Hiilidioksidin sieppaus bioenergialla uuteen kenttätutkimukseen

Moni Salosta Perniön kautta Karjaalle 1990-luvulla matkannut kulkija saattaa muistella pysäyttäneensä autonsa Pohjankurussa erään peltoaukean laitaan ja ihmetelleensä tien oikealla puolella olevaa suurta keltaista taulua. Siinä luki ”Paju on aikamme puulaji”. Viereisillä pelloilla kasvoi sakeita pajuviljelmiä. Mistä oikein oli kysymys?

Pohjankurussa, Nygårdin kartanon pelloilla koeviljeltiin vuodesta 1992 lähtien lyhytkiertoista energiapajua maatilan oloissa. Malli oli peräisin Ruotsista, jossa viljelijät olivat kasvattaneet pajua peltohakkeeksi parikymmentä vuotta.

Miksi energiapajun viljely ei levinnyt Pohjankurusta laajemmalle? Olihan Suomessakin puhuttu jo vuosikausia peltobiomassojen viljelystä.

Fortumin koeviljelystä ennätystulokset

Energiapajun tutkimus alkoi maassamme 1970-luvun öljykriiseistä. Aluksi mukana olivat Helsingin ja Oulun yliopistot sekä Metsänjalostussäätiö ja Metsäntutkimuslaitos. Tavoite oli löytää nopeakasvuisimmat pajulajit, kerätä niistä jalostuksen lähtömateriaali ja koekasvattaa jalostettuja pajuja metsäpuiden lyhytkiertoviljelyksi kutsutulla menetelmällä.

Tutkimus laajeni peltoviljelyn kokeisiin 1983, kun Fortum Oy (silloinen Imatran Voima) aloitti bioenergiatutkimuksen Kopparnäsin tiluksillaan Inkoossa. Siellä viljeltiin energiapajua kymmenen koevuoden jakso.

Fortum hankki tuoreimman tietotaidon Ruotsista, Suomesta sinne muuttaneelta professori Gustaf Siréniltä. Hän oli vuodesta 1976 lähtien kehittänyt Uppsalan maatalousyliopiston pelloilla energiapajun kasvatusmenetelmää. Sirén hätkähdytti jo 1970-luvun lopulla metsäalan väkeä, kun hän totesi energiapajun pystyvän kasvamaan pelto-oloissa 75 kuutiota hehtaarille vuodessa, yli kymmenkertaisesti sen mitä Pohjolan talousmetsät keskimäärin kasvavat.

Koeviljely Kopparnäsin savipelloilla tuki Gustaf Sirénin väitettä. Heti ensimmäinen kolmen vuoden kierto kasvoi keskisatona 38 kuutiota vuodessa hehtaarilla, ja parhaat lajikkeet vielä enemmän. Professori Sirénin valvonnassa Fortumin tiluksilla kasvoivat 1900-luvun lopulla Suomen nopeakasvuisimmat metsät. Sirenin ennätyskasvuja ei ole pystytty vielä 2010-luvun biotalouden kaudellakaan metsäkokeissa ylittämään.

Liittyminen Euroopan unioniin pysäytti kokeet

Fortumin bioenergiatutkimus antoi pohjan kokeiden kolmannelle jaksolle, käytännön energiaviljelykokeille eteläsuomalaisilla maatiloilla. Bioenergian peltoviljelyyn oli silloin maatalouspoliittinen tilaus. Olimme ylituotantotilassa. Puhuimme miljoonan peltohehtaarin ongelmasta.

Maa- ja metsätalousministeriö rahoitti 1992 Energiatilaohjelman. Professori Sirén valitsi siihen yhteensä 30 maatilaa Satakunnasta, Varsinais-Suomesta, Uudeltamaalta ja Etelä-Karjalasta. Tilojen hyväkuntoisille pelloille viljeltiin energiapajukokeet ruotsalaisen kasvatusmenetelmän mukaan. Parhaat, Kopparnäsin kokeiden kanssa vertailukelpoiset tulokset saatiin juuri Pohjankurussa, Nygårdin kartanon mailla.

Energiapajun viljely pysähtyi Suomessa kuitenkin 1995. Liittyminen Euroopan unioniin poisti maataloudestamme ylituotannon. Samalla hävisi miljoonan peltohehtaarin ongelma. Bioenergialle ei ollut siinä vaiheessa sijaa Suomen pelloilla.

Myös tutkimusrahoitus Suomessa hiipui. Energiapajun tutkimusta ei ole enää Euroopan unionin kaudella rahoitettu.

Ruotsissa bioenergia maatalouspolitiikkaan

Ruotsissa energiaviljelyn kehitys oli toinen. Jo ennen liittymistä Euroopan unioniin maatalouspoliittinen painotus oli siellä eri tyyppinen kuin Suomessa. Peltojen vaihtoehtoiseen käyttöön varauduttiin 1970-luvulta lähtien. Kun professori Sirén oli tutkinut bioenergian viljelyä kymmenen vuoden ajan, Ruotsin hallitus päätti ottaa vuonna 1987 peltojen energiametsityksen uuden maatalouspolitiikan vaihtoehdoksi.

Viljelijöiden neuvontatyö siirtyi yliopistosta käytäntöön. Vaihtoehtoa tuki Ruotsin tuottajajärjestö LRF (Lantbrukarnas Riksförbund). Sen tytäryhtiö Agrobränsle AB järjesti sekä neuvonnan että sopimustuotannon, mikä takasi menekin viljelijöiden tuottamalle peltohakkeelle.

Ruotsin bioenergiahankkeeseen liittyi 15 lämpökeskusta ja joukko urakoitsijoita. Konepajat alkoivat kehittää sopivia istutus- ja hakkuukoneita. Merkittävin innovaatio on energiapajua suoraan pystystä puiva, talvisaikaan parikymmensenttisessä lumessakin kulkeva hakepuimuri.

Ruotsin pitkäjänteinen bioenergiahanke tuotti tulosta. Enimmillään Etelä- ja Keski-Ruotsissa kasvoi viljelijöiden pelloilla yhteensä 17 000 hehtaaria hakepajun energiametsää. Esimerkiksi talvella 2004-2005 energiapajua puitiin hakkeeksi 2100 hehtaaria, josta myytiin bioenergiaa lämpölaitoksille 180 gigawattituntia. Määrä vastasi silloin vaikkapa Mikkelin Pursialan voimalan vuotuista metsähakkeen ostoa.

Ruotsi vei naapurimaihin energiapajun viljelyn tietotaitoa, siemenpistokkaita ja koneita. Agrobränslellä oli sitä varten toimistot tai liikekumppanit Tanskassa, Puolassa, Liettuassa, Saksassa, Irlannissa ja Englannissa.

Suomessa ruokohelpeä polttoturpeen varjossa

Bioenergia eteni 2000-luvulla Ruotsin maataloudessa ja useissa muissakin EU-maissa. Myös Suomessa bioenergialle tuntui tulevan kysyntää. Joulukuussa 2004 käynnistynyt hiilidioksidin päästökauppa alkoi nostaa kivihiilen ja turpeen hintaa. Euroopan unioni patisteli niin Suomea kuin muitakin jäsenmaitaan toimiin biopolttoaineiden käytössä.

Niinpä maa- ja metsätalousministeri Juha Korkeaoja ehdotti syksyn 2005 maatalouspoliittisessa selonteossaan, että bioenergian viljely pelloilla on otettava myös Suomessa maatalouspolitiikan painoalaksi. Hän oli valmis osoittamaan jopa neljäsosan runsaasta kahdesta miljoonasta peltohehtaaristamme energiakasvien viljelyyn.

Suomessa oli eniten puhetta 1990-luvulla viljelyyn kehitetystä ruokohelvestä. Sitä kasvoi vuonna 2005 Keski- ja Pohjois-Suomessa suopelloilla sekä vanhoilla turpeennostoalueilla yhteensä 9000 hehtaaria.

Suomen ja Ruotsin maatalouspoliittinen painotus poikkesivat juuri energiaviljelyn kasveiltaan. Ruotsissa ruokohelpeä ei ollut käytännön viljelyssä juuri lainkaan. Helpeä oli kuitenkin tutkittu ja kokeiltu sielläkin jo 1980-luvulta lähtien.

Osaksi Suomen ja Ruotsin tyystin erilainen energiaviljelyn kehitys selittyi energiaturpeella. Se on meillä yleinen, mutta Ruotsissa verraten harvinainen voimaloiden polttoaine.

Ruokohelpi kytkeytyi polttoturpeeseen kahdella tapaa. Ruokohelvessä on runsaasti alkuaine piitä. Se antaa rotevalle helven korrelle kasvussa tarvittavan tukevuuden. Poltossa ruokohelven pii on haitaksi. Piipitoinen helpituhka sulaa alemmassa lämpötilassa kuin esimerkiksi haketuhka. Sulava tuhka tukkii arinoita.

Ruokohelven tuhkaongelma ratkesi, kun keksittiin sekoittaa polttoturve ja silpuksi murskattu helpi. Kun tällainen seospolttoaine syötetään suuren voimalan polttoon, tuhkan sulamisen saattaa estää tai sitä saattaa ainakin hidastaa. Ruokohelpi hyötyi suomalaisissa voimaloissa tukipolttoaineesta. Meillä polttoturvetta riitti aivan eri mittakaavassa kuin Ruotsissa.

Toinen kytkentä ruokohelven ja turpeen välillä liittyi soiden jälkikäyttöön. Ruokohelpi oli osoittautunut verraten helpoksi viljelykasviksi kosteilla suonpohjilla. Helpi kasvaa luonnostaankin samantapaisilla multavilla mailla ja kosteilla jokivarsiniityillä.

Vuonna 2007 ruokohelven pinta-ala kävi korkeimmillaan 19 000 hehtaarissa. Tämän jälkeen viljely alkoi laantua, sillä ruokohelven ominaisuudet ja seospoltto turpeen kanssa eivät sittenkään tyydyttäneet voimaloiden väkeä. Vuonna 2018 ruokohelpeä kasvoi enää 3900 hehtaaria. Paaleja näkee silti siellä täällä sisämaassa. Pääosa nykyhelpeä menee karjan rehuksi.

Energiakasvien viljely tuntui hiipuvan 2010-luvulla, mutta yhtäkkiä se sai uutta pontta. Kansainvälinen ilmastopaneeli esitteli lokakuussa 2018 raporttinsa. Paneelin ehdottamasta kolmesta vaihtoehdosta ilmaston muutoksen hillitsemiseksi yksi on BECCS,  eli hiilidioksidin sieppaus bioenergian polton yhteydessä (BioEnergy with Carbon Capture and Storage). BECCS-menetelmän kehittämisessä tarvitaan tehokkaasti aurinkoenergiaa sitovia biomassakasveja.

Varmaan uusissa BECCS-tutkimuksissa tullaan jälleen käymään läpi kaikki biomassakasvien vaihtoehdot. 1900-luvun Ruotsin perusteellinen koetoiminta ja Suomenkin hajanainen koetoiminta ovat silti uuden kenttätutkimuksen pohja. Gustaf Sirénin opeista sekä Fortumin Kopparnäsin ja Nygårdin energiatilan kokemuksista voi uusi BECCS-menetelmä hyötyä.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu