Haussa ratkaisu biokaasuntuotannon pullonkaulaan

Kun biojätteestä valmistetaan biokaasua, syntyy prosessissa kaasun lisäksi suuri määrä mädätysjäännöstä eli kiinteää ainetta, joka sisältää myös vettä. Tällä hetkellä mädäte ajetaan Mustankorkealla kompostointilaitokseen. Siellä on vain rajallisesti tilaa, mikä asettaa rajat myös sille, kuinka paljon biokaasulaitokseen pystytään ottamaan jätettä.

Tähän biokaasuntuotannon pullonkaulaan on etsitty ratkaisua jo jonkin aikaa. Viime vuoden aikana Mustankorkean asiakaspalvelussa työskentelyn aloittanut Sampsa Muhonen tarttui haasteeseen opinnäytetyössään osana Hämeen ammattikorkeakoulun biotekniikan opintojaan. 

“Olin jo ollut mukana opiskeluihin liittyvässä biohiiliprojektissa, jossa tutkittiin, voidaanko lämmön- ja biohiilen tuotanto yhdistää maatilan toiminnassa. Opinnäytetyön aiheita miettiessäni tämä teema palautui mieleeni. Jos biokaasulaitoksen mädätteestä saisi tuotettua biohiiltä, se voisi olla arvokkaampaa kuin nyt tuotettava komposti”, Muhonen selittää.

Biohiilen valmistamiseen liittyy mahdollisuuksia ja haasteita

Muhosen opinnäytetyön nimeksi muotoutui Biohiilen valmistus biokaasulaitoksen mädätysjäännöksestä. Tutkimusaiheena biohiili on melko uusi, ja Muhonen huomasi aiheesta löytyvän tiedon olevan hyvin sekalaista. 

“Tietoa biohiilestä on aivan valtavasti, mutta tutkimuksissa on paljon ristiriitaisuuksia. Erilaiset biohiilen valmistustekniikat vaikuttavat myös biohiilen laatuun ja siihen, miten hiiltä voi käyttää. Kaikkea tietoa ei siis voi soveltaa tähän käyttötarkoitukseen. Yhdenlaista biohiiltä ei voi käyttää kaikissa sovelluksissa, vaan käyttökohde pitää optimoida. Opinnäytetyössäni on kyse nimenomaan mädätejäännöksestä: siinä olevat ravinteet siirtyvät suoraan biohiileen, joten se sopii loistavasti peltokäyttöön.”

Työssään Muhonen sai varmistuksen sille, että biokaasulaitoksen mädätteestä pystyy tekemään biohiiltä. Ongelmaksi kuitenkin muodostuu mädätteen kosteuspitoisuus. Ennen pyrolyysiprosessia mädäte pitäisi saada kuivatettua vähintään kosteusprosenttiin 25, ja tämä vaatisi paljon energiaa sekä erillisen kuivurin. Kuivausmahdollisuuksia ei tässä opinnäytetyössä vielä tarkemmin kartoitettu, vaan sitä olisi tarkasteltava erikseen. 

Biohiilen valmistukseen tarvittavan pyrolyysilaitteiston hankkiminen sen sijaan voisi olla kannattavaa. 

“Laskin takaisinmaksuaikoja saatavilla oleville pyrolyysilaitteistoille ja ne olivat aika maltillisia suhteessa biohiilen myynnistä saataviin tuottoihin. Yhdellä pyrolyysilaitteistolla takaisinmaksuaika oli lyhimmillään vain kaksi vuotta”, Muhonen mainitsee. 

“Biohiilen polttaminen pelkästään biokaasulaitoksen mädätysjäännöksestä ei kuitenkaan ole realistista, vaan tarvitaan laajempaa jatkokehittelyä. Esimerkiksi puhdistamoliete, jota on saatavilla mädätysjäännöstä enemmän, sopisi myös biohiilen raaka-aineeksi. Löysinkin laitteiston, jolla saisi kerralla tehtyä lietteestä biohiiltä. Mahdollisuuksia on paljon”, Muhonen toteaa. 

Tutkimuksen johtopäätöksiä:

• Biokaasulaitoksen mädätysjäännös soveltuu pyrolysoitavaksi.
• Kynnyskysymykseksi nousee mädätysjäännöksen kuivaaminen, sillä kosteuspitoinen mädäte vaatii tehokkaan kuivauslaitteiston ennen biohiileksi valmistamista.
• Useissa tapauksissa suositellaan puupohjaisen raaka-aineen lisäämistä mädätteen joukkoon. Tämä lisää prosessin kustannuksia ja vaikuttaa suoraan kannattavuuteen.
• Laadullisesti mädätysjäännöksestä valmistettu biohiili voisi soveltua hyvin maaperän ravitsemiseen ja kasvualustoihin.
• Paikallinen markkinapotentiaali on olemassa, mutta asiaan vaikuttaa paljon hinta. Valtakunnallisella tasolla kaikki valmistettu biohiili saadaan myydyksi.
• Biohiili on vielä suurelle yleisölle suhteellisen tuntematon käsite, joten tiedottamiseen ja mainontaan tulisi kiinnittää erityisen suurta huomiota ennen valmistusta ja myyntiä.
• Takaisinmaksuajat eivät ole mahdottomia, vaikka puhutaan miljoonan tai miljoonien investoinnista.
• Hiilikrediitit ja ylijäämälämpö tuovat lisää tuottavuutta.
• Hiilinegatiivisen tuotteen valmistus luo positiivista kuvaa ulospäin ja tukee Mustankorkean strategiaa biologisen jätteenkäsittelyn ja kiertotalouden edistäjänä.

Biohiilen potentiaalia ei kannata ohittaa 

Vaikka Muhosen opinnäytetyön tulokset eivät juuri nyt johda suoriin toimenpiteisiin, tehty tutkimus on tärkeä askel kohti tulevaisuuden kehitystä Mustankorkealla. 

“Biohiilimarkkinat ovat nyt kovassa nousussa ja biohiileen panostaminen tuo myös positiivista imagoa. Investoinnissa puhutaan kuitenkin miljoonista, joten päätösten teko vaatii harkintaa”, Muhonen pohtii ja jatkaa:

“Tämä tutkimus voi toimia alustavana selvityksenä siitä, kannattaako tällaisen laitteiston hankkimista Mustankorkealle miettiä. Mielestäni olisi ehdottomasti järkevää selvittää tarkemmin biohiilen valmistuksen mahdollisuudet Mustankorkean alueella. Oma näkemykseni on, että tässä on liian paljon potentiaalia hukkaan heitettäväksi.”