|
Etanolia viljasta ja ruokakasveista
Kimmo Klemola Vuonna 2007 käytännössä kaikki maailmassa valmistettavat liikenteen biopolttoaineet tehdään vielä ruoasta: viljasta, maissista, sokeriruo’osta ja kasviöljyistä. Tällaiset biopolttoaineet ovat niin sanottuja ensimmäisen sukupolven biopolttoaineita. Toisen sukupolven biopolttoaineet, jotka tehdään sellaisesta biomassasta joka ei kilpaile ruoantuotannon kanssa, antavat vielä odottaa itseään. Etanolin tuotanto maissista sisältää seuraavat vaiheet: maissinjyvät → tärkkelys → glukoosi → etanoli Glukoosin fermentoinnissa 49 % kuivamassasta poistuu hiilidioksidina. Maissietanolin valmistus alkaa jauhamalla maissinjyvät jauhoksi ja sekoittamalla jauhoon vettä, jolloin syntyy mäskiä. Mäskiin lisätään entsyymit, jotka pilkkovat tärkkelyksen dekstroosiksi. Mäski lämpökäsitellään bakteerien määrän vähentämiseksi, jäähdytetään ja johdetaan fermentoreihin, joissa tapahtuu hiivakäyminen. Sokeri käy etanoliksi ja hiilidioksidiksi. Fermentointi kestää 40–50 tuntia, jonka jälkeen ”olut” johdetaan tislauskolonneille. Tavallisella tislauksella saadaan noin 96 til-% etanolia sisältävää atseotrooppiseosta. Tämä seos saadaan lähes 100 til-% väkevyiseksi esimerkiksi molekyyliseuloilla. Joukkoon lisätään noin 5 til-% denaturointiainetta, jotta etanoli ei olisi juomakelpoista. Viljapohjainen etanoli ei vähennä hiilidioksidipäästöjä ja fossiilienergian käyttöä. Paljon riippuu selluloosapohjaisesta etanolista, jonka tuotantoprosessit eivät ole kuitenkaan vielä kypsiä laajamittaiseen tuotantoon. Maataloustukipolitiikan vääristymät ja etanolin saamat tuotantotuet saattavat tehdä polttoaine-etanolin tuotannosta jopa kannattavaa. Onhan viljan polttokin energiaksi ruoantuotannon sijasta jo nyt monin paikoin kannattavaa. Etanolia kannattaa hallitusten mielestä tukea seuraavista syistä:
Maanviljelyn tukeminen ja työpaikat ovat relevantteja, muut ovat lähinnä päinvastoin. Liikennepolttoainepaletin monipuolistamisella saattaa kylläkin olla hyötyä huoltovarmuudelle. Toisaalta etanoli tuo riippuvuutta esimerkiksi Brasilian politiikkaan ja maakaasun riittävyyteen (lannoitteet). Peltobiopolttoaineiden energiasaannot ovat varsin pienet viljeltyä hehtaaria kohti maailmassa:
Suuressa etanolitislaamossa vakasta (24,5 kg) maissia saa 2,5 gallonaa (9,5 L) etanolia (2,6 kg maissia/etanolilitra). Maissin hehtaarituotto on 7965 kg, joten hehtaarilta saadaan etanolia 3063 L. Colorado School of Minesin professori Michael Graboskin mukaan etanolin tuotannon tehokkuus on parantunut parissakymmenessä vuodessa. Etanolin väkevöinnissä atseotrooppirajan yläpuolelle on siirrytty tislausteknologiasta molekyyliseuloihin ja hiivat ja entsyymit ovat kehittyneet. Energiaviljelykasveista suurimmat hiilidioksidin päästövähennykset saadaan aikaan kasveilla, jotka tuottavat paljon biomassaa vuosittain. Tällaisia ovat nopeakasvuinen puusto (Suomessa paju) ja monivuotiset ruokokasvit kuten luutahirssi (switchgrass, Suomessa ruokohelpi). Näitä kasveja voidaan viljellä vähäisellä lannoituksella huonommallakin viljelysmaalla toisin kuin etanoliviljelyyn nykyisin käytettäviä maissia, ohraa ja vehnää, joiden viljely vaatii laadukkaan viljelysmaan ja runsaasti lannoitusta. Sokeri- ja tärkkelyskasvien fermentaatioprosessit ovat kehittyneitä. Näillä kasveilla on kuitenkin myös ravintoarvoa ja sokerien hehtaarisaannot jäävät alhaisiksi verrattuna selluloosaan ja hemiselluloosaan. Peltobiopolttoaineiden laajamittainen tuotanto aiheuttaisi kilpailutilanteen ruoan ja energian välille, mikä nostaisi ruoan hintaa. Ruoan polttaminen etanolina autojen tankeissa on myös hankala poliittinen ja eettinen kysymys. Peltoetanolin tuotannon ympäristöhaittoja ovat maaperän eroosio, vesistöjen rehevöityminen, pohjavesivarojen ehtyminen ja veden laadun huononeminen sekä jätteen muodostuminen. Jokaista tuotettua etanolilitraa kohti syntyy 13 litraa viemärijätettä. Teollisuusmaissa on valtava buumi peltojen tuotannon muuttamiseksi palvelemaan liikennepolttonesteitä valmistavaa teollisuutta. Nämä maat, lähinnä USA, ovat aiemmin vastanneet kehittyvien maiden ruokavajeesta myymällä niille viljaa. Kehittyvissä maissa väestö on kasvamassa, sadot ovat pienentymässä ja teollisuusmaiden sadot ovat ohjautumassa omien autojen ruoaksi. Globalisaatio ei saa tarkoittaa pelkästään puoli-ilmaiseksi teollisuusmaiden ihmisille tehtäviä tuotteita kehitysmaissa. Teollisuusmaiden tulee myös ottaa vastuu globaalista ruokatilanteesta. Kaikki eivät voi sanoa, että nälkäänäkevien ongelmat eivät kosketa meitä. Viljelysmaan käyttö tuottamaan ruokaa, joka jalostetaan autojen polttoaineeksi, on monella tavalla ongelmallista. Jo nyt monin paikoin viljelysmaiden maaperä köyhtyy ja ilmastonmuutoksen aiheuttama kuivuus saattaa tehdä suuresta osasta nykyisiä viljelysmaita käyttökelvottomia. Noin 70 % maailman makean veden käytöstä kuluu viljelysmaiden kasteluun. Pohjaveden pinta on laskenut maailmanlaajuisesti monin paikoin uhkaavasti. Se uhkaa maatalouden ja asutuksen jatkumista laajoilla alueilla. Maatalouden ravinteet ja kemikaalit päätyvät vesiin ja vesistöihin heikentämään vesivarojen laatua. Lähivuosina öljyntuotannon huippu eli ns. peak oil on vääjäämätön tosiasia. Öljyn hinta tulee nousemaan kysynnän ja tarjonnan kuilun takia voimakkaasti. Tuolloin on valmiina maailmanlaajuisesti valtava kapasiteetti jalostaa ruokaa polttoaineeksi. Markkinat tulevat määräämään, päätyykö vilja ruoaksi ruokakauppojen hyllyille vai autojen polttoaineeksi bensiiniasemille. Öljyn hinta tulee määräämään ruoan hinnan, ja maailman köyhimmillä ei ole enää varaa ostaa ruokaa. Päättäjillä tulee olemaan eettisesti vaikea valinta: ruokkiako rikkaiden maiden autot vai köyhien maiden ihmiset. Ruokittavien suiden määrä kasvaa maailmassa joka päivä 202 000:lla – Tampereen asukasluvun verran, eli joka vuosi 74 miljoonalla – lähes Saksan asukasluvun verran. Kolmentoista ja puolen vuoden päästä meitä on yli miljardi enemmän kuin nyt. Vuonna 2025 – 18 vuoden päästä – meillä on yksi kiina lisää ruokittavana (ks. Demografia ja biopolttoaineet). Kuinka paljon nykyistä enemmän maailmassa on silloin autoja, ja täytyykö pelloilta riittää ruokaa myös niille?
| |