Biokaasu on uusiutuva energianlähde, jolle löytyy useita raaka-ainelähteitä. Yksi mahdollisista, mutta harvemmin käytetyistä raaka-ainelähteistä on maatalouksien sivutuotteet. Artikkelissa selvitetään näiden käytön kannattavuutta biokaasulaitoksissa.

Kirjoittajat: Teemu Rantala & Tapio Kari

Bio- ja maakaasun erot ja yhtäläisyydet

Maakaasu ja biokaasu ovat käytännössä hyvin samanlaisia. Molemmat ovat enimmäkseen metaania ja niiden metaanipitoisuus määrittää kaasujen energiapotentiaalin. Sekä maakaasua että biokaasua, voidaan käyttää useisiin eri energiatarpeisiin. Niitä voidaan molempia käyttää kaukolämmössä ja sähköntuotannossa, niin kotitalouksissa kuin teollisuudessa. Molempia kaasuja voidaan käyttää myös polttoaineena liikenteessä. (Suomen Kaasuenergia 2020.)

Maakaasu ja biokaasu ovat suhteellisen puhtaasti palavia energialähteitä. Niiden metaanin palaessa syntyy vähemmän hiilidioksidia ja hiukkasten määrä on ratkaisevasti pienempi. Lisäksi kaasupolttoaineissa ei ole rikkiä, pölyä, tai raskasmetalleja. (Motiva 2019b.)

Eroa biokaasulla ja maakaasulla on niiden alkuperä. Maakaasu luokitellaan fossiilipolttoaineeksi siksi, että se on peräisin maan alla hajonneesta orgaanisesta aineksesta, joka on ollut anaerobisissa olosuhteissa miljoonia vuosia. (Suomen Kaasuenergia 2020.)

Biokaasu on puolestaan peräisin tuoreemmista biomassoista. Biomassat syötetään biokaasureaktoriin, jossa niistä kerätään anaerobisessa mädätyksessä syntyvät kaasut. Biojätteet, yhteiskuntajätevedet, maataloussivujakeet, energiakasvit ja monet muut orgaaniset aineet kelpaavat sen valmistukseen. (Suomen Kaasuenergia 2020.)

Syy miksi biokaasu on puhtaampaa kuin maakaasu, on sen poltossa syntyvän hiilidioksidin kierrätys. Sen sijaan että maan alta pumpattaisiin jatkuvasti uutta kaasua ja sitä polttaessa vapautuisi uutta hiilidioksidia, hiilidioksidi on peräisin kasveista, jotka sitovat kaasun uudestaan. (Suomen Kaasuenergia 2020.)

Biokaasu on myös monipuolinen energianlähde. Sen monipuolisuus perustuu sen moniin käyttömahdollisuuksiin ja monipuolisiin raaka-ainelähteisiin (Gasum 2019.) Esimerkiksi liete, lanta, jätteet ja erilaiset peltobiomassatsoveltuvat biokaasun raaka-aineiksi. Biokaasua tuotetaan biokaasureaktoreissa ja sitä voidaan hyödyntää lämmön- sekä sähköntuotannossa. Siitä voidaan jalostaa myös polttoainetta ajoneuvoihin. (Motiva 2019a.)

Biokaasua voidaan valmistaa useilla eri mädätystekniikoilla esim. kuiva- tai märkämädätys. Maatalouden biomassoja mädätetään useimmiten anaerobisesti, eli hapettomassa tilassa. Mädätykseen kelpaa lähes mikä tahansa orgaaninen aines aina nestemäisestä lietelannasta kuivaan säiliörehuun (Luste & Huhta 2014). Kotieläinten lanta voidaan syöttää suoraan biokaasureaktoreihin mutta peltobiomassat joudutaan tavallisesti silppuamaan mädätyksen nopeuttamiseksi ja tukosten välttämiseksi. Mädätysprosessin tehostamiseksi useita eri syötteitä kannattaa käyttää samanaikaisesti, anaerobisessa yhteishajotuksessa. Yhteishajotus nostattaa mädätyksestä saatavan metaanin määrää ja nostattaa lannoitteeksi kelpaavan mädätteen ravinnepitoisuutta. (Kymäläinen & Pakarinen 2015, 22.)

Biokaasulaitosten kannattavuuteen vaikuttavat tekijät

Suomessa maataloussivujakeita käyttäviä biokaasulaitoksia on toistaiseksi vähän ja ne ovat suhteellisen uusia. Esimerkiksi Teemu Rantalan opinnäytetyössä haastatellut laitokset, on kaikki perustettu vuoden 2000 jälkeen. Biokymppi perustettiin 2002, LABIO 2003, Biolinja 2009, Jeppobiogas 2011 ja Juvan Bioson 2009. Lisäksi kaikki biokaasulaitokset eivät käyttäneet maataloussivujakeita heti alusta alkaen.

Biokaasulaitosten määrä on kasvussa mutta samalla nousee biokaasulaitosten kilpailu biomassoista. Tämä kilpailu saattaa nostattaa maataloussivujakeiden kysyntää tulevaisuudessa. (Haastateltava 3 2019.)

Kun selvitettiin biokaasulaitosten tulonmuodostusta, niin selvisi että vastaanotetuista materiaaleista saadut porttimaksut olivat laitosten suurin tulolähde (katso kuva 1). Biokaasusta tuotetun lämmön myynti oli myös yleinen tulolähde biokaasulaitoksille. Biokaasun myynti sellaisenaan tai liikennepolttoaineena oli tutkittujen biokaasulaitosten joukossa harvinaista. Mädätejäännöksen myynti ei myöskään ollut yleistä eikä muodostanut suurta tulolähdettä.

Kuva 1. Biokaasulaitoksen tulojen yleisyys. Kuva: Teemu Rantala

Tuotantokustannuksien suuruutta tutkittaessa selvisi, että sähkön tuotantokulut olivat varsin korkeat saataviin tuloihin verrattuna. Mädätejäännöksen myynnin kustannukset olivat myös korkeita, verrattuna siitä saataviin tuottoihin (katso kuva 2).

Kuva 2. Biokaasulaitosten tuotantokustannuksien suuruus. Kuva: Teemu Rantala

Kuten kuvasta 2 näkyy, tutkittujen biokaasulaitosten tulot koostuvat pääasiassa yhdestä tai kahdesta päätulolähteestä. Muut ovat lähinnä sivutulolähteitä. Porttimaksut ovat yleinen ja tärkeä biokaasulaitosten tulolähde.

Teemu Rantalan opinnäytetyössä selvisi, että porttimaksut, maatalousbiomassojen saatavuus, ovat keskeisiä kannattavuuteen vaikuttavia seikkoja. Kuten edellä mainittiin, porttimaksut muodostavat suuren osan biokaasulaitosten tuloista, eikä maataloussivujakeista saa porttimaksuja. Niinpä biokaasulaitoksen on varmistettava myös porttimaksullisten raaka-aine-erien saatavuus. Maatalouden biomassoja on myös oltava saatavilla riittävästi lähellä olevilta maatiloilta. Hyödyntämällä useita eri biomassoja biokaasun valmistusprosessissa saadaan kaasun tuoton tehokkuutta lisättyä. Biokaasulaitokset vaativat myös suuria investointeja, joten investointien takaisinmaksuajat muodostuvat pitkiksi.

Lähteet

Gasum Oy. 2019. Gasum. Biokaasu osana kiertotaloutta. [Viitattu 7.4.2020]. Saatavissa: https://www.gasum.com/kaasusta/biokaasu/biokaasu/

Haastateltava 3. 2019. Toimitusjohtaja. LABIO Oy. Haastattelu 12.11.2019.

Kymäläinen M., Pakarinen O. 2015. Biokaasuteknologia : Raaka-aineet, prosessointi ja lopputuotteiden hyödyntäminen. Hämeenlinna: Hämeen ammattikorkeakoulu. [Viitattu 22.6.2020]. Saatavissa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-784-771-1

Luste, S. 2011. Anaerobic Digestion of Organic By-products from Meat-processing Industry. Väitöskirja. Itä-Suomen yliopisto. Forestry and Natural Sciences, 43 . [Viitattu 7.4.2020]. Saatavissa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-61-0523-9

Luste, S. & Huhta, H. 2014. Lugabalt-project: Finnish-Russian co-operation to improve the environmental quality of the Luga-river. Mikkeli University of Applied Sciences, D, 37.

Motiva. 2019a. Biokaasu. [Viitattu 8.4.2020]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/bioenergia/biokaasu

Motiva. 2019b. Maakaasu ja biokaasu. [Viitattu 16.5.2020]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/kestava_liikenne_ja_liikkuminen/nain_liikut_viisaasti/valitse_auto_viisaasti/energialahteet/maakaasu_ja_biokaasu

Rantala, T. 2020. Maatalouden sivujakeita hyödyntävien biokaasulaitosten kannattavuus. AMK-opinnäytetyö. LAB-ammattikorkeakoulu, liiketalouden ala. [Viitattu 7.4.2020]. Saatavissa: http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202003314213

Suomen Kaasuenergia. 2020. Maakaasu vai biokaasu? [Viitattu16.5.2020]. Saatavissa: https://suomenkaasuenergia.fi/maakaasu-ja-biokaasu/

Kirjoittajat

Teemu Rantala on keväällä 2020 LAB-ammattikorkeakoulusta valmistunut liiketalouden tradenomi.

Tapio Kari toimii LAB-ammattikorkeakoulun liiketoiminnan lehtorin.

Artikkelikuva: https://pxhere.com/en/photo/877113 CC0

Julkaistu 22.6.2020

Viittausohje

Rantala, T. & Kari, T. 2020. Maatalouden biomassoja hyödyntävät biokaasulaitokset ja niiden kannattavuus. LAB Pro. [Viitattu ja pvm]. Saatavissa: https://www.labopen.fi/lab-pro/maatalouden-biomassoja-hyodyntavat-biokaasulaitokset-ja-niiden-kannattavuus/