LAB Pro
Vähähiilisten energiavaihtoehtojen käyttöönotto on välttämätöntä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi ja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Päijät-Hämeessä on tavoitteen saavuttamiseksi kehitetty “Hiilineutraali Päijät-Häme -Ilmastotiekartta”, joka viitoittaa tietä hiilineutraaliudelle vuoteen 2030 mennessä. Tiekartan etenemissuunnitelman valmisteluun osallistui myös RESINDUSTRY -hanke (Policies for Renewable Energy Sources in Industry). Tässä artikkelissa esitellään RESINDUSTRY hankkeen selvitys maakunnan energiantuotantoon soveltuvien biomassavirtojen tilanteesta, saatavuudesta ja biokaasupotentiaalista.
Kirjoittajat: Paavo Lähteenaro, Katerina Medkova & Sami Luste
Biokaasusektorin mahdollisuudet
Biokaasusektorilla on mahdollista vaikuttaa hiilineutraaliuden saavuttamiseen. Sektori pysty vähentämään maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä n. 12%, mm. kasvien hiilensidonnan ja lannan kontrolloidun stabiloinnin kautta. Käyttämällä biokaasua fossiilisten polttoaineiden sijaan ja korvaamalla mädätteellä mineraalilannoitteita, sektorilla on mahdollista toimia jopa hiilinieluna (European Biogas Association 2020).
Tällä hetkellä kiinnostusta biokaasusektorin tehokkaampaan hyödynnykseen lisäävät mm. EU parlamentin päivitetty uusiutuvan energian tavoite (35 % vuoteen 2030), jossa liikenteelle on esitetty erillistä 12% osuutta (TEM 2018). Tämän voi olettaa lisäävän biokaasua sisältävän metaanin kysyntää.
Maatalouden sivutuotteet ovat huomattava, miltei hyödyntämätön raaka-ainereservi. Esimerkiksi lannasta biokaasuksi päätyy alle prosentti. Hyödyntämättömiä peltobiomassoja, kuten olkea ja luonnonhoitopeltojen, suojavyöhykkeiden ja kesantojen nurmia ja heiniä on Päijät-Hämeen alueella runsaasti.
Vuoden 2019 hallitusohjelma lupaa lisätä biokaasutuotantoa ja kulutusta sekä synnyttää markkinat kierrätyslannoitteille (Valtioneuvosto 2019). Yksi mahdollisista ratkaisuista biokaasusektorin edistämiseksi on esitys lannan biokaasukäsittelyn tuesta (Luostarinen ym. 2019). Esityksen malli on peräisin Ruotsista ja toteutuessaan sen vaikutus olisi ratkaiseva kannattavuustekijä maatilojen biokaasuinvestoinneille.
Biokaasulaitosten tilanne Päijät-Hämeessä
Päijät-Hämeen alueella toimii neljä biokaasulaitosta. Päijät-Hämeen jätehuollon ja Lahti Aquan yhteismädätyslaitos Labio käsittelee yhteiskuntien ja teollisuuden biojätteitä ja pienempien vedenkäsittelylaitosten lietteitä. Stora Enson Heinolan tehdasintegraatti käyttää uutta ja modernia vedenpuhdistusmetodia, jossa biokaasua tuotetaan suoraan jätevedestä. Kaasu käytetään suoraan laitoksen kattiloissa kuorenpolton tukipolttoaineena korvaamassa turpeen käyttöä. Lisäksi alueen suurimmat vedenpuhdistamot Kariniemessä ja Ali-Juhakkalassa tuottavat tarpeeksi jätevesilietettä kannattamaan biokaasuntuotantoa ilman muita raaka-ainevirtoja.
Maakunnassa on myös monta keskeytynyttä biokaasuhanketta. Jokimaan raviradan lantaa käyttävä laitosprojekti keskeytyi hajuhaittaepäilyihin ympäristöluvan yhteydessä, samoin Nastolan yhteismädätyslaitos, jossa projekti myös kärsi raaka-aineiden hankinta vaikeuksista. Materiaalin kerääminen oli myös osasyy Asikkalaan ja Padasjoelle suunniteltuun maatalouden yhteismädätyslaitoshankkeen jumiutumiseen. Myös Hollolan hankkeessa yritettiin maatalouden biokaasulaitoksen perustamista, mutta hanke jäi tutkimustasolle, kun hanketta edistänyt projekti tuli päätökseensä. Laitosten alkuvaihetta usein tuntuu hidastavan malliratkaisujen ja -roolitusten puuttuminen.
Hyödynnettävissä olevat raaka-ainevirrat
Lähes kaikki jätevesiliete hyödynnetään jo maakunnan biokaasulaitoksissa, joten hyödyntämätöntä energiapotentiaalia jätevesissä ei enää ole paljoa . Lietettä kuljetetaan alueen sisällä paljon. Materiaalivirtojen “lyhyen logistiikan” hyödynnys energiana ja ravinteina oman kunnan alueella, lähellä niiden syntypaikkaa, on yksi vaihtoehto kestävien suljettujen materiaalikiertojen mahdollistamiseksi. Vedenkäsittelylaitos soveltuu hyvin paikaksi mädätyslaitokselle, jolloin vältytään lietteen kuljetuksesta syntyviltä kuluilta ja päästöiltä. Energian tuotannon optimoinnin lisäksi tulisi suunnitella mädätteen jatko-käyttö tai -jalostus.
| Kunta | Organisaatio | Laitos | Lietteen käsittely |
| Asikkala | Asikkalan vesi ja satama Oy | Jätevedenpuhdistamo | Avokompostoidaan paikallisesti |
| Heinola | Heinolan kaupungin vesihuoltolaitos | Jätevedenpuhdistamo | Viedään Riihimäen biokaasulaitokseen |
| Hollola | Lahti Aqua Oy | Salpakankaan jätevedenpuhdistamo. | |
| Hollola | Lahti Aqua Oy | Hämeenkosken vedenpuhdistamo | Ali-Juhakkalaan |
| Kärkölä | Kärkölän Vesi | Järvelän Jätevedenpuhdistamo | Labiolle |
| Lahti | Lahti Aqua Oy | Ali-Juhakkalan jätevedenpuhdistamo | Omassa biokaasulaitoksessa |
| Lahti | Lahti Aqua Oy | Kariniemen vedenpuhdistamo | Omassa biokaasulaitoksessa |
| Lahti | Lahti Aqua Oy | Nastolan jätevedenpuhdistamo | Labiolle |
| Padasjoki | Padasjoki | Jätevedenpuhdistamo | Labiolle |
| Sysmä | Sysmä | Jätevedenpuhdistamo | Labiolle |
| Orimattila | Orimattilan Kaupunki/Vesilaitos | Vääräkosken jätevedenpuhdistamo | Labiolle |
Taulukko 1: Päijät-Hämeen kuntien jätevesilietteiden käsittelyselvitys
Jäteveden lisäksi saatavilla on soveltuvia biomassoja mm. eläinten lanta, oljet, kasvien varret ja naatit sekä nurmi ja heinä kesantopelloilta, luonnonhoitopelloilta ja suojavyöhykkeiltä (Luonnonvarakeskus 2018). Biomassan saatavuus ei jakaannu tasaisesti ympäri maakuntaa, vaan maatalouden massoja on enemmän Salpausselän eteläpuolella. Biokaasupotentiaalit on laskettu kunnittain alla olevassa taulukossa 2.
| Alue | Biomassan tyyppi | Määrä t/a | Metaania m3 KA | Energia GWH KA | Alue | Biomassan tyyppi | Määrä t/a | Metaania m3 KA | Energia GWH KA |
| Asikkala | Lanta Yhteensä | 28 000 | 1 100 000 | 10,8 | Padasjoki | Lanta Yhteensä | 15 000 | 400 000 | 4 |
| Asikkala | Nurmi Yhteensä | 1 600 | 180 000 | 1,8 | Padasjoki | Nurmi Yhteensä | 630 | 62 000 | 0,6 |
| Asikkala | Jätebiomassat Yhteensä | 12 000 | 2 600 000 | 26 | Padasjoki | Jätebiomassat Yhteensä | 2 900 | 680 000 | 6,8 |
| Asikkala | Potentiaali yhteensä | 3 880 000 | 39 | Padasjoki | Potentiaali yhteensä | 1 142 000 | 11 | ||
| Hartola | Lanta Yhteensä | 25 000 | 860 000 | 8,5 | Orimattila | Lanta Yhteensä | 73 000 | 2 800 000 | 28 |
| Hartola | Nurmi Yhteensä | 810 | 76 000 | 0,8 | Orimattila | Nurmi Yhteensä | 5 900 | 610 000 | 6,1 |
| Hartola | Jätebiomassat Yhteensä | 3 500 | 800 000 | 8 | Orimattila | Jätebiomassat Yhteensä | 42 000 | 9 700 000 | 96,7 |
| Hartola | Potentiaali yhteensä | 1 736 000 | 17,3 | Orimattila | Potentiaali yhteensä | 13 110 000 | 130,8 | ||
| Hollola | Lanta Yhteensä | 26 000 | 1 300 000 | 12,9 | Sysmä | Lanta Yhteensä | 55 000 | 1 500 000 | 14,5 |
| Hollola | Nurmi Yhteensä | 1 600 | 240 000 | 2,4 | Sysmä | Nurmi Yhteensä | 1 900 | 200 000 | 2 |
| Hollola | Jätebiomassat Yhteensä | 18 000 | 4 100 000 | 41,1 | Sysmä | Jätebiomassat Yhteensä | 9 200 | 2 100 000 | 21,1 |
| Hollola | Potentiaali yhteensä | 5 640 000 | 56,4 | Sysmä | Potentiaali yhteensä | 3 800 000 | 37,6 | ||
| Kärkölä | Lanta Yhteensä | 30 000 | 920 000 | 9,2 | Lahti | Lanta Yhteensä | 6 700 | 950 000 | 9,5 |
| Kärkölä | Nurmi Yhteensä | 1 200 | 170 000 | 1,7 | Lahti | Nurmi Yhteensä | 300 | 31 000 | 0,3 |
| Kärkölä | Jätebiomassat Yhteensä | 14 000 | 3 300 000 | 32,8 | Lahti | Jätebiomassat Yhteensä | 2 100 | 470 000 | 4,7 |
| Kärkölä | Potentiaali yhteensä | 4 390 000 | 43,7 | Lahti | Potentiaali yhteensä | 1 451 000 | 15 | ||
| Hämeenkoski | Lanta Yhteensä | 31 000 | 840 000 | 8,4 | Heinola | Lanta Yhteensä | 12 000 | 560 000 | 5,6 |
| Hämeenkoski | Nurmi Yhteensä | 540 | 65 000 | 0,7 | Heinola | Nurmi Yhteensä | 640 | 60 700 | 0,6 |
| Hämeenkoski | Jätebiomassat Yhteensä | 7 800 | 1 800 000 | 17,9 | Heinola | Jätebiomassat Yhteensä | 1 900 | 440 000 | 4,4 |
| Hämeenkoski | Potentiaali yhteensä | 2 705 000 | 27 | Heinola | Potentiaali yhteensä | 1 060 700 | 10,6 | ||
| Nastola | Lanta Yhteensä | 12 000 | 670 000 | 6,7 | |||||
| Nastola | Nurmi Yhteensä | 1 100 | 120 000 | 1,2 | |||||
| Nastola | Jätebiomassat Yhteensä | 8 200 | 1 900 000 | 18,9 | |||||
| Nastola | Potentiaali yhteensä | 2 690 000 | 27 |
Taulukko 2: Maatalouden biomassojen alueelliset voluumit ja niiden lasketut biokaasu- ja energiapotentiaalit (Kymäläinen & Pakarinen 2015; Kiviluoma-Leskelä 2010).
Biokaasulaitoksen sijoitukseen ja suunnitteluun vaikuttavat materiaalin saatavuuden lisäksi mm: biokaasun hyödynnystapa, stabiloidun mädätteen hyödynnys ja loppusijoitus, logistiset ja/tai teollisuussymbiooseihin liittyvät synergiat. Alla on kartta osasta Päijät-Hämeen alueella huomioon otettavista vahvuuksista.
Kuva 1. Päijät-Hämeen biokaasulaitosten suunnittelusynergiat. (Kuva: Paavo Lähteenaro & Oona Rouhiainen)
Kartasta voidaan jo tällä tarkastelulla huomata Lahden ja Nastolan synergiat biokaasulaitosten sijainneille, mutta myös Orimattilan, jossa laitosta ei ole vielä ollut suunnitteilla, edut. Kartassa näkyvät muun muassa vedenpuhdistamot, kaasunsiirtolinjat ja kasvihuoneet, jotka pystyvät hyödyntämään hiilidioksidia. Taustan tummuus kertoo lehmänlannan saatavuuden. Lehmän lantaa on saatavilla Pohjois-Päijät-Hämeessä 48 000 t, keskellä 32 000 t ja etelässä 60 000 t.
Yhteenveto
Päijät-Hämeen alueen biokaasuntuotantoa on tällä hetkellä noin 60 GWh, kun materiaalipohjainen kokonaismäärä olisi noin 210 GWH. Biokaasusektori on hybridiala, johon liittyvät orgaanisten virtojen käsittelyratkaisut ja orgaanisten kiertojen sulkeminen, hajautettu ja uusiutuva energia, kierrätyslannoitteet, ilmastovaikutukset, vähäpäästöinen liikenne ja maaseudun elinvoimaisuus. Tätä taustaa vasten on ymmärrettävää, että myös laitoksen suunnittelun tulee olla laitostyypistä riippuen alueellisesti systemaattisella tasolla, jossa materiaalivirtojen lisäksi tiedetään energian ja mädätteen loppukäyttäjien vaatimukset sekä ne alueelliset vahvuudet, joilla kannattavuutta voidaan lisätä. Biokaasusektorin edistäminen on valinta, jonka alkusysäyksenä on usein esimerkiksi toiminut kunnan autokannan muutos biokaasukäyttöisiksi, jolloin liikennepolttoaineelle on varma kysyntä.
Tietoa hankkeesta
RESINDUSTRY (Interreg Europe 2020) on seitsemän EU-maan yhteishanke, jossa vaihdetaan hyviä uusiutuvan energian käytäntöjä, mikä antaa paremmat valmiudet kehittää investointeja tukevaa aluepolitiikkaa ja uusiutuvien energialähteiden käyttöönottoa teollisuudessa. Osana hanketta on selvitetty alueen energiantuotantoon soveltuvien biomassavirtojen tilannetta, saatavuutta ja biokaasupotentiaalia. Tiekartan lisäksi tulokset on esitetty alueelliselle energia-alan RESINDUSTRY- ja SME POWER -hankkeiden yhteiselle sidosryhmälle (9.9.2020) ja Maatalouden Ilmastoratkaisut -webinaarissa (24.11.2020).
Lähteet
Interreg Europe. 2020. Project Summary. RESINDUSTRY. [Viitattu 7.11.2020]. Saatavissa: https://www.interregeurope.eu/resindustry/
European Biogas Association. 2020. The contribution of the biogas and biomethane industries to medium-term greenhouse gas reduction targets and climate-neutrality by 2050. EBA publications. [Viitattu 15.11.2020]. Saatavissa: https://www.europeanbiogas.eu/the-contribution-of-the-biogas-and-biomethane-industries-to-medium-term-greenhouse-gas-reduction-targets-and-climate-neutrality-by-2050/
Kiviluoma-Leskelä, L. 2010. Biokaasun tuottaminen ja hyödyntäminen Lappeenrannassa. Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yliopisto.
Kymäläinen M, Pakarinen O. 2015. Biokaasuteknologia: Raaka-aineet, prosessointi ja lopputuotteiden hyödyntäminen. HAMKin julkaisuja 17/2015. Hämeenlinna : Hämeen ammattikorkeakoulu.
Luonnonvarakeskus. 2018. Biomassa-atlas. [Viitattu 25.10.2020]. Saatavissa: https://biomassa-atlas.luke.fi
Luostarinen, S., Tampio, E., Niskanen, O., Koikkalainen, K., Kauppila, J., Valve, H., Salo, T. & Ylivainio, K. 2019. Lantabiokaasutuen toteuttamisvaihtoehdot. Luonnonvara- ja Biotalouden tutkimus 40/2019. Helsinki: Luonnonvarakeskus. [Viitattu 25.10.2020]. Saatavissa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-326-777-0
TEM. 2018. Ehdotus Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiiviksi uusiutuvista lähteistä peräsin olevan energian käytöstä (Uusiutuvan energian direktiivi). [Viitattu 25.10.2020]. Saatavissa: https://www.eduskunta.fi/FI/vaski/Liiteasiakirja/Documents/EDK-2018-AK-192868.pdf
Valtioneuvosto. 2019. Hallitusohjelma. [Viitattu 25.10.2020]. Saatavissa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-287-756-7
Kirjoittajat
Paavo Lähteenaro toimii LAB-ammattikorkeakoulussa energia-alan asiantuntijana Interreg Europen RESINDUSTRY -hankkeessa, tavoitteenaan edistää teollisuuden uusiutuvan energian käyttöä.
Katerina Medkova työskentelee TKI-asiantuntijana LAB-ammattikorkeakoulussa ja toimii RESINDUSTRY -hankkeessa projekti- ja viestintäpäällikkönä.
Sami Luste (TkT) toimii tutkijana ja projektipäällikkönä LAB-ammattikorkeakoulussa. Hänellä on 13-vuotta kokemusta useista kansallisista ja kansainvälisistä projekteista biotalouden, biopohjaistenmateriaalien hallinnan ja teollisuus yhteistyön aloilta.
Artikkelikuva: https://pxhere.com/fi/photo/708900 (CC0)
Julkaistu 7.12.2020
Viittausohje
Lähteenaro, P., Medkova, K. & Luste, S. 2020. Päijät-Hämeen materiaalipotentiaali biokaasuenergian lisäämiseksi alueella. LAB Pro. [Viitattu ja pvm]. Saatavissa: https://www.labopen.fi/lab-pro/paijat-hameen-materiaalipotentiaali-biokaasuenergian-lisaamiseksi-alueella/
