Biokaasuketjun ravinne- ja energiataseet sekä ilmastovaikutukset
Avainsanat:
biokaasulaitos, ravinteet, ilmastonmuutos, käsittelyjäännös, lietelanta, HVP-nurmi, elintarviketeollisuuden sivutuotteet, energiataseAbstrakti
Kansallisen ilmasto- ja energiastrategian mukaisesti Suomi tulee lisäämään maatalouspohjaisen biomassan energiakäyttöä hyödyntäen erityisesti muita kuin ruuaksi käytettäviä kasveja ja kasvinosia, sekä elintarviketuotannon sivujakeita ja jätteitä (ml. lanta). Yksi hyödyntämiskeino on biokaasuteknologia, jossa yhdistyvät uusiutuvan energian tuotannon ohella ravinteiden kierrätys, biojätteiden käsittely, jätehuolto sekä päästöjen hallinta. Vaikka biomassan hyödyntäminen energiakäyttöön tuottaakin mahdollisia päästövähennyksiä, on haitallisten ilmastovaikutusten minimoimiseksi kuitenkin tärkeää huomioida koko käsittelyketju raaka-aineiden hankinnasta lopputuotteiden käyttöön. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella pääasiassa lantaa käsittelevien biokaasulaitoksien energia- ja ravinnetaseita sekä löytää ilmastonmuutoksen hillinnän näkökulmasta parhaat toimintatavat. Biokaasuketjut pyrittiin määrittelemään nykykäytäntöjä vastaaviksi perustuen aiempiin tutkimuksiin, kirjallisuustietoon sekä asiantuntija-arvioihin. Tarkasteltavaksi kokoluokaksi valittiin kapasiteetiltaan 19 500 tonnia vuodessa käsittelevä laitos mikä vastaa Suomen mittakaavassa usean kotieläintilan lantoja käsittelevää biokaasulaitosta, jonka syötemateriaali koostui sian lietelannasta (16 000 tonnia/vuosi) ja lisäsyötteestä (3 500 tonnia/vuosi). Lisäsyöte oli joko sian lietelannasta erotettua kuivajaetta, HVP-nurmea (hoidettu viljelemätön pelto) tai elintarviketeollisuuden sivutuotetta. Tarkastellut biokaasuketjut sisälsivät myös syötemateriaalien hankinnan ja lopputuotteiden, kuten sähkön ja lämmön, käytön sekä lannoitteena käytettävän käsittelyjäännöksen sellaisenaan tai separoituna neste- ja kuivajakeeksi. Tarkastelussa verrattiin kolmea eri syöteseosta käyttävää biokaasuketjua referenssitilanteeseen, jossa syötemateriaalit eivät päädy biokaasuprosessiin. Tarkastelussa havaittiin, että lisäsyötteen vaikutus käsittelyjäännöksen ominaisuuksiin oli vähäinen, koska lietelannan osuus oli syötteessä huomattavan suuri. Käsittelyjäännöksen separoinnissa typpi ja kalium päätyivät pääosin nestejakeeseen ja jopa 70 % fosforista puolestaan kiintoaineeseen. Kaikki kolme biokaasuketjua tuottivat energiaa yli oman tarpeen, senkin jälkeen, kun huomioitiin laitoksen oma kulutus sekä materiaalien kuljetus ja peltolevitys. Ilmastovaikutukset kaikissa tarkastelluissa biokaasuketjuissa olivat pienemmät verrattuna referenssitilanteeseen, sillä tuotetulla biokaasulla korvattiin fossiilisia polttoaineita ja saatiin siten päästöhyvityksiä. Jonkin verran hyvityksiä saatiin myös mineraalilannoitteiden korvaamisesta kierrätysravinteilla, mutta tämä ei ollut kovin suuri ja hyvitys koski myös referenssiketjuja. Suurimmat ilmastohyödyt saatiin biokaasuketjusta, jonka raaka-aineena käytettiin sian lietelantaa ja HVP-nurmea, sillä se tuotti eniten energiaa jolloin korvaushyöty vältetystä fossiilisesta energiasta (kivihiili) oli suurin. Korvattavan energiamuodon valinnalla onkin suuri merkitys ilmastovaikutustulokseen. Referenssitilanteessa suurin osa kasvihuonekaasupäästöistä aiheutui lannan varastoinnista ja peltokäytöstä kun taas biokaasuketjujen suurin päästölähde oli käsittelyjäännöksen peltokäyttö, sillä oletuksena oli, että lanta kuljetetaan tuoreeltaan biokaasulaitokselle suljettuihin säiliöihin, jolloin vältetään lannan varastoinnista aiheutuvat päästöt. Lannan ohella myös käsittelyjäännöksen varastoinnin päästöt minimoitiin varastoimalla jäännös suljetuissa säiliöissä.
