Lästi on nykyihmiselle liki tuntematon mittayksikkö historiasta, mutta 1700-luvun talonpojille tuo vajaan kahden kuution tilavuusmitta oli eräs tärkeimmistä hallittavista yksiköistä. Lästeissä mitattiin puuhiiltä, joka oli kauppatavaraa ja jolla maksettiin veroja sekä taksvärkkejä.
Nyt karkeasti kymmenen sukupolvea myöhemmin puusta tai muusta uusiutuvasta orgaanisesta biomassasta valmistetun biohiilen ympärille viriää liiketoimintaa, joka painii tyystin eri kokoluokassa. Markkina on kansainvälinen ja sen arvo lasketaan miljardeissa euroissa.
Biohiiltämöiden näkyvä lopputuote on musta hiilimurska, mutta varsinaista kauppatavaraa on sen ilmakehästä sitoma hiilidioksidi.
”Hiilenpoiston markkina kasvaa räjähdysmäisesti ja sen arvo seitsenkertaistui vuosina 2022–2023. Huonot kokemukset tavanomaisista kompensaatiohankkeista ovat lisänneet teknisen hiilenpoiston kiinnostavuutta, koska tekninen hiilenpoisto ei kärsi vastaavista laatuongelmista ja niiden vaikutus ilmastoon on teknisesti mitattavissa”, biohiilen valmistuksen kannattavuudesta väitöskirjaa valmisteleva tutkija Esko Salo VTT:ltä sanoo.
Monimutkaisten laskennallisten kompensaatiomekanismien joukossa biohiili tosiaan erottuu konkreettisuudellaan. Kun puusta valmistettu hiili kertaalleen saatetaan maan poveen, pidättää se ilmakehästä pois kaapatun hiilen tuhansiksi vuosiksi. Yksi kilo puuhiiltä pidättää itsessään 2,8–3,5 kiloa hiilidioksidia, jonka puu on kasvaessaan ottanut ilmakehästä.
”Salmiakin tai Sisu-pastillien musta väri on peräisin hiilestä”, asiantuntija Tuomo Leppänen
Puuhiilen avulla tuotettujen päästövähennysten laskeminen uskottavasti on helppoa. Jos keskivertosuomalaisen hiilijalanjälki on 10 000 kiloa, niin sen kompensoimiseen tarvitaan noin 3 000 kiloa puuhiiltä. Tuon hiilimäärän valmistamiseen tarvitaan 9–15 tonnia kuivaa puuta valmistustavasta riippuen.
Hiilivarastoinnin ohella puuhiili voi toimia myös monissa teollisissa prosesseissa tarvittavan fossiilisen hiilen korvaajana.
”Harva tullee ajatelleeksi, että niinkin tuttujen aineiden kuin salmiakin tai Sisu-pastillien musta väri on peräisin hiilestä”, asiantuntija Tuomo Leppänen mikkeliläisestä biohiililaitteistoja valmistavasta Soil Care yhtiöstä kertoo.
Yksi lupaavimmista puuhiilen käyttökohteista liittyy teräksen valmistukseen, joka tuottaa maailmanlaajuisesti kymmenen prosenttia kaikista kasvihuonekaasupäästöistä. Päästöttömän teräksen valmistuksessa ratkaisuksi tarjottu vetypelkistys on vasta kokeiluvaiheessa, mutta uusiutuvan puuhiilen käytöllä on vuosituhantiset perinteet raudan valmistuksessa. Itse asiassa fossiilinen hiili alkoi syrjäyttää puuhiiltä vasta 1800–luvulla ja viimeiset puuhiiltä käyttäneet masuunit kylmenivät Ruotsissa vasta 1940-luvulla.
Käytettiinpä biohiiltä teollisuuden fossiilisen hiilen korvaajana tai hiilensidonnan välineenä, muodostavat Suomen metsät huomattavan hiiltä sitovan raaka-ainevaran, joka hyödyntämiseen on valmiina tehokas korjuukoneisto.
”Metsäsektorin kokoon nähden oikeastaan ihme, että biohiilen valmistus ei ole ottanut Suomessa vahvemmin tulta. Muissa pohjoismaissa on noin 25 toimivaa laitosta, mutta Suomessa on toistaiseksi toiminnassa kolme biohiilenvalmistajaa. Rakenteilla on viisi laitosta, Salo sanoo.
Tuotantokapasiteetilla on hyvät mahdollisuudet yli kymmenkertaistua vuoteen 2030 mennessä.
”Tällä hetkellä biohiiltä tuotetaan reilut 10 000 tonnia vuodessa. Biohiilen mielenkiintoisia uusia käyttöalueita on vesienpuhdistuksessa, maataloudessa ja rakentamisessa, kertoo toimialapäällikkö ja biohiiliverkoston vetäjä Hannes Tuohiniitty Bioenergia ry:stä.
Biohiilen valmistajia on ehtinyt jo mennä konkurssiin, osa taas on vahvassa kasvussa, kuten Nokialla toimiva maailman suurimmaksi hiilensitojaksi tähtäävä Carbofex. Sen vuodesta 2017 toimineen laitteiston tuotantokapasiteetti on 2 000 tonnia biohiiltä vuodessa.
Suomen suurimpiin kuuluvan infrarakentajan GRK:n noin 3 000 tonnin tuotannolle mitoitettu biohiililaitos aloitti 2023 ja tuottaa biohiiltä pääosin omia infrahankkeita varten, mutta myös myyntiin. Hämeenlinnassa jätepuusta puuhiiltä valmistavan Puhin 2 000 tonnin laitoksen ylösajo on parhaillaan käynnissä.
Biohiilen valmistus tapahtuu kuivatislaamalla sitä hapettomissa oloissa noin 600 asteen lämpötilassa. Jos puu hiillytetään alhaisemmassa noin 300–400 lämmössä, syntyy torrefioitua hiiltä, joka soveltuu fossiilisen hiilen korvaajaksi esimerkiksi tietyissä metallurgissa prosesseissa tai lämmöntuotannossa.
”Torrefioitua hiiltä ei lueta samanlaiseksi pitkäaikaiseksi hiilituotteeksi kuin biohiiltä, joka soveltuu hiilen varastointiin esimerkiksi maanparannusaineena tai asfaltin lisäaineena. Jatkojalostetulla biohiilellä on myös tuotekäyttöä esimerkiksi akkuteollisuudessa”, Salo sanoo.
Biohiilestä voidaan myös jalostaa aktiivihiiltä esimerkiksi veden ja kaasujen puhdistukseen. Nykytilanteessa merkittävä osa aktiivihiilestä valmistetaan kivihiilestä Aasian maissa. Biohiilipohjaisen aktiivihiilen valmistus vaatisi suuren muutoksen toimitusketjuun, jotta se voisi syrjäyttää fossiilisen aktiivihiilen.
”Aktiivihiilen markkina on olemassa ja maailmanlaajuisesti sen koko on yli viisi miljardia dollaria ja EU:ssa reilun miljardin.”
Päästövähennysten ohella EU:n pitkän tähtäimen ilmasto-ohjelmassa hiilidioksidin poistamisella ilmakehästä eli niin sanotuilla negatiivisilla päästöillä on iso rooli. Siihen on käytössä kolme tapaa: ottaa hiilidioksidi talteen suoraan sitä tupruttavan piipun päästä, suora talteenotto ilmasta ja varastointi sekä biohiilen valmistus ja varastointi maaperään.
Maailman talousfoorumin tänä vuonna julkaisemissa laskelmissa biohiilen vähennyspotentiaali on arvioitu merkittäväksi. Sen avulla arvioidaan voitavan sitoa maapallon ilmakehästä 0,44–2,62 gigatonnia hiilidioksidia joka vuosi. Vertailun vuoksi Suomen kasvihuonekaasupäästöt maankäyttösektori mukaan lukien olivat 2023 0,039 gigatonnia hiilidioksidiksi muutettuna. Biohiilen avulla voitaisiin laskennallisesti sitoa 11–70 kertaisesti Suomen kasvihuonekaasupäästöt.
Vuoteen 2 100 mennessä biohiilen avulla ilmakehästä lasketaan voitavan kumulatiivisesti poistaa jopa kolmasosa siitä hiilidioksidimäärästä, jota ilmastomuutoskehityksen vakauttaminen vaatii.
Biohiilen valmistamiseen on tarjolla useita vaihtoehtoisia tekniikoita, joista yksi löytyy Saarijärvellä kattilavalmistaja Arithermin pihasta. Tavalliselta 20 jalan merikontilta näyttävä rakennelma, joka kätkee sisäänsä biohiilen valmistamiseen tarvittavan tekniikan.
Kyseessä on hiiltoreaktori eli retortti, jonka sisään laitettu rankapuu kuivatislautuu hapettomassa oloissa ja yli 600 asteen lämpötilassa biohiileksi.
”Konttiin mahtuu 10 pinokuutiota puuta ja siitä saadaan ulos noin viisikuutiometriä biohiiltä. Siinä sivussa syntyy viisi megawattituntia lämpöenergiaa, nestemäisiä tisleitä 1 000 litraa ja tervaa sata litraa”, Tuomo Leppänen sanoo.
Laitteiston kyljessä on putkilauhdutin, joka erottelee puutavarasta tislautuvat yhdisteet nesteiksi. Kaasumaiseen muotoon jää oikeastaan vain puhdasta hiilimonoksidia, joka poltetaan laitoksen yhteydessä olevassa 300 kilowatin hakekattilassa. Näin hiilenpolttoon usein liittyvät ympäristöä haittaavat savu- ja hajuongelmat on saatu Leppäsen mukaan ratkaistua. Sivutuotteena saadaan laaja kirjo tisleitä tervasta aina metanoliin.Ne käyttökelpoista raaka-ainetta moneen käyttötarkoitukseen, joskin EU:n kemikaalilainsäädäntö asettaa niiden hyödyntämiselle esteitä.
Koelaitteiston kyljessä olevassa nestekontissa on muutama sata litraa kahvilta näyttävää pistävän tuoksuista tisleiden cocktailia, kansan kielellä ”tervan kusta”.
”Australiassa tätä käytetään muun muassa hyönteisten torjuntaan. Tisleet sisältävät lukuisia yhdisteitä, joille markkinoiden kehittyessä löytyy kysyntää varmasti myös Euroopasta”, Soil Caren toimitusjohtaja Jari Ikonen sanoo.
Tärkein myyntituote on kuitenkin Ikosen mukaan puuhiili ja sen ympärille rakentuvat hiilensidonnan markkinat.
”Puuhiilen valmistus ja kätkeminen maaperään on tällä hetkellä nopein ja konkreettisin tekniikka, jolla ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta voidaan laskea. Puuhiilen raaka-aine ei kilpaile metsäteollisuuden kanssa, vaan hiilentalteenotossa voidaan käyttää metsäteollisuuden puunhankinnan sivuvirtoja, oksia, hakkuutähteitä sekä purkupuuta.”
Leppäsen mukaan lisääminen viljelysmaahan parantaa vesitaloutta ja vähentää ravinteiden huuhtoutumista.
”Yhdelle peltohehtaarille voidaan käyttää levittää 5 tonnia biohiiltä, jolloin ilmakehästä saadaan sidottua 15 tonnia hiilidioksidia. Levitys voidaan tehdä useampana vuonna peräkkäin. Jos hiilikredittimarkkina lähtee toimimaan, niin se voisi tarkoittaa noin 3 000 euron lisätuloa hehtaarille per kerta hiilensidonnasta viljelijälle”, Tuomo Leppänen laskee.
Biohiilen valmistuksen sivutuotteille uskotaan löytyvän myös omaa käyttöä erityisesti karjatiloilla.
”Biohiilen valmistuksen yhteydessä syntyviä tisleitä voidaan hyödyntää lietteen happamuuden säätöön ja biohiili voi korvata turvetta lietesäiliöiden katteena, mistä se päätyy pelloille pidättämään hiiltä”, Leppänen visioi.
Miltä metsäsi näyttää euroissa? Katso puun hinta alueittain ja hintojen kehitys koko Suomessa.
