Biomassoista valmistettava biohiili voi varastoida hiiltä maaperään jopa tuhansiksi vuosiksi ja se on yksi ratkaisu ilmastonmuutoksen hillinnässä. Kestävässä biohiilen tuotannossa hyödynnetään erityyppisiä sivuvirtoja, kuten maa- ja metsätalouden biomassaa. Biohiilen raaka-aineeksi sopii myös pohjoisilla leveysasteilla kasvava paju (Salix spp.), jonka kasvatus sitoo hiiltä vajaatuottoisilla alueilla voiden samalla lisätä alueen maanomistajien tulonmuodostusta.

Biohiilet ovat pyrolyysissa biomassoista valmistettuja hiilipitoisia kiinteitä aineita. Ne ovat tällä hetkellä yksi konkreettisimmista ja kustannustehokkaimmista tavoista varastoida hiiltä pitkäaikaisesti maaperään. Biohiiltä voi tuottaa kaikenlaisesta biomassasta, ja lopputuotteen ominaisuuksiin vaikuttavat suuresti käytetty raaka-aine ja sen käsittely. Esimerkiksi korkea pyrolyysilämpötila tekee biohiilen rakenteesta pysyvämpää hajotusta vastaan, kun taas matalammassa lämpötilassa biohiilessä säilyy enemmän raaka-aineessa olevia ravinteita. [1] Yleisimmin biohiili valmistetaan puusta (kuva 1).

Valokuva, jossa puuta ja puusta tehtyä biohiiltä.
KUVA 1. Puusta valmistettu biohiili (kuva: Thomas Virta).

Energiapajun viljelystä biohiilen raaka-aineeksi

Pajusta tehty biohiili on erityisen hyvää maanparannukseen, koska se on erittäin huokoista ja tasalaatuista, eikä siinä ole suuria määriä haitallisia raskasmetalleja [2]. Pajun kiertoaika on kohtuullisen nopea ja kiinnostus pajun viljelyä kohtaan voi viritä uudestaan lähivuosina. Tähän kannustaa muun muassa turpeen energiakäytön puolittamistavoite vuoteen 2030 mennessä [3], mikä tarkoittaa, että turvetuotannosta vapautuu laajoja suoalueita. Yhtenä turvetuotantoalueen jatkokäyttömuotona voisi toimia pajun tai muun biohiilen raaka-aineeksi soveltuvan kasvin viljely.

Biohiilen tuotanto vaatii suuren määrän raaka-ainetta ja nopeakasvuisena lajina paju tuottaa tarvittavan määrän kasvustoa kohtuullisessa ajassa ja lisäksi sitoo itseensä tehokkaasti hiiltä [4]. Pajua voidaan viljellä lyhytkiertoviljelynä, jossa tavoitellaan mahdollisimman suurta biomassan tuotosta lyhyellä kiertoajalla [5]. Kun paju korjataan, oksistoon sitoutunut hiilidioksidi jää siitä valmistettavaan biohiileen ja juuriston hiili maaperään [4].

Pajun viljelyä on tutkittu useita vuosikymmeniä sen energiapotentiaalin hyödyntämiseksi, joten biohiilen raaka-aineeksi viljelyn taustalle löytyy paljon olemassa olevaa tutkimustietoa niin kotimaasta kuin Ruotsista, joka on pajun viljelyssä edelläkävijämaa. Ruotsissa energiapajua viljeltiin vuonna 2021 noin 5 000 hehtaarilla. Suurin osa Ruotsin pajuviljelmistä sijaitsee Etelä- ja Keski-Ruotsissa. [6] Pajupistokkaita tuottavan yrityksen mukaan Suomessa kasvatetaan pajua noin 70 hehtaarin alalla [5].

Lyhytkiertoviljeltävän pajun tulee olla viljelypaikan ilmastoon sopeutunut sekä taudin- ja tuholaisenkestävä. Lisäksi sen tulee sietää toistuvia korjuita ja vesoa sekä kasvaa nopeasti korjuun jälkeen. Vesojen kasvutavan tulee olla pystymäinen, jotta koneellinen korjuu sujuu vähäisin vaurioin. Lisäksi viljeltävän pajukloonin tulee olla kasvupaikan ravinteisuuteen, happamuuteen ja kosteusolosuhteisiin mahdollisimman sopiva. [5]

Pajun lyhytkiertoviljelyn kannattavuuteen vaikuttavat erityisesti biomassatuotos sekä biomassasta saatava hinta, joka vaihtelee merkittävästi sen mukaan, mihin käyttötarkoitukseen pajua viljellään. Biohiilen raaka-aineeksi viljelyn voidaan odottaa olevan kannattavampaa kuin energiapajun viljely, jos siihen myönnettäisiin maataloustukea tai viljelystä voidaan saada hiilikompensaatioita [3]. Biohiilialan kasvu on ollut voimakasta viime vuosina ja Euroopassa biohiilen tuotantokapasiteetti on kasvanut vuodessa jopa 41 prosenttia [7].

Biohiilestä uutta liiketoimintaa alueelle

Pohjois-Pohjanmaan maakunta on Suomen soisin maakunta. Turvetuotannon päättyessä on alueille mietittävä uusia jatkokäyttömuotoja, joita voivat olla esimerkiksi alueen metsitys, kosteikon perustaminen tai alueen käyttö uusiutuvan energian tuotantoon, kuten aurinko- ja tuulivoimaan. [8]

Maanomistajien näkemyksien mukaan turvetuotantoalueiden jatkokäyttövaihtoehtojen tulisi olla maanomistajille taloudellisesti kannattavia, mikä selittää tähänastisesti suositumman jälkikäyttövaihtoehdon, metsityksen, suosiota. Mikäli lyhytkiertopuiden, kuten pajun, viljelyä halutaan lisätä, tulisi sen kasvatukseen saada tukia, joita tällä hetkellä ei ole saatavissa turvetuotantoalueille. [9] Maanomistajien näkökulmasta pajun viljely voidaan toteuttaa joko viljelmällä paju itse tai vaihtoehtoisesti tarjoamalla maa-alue vuokralle viljelevälle yritykselle.

Pohjois-Pohjanmaalla ja Pohjanmaalla käynnistynyt Oulun yliopiston koordinoima Biohiilen aika -ryhmähanke vastaa osaltaan turpeentuotannosta luopumisen alueellisiin vaikutuksiin. Hankkeen osatoteuttajina toimivat Oulun ammattikorkeakoulu ja Utajärven kunta ovat käynnistäneet keväällä 2024 toimenpiteitä liittyen esimerkiksi biohiilen raaka-aine- ja aluekartoituksiin sekä raaka-aineiden viljelykokeisiin.

Hankkeen aikana kokeillaan biohiilen raaka-aineen viljelyä sekä turvetuotannosta poistuneella suoalueella että vähätuottoisella turvepellolla (kuva 2). Viljelykokeiden tarkoituksena on havainnoida eri pajukloonien kasvuun lähtöä ja saantopotentiaalia Oulun korkeudella. Viljelykokeista odotetaan uutta tietoa pajun viljelyedellytyksistä pohjoisilla leveysasteilla. Jatkossa tarkastelua voidaan laajentaa myös muihin lajeihin ja viljelytekniikoihin. Biohiilen aika -hankkeessa tehdään myös biohiilen tuotannon teknistaloudellisia tarkasteluja sekä tarkastellaan arvoketjun ominaisuuksia sekä päästökauppamallinnusta.

Valokuva pellosta.
KUVA 2. Hankkeen viljelykoeala ennen maanmuokkausta vajaatuottoisella turvepellolla Utajärvellä (kuva: Thomas Virta).



Henna Honkanen
projektisuunnittelija
TKI-yksikkö/Vähähiilisyys
Oulun ammattikorkeakoulu

Eeva Suonperä
projektipäällikkö
TKI-yksikkö/Vähähiilisyys
Oulun ammattikorkeakoulu

Hiilestä on moneksi – lähituotantoa vihreässä siirtymässä (Biohiilen Aika)

Tavoite: Biohiilen aika -ryhmähankkeen tavoitteena on tukea alueen vetovoimaisuutta, luoda uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja vaikuttaa erityisesti maatalouden kasvihuonekaasupäästöihin luomalla uusia maaperän hiilivarastoja.

Kesto: 2.1.2024-21.12.2026

Rahoittajat: Euroopan unionin osarahoittama, rahoituksen myöntänyt Pohjois-Pohjanmaan liitto, Pohjanmaan liitto ja Oulun innovaatioallianssi

Koordinaattori: Oulun yliopisto

Osatoteuttajat: Oulun ammattikorkeakoulu, Vaasan yliopisto, Luonnonvarakeskus, Utajärven kunta ja Maaseudun sivistysliitto


Kaikki hankkeen julkaisut Oamk Journalissa

Lähteet

[1] Bioenergia ry. (11.11.2022). Biohiili. Haettu 8.4.2024 osoitteesta https://www.bioenergia.fi/biohiili/#raaka-aine

[2] Hollmén, I. (2021). Pajusta biohiiltä. Bioenergialehti, (12). https://bioenergialehti.fi/2021/12/31/pajusta-biohiilta/

[3] Työ- ja elinkeinoministeriö. (2022). Oikeudenmukaisen siirtymän rahasto. Rakennerahastot.fi. https://rakennerahastot.fi/oikeudenmukaisen-siirtyman-rahasto-jtf

[4] Kolehmainen, I. (28.11.2017). Biohiili parantaa maaperää ja sitoo hiilidioksidia – mallia 2000 vuoden takaa. Biotalous. Haettu 11.6.2024 osoitteesta https://www.biotalous.fi/biohiili-parantaa-maaperaa-ja-sitoo-hiilidioksidia-mallia-2000-vuoden-takaa/

[5] Viherä-Aarnio, A., Jyske, T., & Beuker, E. (toim.). (2022). Pajut biokiertotaloudessa: Materiaaleja, arvoaineita, ympäristöhyötyjä. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus, (11). http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-368-8

[6] Skogsstyrelsen. (2022). Underlag för strategisk planering för ökad kolsänka. Regeringsuppdrag. Jordbruksverket & Skogsstyrelsen. https://www.skogsstyrelsen.se/globalassets/om-oss/rapporter/rapporter-20222021202020192018/rapport-2022-14-underlag-for-strategisk-planering-for-okad-kolsanka.pdf

[7] Kalliokoski, K. (3.6.2024). Turvetuotantoalueet kiinnostuksen kohteena vuodesta toiseen. Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen blogi. https://pohjoispohjanmaanely.blog/2024/06/03/turvetuotantoalueet-kiinnostuksen-kohteena-vuodesta-toiseen/

[8] Välinen, N. (11.6.2024). Yhteiset suuntaviivat kasvavalle biohiilialalle. Bioenergia ry:n blogi. https://www.bioenergia.fi/2024/06/11/yhteiset-suuntaviivat-kasvavalle-biohiilialalle/

[9] Itä-Suomen yliopisto. (2023). Suonpohjien hiilineutraali uusiokäyttö: edellytykset ja toimenpiteet (UusiSuo). Loppuraportti. https://uefconnect.uef.fi/wp-content/uploads/2023/11/Loppuraportti-Uusi-suo-final.pdf

Post Views: 344