOLET PÄIVÄN A-VITAMIINISTA Kuten kaikki vihannekset, paprikakin sisältää runsaasti suojaravintoaineita pienessä energiamäärässä. Paprikat sisältävät monenlaisia karotenoideja, joista A-vitamiiniaktiivisia ovat alfa-karoteeni, beeta-karoteeni ja beeta-kryptoksantiini. Vaikka muilla paprikan karotenoideilla ei olekaan A-vitamiiniaktiivisuutta, ne ovat hyviä antioksidantteja. Keskikokoinen paprika painaa noin 170 grammaa. Jos aikuinen nainen syö sen kokonaan, hän saa lähes puolet päivittäin tarvitsemastaan A-vitamiinista. C-vitamiinia hän saa riittävästi jo neljänneksestä keskikokoista paprikaa. Antioksidanttitehoa tulee karotenoidien lisäksi myös fenolisista yhdisteistä. Evitamiiniakin paprikassa on runsaasti. TERVEELLISIÄ AROMIYHDISTEITÄ VAIKKA MUILLE JAKAA Vihannespaprikoista puuttuu lähes kokonaan pistävää makua aiheuttavat kapsaisinoidit,

jotka antavat chilipaprikoille tyypillisen maun. Vihannespaprikoiden aromiyhdisteitä ovat miedomman makuiset kapsinoidit. Chiliä ja chiliuutteita on käytetty perinteisessä itämaisessa lääketieteessä monenlaisiin tarkoituksiin. Nyt kapsaisinoidien terveysvaikutuksia tutkitaan innokkaasti. Myös vihannespaprikan kapsinoidit näyttävät vaikuttavan edullisesti ainakin ihmisen rasva-aineenvaihduntaan. Kun muistetaan vielä fenolisten yhdisteiden moninaiset terveysvaikutukset, paprika on todella hyvä lisä vihannesvalikoimaamme. Paprikaa voi käyttää ruuanvalmistuksessa monipuolisesti. Sitä voi syödä sellaisenaan ja lisätä salaatteihin, mutta se sopii myös monenlaisiin lämpimiin ruokiin. Paahtaminen antaa lisää aromia. Paprika onkin monien unkarilaisten ja itämaisten ruokien aromin salaisuus. Raija Tahvonen ja Pirjo Mattila, Luke Lisätietoja: raija.tahvonen@luke.fi Puh. 029 532 6566

TÖLTÖTT PAPRIKA (TÄYTETYT PAPRIKAT UNKARILAISITTAIN) (4 ANNOSTA)

ohje: Nora Pap/Luke 8−10 suippopaprikaa (punaisia tai valkoisia) Täyte: 1 keskikokoinen sipuli 1 valkosipulin kynsi 1 rkl rypsiöljyä 400 g jauhelihaa 80 g keittämätöntä riisiä 1 kananmuna 1 tl paprikajauhetta suolaa, mustapippuria Liemi: 1 l tomaattimehua 1 sellerin lehti 1 tl sokeria 1 tl suolaa 3 rkl vehnäjauhoa 2 dl vettä Pese paprikat, poista niistä kannat ja siemenet. Hukkaan menevän osan voit pilkkoa täytteeseen. Kuori ja pilko sipulit, kuullota ne öljyssä pannulla. Sekoita hyvin kaikki täytteen ainekset kulhossa. Täytä paprikat teelusikalla, mutta älä täytä liian tiukkaan, koska tällöin ne voivat mennä rikki keittämisen aikana. Kaada tomaattimehu kattilaan. Mausta mehu suolalla ja sokerilla, lisää kattilaan sellerin lehti. Kuumenna kiehumispisteeseen ja lisää liemeen täytetyt paprikat. Keitä hiljalleen noin 30−40 min. Älä sekoita keittämisen aikana, vaan liikuttele silloin tällöin kattilaa. Poista kypsät paprikat kattilasta ja heitä sellerin lehti pois. Suurusta liemi 2 dl:aan vettä sekoitetuilla jauhoilla kiehuttaen 5 minuuttia. Laita paprikat takaisin liemeen. Tarjoile paprikat perunoiden kera. Halutessasi voit lisätä lusikallisen ranskankermaa paprikoiden päälle.

Profile for Natural Resources Institute Finland (Luke)

Maaseudun Tiede 3/2015  

Maaseudun Tieteeseen on koottu kattava paketti bioenergiatutkimuksen tuoreimpia uutisia. Aihe on ajankohtainen, sillä uusiutuvan energian tu...

Maaseudun Tiede 3/2015  

Maaseudun Tieteeseen on koottu kattava paketti bioenergiatutkimuksen tuoreimpia uutisia. Aihe on ajankohtainen, sillä uusiutuvan energian tu...

Profile for mttelo

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded