Biohiiltä tuotetaan useimmiten puusta, mutta periaatteessa sitä voitaisiin valmistaa lähes mistä vain biomassasta. Biohiilen tulevaisuutta pohtiessa onkin oleellista tarkastella uusia mahdollisia liiketoimintamalleja. Miten siis biohiilen tuotanto voitaisiin integroida osaksi eri tuotantoaloja, kuten vaikka kasvihuonetuotantoa?
Kasvihuonetuotantoa on monenlaista. Monet yritykset kasvattavat kasveja kasvihuoneissa vain kasvukauden ajan, varhaisesta keväästä myöhään syksyyn saakka, mutta myös ympärivuotista tuotantoa löytyy. Varsinkin koristekasvien osalta tuotanto on hyvin kausiluontoista. Hyvä esimerkki tästä on kesäkukat, joiden sesonkihuippu on yleensä touko-kesäkuussa, lämpötiloista riippuen. Muita sesonkikasveja ovat esimerkiksi kevään tulppaanit ja narsissit sekä loppuvuoden joulukukat. Vihannesviljelyn puolelta löytyy luultavasti enemmän ympärivuotisessa tuotannossa olevia kasveja, kuten tomaatti, kurkku ja paprika. Biohiilen jatkuvan tuotannon kannalta paras vaihtoehto olisikin tuotanto, josta syntyisi tasaisesti raaka-ainetta. Näin ollen ympärivuotinen kasvihuoneviljelmä vaikuttaisi potentiaaliselta kohteelta biohiilen tuotannolle.
Kasvihuonetuotannon biomassat
Kasvihuonetuotannossa syntyvien sivuvirtojen määrä ja laatu vaihtelee sen mukaan, mitä kasveja tuotetaan. Lisäksi kasvustoista saatavan biomassan määrä vaihtelee kasvien kasvuvaiheen mukaan. Uusista nuorista taimista tuskin syntyy juuri lainkaan sivuvirtoja. Vihanneskasveista, kuten tomaatista kuitenkin poistetaan taimien kasvaessa sivuhaaroja ja vanhoja alimpia lehtiä. Tällöin biomassaa syntyy kohtalaisen tasaisesti mutta melko pieniä määriä. Kun kasvusto alkaa olla liian suuri ja vanha, vanhat kasvit poistetaan tuotannosta, jolloin taas syntyy kerralla huomattavasti suurempi määrä biomassaa. Koristekasvien osalta syntyvän ylimääräisen biomassan määrä riippuu myös pitkälti tuotantotyypistä. Leikkokukkia kasvattaessa myyntiin kerätään vain kukat, kun taas ruukkukasveja viljellessä koko kasvi on tarkoitus myydä, jolloin ideaalissa tapauksessa jätettä ei juuri synny. Toisaalta esimerkiksi kesäkukkia latvotaan kasvatuksen aikana, mistä syntyy jonkin verran lehti- ja varsimassaa.
Raaka-aineiden prosessointi
Biohiiltä valmistetaan pyrolyysi-nimisellä prosessilla, jossa biomassaa kuumennetaan vähähappisissa tai hapettomissa olosuhteissa. Näin raaka-aine saadaan hiiltymään palamisen sijaan. Ennen pyrolyysiä biomassa olisi hyvä kuivata. Biomassan kuivaaminen voi vaatia sen määrästä ja kosteudesta riippuen paljonkin tilaa, aikaa ja energiaa. Isoin ongelma muodostuisi oletettavasti silloin, kun tuotannosta poistetaan kokonaisia kasvustoja. Periaatteessa suurista kasvustoista riittäisi raaka-ainetta biohiilen tuotantoon pidemmäksi aikaa, mutta tällöin tarvittaisiin myös tilaa kuivatun biomassan varastointiin. Varastoinnin helpottamiseksi voitaisiin harkita esimerkiksi kuivatun biomassan pelletointia. Pelletteinä raaka-aine olisi tiiviimmässä muodossa ja myös sen käsittely olisi siistimpää ja helpompaa.
Biohiilen tuotannon hyödyt
Paikallisen biohiilen tuotannon etuna on se, että raaka-ainetta ei tarvitse erikseen kuljettaa mihinkään, jolloin säästetään kustannuksissa ja päästöjäkin syntyy vähemmän. Valmista biohiiltä voitaisiin mahdollisesti myös käyttää suoraan tuotantopaikalla kasvihuoneen kasvualustoissa tai maanparannuksessa, mikäli samalla yrityksellä on myös peltotuotantoa. Pyrolyysissä syntyy palavia kaasuja, joiden polttaminen osaltaan edesauttaa prosessin ylläpitämistä, mutta prosessi tarvitsee toimiakseen myös ulkopuolista lämpöä. Toisaalta, vaikka biohiilen tuotantoprosessi siis vaatii lämpöä, tätä samaa lämpöä voitaisiin mahdollisesti käyttää hyödyksi kasvihuoneen tai muiden tuotantotilojen lämmityksessä. Näin ollen kyse ei olisi pelkästään biohiilen tuotannosta, vaan biohiilen tuotannon yhdistämisestä lämmöntuotantoon. Mikäli yhdellä tilalla ei synny riittävästi biomassaa biohiilen jatkuvaan tuotantoon, voitaisiin toki harkita myös yhteistyötä lähialueen muiden yritysten kanssa. Toisaalta jos biohiilen tuotantoa tulisi olemaan yli oman tarpeen, ylimääräistä biohiiltä voitaisiin myös myydä suoraan tilalta muille tuottajille.
Teksti on osa FiksuHiili-hanketta, joka pohjautuu vahvasti HAMK Tech ja HAMK Bio -tutkimusyksikoiden aiempiin hankkeisiin. Hanke rahoitetaan REACT-EU-välineen määrärahoista osana Euroopan unionin COVID-19-pandemian vuoksi toteuttamia toimia.
Kirjoittaja:
Emma Tuusa, tutkimusassistentti, HAMK Tech -tutkimusyksikkö
