Biohiilen mahdollisuudet kasvihuonepäästöjen kompensoinnissa (kandidaatintyö)
Biohiili peltojen maanparannuksen ja päästökaupan näkökulmasta
Biohiilen käytölle maataloudessa on kaksi toisiaan täydentävää perustetta. Vettä ja ravinteita pinnoilleen ja huokosiin hyvin pidättävä biohiili toimii sopivilla lohkoilla hyvänä maanparannusaineena huomioiden kuitenkin, että se ei ole lannoitetta. Toinen peruste on hiilensidonta. Biohiilessä hiili on hyvin pysyvässä muodossa ja voi säilyä maaperässä satoja tai jopa tuhansia vuosia.
Biohiiliä Helsingin yliopiston tutkimuksessa. Kuva: Helsingin yliopisto, Priit Tammeorg.
Biohiilellä voi myös vaikuttaa positiivisesti maaperän hiilensidontapotentiaaliin, koska siitä seuraava parempi vesitalous ja mikrobitoiminnan lisääntyminen tukevat kasvien kasvua. Lyhyesti sanottuna ilmakehän liiallinen hiili olisi paremmassa tallessa biohiilenä maaperässä.
Pelloille kannattaa levittää vain valvotuissa oloissa tuotettua korkealaatuista biohiiltä. Raekoko valitaan käyttökohteen ja tarpeen mukaan. Jos halutaan paljon pintaa pieneliöille ja biohiili levitetään sekoitettuna lietteeseen, valitaan hienojakoinen biohiili. Jos halutaan parantaa maan rakennetta, valitaan karkeampi biohiili, jolloin sopiva raekoko on noin 5–10 millimetriä. Uusimmassa Suomessa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että biohiilestä voi olla karkeilla mailla hyötyä kuivina kausina, koska se lisää maan vedenpidätyskykyä ainakin ensimmäisenä levityksen jälkeisenä vuonna.
Käytön este voi olla biohiilen korkea hinta. Suomessa hintaan vaikuttaa kova kysyntä suhteessa toistaiseksi pieneen tarjontaan. Tulevaisuus näyttää kuitenkin lupaavalta, koska esimerkiksi Pohjois-Pohjanmaan alueelle Utajärvelle rakennetaan todennäköisesti biohiilen tuotantolaitos. Laitoksia on tarkoitus toteuttaa muuallekin Suomeen.
Esimerkiksi rakennusalalla biohiilen käyttö on jo mukana päästökaupassa. Biohiilen käyttö maataloudessa tulisi saada myös mukaan päästökauppaan, jotta toimenpiteestä voisi saada sen kautta tuloja hiilen varastoinnista maaperään. Toivottavasti tämä toteutuu pian!
Mitä on biohiili, entä pyrolyysi?
Euroopan Biohiilisertifikaatti (EBC) määrittelee biohiilen seuraavasti:
”Biohiili on huokoinen hiilipitoinen materiaali, joka on tuotettu pyrolyysissä kasvibiomassoista, ja sitä käytetään siten, että sen sisältämä hiili pysyy varastoituna pitkäaikaisena hiilinieluna tai se korvaa fossiilista hiiltä teollisessa tuotannossa. Biohiiltä ei ole tarkoitettu poltettavaksi energiantuotannossa.”
Määritelmä voi kuitenkin vielä lähiaikoina muuttua ja selkeytyä, kun korkeahiilipitoisten tuotteiden lainsäädäntöä, standardointeja ja sertifiointeja saadaan kehitettyä eteenpäin.
Pyrolyysi on prosessi, jossa kasvimassaa kuumennetaan vähintään kaksi sekuntia 350–1000 °C:ssa vähähappisessa reaktorissa. Käytetty lämpötila vaihtelee sen mukaan, minkälaiseen käyttöön biohiiltä halutaan tuottaa. Käyttökohteita voivat olla esimerkiksi kasvualustat, suodattimet, kaupunkiympäristö ja rakennustuotteet, maatalous sekä hiilensidonta ja -varastointi.
Biohiilen tuotannon sivutuotteena syntyy pyrolyysiöljyjä ja -kaasuja sekä hukkalämpöä. EBC on määrittänyt kriteerit sivutuotteiden käsittelylle, joiden mukaan vähintään 50 % pyrolyysiöljyistä ja -kaasuista on otettava talteen. Lisäksi tuotantolaitoksen energiatehokkuuden on oltava vähintään 50 %. Kriteerit ovat tarpeellisia, koska tarkoitus ei ole biohiilen tuotannon ohella tuottaa entistä enemmän negatiivisia ympäristövaikutuksia vaan päinvastoin.
Kirjoittaja:
