Pajusta tehdään ilmastopioneeria – biohiiltä maanparannukseen, kompostiin, jopa teolliseen suodatukseen

Paju kasvaa Suomessa yhtä nopeasti kuin etelämpänäkin. Kuva: Anna Kauppi

Miltä kuulostaisi kukkapenkki, jossa kasvualustana on vain sepeliä ja biohiiltä? Ilmasto- ja ympäristöystävällinen biohiili on otettu käyttöön kasvualustoissa esimerkiksi Tukholmassa. Suomessa on juuri alkamassa biohiilen kaupallinen tuotanto pajusta.

Suomessa biohiilitutkimus alkoi oikeastaan vasta 2000-luvun alussa, mutta kehitys on ollut huimaa. Parhaaksi raaka-aineeksi biohiilelle on osoittautumassa paju ja ensimmäiset pajupohjaisen biohiilen tuotantolaitokset käynnistyvät maalis-huhtikuussa tänä vuonna.

Biohiilen käyttö perustuu siihen, että se pystyy sitomaan kaikkea ympärillään liikkuvaa, niin vettä, kaasuja, ravinteita kuin myrkkyjäkin. Sitomiskyky perustuu biohiilen huokoisuuteen. Sitä voi säätää, mutta esimerkkinä voi sanoa, että gramma biohiiltä voi sisältää pinta-alaa 200 neliömetriä.

Ilmo Kolehmainen, Pajupojat-nimisen yhtiön osakas ja yksi perustajista näyttää 2-3 kertaa nuppineulanpään kokoisia biohiilirakeita. Ne tuntuvat joustavan, kun niitä puristaa.

Kun biohiiltä sekoittaa vaikka sepeliin ja istuttaa siihen puun, se alkaa kasvaa. ”Puu on sillä tavalla pöljä, että jos juuren viereen sattuu jotakin, niin kyllähän se sen itselleen ottaa”, sanoo Kolehmainen.

Esimerkiksi Tukholman kaupunki tutki biohiilen käyttöä kasvualustoissa kymmenen vuotta. ”Nyt he käyttävät biohiiltä niin paljon kuin saavat, 1500 tonnia vuodessa. Alustassa on tyypillisesti 15 prosenttia biohiiltä ja loput jätebetonia”, Kolehmainen sanoo.

Paitsi että biohiilellä toimivat viljelmät tuovat vehreyttä kaupunkiin, ne sitovat sadevesiä, mistä istutetut kasvit myös saavat ravinteensa. Näin ongelmallinen hulevesi muuttuu hyödylliseksi kasteluvedeksi eikä hulevesiä tarvitse enää kerätä ja johtaa suuriin puhdistamoihin.

Biohiileen tarttuu kaikki – typpi, fosfori, kolibakteerit, PCB. Hämmästyttävintä on, että kun tällainen viljelmä on kerran perustettu, se on periaatteessa ikuinen, koska biohiili ei kulu käytössä.

Pajupohjaista biohiiltä koetarkoituksiin. Kuva: Pajupojat
Pajupohjaista biohiiltä koetarkoituksiin. Kuva: Pajupojat

Säätömahdollisuudet ovat loputtomat

Riippuen huokoisuudesta, biohiili sitoo ravinteita, kemikaaleja, vettä tai kaasuja. ”Se on niin kuin valitsisit ominaisuuksia autoon, jota olet ostamassa. Biohiili voidaan säätää sitomaan vaikkapa vain yhtä alkuainetta”, Kolehmainen sanoo.

Biohiilen ominaisuuksia voidaan säätää raaka-aineen esikäsittelyssä, itse valmistusprosessissa ja jälkikäsittelyssä. ”Prosessiin voidaan esimerkiksi lisätä metallia, mikä muuttaa kaiken. Prosessin jälkeen esimerkiksi kuumavesikäsittely räjäyttää biohiilen pinnat, ja jälleen kaikki muuttuu. Täytyy vain tietää, mitä haluaa”, sanoo tutkimusprofessori Kari Tiilikkala Luonnonvarakeskuksesta.

Biohiili tehdään kuivatislauksessa, jota myös pyrolyysiksi kutsutaan. Siis samalla reaktiolla, millä Fortum tekee Joensuussa bioöljyä puusta, mutta millä myös ennen aikaan tehtiin tervaa tervahaudoissa ja häkää häkäpöntöissä.

Prosessissa pajun solut tyhjennetään, jolloin jäljelle jää huokoinen ja hyvin kestävä rakenne. Parasta biohiilessä onkin, että se on ikuista – se ei edes pala niin kuin esimerkiksi grillihiili palaa, vaikka se tuleen heitettynä räjähtääkin herkästi. Se on siis keino vähentää ilmakehän hiiltä pysyvästi.

”Biohiilen valmistuksen opettelu on vaatinut valtavan määrän tutkimustyötä, jolle aluksi vieläpä naureskeltiin. Mutta nyt biohiilen tutkimusjulkaisujen määrä nousee jyrkästi”, Kolehmainen sanoo. Suomessa tutkimus keskittyy Luonnonvarakeskukseen ja VTT:hen.

Ilmo Kolehmainen. Kuva: Anna Kauppi
Pajupoikien osakkaan Ilmo Kolehmaisen mukaan paju kasvaa niin paljon, että kaikki Suomen hiilidioksidipäästöt voitaisiin sitoa vajaalla kolmella miljoonalla hehtaarilla. Vertailun vuoksi, Suomen metsäpinta-ala on runsaat 20 miljoonaa hehtaaria. Kuva: Anna Kauppi

Turvesoille jälkikäyttöä

Biohiilen teko sitoo hiiltä ainakin kahdella tavalla: ensiksi pajujen juuristoon, johon sitä sitoutuu yhtä paljon kuin maanpäällisiin osiin, ja toiseksi maanpäällisistä osista tehtävään biohiileen.

Jotta biohiilen tuotanto olisi järkevää, raaka-ainetta tarvitaan paljon. Suomessa lupaavimmilta vaikuttavat turvetuotannosta vapautuneille alueille perustetut pajuviljelmät. ”Näin turvetuottajat voisivat siirtyä ympäristöpalveluiden tuottajiksi”, Kolehmainen sanoo.

Markku Suutari pajuviljelmän keskellä. Kuva: Pajupojat
Toisesta kiertoajasta alkaen pajun taimet vesovat 5-6 vesaa kukin. Pellolla on todella ahdasta, mikä pakottaa pajut kasvamaan suoraan ylöspäin ja ne oksivat hyvin vähän. Näin niiden kuljetus rankoina on helpompaa. Kuvassa Pajupoikien perustaja, 190 senttiä pitkä Markku Suutari hyvin kasvaneen pajuviljelmän keskellä. Kuva: Pajupojat

Tasaisilla ja suurilla soilla toiminta voidaan koneellistaa. Taimia istutetaan noin 13 000 kappaletta hehtaarille. Ensimmäinen sato saadaan 2-3 vuoden kuluttua, kun monimetriset pajut niitetään. Myöhemmäs niittoa ei voi jättää: kun puiden tyvet kasvavat yli kuusisenttisiksi, ne eivät enää katkea niittokoneella.

Sitten maa lannoitetaan täsmälannoituksella kantojen juureen. ”Siitä lähdemme, että lannoitteita ei käytetä enempää kuin maataloudessa. Muuten on vaara, että osa lannoitteista huuhtoutuu vesistöihin”, Kolehmainen sanoo.

Niiton jälkeen pajut vesovat 5–6 uutta vartta. Uusi sato on valmis taas 2–3 vuoden kuluttua. Samoilla taimilla pärjätään 20–30 vuotta.

Viljelmän takaisinmaksuajaksi Kolehmainen laskee 6-8 vuotta. Vuotuinen tuotto viljelijälle voisi olla 350 euroa hehtaaria kohti, kun se esimerkiksi metsätaloudessa on sata euroa.

Tuotto on tässä laskettu pajusta poltossa saatavan energian hinnan mukaan. ”Me kuitenkin oletamme, että biohiilestä tuotto on suurempi. Ja tätä tuottoa voisi nostaa kolmen vuoden välein joka hehtaarilta”, Kolehmainen muistuttaa.

Viljelyala kasvaa

Korjuu tehdään talvella, kun maa on roudassa ja kevät niin pitkällä, että hanki on painunut eikä haittaa niittokoneen käyttöä.

Tuotantopotentiaali määräytyy tiukoista reunaehdoista. Esimerkiksi turvetuotannosta vapautuu vuosittain 2500-3500 hehtaaria. Yksi biohiilitehdas vaatii ympärilleen ehkä 1600 hehtaaria pajupeltoa säällisen välimatkan päässä eikä kovin pieninä peltoina.

Pajupoikien viime vuoden liikevaihto oli 150 000 euroa, mutta tälle vuodelle odotetaan jo kahta miljoonaa ja positiivista tulosta. ”Se olisi aika hyvin, kun muistetaan, että tämä on vasta kolmas toimintavuotemme”, Kolehmainen sanoo.

”Viime vuonna viljelyalaa oli 100 hehtaaria, tänä vuonna tulee 200 lisää ja jatkossa pyrimme 300 lisähehtaariin vuodessa niin, että viidessä vuodessa alaa olisi 1500 hehtaaria”, Kolehmainen sanoo.

Korjattu 15.3.2017. Korvattu virke ”parasta biohiilessä onkin, että se on ikuista – se ei edes pala” virkkeellä ”parasta biohiilessä onkin, että se on ikuista – se ei edes pala niin kuin esimerkiksi grillihiili palaa, vaikka se tuleen heitettynä räjähtääkin herkästi.”

Pajupelto. Kuva: Pajupojat
Samalla pajuviljelmällä voi olla kymmenenkin kiertoaikaa, minkä jälkeen istutus on tehtävä uudestaan. Kuva: Pajupojat

Pajupoikien verkkosivu


 

 

Biohiilellä on lukuisia käyttökohteita

Maanparannusaineena
Maanparannusaineena biohiili sitoo ravinteita, kuohkeuttaa maata ja pidättää vettä. Maataloudessa siitä ei ehkä ole merkittäväksi ratkaisuksi, koska sitä tarvittaisiin niin paljon, mutta kasvihuoneissa ja puutarhoissa käyttö lisääntyy jo nyt.

Kompostin tukiaineena
Sekoittamalla biohiiltä kompostiin 5-30 prosenttia tilavuudesta, saadaan vähennettyä kasvihuonekaasujen, kuten typen karkaamista ja lisättyä kompostin ravinnearvoa. Kompostin kautta biohiili päätyisi lopulta maanparannusaineeksi.

Biokaasun tuotannossa
Biokaasun tuotannossa biohiili nopeuttaa mätänemistä, stabiloi mädätettävää massaa ja lisää kaasun saantoa. Ja kun mädätysjäte käytetään lannoitteena, biohiili päätyy tässäkin lopulta maaperää parantamaan.

Maaperän ja jätevesien puhdistamisessa
Maaperän ja jätevesien puhdistamisessa biohiilen rooli on sitoa myrkyt tai ravinteet ja luovuttaa ne kasveille, joihin ne sitten kertyvät.

Suodatuksessa
Suodatus saattaa olla biohiilen tuottavin käyttötapa. Biohiilellä voidaan ottaa teollisissa prosesseissa talteen joko haluttuja tai ei-haluttuja ainesosia nesteistä tai kaasuista.

Makean veden teossa
Globaalisti suurin mahdollisuus on suolan poisto merivedestä. Makeasta vedestä on maailmalla pula ja biohiili voi auttaa tässä. Suomelle tämä ei kuitenkaan olisi mahdollisuus niinkään biohiilen kuin osaamisen vientiin.

Kirjoittaja

Hannes Mäntyranta

Kirjoita kommentti