Julkaistu: 20.10.2022

Uusiutuvista raaka-aineista valmistuva vähäpäästöinen biokaasu voisi korvata fossiilisen maakaasun.

 

Biokaasu on ympäristöystävällinen, uusiutuva polttoainevaihtoehto, jota voidaan valmistaa kaikentyyppisestä biojätteestä. Fossiilisena polttoaineena tunnettu maakaasu on puolestaan syntynyt miljoonien vuosien kuluessa kuolleiden eliöiden hajotessa syvällä maan uumenissa. Molemmat kaasut koostuvat suurimmaksi osaksi metaanista, minkä perusteella uusiutuva biokaasu onkin erinomainen korvaaja maakaasulle.

Metaanin palamisreaktiossa syntyy vettä ja hiilidioksidia. Kuten hiilidioksidi, myös metaani on kasvihuonekaasu, joten se absorboi eli imee itseensä maasta heijastuvaa lämpösäteilyä lämmittäen maapalloa.  Metaanilla on kuitenkin korkeampi lämmönsitomiskyky hiilidioksidiin verrattuna, mikä tekee siitä noin 28 kertaa voimakkaamman kasvihuonekaasun.

Tästä syystä olisikin paljon viisaampaa kerätä esimerkiksi kaatopaikoilla itsestään syntyvä metaani talteen ja käyttää hyödyksi sen sisältämä energia, kuin antaa sen vapautua ilmakehään voimistamaan ilmastonmuutosta.

Kaikki lähtee kierrätyksestä

Biokaasua valmistetaan suurissa reaktoreissa mädättämällä orgaanista jätettä. Mikrobit hajottavat biomassaa, jolloin syntyy muun muassa metaania ja hiilidioksidia.

Raaka-aineet kaasun valmistuksessa vaihtelevat kotitalouksien biojätteistä vedenpuhdistamoiden jätevesilietteisiin. Myös maatalouden biomassassa on merkittävä potentiaali biokaasun tuotantoon, sillä esimerkiksi lanta ja viljelykasvien syömäkelvottomat osat voidaan hyödyntää prosessissa. Biokaasutuotannossa energiaa saadaan siis tuotettua normaalisti hukkaan menevästä jätteestä.

Tuotantoprosessi alkaa biomassan murskauksella. Joukkoon lisätään yleensä myös vettä, jotta massan käsittely sujuisi helpommin. Reaktoreiden lämpötila säädetään noin 37 celsiusasteeseen mikrobien olosuhteiden optimoimiseksi. Tämän jälkeen massaa mädätetään anaerobisissa eli hapettomissa oloissa noin kolmen viikon ajan.

Lopuksi mikrobien aineenvaihduntatuotteena syntynyt kaasuseos kerätään talteen, ja siitä poistetaan epäpuhtauksia kuten hiilidioksidia, vesihöyryä ja rikkiyhdisteitä. Puhdistuksen jälkeen kaasu sisältää vähintään 95 prosenttia metaania, jolloin sitä voidaan kutsua biometaaniksi.

Jäljelle jäänyt ravinnepitoinen käsittelyjäännös voidaan käyttää maataloudessa lannoitteena korvaamaan teollisesti valmistettuja lannoitteita.

Energiaa ruoantähteistä

Biokaasulla on useita eri käyttökohteita energiahuollossa. Sitä voidaan käyttää muun muassa sähkön- ja lämmöntuotannossa, mutta erityinen potentiaali sillä on kuitenkin liikennepolttoainekäytössä.

Metaanimolekyyli rakentuu vain yhdestä hiiliatomista, johon on sitoutunut neljä vetyä. Öljypohjaiset polttoaineet taas koostuvat pitkistä ja haarautuneista hiilivetyketjuista, joten ne ovat rakenteeltaan metaanimolekyyliä paljon monimutkaisempia. Tämän perusteella metaanin hiilisäilö on bensiiniä ja dieseliä paljon pienempi, jolloin sen palamisessa syntyvät hiilidioksidipäästöt ovat perinteisiin polttoaineisiin verrattuna lähes olemattomat.

Kemiallisen rakenteensa vuoksi bensiinin ja dieselin palaminen on aina osittain epätäydellistä, jolloin palamistuotteena syntyy hiilidioksidin lisäksi myös myrkyllistä hiilimonoksidia eli häkää. Koska metaanimolekyyli on rakenteeltaan pieni ja yksinkertainen, se reagoi hapen kanssa paljon helpommin kuin raskaammat polttoaineet. Kokonaisuudessaan metaanin palaminen tuottaa jopa 85 prosenttia vähemmän päästöjä muihin polttoaineisiin verrattuna.

Kaasulla toimivissa ajoneuvoissa on kaksi erillisistä polttoainetankkia, joista toinen on tarkoitettu kaasulle ja toinen bensiinille tai dieselille. Auto käyttää usein käynnistyksessä öljypohjaista polttoainetta, mutta ajossa se kuluttaa vain kaasua. Kaasun loppuessa autolla voi ajaa myös pelkästään toisen tankin polttoaineella.

Kaasuautoja myydään koko ajan kasvavassa määrin uutena, mutta lähes jokaisen ajoneuvon voi myös muuntaa kaasuautoksi. Lisäksi Traficom eli Suomen liikenne- ja viestintävirasto myöntää muuntamiseen rahallista tukea.

Biokaasu Suomessa

Suomessa biokaasun suurin valmistaja on Gasum, mutta kaasua voidaan valmistaa myös pienemmässä mittakaavassa. Esimerkiksi laukaalaisen maanviljelijä Erkki Kalmarin tilalla on toiminut biokaasulaitos jo yli kaksikymmentä vuotta. Laitos tuottaa energiaa oman maatilan käyttöön ja ylijäävää kaasua myydään paikallisille kaasuautoilijoille. Tämän lisäksi Kalmarin perustama perheyritys Metener Oy suunnittelee ja kehittää uusia biokaasulaitoksia.

Myös Kaarinan Tuorlassa sijaitsevassa Livian Ammattiopistossa valmistetaan biokaasua oppilaitoksen omalla maatilalla. Raaka-aineena Liviassa käytetään lannan ja kuivikeoljen lisäksi esimerkiksi kasvi- ja kalanperkuujätettä. Maaseutuopiston biokaasulaitos vastaanottaa biojätettä myös paikallisilta asukkailta.

Vaikka biokaasutuotanto on ollut tähän asti melko vähäistä Suomessa, kehitystä on kuitenkin tapahtunut. Tuotanto kasvoi viime vuonna jopa 43 prosenttia edelliseen vuoteen verrattuna ja yli puolet liikennepolttoaineena käytetystä kaasusta oli biokaasua. Kuusi uutta biokaasulaitosta aloitti toimintansa ja useita vastaavia oli suunnitteilla.

 

Teksti ja kuvitus: Aino Maaheimo