Mitkä uusiutuvat raaka-aineet soveltuvat parhaiten bioenergian tuotantoon?

Kimmo Klemola
27.04.2006
(uusittu 17.03.2009)

Vuonna 1909 saksalainen kemisti Fritz Haber teki ehkäpä viime vuosisadan merkittävimmän keksinnön. Hänen onnistui yhdistää ilman typpi ja maakaasusta tuotettu vety ammoniakiksi. Ammoniakista valmistetaan typpihappoa, josta puolestaan valmistetaan lannoitteita ja räjähteitä. Teolliset lannoitteet mahdollistivat teollisen maatalouden, tai tehomaatalouden, synnyn ja maapallon väestöräjähdyksen. Ilman Haberin keksintöä meitä olisi maapallolla ehkä vain kolme miljardia. Haberin keksintö teki myös mahdolliseksi massiivisen räjähdysainetuotannon, mikä puolestaan mahdollisti maailmansotien tuhovoiman.

Fossiilienergiaa tarvitaan teollisessa maataloudessa runsaasti. Seuraavassa on lueteltu teollisen viljelyn vaatiman energian lähteet:

Typpilannoitteet (kaikki fossiilienergiasta)
Fosfaatit, kalium ja kalkki (suurin osa fossiilienergiasta)
Kasvi- ja hyönteismyrkyt (kaikki fossiilienergiasta)
Fossiiliset polttoaineet: diesel, bensiini, nestekaasu, maakaasu (kaikki fossiilienergiasta)
Sähkö (maailmanlaajuisesti lähes kaikki fossiilienergiasta)
Kuljetus (kaikki fossiilienergiasta)
Siemenet ja kastelu (suurin osa fossiilienergiasta)
Infrastruktuuri (suurin osa fossiilienergiasta)
Työvoima (suurin osa fossiilienergiasta)

Teollinen maatalous siis käyttää runsaasti fossiilienergiaa. Lisäksi luonnon monimuotoisuus kärsii, maaperä köyhtyy, ympäristö saastuu kemikaaleista ja puhtaat vesivarat pilaantuvat. Tulevien sukupolvien elämisen edellytykset vaarantuvat. Teollinen maatalous ei ole kestävää, joten viljellyt peltoenergiakasvit eivät voi olla kestävä ratkaisu energiaongelmaamme. Tällä hetkellä käytännössä kaikki liikenteen biopolttoaineet tehdään peltoviljelykasveista eli ruoasta – ohrasta, rypsistä, palmuöljystä, sokerijuurikkaasta, sokeriruo’osta ja maissista – mikä on nälkää näkevässä ja väestömäärältään alati kasvavassa maailmassa eettinen ongelma.

Joka päivä maapallon väkiluku kasvaa noin 200 000:lla – Tampereen asukasluvun verran. Tämän määrän ruokkimiseen tarvittaisiin joka päivä noin 60 000 hehtaaria peltoa lisää. Maailmassa on nyt yli kolme miljardia aliravittua ihmistä. Vuonna 2050 meitä lienee maapallolla yli kolme miljardia ihmistä enemmän kuin nyt.

Yhtä maapallon ihmistä kohti on 0,3 hehtaaria viljeltyä peltoa. Keskimääräinen suomalaishenkilöauto tarvitsee etanolipolttoainetta varten 1,4 hehtaaria ohrapeltoa, amerikkalaisauto 2,4 hehtaaria. Yhden amerikkalaisauton vaatimalla peltomäärällä ruokkisi 16 kenialaista. USA:ssa on 240 miljoonaa henkilöautoa (henkilöautolla tarkoitetaan tässä henkilöauton tavoin käytettävää autoa).

Järkevintä biomassan energiakäyttöä on jätteen ja puun käyttö. Esimerkiksi korjuutähteet kuten oljet eivät kuitenkaan ole jätettä, vaan ne on maaperän köyhtymisen estämiseksi jätettävä peltoon. Biojätteelle järkevä käyttötapa on kompostointi tai mädätys ja palautus multana ja ravinteina pellolle. Sen sijaan esimerkiksi hampurilaisbaarien paistinrasvat ovat jätettä, ja niistä on järkevää valmistaa biodieseliä – vaikkakin määrät jäävät mitättömiksi.

Karjanlannan prosessointi biokaasuksi voi olla taloudellista ja järkevää, mikäli karja on tarpeeksi suuri. Biokaasu kannattaa käyttää sähkön- ja lämmöntuotantoon, kuten kaatopaikkojen ja vedenpuhdistamoiden biokaasutkin. Biokaasutuksessa lannan ravinteet säilyvät, mutta pelloille levitettäessä lietteen hajuhaitat pienevät. Biokaasussa on potentiaalia myös autojen polttoaineeksi. Suomalainen nautakarjan lanta riittäisi energianlähteeksi kolmelle prosentille Suomen henkilöautoista. Biokaasusta täytyisi kuitenkin poistaa hiilidioksidi. Haittapuoli on myös mm. kaasuautojen kaasunjakelun infrastruktuurin puuttuminen.

Peltoenergiakasveihin verrattuna puu on kestävä polttoaine, joka kannattaa käyttää fossiilisten polttoaineiden korvaajana yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa sekä pientalojen lämmitysöljyn ja sähkölämmityksen korvaajana. Maailmanlaajuisesti puunkäyttöä voidaan vielä lisätä, mutta EU:ssa ja jopa Suomessa puun käytön rajat ovat jo tulossa vastaan. Suomi on jo nyt yksi maailman suurimmista raakapuun tuojista. Puun käytön lisäämisen hinta ovat mm. sademetsien hakkuut ja nopeasti kasvavat puuplantaasit, jotka tehokkaasti tuhoavat luonnon monimuotoisuutta.

Liikenteen polttoaineiden tuottaminen puumassasta ei ole järkevää. Vaikka tuotetun polttoaineen, kuten etanolin, fossiilitase onkin positiivinen, saavutetaan selvästi suuremmat hiilidioksidipäästöjen vähennykset yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa. Tilanne saattaa muuttua tulevaisuudessa, mikäli halutaan tuottaa sekä biopolttoaineita että arvokkaita kemikaaleja niin sanotuissa biojalostamoissa, jolloin energiataseiden merkitys tulee hämärtymään.

Lisäaineistoa:
Ammoniakki
Typpihappo
NPK-lannoitteet
Bioetanoli
Biometanoli
Biodiesel – kasviöljyt
Biodiesel – Fischer–Tropsch
Biodiesel – NExBTL
ETBE

Energy blog
www.dontfly.org