CEMIS-Oulu, Kajaani, Kainuun bioenergiateemaohjelma
Biopolttoaineiden
tuotantomahdollisuudet Kainuussa
Marraskuu 2014
Tuomas Niskanen & Timo Karjalainen [email protected]
Tiivistelmä
Raportti kokoaa laajan teknillis-taloudellisen näkökulman biopolttoaineiden eri muodoista. Asioita
valotetaan vahvasti Kainuun näkökulmasta, mikä antaa pohjaa Kainuun biopolttoainetiekartan tekemiseen.
Raportti vertaa biopolttoaineita muihin energiamuotoihin tasapuolisesti ja vertailukelpoisesti.
Kainuun seuraavat uudet biopolttoaineet ovat bioetanoli ja liikennebiokaasu. Biopolttoaineiden tuotannon
lisäämiseen Kainuussa on realistiset mahdollisuudet mutta kuinka paljon, on vahvasti riippuvainen uusien
asiakasverkostojen luomisesta.
Tulevaisuudessa pitää ryhtyä ainakin kahteen toimeen: 1. Kainuun olisi nostettava näkyvyyttään
biopolttoainemaakuntana ja 2. julkisen puolen pitää ryhtyä rohkeasti uusien biopolttoaineiden asiakkaaksi.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
Sisältö Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa ................................................................. 1
1 Johdanto ............................................................................................................................. 2
2 Kainuu houkutteleva sijoituspaikka biojalostamolle ............................................................. 3
2.1 Kainuun raaka-ainevarat............................................................................................................ 3
2.2 Kainuun infrastruktuuri ja tietotaito ......................................................................................... 4
2.3 Biopolttoainetehtaat muissa Itä-Suomen maakunnissa ........................................................... 4
3 Kiinteät biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla ................................................................. 6
3.1 Metsähake ................................................................................................................................. 6
3.2 Puupelletti ja -briketit ................................................................................................................ 7
3.3 Biohiili ja torrefioitu biohiili ....................................................................................................... 8
3.4 Turve .......................................................................................................................................... 9
4 Nestemäiset biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla ........................................................ 11
4.1 Bioetanoli ................................................................................................................................. 11
4.2 Pyrolyysiöljy (bioöljy) ............................................................................................................... 13
4.3 Biodiesel .................................................................................................................................. 19
5 Kaasumaiset biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla ........................................................ 21
5.1 Synteettinen biokaasu ............................................................................................................. 21
5.2 Biokaasu ................................................................................................................................... 23
6 Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet ........................................................................ 26
6.1 Biopolttoaineet vs. muut polttoaineet .................................................................................... 26
6.2 Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa .......................................................... 28
7 Kainuun mahdollisuus biotuotteissa nyt ja tulevaisuudessa ................................................ 32
7.1 Biotuotteita akkumateriaaleista myyrän torjuntaan .... Virhe. Kirjanmerkkiä ei ole määritetty.
7.2 Kainuulainen biotuotetehdas ................................................................................................... 35
8 Johtopäätökset ja tulevaisuus ............................................................................................ 37
Lähdeluettelo ........................................................................................................................................... 38
LIITTEET:
Liite 1. Biopolttoaineiden lämpöarvot
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
1
Käsitteet
Biodiesel Dieseliä, joka on valmistettu biomassasta
Bioetanoli Etanolia, joka on valmistettu biomassasta
Bioenergia Energiaa, joka on saatu biopolttoaineesta
Biohiili Saadaan, kun hapettomissa oloissa puuaines kuumennetaan 300–400 °C:ssa
Biokaasu Saadaan, kun mikrobit hajottavat biomassaa hapettomissa oloissa
Biometaani On jalostettua biokaasua liikennekäyttöön
Biopolttoaine On biomassasta eli eloperäisestä aineesta valmistettu polttoaine
CHP Combined Heat and Power eli tarkoittaa lämpöä ja sähköä tuottavaa laitosta
EROI Energy Returned On Invested eli mitä isompi luku on, sitä enemmän energiaa
voimalaitos tuottaa voimalaitoksen rakentamiseen, ylläpitoon, purkamiseen ja
raaka-ainehankintaan kulutettuun energiaan nähden
EOR Energy Output Ratio eli mitä isompi luku on, sitä enemmän energiaa
voimalaitos tuottaa voimalaitoksen ylläpitoon ja raaka-ainehankintaan
kulutettuun energiaan nähden
Metsähake Polttoon haketettua metsäbiomassaa
Puupelletti Puhtaasta pienikokoisesta puuaineksesta puristettu papana
Puubriketti Puhtaasta pienikokoisesta puuaineksesta puristettu halko
Pyrolyysiöljy/bioöljy Saadaan, kun hapettomissa oloissa puuaines kuumennetaan nopeasti 400–
600 °C:een
Synteettinen biokaasu Saadaan, kun hapettomissa oloissa biomassa on kuumennettu 800–900°C:ssa
Torrefioitu biohiili Saadaan, kun hapettomissa oloissa puuaines kuumennetaan alle 300 °C:ssa
Turve Suobiomassaa
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
2
1 Johdanto
Suomea ja Eurooppaa ovat puhuttaneet niin energiaomavaraisuus kuin vihreät polttoaineet. Idealismi ja
talousintressit tekevät Euroopasta dynaamisen kentän, jossa tuettu energiamuoto on toisena päivänä
verotettu energiamuoto. Johdonmukaisuus on välillä kaukana; vähennetään ydinvoimaa samalla lisätään
tuontituotteen kivihiilen käyttöä. Jossain kunnassa päätetään tehdä vihreä ratkaisu ja korvataan öljy
metsähakkeella mutta metsähake tuodaan ulkomailta, vaikkakin omassa kunnassa sen tuotanto olisi
mahdollista. Toisaalla puoluekokouksessa puolueen uusi puheenjohtaja vaatii Suomen biodieseltuotannon
moninkertaistamista tietämättä sen enempää biodieselistä, kuin että se kuulostaa hienommalta sanalta
vanhan sanan diesel sijaan.
Tämä selvitys on osa sitä ratkaisua, joka yrittää poistaa energiapolitiikan epäjohdonmukaisuutta.
Selvityksen tarkastelun lähtökohta on pitkälti raaka-ainelähtöinen unohtamatta kuitenkaan teknologisia
ratkaisuja, tuotteen loppumarkkinoita ja aluetaloudellisia vaikutuksia. Tämä selvitys antaa avaimet siihen,
mihin Kainuun kannattaa keskittyä biotalouden strategiassaan.
Lukijalle vielä muutama luku motivaatioksi lukea tämä kirjallisuuskatsaus: Kainuulaiset kuluttajat käyttävät
arviolta 120 miljoonaa euron edestä fossiilisia liikenteen polttoaineita vuodessa ja vertailuksi Kainuun
kuntien budjetit ovat yhteensä noin 500 miljoonaa euroa.1,2 Jos fossiilisiin polttoaineisiin käytetty raha jäisi
pyörimään Kainuuseen, toisi satoja uusia työpaikkoja.3
Siis fossiilisten korvaamiseksi olisi tehtävä jotain Kainuussa, koska odottamisesta maksetaan aivan liian
kovaa hintaa. Mikä on hinta aktiiviselle toiminalle täydellisen tekemättömyyden sijaan? Kajaanin
suunnitteilla oleva etanolilaitos maksaa 40 miljoonaa euroa, Joensuun pyrolyysilaitos maksoi 30 miljoonaa
euroa ja Biovakan biokaasulaitos Turussa maksoi 12 miljoonaa euroa.4,5
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
3
2 Kainuu houkutteleva sijoituspaikka biojalostamolle
2.1 Kainuun raaka-ainevarat
Kainuussa on erinomaiset mahdollisuudet puupohjaisille biopolttoainetehtaille (Kuva 1). Puupohjaista
raaka-ainetta riittää monessa muotoa; on pienpuuta, on sahojen sivutuotteita ja on käyttämätöntä
kuitupuuta. Teoreettisen tarkastelun mukaan jopa kaksi miljoonaa kuutiota puuta olisi biojalostamoiden
käytettävissä Kainuun alueella, mikä vastaa kolmen Joensuun pyrolyysitehtaan raaka-ainetarvetta. Suomen
biotalousstrategia valaa uskoa bioenergian tukijärjestelmiin, mutta viime kädessä kainuulaisen puun asema
biopolttoaineena on riippuvainen Euroopan komission kannasta.6 Eräiden tutkimusten mukaan puu ei täytä
tiukimpia päästövähennystavoitteita.7
Kuva 1. Kainuulaisen puunkäyttö (tumman vihreällä) ja energiapuupotentiaali (vaalean vihreällä). Kuvan on
lähteestä8.
Puuta Kainuussa riittää, mutta muita isompia raaka-ainevarantoja ei ole. Onneksi kaasumaisten
biopolttoaineiden tekeminen on kannattavaa pienessäkin mittakaavassa, joten Kainuun biojätteet,
vedenpuhdistamoiden lietteet ja isojen maatilojen sivuvirrat voitaisiin tuotteistaa biokaasuksi.9
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
4
2.2 Kainuun infrastruktuuri ja tietotaito
Kainuussa on hyvä rautatie- ja tieverkosto.10 Valmiiden puitteiden vuoksi rautatiepalveluita voidaan
tarvittaessa parantaa suhteellisen pienillä investoinneilla 7–15 miljoonalla eurolla, riippuen investoinnin
laajuudesta, millä saataisiin parannettua erityisesti puun logistiikkaa, kuten metsähakkeen kuljetusta.
Kajaanissa on lentokenttä, jolta pääsee mennen tullen useamman kerran päivässä Helsinkiin.11
Tietoliikenneyhteydet ovat vähintään tyydyttävät.
Kainuussa löytyy tehdasalueita, joista lienee edistynein Kajaanin Renforsin ranta. Renforsin Ranta on
perustettu entisen UPM:n Kajaanin tehtaan alueelle.12 Tehdasalue on otollinen perinteiselle teollisuudelle,
koska siellä on valmiina rautatieyhteys ja monia muita hyödyllisiä tekijöitä. Alla kattava luettelo teknisistä
tiedoista Renforsin rannassa:
Vesi
Raakavesi tehtaalle 600 l/s, t~1 - 22 astetta
Kemiallisesti puhdistettu vesi 200 l/s
Palovesi raakavettä, paine 16 bar
Juomavesi kaupungin verkosta
Jätevesien puhdistus biologisella puhdistamolla 24 000 m³/d
Saniteettijätevedet kaupungin puhdistamolle
Sähkö
Luotettavat sähköyhteydet, saatavilla jopa 200 MW teho, 110 kV
Jännitteet 230/400V, 500V, 700V, 6kV ja 10kV
Paineilma
Kapasiteetti max 285 m³/min, paine ~6 bar
Kaikki ilma kuivaa ja öljytöntä
Lämpöenergia
Höyry Kainuun Voimalta, paine 3,2 bar ylip. t ~160 astetta
Höyryverkko mitoitettu 5 barin ylipaineelle
Alueella on käytettävissä kaukolämpö
Kaikkien näiden lisäksi tehdasalueella yrityksillä on käytettävissä vartiointi-, posti-, tietoliikennepalvelut
jne.12 Vapaata toimitilaa löytyy kymmeniä tuhansia neliöitä.
Kainuusta löytyy akateemista selvitys- ja tutkimusapua, kuten CEMIS-Oulusta. Kainuussa tehdään
esimerkiksi laadukasta ja tuloksellista biomassan mittausta.13 Kainuun kestävä raaka-aine puu ja siihen
liittyvä tietotaito antaa lujan pohjan Kainuussa toimiville puupohjaisille biojalostamoille.
2.3 Biopolttoainetehtaat muissa Itä-Suomen maakunnissa
On hyvä hakea vertailukohtaa Kainuun tilanteeseen Savon ja Karjalan alueelta, jotka ovat raaka-
aineen suhteen samankaltaisia maakuntia kuin Kainuu. Savon ja Karjalan alueella on rakenteilla tai
on jo rakennettu miljoonien eurojen edestä biopolttoainetehtaita (Kuva 2), kun Kainuussa on vain
pienemmän luokan kaukolämpövoimaloita. Kainuun suunnitellutkin investointimäärät ovat jäljessä
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
5
muita Itä-Suomen maakuntia väkilukuun suhteutettuna. Savon ja Karjalan maakunnissa hankkeet
koskettavat biodieselin, biokaasun, bioöljyn (pyrolyysiöljyn) ja kaukolämmön tuotantoa.
Kuva 2. Itä-Suomen biojalostamohankkeet ja investointikustannukset. Kartta ilmaisee myös investointien
minimimäärän asukasta kohden (punaisella). Muokattu lähteestä14.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
6
3 Kiinteät biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla
Kiinteät biopolttoaineet voivat olla yksinkertaisimmillaan haketettua pienpuuta tai kemiallisen
prosessin lopputuotetta, kuten biohiiltä. Metsähakkeen tuottaminen onnistuu hyvin pienessä
mittakaavassa, kun taas puupellettien/-brikettien tuottaminen vaatii jonkin asteen teollista
mittakaavaa ja vastaavasti biohiilen tuottaminen kannattavasti tarvitsee ison luokan
tehdastuotantoa.
3.1 Metsähake
Kainuussa puuenergialla on merkittävä rooli ja nimenomaan metsähakkeella. Vajaa kolmannes Kainuun
primäärienergiasta tuotetaan puupolttoaineella. Suomi on hakkeen nettotuoja useilla miljoonilla kuutioilla
(organisaation sisäinen materiaali). Valitettavasti nykyinen metsähakepolitiikka Kainuussa on
epäjohdonmukaista, mikä on johtanut osittaiseen hakkeen tuontiin Venäjältä ja estänyt kestävän
liiketoiminnan muodostumisen haketuotannon ympärille.15 Metsähakkeella on myös valtakunnallisia
uhkakuvia Kemera-tuen uudistumisen myötä.16 Yksi Kemera-tuen euro tuo puolitoista euroa valtiolle eli
Kemera-tuki ei ole meno vaan tulo valtiolle.17 Uhkakuvista huolimatta metsähakkeen tulevaisuus näyttää
vakaalta ja nousua on hieman luvassa, kun esimerkiksi suurempia kivihiililaitoksia lakkautetaan ja tilalle
rakennetaan monipolttolaitoksia.18,19
Kainuussa on mahdollisuudet miljoonan kiintokuution haketuotantoon (Kuva 1), kun nyt se on 250 000 k-m3
(organisaation sisäinen materiaali). Nykyinen tuotantomäärä vastaa Kainuun metsähakkeen käyttöä. Siis
Kainuu on metsähake omanvarainen, mikä tarkoittaneen, että Kainuuseen olisi luotava kestäviä
vientiratkaisuja haketuotannon kasvattamiseksi. 2 800 k-m3 metsähaketta (5 600 MWh) työllistää yhden
työntekijän vuodessa korjuusta käyttökohteeseen.20 650 000 k-m3 lisäys haketuotantoon tarkoittaisi
merkittävää henkilötyövuosilisäystä Kainuussa, vaikkakin jätettäisiin huomioitta kaukokuljetus ja hakkeen
loppukohteen käsittely – vaikutus olisi 90 - 170 henkilötyövuotta riippuen toiminnan tehokkuudesta.
Haketuotannon kasvattaminen Kainuussa tulisi erittäin houkuttelevaksi, jos Kainuussa olisi biohiili-,
biokaasutus- tai bioöljylaitos.
Viennin näkökulmasta Kainuussa on hyvä rautatie- ja tieverkosto.10 Haasteita hakkeen vientiin tuovat
hakkeen kausiluontoinen tarve ja rautatien palveluterminaalien taso, mutta 7–15 miljoonan investoinneilla
rautatieterminaaleja saataisiin kehitettyä niin, että ne voisivat läpäistä kasvavan energiapuumäärän.
Investoinnin suuruus riippuu paljon, mitä investoinnilla haetaan. 15 miljoonan investointi kattaa kaksi
investointivaihetta, joista kumpikin olivat noin 7 miljoonaa euroa. Biomassaterminaali läpäisisi
ensimmäisen vaiheen investoinneilla 150 000 k-m3 energiapuuta ja toisen vaiheen investoinneilla 500 000
k-m3.
Hakkuutähteiden kuljettaminen ei ole kovinkaan kannattavaa – ehdoton kuljetusraja tieverkoston kautta on
50 km.10 Hakkuutähteiden kuljetuskilometrien yläraja nousee 150 kilometriin, kun hyödynnetään
rautatieverkostoa. Rautatiekuljetuksen heikko puoli on siinä, etteivät rautatiet mene joka paikkaan ja vielä
harvemmin itse käyttäjän portille. Tienvarsihaketus ei muuta kannattavuuslukemia merkittävästi ja
terminaalihaketuksella on kannattavuutta parantava vaikutus. Hakkeen kannattavuudesta sanotaan muissa
lähteissä esimerkiksi näin: ”Nykytekniikalla ja toimintatavoilla taloudellisesti kannattava metsähakkeen
hankinta-alueen säde on noin 100–150 km tieverkkoa pitkin”.21 Vuonna 2010 metsähakkeella tuotettua
sähköä on tuettu 0,69 senttiä kilowattitunnilta mutta valitettavasti tukea on viime vuosina vähennetty.22,23
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
7
Alle 200 kilometrin säteellä Kajaanista löytyy energialaitoksia, jotka käyttävät vajaa miljoona kiintokuutiota
metsähaketta vuodessa.10 Tulevaisuudessa Iisalmessa saattaa olla pyrolyysiöljyn tuotantolaitos, jonne olisi
kustannustehokasta rahdata metsähaketta Etelä-Kainuusta.24 Tehtaan tarve olisi noin 330 000 k-m3
puubiomassaa. Olisi syytä selvittää Kainuun lähialueella olevien energialaitosten kiinnostus hakkeen
ostamisesta Kainuusta, etsiä Kainuusta hakkeen toimittajia, tehdä yksityiskohtaiset investointilaskelmat,
toteuttaa mahdollisesti hakkeen vientiä edistävät investoinnit ja pyrkiä luomaan pitkäaikaisia hakkeen
vientisopimuksia.
3.2 Puupelletti ja -briketit
Pelletin raaka-aineet ovat sahateollisuuden sivuvirrat, kuten kutterilastut ja sahanpuru.25-27 Siis pelletin
valmistus vaatii suhteellisen puhdasta puuta, joka puristetaan halkaisijaltaan 6–8 mm:n paksuuteen ja 10–
30 mm:n pituuteen. Pellettiä on helppo käsitellä, mikä on mahdollistanut pellettiä polttavien pienempien ja
isompien laitosten automatisoinnin. Vaikka pelletti vie öljyyn nähden paljon tilaa, vie se kuitenkin haketta
neljäsosan vähemmän tilaa. Pelletin ja briketin tulevaisuus näyttää vakaalta ja nousua on hieman luvassa,
kun esimerkiksi suuremmat kivihiililaitokset rupeavat käyttämään pellettiä osana polttoaineena.18,19
Henkilöasiakas puolella pelletin kulutuksessa ei ole odotettavissa nousua kuin korkeintaan pientä sellaista.
Perinteisten puupellettien laatu on hyvin korkealla ja vaihtoehtoisten pellettituotteiden on vaikea kilpailla
niiden kanssa. Pellettituotanto on kuitenkin ajautunut kehittämään uusia raakalähteitä perinteisten
käydessä vähiin. Kaikkea kuivaa biomassaa voidaan pelletöidä, mutta monia syitä, miksi pelletöinti on
keskittynyt vain muutamaan raaka-aineeseen. Osa raaka-aineista kuluttaa tuotantolaitteistoa liikaa ja osa
taas näkyy poltossa esimerkiksi huomattavana tuhkapitoisuuden nousuna.
Markkinoilla on jo kaksi esimerkkiä vaihtoehtoisista pellettituotteista, jotka ovat mikrohake- ja
turvepelletti.28,29 Muita vaihtoehtoisia tuotteita ei tuoteta kuin vain autotallimittakaavassa. Tulevaisuudessa
saatetaan nähdä sekoitetuotteita, kuten hake-ruokohelpipellettiä tai muovi-puupellettiä.27,30
Kainuulainenkin pellettituotanto voisi nousta aivan uudelle tasolle, jos Kainuussa ruvettaisiin mikrohakettaa
puuainesta pellettituotantoon. Voisiko muovisekoitepelletti olla vaihtoehto REF-polton loppumiseen
Kainuussa?
Puubriketti tehdään samalla periaatteella ja on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin pelletti, mutta se on
yksikkökooltaan isompaa tavaraa: halkaisija on 50–80 mm ja pituus 100–200 mm. Briketin etuja pellettiin
nähden ovat tuotannon halvemmat investointikustannukset.31 Brikettituotannon energiatase on hyvä, kun
lasketaan tuotannon ja 120 km:n rekkakuljetuksen kuluttama energia, vastaa se korkeintaan 2,5 %:a
briketin sisältämästä energiasta.32
Kainuussa on sekä puupelletti että -brikettituotantoa. Kajaanissa Jannpellet Oy ja Kuhmossa M-Pelletti Oy
tuottavat pellettiä noin 5 000 tonnin vuosikapasiteetillä.33,34 M-Pelletin asiakkaat ovat 400 kilometrin
säteellä. Kainuussa puupelletin käyttö oli noin 5 000 tonnia vuonna 2009 eli Kainuussa oli pelletin
ylituotantoa niin kuin koko maassa.2,35
Kuhmossa on brikettituotantoa Kuhmo Oy:n sahan yhteydessä. Brikettituotanto Kuhmon sahan yhteyteen
toteutettiin 2010-luvun vaihteessa, minkä toteutus maksoi noin neljä miljoonaa euroa.34 Brikettituotanto
on 35 000 tonnia vuodessa, mikä tuo 3,7 miljoonan euron lisäliikevaihdon Kuhmo Oy:lle. Yksi nyrkkisääntö
pellettituotannon työllistävyydelle on, että 10 000 tonnia pellettiä vuodessa työllistää 3,5 työntekijää.31
Briketin työllistävyys näyttäisi olevan pienempää vain kaksi työntekijää vuodessa 10 000 tonnia brikettiä
kohden.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
8
Suomessa on pellettien ylituotantoa, mutta ylituotanto on onnistuttu suuntaamaan vientiin, esimerkiksi
Ruotsiin ja Tanskaan, ja Euroopassa kysyntä näyttäneen kasvavan entisestään.35,36 Jos Pohjois-Amerikka
satsaa pelletin markkinointiin ja vientiin Eurooppaan,37 miksi Kainuulla ei olisi mahdollisuutta nostaa
pelletin tuotantoa ja viedä pellettiä entistä aktiivisemmin ulkomaille? Ovatko amerikkalaiset huomanneet,
minkälainen pellettipotentiaali Euroopassa on, kun päästövähennyksiä tavoitellaan? Ainoastaan Suomessa
kevyen polttoöljyn korvaaminen vaatisi pellettituotannon 16-kertaistamisen (lähteinä organisaation
sisäinen materiaali ja 38,39).
3.3 Biohiili ja torrefioitu biohiili
Biohiiltä tuotetaan hapettomassa ja kuumassa (300–400°C) olosuhteessa ja torrefioidusta biohiilestä
puhuttaessa lämpötila on alle 300 °C.40,41 Koska biohiilituotanto on hyvin lähellä pyrolyysiöljyn
tuotantomuotoa (vain eri lämpötila), käy siihen samat raaka-aineet kuin pyrolyysiöljyn tuotantoon. Itse
asiassa biohiilen tuotannossa puhutaan hitaasta pyrolyysistä. Biohiilituotannossa syntyy yhtä paljon
kiinteää, nestemmäistä ja kaasumaista ainetta (Kuva 3).
Kuva 3. Biohiilituotannon tuotteet ja niiden jatkojalostus. Kuva seminaarista: Biosaimaa - Biohiilessä Suomen tulevaisuus seminaari ja biohiilipilottilaitoksen käyttöönotto Mikkelissä ma 13.10.2014.
Biohiili toimii kivihiilen korvaajana. Bioöljy voidaan polttaa lämmitysöljynä.42 Kaasut käytetään
tyydyttämään laitoksen energiatarvetta.43 Etikkahappoa syntyy myös sivutuotteena, kun se poistetaan
bioöljystä. Samalla bioöljyn laatu paranee – sen happamuus vähenee ja energiapitoisuus nousee.
Etikkahappo menee jatkokäsittelyyn kemian teollisuuden tarpeisiin.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
9
Biohiilen tuotantoteknologioita on useita, joista varteenotettavimmat ovat pyörivä rumpureaktori (rotary
drum reactor), liikkuva peti (moving bed) ja Torbed-reaktori (TORBED reactor).44 Viimeksi mainittu
teknologia on nimenomaan torrefiointiteknologiaa. Kun tarkastellaan seuraavia ominaisuuksia
kontrolloitavuus, polttoaineen sekoitettavuus, tekniikan koeteltavuus, tervan muodostuminen ja sen
hallinta, tuotteen laatu, kyky prosessoida matala tiheistä ainesta, saatavuus, skaalattavuus, suoritusteho ja
muutosmaksut, mainituissa tekniikoissa mikään osa-alue ei ole huono, vaan ne ovat vähintään kohtalaisella
tasolla.
Biohiilituotanto on integroitavissa höyryvoimalaitokseen, kuten Kainuun Voima Oy:n yhteyteen. Biotuli-
hanke kommentoi kannattavuutta integroitaessa biohiilituotantoa voimalaitoksiin seuraavasti:
”Torrefioinnin integrointi CHP-laitoksen kanssa nostaa prosessihyötysuhdetta selkeästi. Eri tapausten välillä
ei kuitenkaan ollut suuria eroja. Kaukolämpölaitoksen kohdalla sen sijaan integroinnilla saavutetaan hyötyjä
vain jos torrefiointikaasut hyödynnetään prosessissa, pelkkä kattilan savukaasun käyttö torrefioinnin
lämmönlähteenä ei riitä.” Lyhenne CHP tulee sanoista Combined Heat and Power eli tarkoittaa lämpöä ja
sähköä tuottavaa laitosta. Kainuun CHP-laitokset sijaitsevat Kajaanissa (240 MW), Kuhmossa (18 MW) ja
Sotkamossa (20 MW) (Taulukko 1). Tutkimuksessa arvioitiin torrefiointia 10 MW:n ja 82 MW:n CHP-
laitosten yhteydessä ja 20 MW:n lämpölaitoksen yhteydessä.
Biohiilituotantoa ei ole Suomessa, mutta Mikkelissä on yksi Torrec Oy:n koelaitos ja Feestock Optimum
Oy:llä on niin ikään biohiiltämön koelaitos Nurmeksessa.45-47 Feedstock Optimum on rakentanut
koelaitokseen Nurmekseen, joka olisi tarkoitus laajentaa täyteen mittakaavaan vuoden 2015 loppuun
mennessä. Investoinnin suuruus laajennuksineen on 60 miljoonaa euroa. Lopullinen tuotantolaitos
prosessoisi 800 000 miljoonaa kuutiota puuhaketta, josta lopputuotteena saataisiin 100 000 tonnia biohiiltä
ja 94 000 bioöljyä. Se toisi vajaat 300 henkilötyövuotta hankintaketjuineen Nurmekseen ja sen lähialueelle.
Biohiili toimisi kivihiilen korvaajana, mutta biohiiltä olisi myös tarkoitus käyttää lääketeollisuudessa,
terästeollisuudessa, vedenpuhdistuksessa ja maanparannusaineena. Hankkeiden laajentuminen riippuu,
saadaanko isoja ja pitkäaikaisia ostajia tuotteille.
Biohiilen tuotanto on myös maailmalla pienimuotoista.48 Ne käyttävät raaka-aineena puuta ja maatalouden
sivuvirtoja, kuten olkea.49,50 Suurin tekijä, mikä pitää biohiilen kysynnän alhaisena, on halpa kivihiili, jonka
korvaajana biohiili toimii. Biohiilen tuotantolaitosten perustamiselle löytyneen tukea, mutta biohiilen
hintakompensointia saaneen odottaa, kun EU:n mahtivaltio Saksa on lisännyt kivihiilen käyttöä.51 Kaikesta
huolimatta biohiili on houkutteleva tuote, koska logistiikka on pellettiä helpompi hoitaa, biohiilellä on
pellettiä parempi lämpöarvo ja kivihiiltä voidaan korvata biohiilellä ilman suurempia lisäinvestointeja.44
3.4 Turve
Turvetta hyödynnetään muuallakin maailmassa kuin Suomessa.52 Joissakin maissa sitä käytetään lähinnä
energiana ja vastaavasti joissakin maissa päämarkkinat ovat puutarha-alalla. Kainuun
primäärienergiatuotannossa turpeella on ollut merkittävä osuus.2 Kainuussa on teknisesti käyttökelpoista
suoalaa 19 282 hehtaaria, josta voidaan hyödyntää turvetta ainakin 0,6 metrin syvyydeltä.53 Kainuun
nykyinen turvetuotantoala on 2 000 hehtaaria. Turvetuotannon ongelma on sadekesät, mutta muuten
teknologia ja käytänteet ovat pitkään käytettyjä ja hyväksi todettuja. Turvetuotanto on kannattavaa, kun
asiakas on alle 150 km säteellä.54 Myös uusien turvetuotantoalueiden käyttöönotto on ollut ongelmallista.
Turpeen käytön vaikutus aluetalouteen on merkittävä.23 Energiayksikköä kohden turve työllistää kaksi
kertaa enemmän kuin kivihiili. Kun turvetta käytetään yhden terawattitunnin edestä, työllistetään suoraan
130 työntekijää vuodessa. Kainuun Voima Oy on käyttänyt turvetta parhaimmillaan 1,2 TWh:n edestä
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
10
vuodessa.55 Valitettavasti turve katsotaan fossiiliseksi polttoaineeksi ja siksi sen energiakäyttöä on
verotettava,23 mikä on johtanut kivihiilen lisääntyneeseen käyttöön.56 Turvetta voi pitää uusiutuvana
luonnonvarana, koska turvetta kehittyy kaksi kertaa nopeammin kuin sitä kaivetaan tällä hetkellä.57 Turve
estää korroosiota polttokattiloissa ja mahdollistaa heikkolaatuisen puumateriaalipolton kattilassa (kuultu
Kuopion energian edustajan sanomana Itä-Suomen bioenergiapäivillä 26.5.2014).
Kainuulaisen turpeen kysyntä voi tulevaisuudessa nousta tämän hetken huonoista näkymistä
huolimatta. Kainuussa turvepolttoaineelle voi syntyä uusia käyttömahdollisuuksia esimerkiksi
kaivosteollisuudessa, joissa turpeen käyttö voi olla hyvinkin merkittää lähivuosina.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
11
4 Nestemäiset biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla
Nestemäisiä biopolttoaineita tuotetaan mikrobien avustuksella (bioetanoli), kemiallisesti
hapettomasti korkeassa lämpötilassa (pyrolyysiöljy eli bioöljy) ja edelleen kemiallisesti jalostamalla
hiilivety-yhdisteitä (biodiesel). Biodieselin tuotanto lienee parhaiten tunnettu prosessi nestemäisistä
biopolttoaineista, kun taas pyrolyysiöljyn ja bioetanolin (Brasiliaa lukuunottamatta) tuotanto ovat
vasta vahvassa kehitysvaiheessa. Nestemäisten biopolttoaineiden tuottaminen vaatii suhteellisen
isoja raaka-ainevirtoja eikä prosesseja voida toteuttaa taloudellisesti kannattavasti pienessä
mittakaavassa.
4.1 Bioetanoli
Bioetanoli on etanolia, joka on valmistettu biomassasta, kuten sahanpurusta. Kun puhutaan bioetanolista
etanolin sijaan, on etanolin käyttökohde liikennepolttoaine. St1 Biofuels Oy aloittaa Kajaanin
bioetanolitehtaan ylösajon vuonna 2015.58 Bioetanolilaitos olisi ainut biopolttoainelaitos Kainuussa, jonka
investointikustannukset ylittävät miljoonan euron rajan.14 Kajaaniin suunnitteilla oleva bioetanolilaitos on
investointikustannuksiltaan 40 miljoonaa euroa ja se työllistää välillisesti ja suoraan 30 henkilötyövuotta.5,59
Kuva 4. Periaatekuva etanolin valmistamisesta puusta.
Aluehallintovirasto myönsi ympäristöluvan St1:n bioetanolitehtaalle Kajaanin Renforsin rantaan
maaliskuussa 2014.58 Tehtaan kannattavuudesta ei ole julkista arviota. Ympäristölupa toteaa: ”
Ensimmäisen sahanpurua käyttävän bioetanolitehtaan tärkein tehtävä on prosessin teknisen ja
taloudellisuuden kannattavuuden osoittaminen.” Sahanpurua käsitellään 80 000 tonnia vuodessa, josta
saadaan 10 miljoonaa litraa 100 %:sta etanolia. Sahanpuru olisi peräisin viereiseltä Kajanawood Oy:n
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
12
sahalta. Koko luokaltaan laitos on vasta koelaitos. Mainittakoon, että Sieviin on suunnitteilla olkea ja
lehtipuuta käyttävä bioetanolilaitos (käyty opintomatkalla Sievissä 23.10.2014).
Etanolin lisäksi saadaan 150 tonnia tärpättiä myytäväksi, 1,1 miljoonaa kuutiota biokaasua (50/50
metaani/CO2) ja 50 000 tonnia ligniiniä ja rankkia poltettavaksi Kainuun Voima Oy:lle vuodessa. Tärpätti
lienee halvempaa kilo- ja litrahinnaltaan kuin etanoli.60,61 Biokaasu mahdollistaa sen, että laitos olisi
sähköomavarainen. Myös furfuraalin talteenottoa on harkittu (300–1000 tonnia vuodessa). Furfuraalin
tonnihinta on kolmanneksen enemmän kuin etanolin.62 Furfuraali toimii liuottimena ja on raaka-aine
eräiden muovien ja selluloosa-asetaatin valmistuksessa, joten ostajia ei puuttuisi.63 Itse ligniini ei ole
ilmeisesti kovin hyvin hyödynnettävissä, koska esikäsittelyprosessina toimii höyryräjäytys.64 Tuotantomäärä
St1:n etanolitehtaassa voisi olla entistäkin korkeampi, jos sahan pintalaudat jauhetaan. Kannattavuuden
näkökulmasta yhtenä välttämättömänä tekijänä etanolituotannossa lignoselluloosamateriaalista pidetään
sitä, että käytetään hiivakantoja, jotka voivat hyödyntää pentoosisokereita.65 Ympäristöluvan mukaan
bioetanolituotanto aloitetaan perinteisellä hiivakannalla siirtyen muokattuihin kantoihin myöhemmässä
vaiheessa.
Sahanpururaaka-ainetta löytyy Kajaanin sahaa enemmän Kuhmosta Kuhmo Oy:n sahalta, jossa puuta
prosessoidaan vähintään kaksi kertaa enemmän kuin Kajaanin sahalla.10,66 Jos ympäristöluvan58 mukaan
Kajanawood Oy:n sahan sivuvirrat riittävät kattamaan bioetanolitehtaan raaka-aine tarpeen, riittäisi
sahanpurua raaka-aineeksi Kuhmo Oy:n sahalta ainakin kaksi kertaa isommalle bioetanolitehtaalle.
Kuitenkin ongelma on se, että Kuhmo Oy jalostaa nykyisellään sahanpurun briketiksi ja on tehnyt briketin
valmistukseen investointeja.2,66 Kuhmosta ei löydy sellaista vapaata teollisuusaluetta, jossa olisi Kajaanin
tehdasaluetta vastaava infrastruktuuri. Ehkä myös tehtaan aiheuttama kuormitus Kuhmon
jätevedenpuhdistamolle voisi nousta liian korkeaksi. Rautatieverkoston puuttumisella Kuhmosta ei ole
merkitystä, koska tuleva bioetanolitehdas Kajaanissa ei tule hyödyntämään rautatieverkostoa tai sen
hyödyntäminen jää tosi vähäiseksi.58 On hyvä huomata se, että St1 on huomioinut Kuhmo Oy:n sahan.67
Olisikin syytä selvittää, miksi Kuhmon sahaa ei ole vielä valittu St1:n toteutuslistalle ja poistaa tai pienentää
mahdollisesti esille tulevia esteitä bioetanolitehtaalle Kuhmossa.
Kainuussa ei ole Kajaania ja Kuhmoa lukuun ottamatta merkittävää mekaanista metsäteollisuutta tai
sahatoimintaa, josta syntyisi riittävästi hyödynnettäviä sivuvirtoja.10 Jos Kajaanin bioetanolihanke
osoittautuu kannattavaksi, herää entisestään kiinnostavuus Kuhmon sahanpuruvaroja kohtaan. Jos
etanolituotannossa harkitaan toista lignoselluloosapohjaista raaka-ainetta, sen täytyy olla kaarnasta vapaa,
koska kaarnalla on erittäin negatiivinen vaikutus etanolintuotantoprosessiin.68 Sahanpurussa yhdistyy kaksi
hyvää ominaisuutta etanolituotannon näkökulmasta: suuri reaktiopinta-ala ja mitätön kaarnapitoisuus.
Suomessa on neljä bioetanolitehdasta, jotka käyttävät raaka-aineena kotitalouksien, kauppojen ja
elintarviketeollisuuden biojätettä.5,46 Huomion arvoista on se, että kaikki ovat St1:n rakennuttamia ja
ylläpitämiä tehtaita. Yksi St1: etanolitehtaista käyttää 19 000 tonnia biojätettä vuodessa, kun taas Kainuun
yhdyskuntalietteen kertymä on noin 19 000 tonnia vuodessa ja Ekokympin biojätekertymä on noin 4 000
tonnia vuodessa (organisaation sisäinen materiaali). Kyseisellä jätemäärällä saadaan tuotettua 500 000
litraa etanolia, mikä on kahdeskymmenesosa Kajaaniin suunnitteilla olevan etanolitehtaan tuotannosta.
Biojätteen kaatopaikkakäsittelyyn tulee tiukennuksia 2016 alkaen.69
Maailmalla etanolitehtaat käyttävät raaka-aineena durraa (heinälaji), elintarviketeollisuuden sivuvirtoja,
maissia, nurmea, olkea, puuta, sokeria, vehnää ja yhdyskuntajätteitä.70 Etanolitehtaiden vuosituotanto
USA:ssa vaihtelee 270 000 litrasta 890 miljoonaa litraan. Teknologia noudattelee yleensä seuraavaa
peruskaavaa: raaka-aineen mahdollinen esikäsittely, mahdollisesti entsyymilisäys, fermentointi ja tuotteen
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
13
talteenotto. Raaka-aineen esikäsittelymenetelminä käytetään mm. höyryräjäytystä,
muurahaishappokeittoa tai rikkidioksidi-etanoli-vesifraktiointia.
Fermentoinnissa käytetään yleensä hiivaa, joka tuottaa etanolia. Fermentoinnissa voidaan käyttää
perinteisen hiivan sijaan muutakin mikrobia, kuten tekee ZeoChem Inc. USA:ssa (Kuva 6). ZeoZhemin
fermentoinnissa mikrobi tuottaa asetaatti, josta jalostetaan etanolia ja lisäksi etyyliasetaattia, jolle ei löydy
Suomesta jalostajia.6 St1:n prosessissa syntyvälle tärpätille löytyy jalostajia Suomesta.
Kuva 5. ZeoChemin tapa tehdä bioetanolia. Muokattu lähteestä71.
Luetellut bioetanolin raaka-aineet viljatuotteita lukuunottamatta täyttävät direktiivin 2009/28/EY artiklan
17 kestävyysvaatimukset ja näin tähän tuotantomuotoon on mahdollista hakea kansallista tai EU-tasoista
tukea.72 Tukimuodot eivät ole pysyviä; useimmiten ne liittyvät johonkin EU-hankkeeseen.73,74
Etanolituotannon sivuvirroista on mahdollista tuottaa korkealuokan jalosteita. Erityisesti etanoliprosessin
esikäsittelyvaiheessa erotetulle ligniinille olisi muitakin käyttömahdollisuuksia kuin poltto. Esimerkiksi
Norjassa puusta erotetaan vanilliinia taloudellisesti kannattavalla tavalla.75 Ligniinin fenoliyhdisteet
sopisivat biomuovien, vahojen ja epoksien valmistukseen.76 Vielä tarvitaan tutkimusta, kuinka ligniinin
fenoliyhdisteet saataisiin tehokkaalla tavalla erotettua ligniistä.
4.2 Pyrolyysiöljy (bioöljy)
Lignoselluloosapohjainen materiaali sopii hyvin pyrolyysiöljyn valmistukseen.65 Tässä raportissa puhutaan
niin sanotusta nopeasta pyrolyysistä, joka tuottaa päätuotteena bioöljyä. Nopeassa pyrolyysissa lämpötila
on 400–600 °C, tavoitteena on, että biomassa kuumentuisi erittäin nopeasti ja biomassan viipymäaika
reaktorissa jäisi muutamaan sekuntiin. Päätuotteena saadaan bioöljyä ja prosessityypistä riippuen lisäksi
voidaan saada biohiiltä, tuhkaa ja kaasua, jotka voidaan jatkojalostaa hyötykäyttöön. Biohiili voidaan
pelletoida ja käyttää kivihiilen korvaajana jopa 50% saakka ilman kattilamuutoksia.44 Tuhka voitaisiin
sekoittaa puhdistamolietteen kanssa ja saatu sekoite voidaan käyttää lannoitteena, mutta valitettavasti
tämä ei ole Suomessa sallittua, vaikka mitään erityistä syytä kiellolle ei ole.77 Suomessa yritys nimeltään FA
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
14
Forest Oy puristaa tuhkasta soran korviketta ja tekee tuhkasta metsälannoitetuotteita.78 Esimerkiksi Kainuu
Voiman tuhka menee FA Forest Oy:lle.
Pyrolyysireaktoritekniikoita on kuudenlaisia, joista varteenotettavimmat ovat kiertoleijupeti (circulating
fluidized bed), pyörivä kartiopyrolysaattori (rotating-cone pyrolyzer) ja ruuvireaktori (auger reactor) (Kuva
6). Kiertoleijupetitekniikka on käytössä isossa mittakaavassa Suomessa ja maailmalla, ja pian löytyy myös
ison mittakaavan kartiopyrolysaattorilaitos Hollannista.4,79,80 Molemmat tekniikat vaativat kuivan ja
jauhemaisen puuraaka-aineen. Kartiopyrolysaattorilla on kuitenkin paljon hyviä puolia verrattuna
leijupetitekniikkaan, reaktorikoko on pienempi, ylimääräistä kaasua ei tarvitse syöttää ja näin myös
jälkikäsittelyprosesseissa on vähemmän prosessoitavaa ja tekniikka on helposti skaalattavissa suurempaan
kokoluokkaan.
Ruuvireaktorissa raaka-aineen raekoko voi olla hakekokoluokkaa, mutta niin tässä kuin edellä mainituissa
prosesseissa raaka-aineen mineraalipitoisuudet täytyy olla alhaiset, koska mineraalit aiheuttavat hiekan
kokkaroitumisen ja jopa hiekan sulamisen. Ruuvireaktoreita kauppaa esimerkiksi ranskalainen yritys Etia
brändillä Biogreen81 ja ruuvireaktoreita on vahvistamattomien tietojen mukaan 100 kappaletta Euroopassa.
Ruuvireaktoritoteuksissa raaka-aineen syöttö on kymmeniä tuhansia kuutioita vuodessa.
Suomessa on yksi toiminnassa oleva Fortumin pyrolyysitehdas, joka toimii Joensuussa.4,46 Laitoksen
investointikustannukset arvioitiin olevan 20 miljoonaa euroa ja työllistämisvaikutuksen hankintaketjuineen
60–70 henkilötyövuotta. Joensuun tehtaassa tekniikka on kiertoleijupeti. Tehdas tuottaa vajaat
60 miljoonaa litraa bioöljyä vuodessa, mikä tarkoittaneen, että tehdas prosessoi energiapuuta noin 300 000
k-m3 vuodessa. Kainuussa arvioidaan olevan saatavissa energiapuuta noin miljoona kiintokuutiota, missä
hyödynnettävällä energiapuulla tarkoitetaan harvennus- ja hakkuutähteitä.2 Lisäksi on muistettava Kajaanin
UPM kymmene jättämä aukko Kainuulaisen puunkäytössä, jota ei ole erityisemmin korvattu tehtaan
lopetuksen jälkeen.
Kajaanissa Kainuun Voima Oy:llä on kiertoleijupetikattila, johon olisi integroitavissa kiertoleijupetitekniikkaa
käyttävä pyrolyysilaitos. Toisin sanoen Kajaanissa olisi valmis kattila pyrolyysiöljyn tuotantoon. Kainuun
Voiman kattila on alikäytetty eli toimii puolella teholla.55 Kainuun Voima Oy:n kattila voisi käsitellä
puuraaka-ainetta 450 000 k-m3 nykyistä enemmän eli Kajaanissa voitaisiin tuottaa pyrolyysiöljyä
moninkertaisesti verrattuna Fortumin Joensuun tehtaaseen. Kainuun Voiman kattila sijaitsee Renforsin
rannassa, jossa on valmis tehdasalueen infrastruktuuri rautatieverkostoineen ja sadevesijärjestelmineen.
Jos Kajaanin lämpövoimalaan ei saada integroitua pyrolyysiöljyn tuotantoa, joka käyttäisi leijupetitekniikka,
on syytä harkita muulla tekniikalla toimivaa laitosta, koska puhtaan metsähakkeen saanti on erinomainen
Kainuussa. On hyvä muistaa, että muullakin tekniikalla tuotettu pyrolyysiöljy tarvitsee lämpöä ja kattilan
siinä missä leijupetikin.2
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
15
Kuva 6. Kolme kaupallisesti käytettyä pyrolyysireaktorityyppiä. Kuva on muokattu lähteestä65.
Maailmalla pyrolyysitehtaat käyttävät raaka-aineena mm. autonrenkaita, yhdyskuntajätteitä, puuhaketta ja
olkea.82 Pyrolyysiöljyn tuotannon sivuvirroista jalostetaan bensiiniä, dieseliä, kuituja (esimerkiksi nylonia),
hiilimustaa (raaka-aine kumi- ja maalituotteissa) ja teräslankaa. Pyrolyysitehtaan etu bioetanolitehtaaseen
nähden on biomassan monipuolisempi käyttö. Esimerkiksi kaikki sahan tuottamat sivuvirrat kuorta
lukuunottamatta kelpaavat pyrolyysiöljyn raaka-aineena, mikä tarkoittaa, että raaka-ainetta on
käytettävissä kolme kertaa enemmän, kuin jos käytettäisiin vain sahanpurua.25 Kainuussa näyttäneen
olevan raaka-aineen puolesta erinomaiset mahdollisuudet pyrolyysitehtaalle.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
16
Yksi esimerkki nopean pyrolyysitekniikan käyttäjistä maailmalta on yritys nimeltään KiOR. KiOR:n tehtaan
tavoite oli käyttää noin 170 000 tonnia kuivaa biomassaa (mäntyhaketta) vuodessa tuottaen 60 miljoonaa
litraa bioöljyä, josta olisi jalostettu biopolttoaineita 25 000 autoon.79 Kainuussa autoja on arviolta 45 000.83
Kyseinen KiOR:n tehdas on samaa kokoluokkaa Fortumin Joensuun tehtaan kanssa ja KiOR:n teknologia
perustuu kiertoleijupetiperiaatteeseen.79
KiOR:n teknologia antoi hyvän vaikutelman pilot- ja demovaiheessa ja siksi päätettiin rakentaa isomman
luokan laitos. Kaikki oli pari vuotta sitten hyvin, mutta nyt tehdas on suljettu. KiOR:n tehdas oli ilmeisesti
ensimmäinen pyrolyysitehdas maailmalla, joka tuotti sekoitettavaa bio-osuutta bensiineihin ja dieseliin.
Voitaneen sanoa, että KiOR:lta oli hyvä yritys tuottaa liikenteen polttoaineita pyrolyysin avulla, mutta
homma ei ole ilmeisesti toiminut, kun tehtaan tuotanto Columbuksen Mississipillä ei päässyt koskaan
täyteen mittakaavaan ja tuotanto pysäytettiin vuoden 2014 alussa.84
Toinen mielenkiintoinen tekniikka on BTG BioLiquidsin (kauppanimi BTG-BTL) käyttämä ja patentoima
kartiopyrolysaattori.80 Yhtiö sai alkunsa 20 yliopiston yhteistyöstä Alankomaissa ja nyt yhtiö on
rakentamassa tuotantolaitosta Hengelon kunnassa Alankomaissa. Yhtiöllä on ennestään tutkimuskäytössä
mini-, pilot- ja demolaitos. Uuden laitoksen kapasiteetti tulisi olemaan 1/3 Fortumin Joensuun laitokseen
verrattuna eli 20 miljoonaa litraa bioöljyä.
Yleensä pyrolyysituotanto nähdään isojen voluumien tuotantona, mutta Pohjois-Amerikassa Battellen
insinöörit ja tutkijat ovat kehittäneet liikkuvan pyrolyysilaitoksen.85 Laitos kulkee kontissa ja kykenee
prosessoimaan puuta ja maatalouden sivuvirtoja. Liikkuva laitos on vielä kokeilu vaiheessa, mutta
tavoitteena on saada kaupallisesti kannattava mobiilibioöljylaitos.
Pyrolyysiöljyn tuotannon saamasta kansallisesta tai EU-tuesta voitaneen sanoa sen verran, että
todennäköisesti se saa tukia tulevaisuudessakin, koska raaka-aine täyttää kestävyysvaatimukset.
Valitettavasti energiapuukorjuu tuki saattaa lakata olemasta.16
Pyrolyysiöljyn tuotannon integroiminen voimalaitokseen on laskennallisten tutkimusten mukaan
kannattavaa.40 Laskennallisessa tutkimuksissa laitosten tehot olivat alle 20 MW ja alle 100 MW. Kainuusta
löytyy pyrolyysiöljyn tuotantoon tehoiltaan riittäviä kattiloita muualtakin kuin Kajaanista (Taulukko 1).
Mielenkiintoista on, että kannattavuustutkimuksissa tutkittiin ablaatioreaktoria pyrolyysiöljyn
tuotantomuotona ja vieläpä mainittiin sen oleva kannattava. Eli voitaneen sanoa, etteivät ainoat
kannattavat pyrolyysiöljyn tuotantomuodot ole leijupetitekniikkaan, kartiopyrolysaattoriin ja
ruuvitekniikkaan perustuvia.
Taulukko 1. Kainuun isoimmat kattilat kunnittain. Öljykattiloita ei ole listattu. Koottu lähteestä2.
Kunta Kattiloiden lkm Kattiloiden tehot MW Laitostyyppi
Kajaani 1 240; 120 Lämpö ja sähkö
Kuhmo 3 10; 12; 18 Lämpö ja sähkö
Paltamo 1 2,5 Lämpö
Sotkamo 2 7; 20 Lämpö ja sähkö
Suomussalmi 2 4; 9 Lämpö
Vaala 2 2,5 Lämpö
Bioöljyllä on paljon potentiaalisia sovellusmahdollisuuksia, mutta korkea tiheys, viskositeetti, happamuus,
vesipitoisuus, happipitoisuus ja matala lämpöarvo tuovat ongelmia ei vain liikenteen polttoaineiden
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
17
jalostamiseen vaan myös polttoon.65 Laitteiden ehdoton vaatimus on, että ne ovat hapon kestävät.
Maailmalla on onnistuttu toteuttamaan bioöljyn polttoprosessi toimivasti, mutta bioöljyn jalostaminen
liikenteen polttoaineeksi on tutkimuksen alla. Bioöljyä ei voi sekoittaa muiden polttoöljyjen kanssa. Bioöljyä
voi polttaa perinteisissä öljykattiloissa kohtuullisin muutoksin.42
Pyrolyysiöljy sisältää yli 300 kemiallista yhdistettä, mikä tekee siitä erittäin mielenkiintoisen
jatkojalostuksen näkökulmasta mutta myös haastavan.65 Paljon on tutkimusta pyrolyysiöljyn
jatkojalostusmahdollisuuksista, mutta kaupalliset sovellukset ovat vähissä. Suurin syy kaupallisten
versioiden vähyyteen on se, että yksittäisten kemikaalien pitoisuudet ovat matalia bioöljyssä. Pyrolyysiöljyn
lukuisat kemikaalit on jaoteltu viiteen luokkaan: hydroksialdehydit, -ketonit, sokerit ja anhydrosokerit,
karboksyylihapot ja fenoliyhdisteet.86 Taulukko 2 kuvaa hyvin, kuinka yksittäisten komponenttien määrät
ovat pienet pyrolyysiöljyssä ja ne vaihtelevat paljon öljylaadusta riippuen.
Ainoastaan elintarvikearomeja tuotetaan bioöljystä kaupallisesti. Bioöljyä voitaisiin käyttää hyönteisten tai
sienten torjuntaan, koska se sisältää joitakin fenolisia yhdisteitä, ja edelleen fenolisista yhdisteistä voitaisiin
tehdä hartseja. Niin ikään bioöljystä voitaisiin tehdä hitaasti vapautuvia lannoitteita reagoittamalla
typpipohjaisen yhdisteen kanssa. Kalkin ja bioöljyssä olevien karboksyylihappojen ja fenoliyhdisteiden
reagoidessa syntyy biokalkkia, jota voidaan käyttää rikin poistoon savukaasuista. Bioöljystä on mahdollista
tuottaa vetyä, bioöljyä voidaan käyttää asvaltin sidosaineena tai sen komponentteja voidaan hyödyntää
polymeroitumisreaktioissa. Vahvistamattomien tietojen mukaan pyrolyysiöljykäsittelyllä voitaisiin parantaa
metallien ominaisuuksia.
Pyrolyysiöljyssä on komponentteja, joista saataisiin paljon parempi hinta kuin öljystä sinänsä (Taulukko 2),
mutta niiden kannattavuusvaikutus voi jäädä vähäiseksi pienten pitoisuuksien vuoksi. Bioöljyn jalostaminen
liikenteen polttoaineeksi näyttäneen olevan parempi ratkaisu kuin yksittäisten komponenttien erottaminen
bioöljystä.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
18
Taulukko 2. Pyrolyysiöljyn komponentteja, niiden pitoisuudet ja hinnat. Hinnat ovat yksittäisiä esimerkkejä.
Lähteet 38,60,63,87-98.
YhdistePitoisuus
%
Hinta*
€/kgMahdolliset käyttökohteet
Furfuraali 0.3–0.5 0,73Toimii liuottimena ja on raaka-aine eräiden
muovien ja selluloosa-asetaatin valmistuksessa
2-furanoni 0.5–0.6 - -
2-hydroksidi-1-metyyli-1-
syklopenteeni-3-oni0.3–0.5 - -
2-metyyli-2-
syklopentenoni0.1–0.5 - -
4-metyyliguajakoli 0.2–1.2 7,3 -
5-Hydroksimetyyli-
furfuraali (HMF)0.2–0.8 7,3
Toimii liuottimena ja on raaka-aine eräiden
muovien ja selluloosa-asetaatin valmistuksessa
Asetaattihappo 2.3–4.7 0,44 Kemian teollisuuden sovellukset
Asetaldehydi 0.6–1.0 7,3 Asetaattihapon valmistus
Butaanihappo
(voihappo)0.9–1.4 0,73 Tuoksu
Butanoli 0.8–3.2 0,73Biopolttoaine, kemian- ja tekstiteollisuuden
sovellukset
Eugenoli 0.2–1.8 7,3Sidosaine puumateriaaleille, elintarvikkeiden
säilöntäaine
Formaldehydi 0.8–2.6 0,28Liimat, välituotteena monen kemikaalin
valmistuksessa
Glykolihappo 0.3–1.1 2,9 Nahkan valmistus, väriaine
Glyoksaali 0.8–1.5 2,9 Paperi- ja tekstiilisovelukset
Guajakoli 0.2–0.5 0,73Elintarvikkeiden aromi, tuoksu ja lääketieteen
sovellukset
Hydroksialdehydi 2.5–6.7 - -
Hydroksipropanoni 1.1–3.9 - -
Isoeugenoli 0.5–2.8 7,3 Elintarvikkeiden säilöntäaine ja aromi
Levoglukosaani 3.0–4.5 7,3
Antibioottien valmistuksessa, ionittomana
pintakäsittelyaineena, polymeerituotannossa,
bioetanolin raaka-aineena
Metanoli 0.1–1.0 0,37 Laboratorioiden kemikaali, denaturoitumisaine
Propionihappo 0.3–0.7 1,2 Elintarvikkeiden säilöntäaine
Sellobiosaani 0.0–2.3 -
Antibioottien valmistuksessa, ionittomana
pintakäsittelyaineena, polymeerituotannossa,
bioetanolin raaka-aineena
Syringaldeydi 0.0–1.2 7,3 -
Syringoli 0.1–0.6 - Elintarvikkeiden aromi
Vanilliini 0.1–0.8 9,6 Mausteena
Vesi 16–30 - -
Kokonaispitoisuus 22-69
* raakaöljyn hintaiset (0,40€/kg) punaisella ja vihreällä viisi kertaa raakaöljyä kalliimmat
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
19
4.3 Biodiesel
Tehdasmittakaavan biodieseltuotanto aloittaneen Suomessa vuonna 2014.99 UPM ainoana suurena
biodieseltuottajana Suomessa käyttää raaka-aineena kiistanalaista mäntyöljyä, joka on sellun keiton
sivutuote.46 Mäntyöljyn tuottajia ei ole Kainuussa, mutta jalostajia löytyy.12 USA:ssa biodieseltehtaiden
raaka-aineena toimivat useimmiten kierrätetyt elintarvikerasvat tai rapsiöljy100 niin kuin Suomessakin
”autotallilaitoksissa”. Tuotantokoko USA:ssa vaihtelee paljon, muutamasta tuhannesta litrasta miljooniin
litroihin vuodessa biodieseliä. Siitä paljonko paistorasvaa syntyy Kainuun ravintoloissa, ei ole tietoa.
Suomessa erikoisuutena biodieselalalla on Sybimar Oy, joka puristaa kalan perkuujätteistä biodieseliä, jota
käytetään firman maansiirtokoneissa ja tällä hetkellä Suomen ainoassa ”biotankkerissa” (vierailtu kohteessa
25.10.2014). Mainittakoon vielä, että biotankkeri saa käyttää bioöljyä vain kansainvälisillä vesillä eikä
Suomen aluevesillä.
Biodieselin tuottaminen paistorasvoista on kemiallisesti yksinkertaista (kuva 6), mutta valitettavasti
tuotettu liikenteen diesel ei toimi alle +5 °C:ssa hiutaloitumisen vuoksi, mikä tuo jonkin verran haasteita
talvilaadun tekemiseen. Ulkomailla on ollut mikrobiongelmaa biodieselin kanssa,101 mutta tällaista ei ole
havaittu Suomessa.
Suomessa ja maailmalla ei tehdä turpeesta dieseliä tai muuta polttoainetta. Turvetta on kuitenkin tutkittu
raaka-aineena dieseltuotannossa.102,103 Turvetta käyttävä diesellaitos perustuisi Fischer-Tropsch -
menetelmään, joka tuottaisi vahaa ja vaha jalostettaisiin edelleen dieseliksi. Laskelmien mukaan
dieseltuotanto turpeesta olisi ollut kannattavaa vuonna 2008. Neste Oililla ja Stora Ensolla on koelaitos
Varkaudessa, mutta hanke ei edennyt pidemmälle. Prosessista sanottiin julkisuuteen vain seuraavaa:
”Teknisesti onnistuimme erinomaisesti, mihin olemme tyytyväisiä - - ”.104 Fischer-Tropsch -prosessi on hyvin
tunnettu tekniikka ja ollut kaupallisesti käytössä 1950-luvulta lähtien.87
Turpeen käytöstä raaka-aineena dieseltuotannossa Suomessa oli tapetilla kuutisen vuotta sitten, jolloin
odotettiin toiverikkain mielin, jos EU pitäisi turvetta uusiutuvana biomassana.103 EU ei hyväksynyt turvetta
kestävien biomassojen joukkoon vuonna 2009 julkaistessaan RES-direktiivin,72 mikä lienee vaikuttaneen
Vapon hankkeen Kemissä ja Neste Oilin ja Stora Enson yhteishankkeen kaatumiseen.104,105 Molemmissa
hankkeissa tutkittiin Fischer-Tropsch -menetelmän hyödyntämistä dieseltuotannossa ja mahdollista
turpeen osuutta raaka-aineena väläyteltiin. Yhteistä hankkeissa oli myös se, että ne toteutuessaan olisivat
olleet vajaan miljardin euron investointeja.
Biodieselin tietokatsaus jää tähän, koska sitä ei pidetä kovin realistisena vaihtoehtona Kainuun
biotaloudelle.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
20
Kuva 7. Biodieseliä elintarvikerasvoista ja kasvisöljyistä. Muokattu lähteestä106.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
21
5 Kaasumaiset biopolttoaineet Kainuussa ja maailmalla
Biomassasta voi tuottaa kaasua mikrobien avulla (biokaasu) tai kemiallisesti korkeassa lämpötilassa
(synteettinen biokaasu). Molemmat prosessit ovat tunnettuja ja niiden käytön historia ulottuu
vähintään toisen maailman sodan aikoihin. Molempien prosessien etu on kaupallisesti kannattava
toiminta sekä pienessä että isossa mittakaavassa.
5.1 Synteettinen biokaasu
Biomassan kaasutus on samankaltainen prosessi kuin pyrolyysi, mutta prosessi sallii jonkin asteen hapen
läsnäolon.65 Kaasutuslämpötila on 800–900°C, ja syntyvän kaasun pääkomponentit ovat hiilimonoksidi
(häkä), hiilidioksidi, vety ja vesi. Kaasuttajat voivat käyttää tuotteestaan nimitystä biokaasu, mutta termi
biokaasu on harhaanjohtava, koska yleensä sillä tarkoitetaan mikrobiologisen prosessin kautta tuotettua
kaasua. Tämän otsakkeen alla käsitellään kaasun tuottamista biomassasta termisen prosessin kautta.
Kaasutusprosessia pidetään tehokkaampana prosessia kuin esimerkiksi pyrolyysiä. Kaupallisissa
sovelluksissa hyödynnetään lähinnä neljää kaasutustekniikka myötävirta, vastavirta-, kerros- ja
kiertoleijupetikaasutusta (kuva 7). Biomassana käytetään mm. puuainesta, olkea ja nurmea. Biomassan
viipymäaika reaktorissa vaihtelee sekunneista päiviin riippuen reaktoritekniikasta. Biomassan
kosteusprosentti voi vaihdella välillä 10–50 % ja partikkelikoko voi olla 5–50 mm riippuen käytetystä
tekniikasta. Biomassasta voi kaasuuntua jopa 80 %, mutta syntyvä kaasu ei ole sellaisenaan kelpaava,
esimerkiksi polttoon, vaan se täytyy suodattaa. Syntyvästä kaasusta on moneksi (kuva 8). Huomautuksena
lukijalle mainittakoon, ettei termiä kiertoleijupeti pidä yhdistää vastaavaan termiin pyrolyysitekniikassa,
koska vastaava pyrolyysin kiertoleijupedin toinen osa (kattila) on korvattu kaasutuksessa syklonilaitteistolla.
Suomessa on biomassan kaasutustekniikkaa toimittavia firmoja.9 Tarjolla on pieniä, kilowattien
automatisoituja CHP-voimalaratkaisuja (lämpöä ja sähköä tuottava), esimerkiksi maatiloille.107 Raaka-aine
on puuhake, joka kaasutetaan myötävirtatekniikkaa käyttäen. Valitettavasti pienempien kaasutuslaitosten
kehittäjien, rakentajien ja toimittajien haasteet ovat ajaneet joitakin konkurssiin.
Suomesta löytyy yksi isomman luokan kaasutuslaitos ja ehken ainutlaatuinen tapaus maailmalla ylipäätänsä
ja se on Lahti Energian Kymijärvi II -voimalaitos, joka käyttää 250 000 tonnia raaka-ainetta (likaista muovia,
paperia, pahvia ja puuta) tuottaen lämpöä ja sähköä.108 Lahden teknologia perustuu
kiertoleijupetitekniikkaan. Voimalaitoksen investointikustannukset olivat 160 miljoonaa euroa. Lahti
Energia maksaa raaka-aineesta toimittajille.
Gasum Oy, Helsingin Energia ja Metsä Fibre Oy suunnittelevat 200 MW:n biokaasutuslaitosta
Joutsenoon.109 Investoinnin suuruutta ei kerrota, mutta välilliset ja suorat työllistämisvaikutukset ovat
vajaat 300 henkilötyövuotta. Metsä Fibre Oy:n sellutehtaan puunhankinnan sivuvirroista syntyvää
metsähaketta, kuorta ja purua käytetään 1 300 000 k-m3 raaka-aineena kaasutuksessa, josta saataisiin
biokaasua 1 600 GWh:n edestä ja syntyviä sivuvirtoja 6 900 tonnia petimateriaalia ja 19 000 tonnia
jäännöshiiltä vuodessa, jotka käytetään lannoitteena ja poltetaan mainitussa järjestyksessä.
Loppupoltostakin syntyy 5 000 tonnia tuhkaa vuodessa, jonka käyttömahdollisuuksia tutkitaan. Päätuote
kaasu puhdistetaan, metanoidaan, siirretään olemassa olevan kaasuputkiverkon kautta Helsingin Energian
Vuosaareen poltettavaksi. Huomioitavaa on, ettei näin iso tehdashanke vaadi investointeja
jätevedenpuhdistukseen. Laitos toiminee vuoteen 2020 mennessä.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
22
Kuva 8. Kaupalliset kaasutustekniikat. Muokattu lähteestä65.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
23
Kuva 9. Kaasutus ja kaasun jatkojalostus. Muokattu lähteestä65.
Kaasutusteknologiaa on hyödynnetty kaupallisesti yli 70 vuotta ja kaupalliset toimet ovat edelleen hyvin
aktiivisia.110 Kaasutuskapasiteetin uskotaan kasvavan 70 % maailmanlaajuisesti vuonna 2015. Aasia on
kaasutusteknologian edellä kävijä, mutta on syytä muistaa, että siellä kaasutuksen kohde on fossiilinen
polttoaine, kuten kivihiili. Biomassan kaasutus on olematonta maailmalla verrattuna esimerkiksi kivihiilen
kaasuttamiseen. Maailmalla on biomassan kaasuttajia, mutta harvassa ovat laitokset, joiden kohdalla
puhutaan megawateista.9
Biomassan kaasutuksessa raaka-ainevaihtoehdot ovat ekologisesti kestäviä72, joten niihin on mahdollisesti
saatavissa EU-tukea. Pienet kaasutuslaitokset on osoitettu kannattavaksi lukuisten alalla toimivien
toimesta.9 Isommatkin laitokset näyttävät paperilla kannattavilta, mutta käytännön kokemusten puutteen
vuoksi täyttä varmuutta ison mittakaavan kannattavuudesta ei ole.111
5.2 Biokaasu
Biokaasulla tarkoitetaan mikrobiologisesti tuotettua kaasua prosessissa, jossa hapettomissa oloissa
bakteerit tuottavat hiilidioksidia ja metaania (Kuva 10). Biokaasun tuottaminen mikrobien avulla voi
tapahtua yksi- tai monivaiheisena märkä- tai kuivamädätyksenä.112 Se, että minkälainen prosessi
täsmällisesti on, riippuu raaka-aineesta ja tuotannon mittakaavasta. Yksinkertaisimmillaan biokaasun
tuottaminen on sitä, että tehdään biokaasun keräysputkisto paikkaan, jossa luonnostaan syntyy biokaasua,
esimerkiksi kaatopaikoille. Biokaasun tuottaminen mikrobiologisesti eroaa edellä mainituista prosesseista
siinä, ettei puupohjainen raaka-aine kelpaa prosessiin, koska puu sisältää suuria määriä mikrobeille
haitallista komponenttia ligniiniä.
Kajaanin Majasaaren kaatopaikalla on biokaasun keräysputkistot ja kaasua hyödynnetään useiden satojen
megawattituntien edestä.113 Valitettavasti Majasaaren biokaasua poltetaan soihtuna vajaan viiden
gigawattitunnin edestä vuodessa. Myös Parkinniemen vanhalla teollisuuden kaatopaikalla on kaasun
keräysjärjestelmä. Kainuussa ei ole mahdollisuuksia suuren luokan biokaasun tuottamiseen raaka-aineiden
vähyyden vuoksi, mutta esimerkiksi Kainuun biojäte ja vedenpuhdistamoiden liete voitaisiin prosessoida
biokaasuksi. Vuonna 2016 muuttuva jätelaki ei anna enää mahdollisuutta biojätteen kompostoimiselle
kaatopaikalla,69 joten biokaasun tekeminen biojätteestä voisi olla yksi hyvä vaihtoehto biojätteen
hyödyntämiseksi. Biokaasulaitoksia olisi mahdollista rakentaa lisää Kainuun maatiloille, koska Kainuussa on
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
24
yli 50 lehmän tiloja 33, joiden kannattaisi huomioida myös biokaasun tuotantovaihtoehto.9 Eräiden
näkemysten mukaan paras ratkaisu biokaasutuotannossa on nimenomaan biokaasun pientuotannon
suosiminen suurtuotannon sijaa, koska raaka-aineiden kuljetuskustannukset syövät suurtuotannon
hyödyt.114
Kainuussa ei saa tällä hetkellä liikenteen biokaasua, mutta Kainuun liikennebiokaasutiekartta on tehty
syksyllä 2014,115 mikä antaneen vauhtia Kainuun liikennebiokaasuhankkeille tuomalla tuottajat ja asiakkaat
tietoiseksi toisistaan.
Kuva 10. Biokaasun tuottamisen yksinkertaistettu periaatepiirros. Muokattu lähteestä116.
Suomesta löytyy biokaasun tuottajia isommassa pienemmässä mittakaavassa ja tuotteena saadaan sähköä,
lämpöä, liikennebiokaasua ja lannoitteita.117 Biovakka Oy:llä on esimerkiksi Turussa biokaasulaitos, joka
tuottaa 65 000 tonnista Turun seudun puhdistamolietteitä 5 500 000 kuutiota 61 %:sta metaanikaasua
vuodessa.118 Turun laitos työllistää suoraan 8 työntekijää. Investoinnin suuruus oli 12 miljoonaa euroa.
Vertailuarvoksi Kajaanin vesi tuottaa vajaat 10 000 tonnia lietettä vuodessa (organisaation sisäinen
materiaali).
Maailmalla on biokaasutuotantoa, mutta se on pienimuotoista.119 Selkeä ykkönen biokaasutuotannossa
väkilukuun suhteutettuna on Saksa, joka tuottaa biokaasua noin 40 TWh ja vertailun vuoksi Ruotsi 1–2 TWh
ja Suomi 0,5 TWh. Biokaasun tuotantoluvuissa tulee tapahtumaan selvää nousua Suomessa ja maailmalla
lähivuosina. Kaksi suurta talousmahtia USA ja Kiina ovat jäljessä biokaasukehityksessä Euroopan maihin
verrattuna, mutta lienee nousevat kärkimaiksi seuraavan vuosikymmenen aikaan. Mainittakoon, että
puolen miljoonan asukkaan Luxemburg tuottaa tällä hetkellä enemmän biokaasua kuin yli miljardin
asukkaan Kiina.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
25
Biokaasu ei kuulu valmisteveron vaikutuspiiriin ja se täyttää EU:n kestävyysvaatimukset.72,120 Biokaasun
tuottamiseen liittyy kolme tuki muotoa: yli 100 kVA:n laitoksille on sähkön syöttötariffi, syöttötariffin
ulkopuolella olevat laitokset saavat omaa investointitukea ja maatilojen rakentamisinvestointien tuki on
omaan käyttöön energia tuottaville laitoksille.121
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
26
6 Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet
6.1 Biopolttoaineet vs. muut polttoaineet
Taulukko 3 asettaa biopolttoaineet suhteessa muihin uusiutuviin ja fossiilisiin polttoaineisiin, kuinka
energiatuottavia ja taloudellisesti kannattavia ne lopulta ovat. Valitettavasti löydetyn kirjallisuustiedon
perusteella ei saatu tietoja tässä selvityksessä olleiden tuotantomuotojen EROI-luvuista (energy returned
on invested). Mitä isompi EROI-luku on, sitä vähemmän energiaa menee voimalaitoksen rakentamiseen,
raaka-aineen hankintaan, prosessointiin ja lopulta laitoksen purkamiseen suhteutettuna tuotettuun
energiamäärään.125 Taulukko 4 yrittää paikata biopolttoaineiden EROI-lukupuutetta EOR-luvuilla (energy
output ratio), joka on aika lailla samanlainen kuin EROI, mutta EOR-lukuun ei huomioida laitoksen
rakentamista ja purkamista. Nämä luvut ovat samalla vahvasti kytköksissä tuotantomuodon
kannattavuuteen jopa niin, että tuotantomuodosta riippumatta taloudellisen kannattavuuden EROI-luku
voidaan määrittää, joka on 7.125
Yleensä EROI-luvuilla maalataan kauhukuvat maailman energiatilanteesta kertomalla, kuinka öljyn EROI-
luku on pudonnut 1930-luvun sadasta reiluun kymmeneen ja kuinka maissietanolin EROI-luku on yksi.126 On
totta, että bioenergian ja muiden uusiutuvien energiamuotojen EROI-luvut ovat alhaisia, mutta Taulukko 3
ja Taulukko 4 antavat myös jotain positiivisia välähdyksiä. Esimerkiksi kokopuuhakkeen EROI-luku on 27
erään tutkimuksen mukaan, mikä pärjää nykyisin öljylle mennen tullen.127 Tämä on Kainuun näkökulmasta
erittäin positiivinen juttu, koska meillä puuta riittää. Pelletin tai briketin EROI-lukuja ei löytynyt, mutta
niiden EROI-luvut ovatt ilmeisesti korkeat. Nimittäin kun lasketaan brikettituotannon ja 120 km:n
rekkakuljetuksen kuluttama energia, vastaa se korkeintaan 2,5 %:a briketin sisältämästä energiasta.32 Näitä
taustatietoja vastaan varsinkin lämmitysöljyn korvaaminen puupohjaisella biomassalla vaikuttaneen olevan
hyvin järkevää.
Biokaasutus ja kaasutus luovat toisen positiivisen välkähdyksen, koska kaasuttaminen näyttäisi ylittävään
kaupallisen kannattavuusrajan ja biokaasutus on lähellä kannattavuusrajaa (Taulukko 3, Taulukko 4).
Varsinkin pienimuotoisessa tuotannossa, jonka luonne on, että se sitoo vain yhden työntekijän osa-
aikaisesti ja saatu energia käytetään laitoksen välittömässä läheisyydessä, biokaasutus näyttäytyy
järkevänä. Taulukosta 4 ei näy suoraan biokaasutuksen esikäsittelyn merkitys, mutta energiatasetarkastelu
osoittaa selvästi varsinkin ligniinipitoisen materiaalin esikäsittelyn olevan järkevää.128
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
27
Taulukko 3. EROI = energy returned on invested eli paljonko energiaa saadaan suhteessa käytettyyn
energiaan (rakentaminen, purkaminen, huolto ja raaka-ainehankinta) energiatuotannossa. Oranssit solut
osoittavat kannattavuusrajoja ja vihreät uusiutuvia energiamuotoja. Lähteet 125-127,129-132.
Energiaraaka-aineet EROI *
Öljyhiekka 2-4
Energiaraaka-aine, jota on järkevä toimittaa voimalaan 3
Maissi 3,5
Maakaasu vuonna 2005 10
Öljy vuonna 2005 15
Kokopuuhake 27
Kivihiili vuonna 2000 80
Energialaitos EROI *
Maissietanoli 0,8-1,7
Sokeriruokoetanoli 0,8-10
Biodiesel 1-8
Aurinkokeräimet 1,6-1,9
Aurinkokennot 1,6-6,8
Biokaasuvoimala (CCGT, combined cycle gas turbine) 3,5
Tuulivoima 3,9-18
Liueskeöljy 5
Pajupelletin pyrolysointi bioöljyksi 5
Ydinvoima 5-75
Taloudellisesti kannattava voimala 7
Pajupelletin kaasutus 7-10
Aavikolla tuotettu aurinkosähkö 9
Geoterminen voimala 9,5-32
Maakaasuvoimala (CCGT, combined cycle gas turbine) 28
Kivihiilivoimala 30
Vesivoima 35-100
* EROI = EROEI = energy returned on invested = voimalasta ulos saatu energia / voimalan rakentamiseen ja purkamiseen, ylläpitoon ja polttoaineen hankintaan
menevä energia
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
28
Taulukko 4. Biopolttoaineiden EOR-lukuja (energy output ratio) eli kuinka paljon energiaa saadaan
suhteessa raaka-aineen hommaamiseen ja prosessointiin. Lähteet 87,128,133.
Energialaitos EOR*
Metaania bioreaktorilevästä <1
Maissietanoli 0,7-2,2
Levän hyödyntäminen kaasutuksen tai pyrolyysin kautta 1,5-3,0
Maissibiokaasu 6,8-9,5
Biohiiltä vehnän oljesta 6,9
Metaania lampilevästä 10
Norsunheinäbiokaasu 6,9-13
Pajubiokaasu 7,3-12
* EOR = energy output rate =raaka-aineesta saatu energia / raaka-aineen tuottamiseen ja prosessointiin käytetty energia
6.2 Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
Taulukko 5 koostaa biotuotteiden nykyiset käyttökohteet ja mahdolliset tulevaisuuden
käyttökohteet. Biopolttoaineet ovat vahvasti lämmön ja sähkön tuotannon raaka-aineita, mutta
tulevaisuudessa ne ovat entistä tärkeämmässä roolissa liikenteen polttoaineina. Biotuotteista
odotetaan uusia kemikaaliteollisuuden raaka-aineita.
Taulukko 5. Biotuotteiden käyttömahdollisuudet. Käsite poltto sisältää lämmön ja/tai sähkön
tuottamisen.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
29
Biotuote Nykyinen käyttökohde Mahdollisia tulevaisuuden käyttökohteita
Biodiesel Liikenteen polttoaine
Bioetanoli Liikenteen polttoaine
Biohiili Kivihiilen korvaaja Lääketeollisuudessa, terästeollisuudessa,
vedenpuhdistuksessa ja maanparannusaineena
Biokaasu Poltto ja liikenteen polttoaine
Metsähake
Poltto, pyrolyysiöljyn ja
synteettisen biokaasun raaka-
aine
Puupelletti/-
brikettiPoltto
Pyrolyysiöljy Poltto Liikenteen polttoaine ja kemikaalit
Synteettinen
biokaasuPoltto Liikenteen polttoaine ja kemikaalit
Turve Poltto ja puutarha-ala Liikenteen polttoaine
Taulukko 6 valottaa erilaisten biotuotteiden investointikustannuksia yhden vuoden energiamäärä
kohden (biotuotteiden lämpöarvot ovat Liitteessä 1), työllistävyysvaikutuksia ja päätuotteen
myyntihintaa. Työllistävyysvaikutus koskee myös välillisiä työllisyysvaikutuksia. Taulukon antamiin
arvoihin on suhtauduttava varauksella, koska lukuarvot riippuvat paljon tuotannon mittakaavasta,
miten työllistävyyttä mitataan ja niin edelleen, mutta taulukko antaneen kuitenkin jotain käsitystä
biotuotteiden aluetaloudellisista vaikutuksista. Lukuarvot voisivat olla myös erilaiset, jos sivuvirrat
olisivat huomioitu paremmin. Tarkastelussa on hyvä huomioida, että biohiilen tuotannon osalta
toisen päätuotteen bioöljyn osuus on myös huomioitu laskelmissa.
Uutta energiaa ja työllisyyttä saataisiin Kainuuseen puupelletistä/-briketistä, metsähakkeesta,
biohiilestä ja pyrolyysiöljystä suhteellisen pienillä investoinneilla. Mairittelevat työllisyysluvut
biohiilen ja pyrolyysiöljyn osalta selittyvät sillä, että laitokset vaativat hyvän ja laajan
metsähaketuotannon ja -logistiikkaverkoston. Toisin sanoen lukuihin on sisältyneenä metsähakkeen
työllistävä vaikutus. Jos verrataan myyntituottoja ja investointeja, edellä mainituilla
tuotantomuodoilla on myös nopeat takaisinmaksuajat vuodesta kahteen. Biokaasun ja bioetanolin
investoinnit näyttävät olevan yllättävän suuria, huomattavasti kalliimpia kuin edellä mainituilla eikä
tarkastelu parane myyntituoton huomioinnilla. Mainittakoon, että biokaasu on tällä hetkellä
parhaiten tuettu energiamuoto Taulukon 6 tuotantomuodoista.
Taulukko 6 sisältää myös piilodataa laitosten jatkuvista kustannuksista ja sitä myöten antaa
lisätarkkuutta arvioille investointien takaisinmaksuajoista. Eli mitä vähemmän energia ”työllistää”,
sitä vähemmän menee palkkoihin ja laitoksen jatkuvat kustannukset laskevat.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
30
Taulukko 6. Karkeita arvioita erilaisten tuotantomuotojen investointikustannuksista,
työllistävyysvaikutuksista ja myyntituottoista esimerkkien kautta. Henkilötyövuosiin on laskettu
myös välilliset kustannukset, kuten tehtaan raaka-ainehankintaan liittyvät työllistävyysvaikutukset.
Lähteet 4,5,10,20,34,39,44,62,83,109,118,122-124.
Tuotanto-muoto
Vaadittavat investoinnit €/GWh/a
Energia työllistäjänä htv/GWh
Tuotto biojalostamolle €/GWh
Case
Bioetanoli 570 000 0,49 96 000 St1, Kajaani
Biohiili* 62 000 0,31 39 000 Feedstock Optimum Oy, Nurmes
Biokaasu** 360 000 0,39 54 000 Biovakka Turku
Metsähake 23 000 0,10 20 000 Biomassaterminaalin toteutuksen 1. vaihe
Puupelletti/-briketti
22 000 0,08 24 000 Kuhmo Oy, Kuhmo
Pyrolyysiöljy***
75 000 0,25 56 000 Fortum, Joensuu
Synteettinen biokaasu*
? 0,19 54 000 Gasum Oy, Helsingin Energia ja Metsä Fibre Oy, Joutseno
Turve ? 0,10 18 000
* huomioitu toisen päätuotteen bioöljyn osuus
** tuotto liikennebiokaasulle
*** kevyen polttoöljyn myyntihinta
Taulukko 7 kokoaa biopolttoaineiden tuotantonäkymät Kainuun näkökulmasta. Biohiilihankkeen
käynnistäminen Kainuussa olisi järkevää, jos biohiilelle olisi tiedossa iso ja sitoutunut ostaja, koska
teknologia on kypsää ja raaka-ainetta riittää. Asiakasongelma on yleinen. Kuka lähtee tuottamaan
liikenteen biokaasua, jos kukaan ei omista biokaasuautoa? Miten turve saadaan myytyä, kun verotus on
tehnyt siitä kalliin polttoaineen? Miten hakkeelle, pelletille ja briketille saadaan uusia asiakkaita, kun
olemassa olevien asiakkaiden tarpeet on tyydytetty – Vientiä enemmän?
Taulukko 7 todistaa sen, missä Kainuu on jo hyvä. Nimittäin hakkeen, pelletin ja briketin osalta taulukko
toteaa, että uusia asiakkaita on vaikea löytää. Tulevaisuudessa Kainuu voisi olla hyvä esimerkki biokaasun
osalta. Kaasun tuottaminen varsinkin liikennepolttoaineeksi olisi taloudellisesti järkevää toimintaa, jopa
maatiloille. Eikä pidä unohtaa meneillään olevaa bioetanolihanketta Kajaanissa.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
31
Taulukko 7. Biopolttoaineiden tuottaminen Kainuun näkökulmasta.
Tuote Raaka-aine Käyttö/status
maailmanlaajuisesti
Raaka-aineiden
saatavuus Kainuussa
Tuotteen markkinat/
käytettävyys KainuussaKannattavuus
Biodieselelintarvike-
rasvatKypsää teknologiaa Vähän Asiakkaita on
Raaka-ainehankinnan logistiikka
ratkaisevassa roolissa
Bioetanoli sahanpuru Kypsyvää teknologiaaHyvä, kilpailee
pelletin kanssaAsiakkaita on Kannattavuudesta ei ole näyttöä
Biohiili puu Kypsää teknologiaa Hyvä Isot asiakkaat puuttuvatKivihiilen matalahinta syö
kannattavuuden
Biokaasubiojäte, liete,
nurmiKypsää teknologiaa Kohtalainen
Ei valmiita asiakkaita,
mutta yleistä kiinnostusta
on
Liikennebiokaasu tekee
toiminnasta kannattavaa
Metsähake pienpuu Kypsää teknologiaa HyväHankala löytää uusia
asiakkaita
Kannattavaa korkeahkolla
energian hinnalla
Puupelletti/-
briketti
sahanpuru,
kutterinlastutKypsää teknologiaa
hankala löytää uusia
raaka-ainelähteitä
Hankala löytää uusia
asiakkaitaKannattavaa
Pyrolyysiöljy puu Kypsää/kypsyvää teknologiaa Hyvä
Tuotteen huonot
ominaisuudet rajoittavat
käyttöä
Kannattavuudesta ei ole näyttöä
Synteettinen
biokaasupuu Kypsää/kypsyvää teknologiaa Hyvä
Ei valmiita asiakkaita,
mutta yleistä kiinnostusta
on
Ei kannattavaa pienessä
mittakaavassa mutta ilmeisesti
isossa
Turve rahkasammal Kypsää teknologiaa HyväJoutunut
verotuskikkailun uhriksiKannattavaa
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
32
7 Kainuun mahdollisuus biotuotteissa nyt ja tulevaisuudessa
Tämä selvitys on ottanut vahvan energianäkökulman, vaikkakin selvityksessä on tuotu esille eri
tuotantomuotojen sivuvirtoja ja niistä jalostettavien biotuotteiden mahdollisuuksia. Selvitystä on myös
leimannut puuraaka-aineen korostuminen. On hyvä tuoda esiin puun muitakin mahdollisuuksia kuin
pelkästään sen käyttö energiantuotannossa. Seuraavassa ei tuoda esille vanhoja puutuotteita, vaan aivan
hiljattain markkinoille saapuneita tai tulevia biotuotteita, joissa olisi Kainuullakin
hyödyntämismahdollisuudet.
7.1 Biotuotteita akkumateriaaleista myyrän torjuntaan
Tämä osio kokoaa erilaisia biotuotteita muita kuin energiatuotteita. Osion lopussa biotuotteet ovat
tiivistettynä yhdessä taulukossa (Taulukko 8).
Saksassa kehitetään aivan uuden tyylisiä eristeitä.134 Puusta tehdään limainen neste, johon puhalletaan
kaasua. Näin saadaan eri huokoisominaisuuksilla olevia eristeitä. Testitulokset ovat olleet lupaavia ja nyt
vain etsitään soveltuvin puulaji. Lämpöeristeiden yleinen tonnihinta on noin 500 euroa.60
Paperiteollisuuden kuusen sivutuotteista on mahdollista tehdä HMR-lignaania (hydroxymatairesinol, HMR),
jota saadaaan erityisesti kuusen sisäoksista.135 Puuta kokonaisvaltaisesti ajateltuna HMR-lignaanin pitoisuus
on 0,6%, mutta kuusen sisäoksissa 7,4%.136 HMR-lignaania myydään elintarvikelisätablettina ja sillä
uskotaan olevan syöpää ehkäisevä vaikutus. HMR-lignaani on turvallinen tuote, koska sitä tuottavat
ihmissuoliston bakteerit. Ravintolisäpurkki, joka sisältää yhteensä 3,6 g HMR-lignaania, maksaa noin 17
euroa.137
Kuusen kuoressa on terveyttä edistävää resveratrolia, jota eristetään nykyisin muista kasveista ja myydään
terveyttä edistävinä tabletteina.135,138 Resveratrolia voi ostaa massatuotteina, jolloin kilohinta vaihtelee alle
kymmenestä eurosta satoihin euroihin.60 Vastaavasti kuusen mannaaneista voi tulla kartonkien
pinnoitemateriaali tulevaisuudessa.135 Muiden kasvien mannaania myydään bulkkituotteena ja hinta pyörii
noin kymmenessä eurossa.60
Mäntyhakkeesta tai kierrätyspaperikuidusta olisi mahdollista valmistaa levuliinihappoa, jota syntyy
heksooseja kuumentamalla laimean mineraalihapon kera.139 Levuliinihappo tuotannossa saadaan
sivutuotteena muuraishappoa. Levuliinihappo toimii raaka-aineena lääketeollisuudessa, pehmittäjien
raaka-aineena ja monina lisäaineena.140 Uusin potentiaalisin käyttökohde on biopolttoaineiden
tekeminen.65 Mainittakoon, että levuliinihapon valmistuksessa välituote on furfuraali, joka sekin on
potentiaalinen moneen käyttökohteeseen. Levuliinihappoa myydään massatuotteena ja kilohinta vaihtelee
alle eurosta sataan euroon.
Koivutisleestä odotetaan lupaavaa sienitautien torjujaa, kasvituholaisten torjujaa, rikkaruohojen torjujaa ja
puumateriaalien suoja-ainetta.135,141 Koivutisle on grillihiilituotannon sivutuote eli se on hidaspyrolyysin
sivutuote. Koivutisle ei vaikuta maaperän pieneliöstöön, ja synteettisiin torjunta-aineisiin verrattuna
vesistövaikutukset ovat koivutisleellä sadasosaluokkaa. Koivutisle toimii jopa myyrien karkottajana.
Koivutisleen litrahinta on kymmenen euroa.142
Koivun kuoren betuliinit ovat lääketieteellisesti erittäin houkuttelevia ja lisäksi niitä voitaisiin hyödyntää
hartsien ja polymeerien valmistuksessa, niitä tutkitaan paljon ja betuliinisovelluksista on patentteja.135,143
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
33
Betuliineillä voidaan korvata mäntyhartsit ja öljyn komponentit liimoissa ja maaleissa. Kaupallisesti
betuliinia hyödynnetään lähinnä kosmetiikassa ja luontaistuotteissa. Betuliini on helppo eristää koivun
kuoresta ja kuorta riittää, joten esteitä kaupallisille tuotteille ei ole. Koivun kuoren betuliinia myydään
reilun euron ja jopa yli sadan euron kilohintaan.60 Betuliinit ovat vaarattomia.
Koivun kuoressa toinen pääkomponentti on suberiini, joka sekin on helppo eristää kuoresta ja on niin ikään
terveydelle vaaraton.143 Suberiinia voidaan käyttää hartsien, polymeerien ja voiteluaineiden valmistuksessa.
Suberiineillä voidaan korvata mäntyhartsit ja öljyn komponentit liimoissa ja maaleissa. Jakeiden korkean
hinnan ja heikon saatavuuden vuoksi kaupalliset sovellukset odottavat, mutta mäntyöljyn käyttö
biodieseliksi tulee nostamaan mäntyöljyn hintaa voimakkaasti ja tekee betuliinit ja suberiinit
houkuttelevimmiksi. Isomman luokan laitoksen uuttosysteemit maksavat useita miljoonia ja laitokset eivät
ole vielä kannattavia tämän hetkisillä mäntyöljyhinnoilla. Keväällä 2014 on tutkittu betuliini- ja
suberiinitehtaan mahdollisuutta UPM:n vaneritehtaan yhteyteen Savonlinnassa. Tuloksista ei ollut tihkunut
tietoa tämän artikkelin julkaisuun mennessä.
Lehtipuiden ksylaanilla olisi valtavasti sovelluksia, mutta sitä ei ole onnistuttu eristämään taloudellisesti
kannattavasti, mikä on rajoittanut sen käyttöä.65 Ksylaanilla on sovelluskohteita elintarvike-, fermentointi-,
kemian, lääke- ja paperiteollisuudessa. Ksylaanin kilohinta on kymmenistä satoihin euroihin.60
Puiden ligniini poltetaan yleensä, mutta sillä olisi lukemattomia potentiaalisia käyttökohteita, kuten
dispersioaineena, teollisissa pesuaineissa, polymeerien valmistuksessa, öljyn porauksessa, hyydytyksessä,
hiutaloitumisessa, palonestoaineissa, sementeissä jne.65,144,145 Tällä hetkellä ongelma on se, että
ligniinipitoiset materiaalit sisältävät haihtuvia rikkiyhdisteitä, jotka eivät ole suotavia lopputuotteissa.
On olemassa puun esikäsittelyprosesseja, jotka tuottavat ligniinimateriaalia, jota on helppo jatkojalostaa.
Niin sanottu Organosolv-prosessi (EtOH, H2O) on ehdoton ykkönen, muita hyviä ovat SPORL- (Na2SO3,
H2SO4), sulfiitti- (M(HSO3)n, SO2) ja SEW-prosessit (SO2-EtOH-H2O).64,146 Kaikki edellä mainitut prosessit ovat
suomeksi sanottuna sellukeittoprosesseja, joista SPORL-prosessia lukuun ottamatta voidaan saada selkeät
sellu- ja hemiselluloosa-ligniinifraktiot. Myös ioniset nesteet tulevat ottamaan yhä isomman roolin, jos
tavoitellaan hyödyntämiskelpoista ligniiniä.
Ligniinin hiilikuituprosessi menee niin, että ensiksi ligniinijauhe hapetetaan parissa sadassa asteessa ja sen
jälkeen käsitellään hapettomassa oloissa (pyrolyysi) vähintään 800 °C:ssa. Kaupalliset ligniinisovellukset
ovat sementin lisäaine, pölyn hallinta ja öljynporaus. Ligniini, joka kelpaa sementin lisäaineeksi, maksaa
satoja euroja tonnilta.60 Ligniini on mahdollista hajottaa yksittäisiin aromaattisiin renkaisiin, esimerkiksi
entsymaattisen reaktion kautta.146 Tällä hetkellä kaikki kaupalliset ligniinisovellukset löytyvät Pohjois-
Amerikasta.147
Tähän väliin on hyvä mainita, että tuhoon tuomittu sulfoligniiniä myydään amerikkalaisen firman Domtarin
toimesta.148 Domtar käyttää kauppamerkkiä BioChoice ja teknologian on toimittanut Metso kauppamerkillä
LignoBoost. Ligniiniä tuotetaan 75 tonnia päivässä ja ligniini päätyy korvaamaan öljypohjaisia kemikaaleja.
Ligniiniä on toimitettu vuoden 2013 keväästä. Domtarin hanke ei ole ainoa maailmassa.
FPInnovations on kehittänyt LignoForce-prosessin ligniinin tuottamiseksi.147,149 LignoForce-prosessi erottaa
ligniinin mustalipeästä aivan tavanomaisella ligniinierotusmenetelmällä, mutta ennen erotusprosessia
mustalipeä hapetetaan (Kuva 11). Prosessi on testattu demo-laitteistolla ja kokemusten pohjalta prosessia
on oltu valmis myymään kesästä 2013 lähtien. Ilmeisesti vielä prosessia ei ole otettu missään käyttöön.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
34
Kolmas kehitteillä oleva kaupallinen ligniinituote kulkee nimen HP-L™ lignin alla, jota tekee kanadalainen
firma nimeltään Lignol.147 Löydettyjen tietojen perusteella tästä tuotteesta ei voida kertoa enempää kuin,
että se on erittäin puhdasta ligniiniä.
Kuva 11. LignoForce-prosessi ligniinin erottamiseksi mustalipeästä. Normaalista ligniinin
erottamisprosessista poikkeava kohta on ympyröity punaisella katkoviivalla. Muokattu lähteestä149.
Ligniinille olisi markkinoita – nimittäin ligniiniä voitaisiin käyttää esimerkiksi polyuretaanin valmistuksessa,
jonka markkinat ovat kymmenissä miljardeissa euroissa. Ligniini pohjaisia tuotteita tutkitaan koko ajan,
esimerkiksi akkujen valmistuksessa. Uusista biotuotteista ligniinituotteet mukaan lukien tullaan kuulemaan,
koska uusia biotuote/biojalostamotutkimuskeskuksia on perustettu ja suunnitellaan ja myös pienempiä
tutkimuksia rahoitetaan.150,151 Ligniinijutun lopuksi mainittakoon, että nanoselluloosalla on hyvin
samantyyppinen tilanne kuin ligniinillä.147 Nanoselluloosasta on jotain kokeiluja, mutta markkinoille tulo
odottaa itseään.
Sukkiinihappo (meripihkahappo) on yksi kemikaali, jota öljyteollisuus tuottaa, mutta tulee entistä
kannattavammiksi tuottaa mikrobiologisesti sokerilähteestä.152 Sukkiinihappoa tuotetaan kaupallisesti
mikrobiologian avulla.153 Sitä voidaan käyttää polyuretaanin, liistereiden ja tiivisteaineiden raaka-aineena.
Sukkiinihappoa myydään parin euron kilohintaan.60
Polttolaitosten tuhka voidaan yhdistää puhdistamolietteiden kanssa, jolloin saadaan erityisen hyvää
lannoiteta.77 Lannoitevaikutus on ollut erittäin positiivinen ja enää tarvitaan vain optimointitutkimuksia.
Lannoitteiden hinnat ovat satoja euroja tonnilta.60
Laimea mustalipeä
Hyydytys Happamointi Hapetus Suodatus
Haihdutus
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
35
Taulukko 8. Metsäbiomassan nykyiset ja tulevaisuuden biotuotteet muut kuin energiatuotteet.
Biotuote Käyttökohde Hinta €/kg
Puueriste Lämmöneristys 0,5
Kuusen HMR-lignaani Lääketiede, terveys 4 700
Koivutisle Rikkakasvien ja tuholaisten torjunta 9
Koivun betuliini Kemikaalien raaka-aine 30
Koivun suberiini Kemikaalien raaka-aine ?
Lehtipuiden ksylaanielintarvike-, fermentointi-, kemian, lääke-
ja paperiteollisuus30
Kuusen mannaani Pinnoitemateriaali 10
Ligniini Sementin lisäaine, pölyn hallinta, polymeerit 0,3
Sukkiinihappo Liimat, polymeerit 2
Tuhka + puhdistamoliete Lannoite 0,2
7.2 Kainuulainen biotuotetehdas
Taulukko 8 antaa myös osviittaa, miltä Kainuun biotuoteyritysrykelmä voisi näyttää (Kuva 12). Koivuun
erikoistunut biotuotetehdasalue sisältää useita yrityksiä, joista jokainen on profiloitunut tiettyyn tehtävään.
Osa yrityksistä toimii vain tehdasalueen tarpeita palvellen, kun taas osa on täysin riippuvaisia ulkomaailman
tarpeista. Tehdasalueelta voi bongata kaksi ydintä puuterminaalin ja lämpö- ja sähkölaitoksen, joiden
ympärille toiminta on keskittynyt. Puuterminaali ottaa vastaan koivua varastoiden, lajitellen ja
prosessoiden alueen yrityksiä varten. Näin varmistetaan alueen yritysten raaka-aineen tasalaatuisuus ja
estetään yritysten piha-alueiden täyttyminen puukasoista. Lämpö- ja sähkölaitos huolehtii alueen yritysten
lämmön ja prosessihöyryn tarpeesta ja samalla kattaa osittain alueen sähkön kulutuksen.
Puuterminaali kuorii koivun ja kuoret myydään alueen Betuliini Oy:lle (Kuva 12), joka erottaa kuoresta
betuliinit ja myy ne kemikaaleina, joita käytetään hartsien, maalien ja polymeerien valmistukseen.
Puuterminaali myy koivun runkopuuta biotuotetehdasalueen Fraktiointi Oy:lle ja Grillihiilitehdas Oy:lle.
Fraktiointi Oy jaottelee puun hemiselluloosaan, ligniiniin ja selluloosaan kemiallisen prosessin kautta.
Grillihiilitehdas Oy on hiiltämö, jossa syntyy grillihiiliä myytäväksi grillaajille ja koivutislettä sivutuotteena
myytäväksi alueen Koivutisle Oy:lle. Koivutisle Oy prosessoi koivutisleestä rikkaruoho- ja tuholaiskarkotteita
yksityisihmisille ja maanviljelijöille.
Fraktiointi Oy myy hemiselluloosan alueen Ksylaani Oy:lle, joka tekee ksylaanista kemikaaleja, joilla on
käyttöä useilla teollisuuden osa-alueella (Kuva 12). Biotuotetehdasalueen Sellu Oy ostaa Fraktiointi Oy:n
selluloosan ja prosessoi sen myytäväksi sellumarkkinoille. Fraktiointi Oy myy ligniinin alueen Ligniini Oy:lle,
joka tekee ligniinistä esimerkiksi sementin lisäainetta.
Lämpö- ja sähkölaitos tuottaa lämmön ja sähkön lisäksi tuhkaa, joka myydään biotuotetehdasalueen Tuhka
Oy:lle (Kuva 12). Paikkakunnan jätevedenpuhdistamo myy loppulietteensä Tuhka Oy:lle, joka puristaa
tuhkasta soran korviketta ja tekee tuhkasta metsälannoitetuotteita.
Edellä kuvattu biotuotetehdas on hahmotelma eräänlaisesta symbioosista eri yritysten välillä, missä
markkinoille saadaan perinteisen sellutehtaan tuotteen lisäksi paljon muita kotimaisia raaka-aineita
tuottavia firmoja. Tähän hahmotelmaan ei ollut kytketty biopolttoainetehdasta, mutta sen mahdollisuus ei
ole pois suljettua. Esimerkiksi Ksylaani Oy käyttää vain osan hemiselluloosta, jolloin loppu hemiselluloosta
voitaisiin prosessoida esimerkiksi bioetanoliksi.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
36
Kuva 12. Hahmotelma Kainuun biotuoteteollisuusalueesta, jossa raaka-aineena on koivu. Siniset nuolet Lämpö ja sähkö Oy:n ja muiden tehtaiden välissä kuvastavat molemmin puolista suhdetta. Lämpö ja sähkö Oy saa muilta biomassaa, josta se tuottaa lämpöä ja sähköä muille.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
37
8 Johtopäätökset ja tulevaisuus
Kainuu on erittäin houkutteleva maakunta biopolttoainetuotannolle ja sen sivuvirtojen
jalostamiseen, koska Kainuussa on puuta raaka-aineeksi, hyvät maa- ja rautatieyhteydet ja
Kajaanista löytyy valmis tehdasalue ison CHP-laitoksen kera. Kainuulainen raaka-aine puu tulee
riittämään isompienkin mittaluokan laitoksiin ja täyttää EU:n asettamat kestävyysvaatimukset tällä
hetkellä, jolloin biopolttoaineen tuotanto ei jää tuetta. Raportin valmistus hetkellä EU:n linja painotti
raaka-aineiden jätepohjaisuutta. Jos raaka-aine on jätepohjaista, siihen suhtaudutaan suopeasti ja
tukia on mahdollista saada.
Kainuulainen biopolttoainekenttä elää muutosten aikoja. Varmistunut bioetanolitehtaan tuleminen
Renforsin rantaa nostaa Kainuun profiilia biopolttoainemaakuntana ja lisäksi lähivuosina saapuva
liikennebiokaasu herättää kainuulaiset käyttämään lähipolttoainetta (vrt. lähiruoka). Isompien
laitosten saapuminen Kainuuseen on mahdollista, mutta ne vaativat myös isot asiakkaat. Tuli sitten
biopolttoainetuotanto lisääntymään pienemmässä tai isommassa mittakaavassa, se tulee
virkistämään Kainuun taloutta.
Tämä selvitys kävi läpi yksittäisinä tapauksina eri biotuotteiden valmistusta ja nosti esiin, kuinka
Kainuussa voisi toimia biotuotetehtaiden integroitu kokonaisuus. Tällaiset integraatiot ovat jopa
suorastaan välttämättömiä nykyaikana eikä perinteisiä sellutehtaita voida enää perustaa
taloudellisesti kestävälle pohjalle ellei niistä tehdä biotuotetehtaita. Kainuun osalta voidaan mainita,
ettei sopivan kokoinen biotuotetehdas ole mahdottomuus vaan mahdollisuus. Biotuotetehtaan
oleellisin ero entisajan sellutehtaaseen olisi se, että polttoon menevien puuainesten osuus putoaisi
oleellisesti ja tehdas tuottaisi useita korkean luokan biotuotteita.
Metsäklusterien kehittämisen lähtökohtina tulee olla hakkuiden nostaminen kohti kestävää
hakkuusuunnitelmaa. Mitä enemmän puuta saadaan metsästä ulos, sitä paremmat mahdollisuudet
ovat myös biopolttoaineiden jalostuksella. Myös pyrolyysiöljyn tuotanto on hyvinkin mahdollista
Kajaanissa Kainuun Voimalla. Merkittävää metsäbiomassan käyttöpotentiaalia on etenkin
kaivosteollisuuden lämpölaitoksissa.
Kainuulla on oiva mahdollisuus tehdä itsestään energiayliomavarainen taloudellisesti että
ekologisesti kestävällä tavalla. Kainuu ei välttämättä tule toimimaan pitkälle jalostettujen ja
puhtaiden lopputuotteiden viejänä tulevaisuudessa, mutta Kainuu tullaan tuntemaan
jalostuslaitosten ja kemian teollisuuden luotettavana asiakkaana.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
38
Lähdeluettelo
1. Kajaani. Kajaanin kaupungin kotisivut. http://www.kajaani.fi. Katsottu Hei 3, 2014.
2. Karjalainen T. Kainuun bioenergiaohjelma 2011-2015. Oulun yliopisto. 2010(Tou 6).
3. Kinnunen N. Pienillä teoilla suuria tuloksia. http://www kainuunsanomat fi/kainuun-
sanomat/kainuu/pienilla-teoilla-suuria-tuloksia/. 12.6.2014.
4. Fortum. Suomalainen energiayhtiö. https://www.fortum.fi. Katsottu Tou 9, 2014.
5. St1. St1 - kotimainen polttoainetuottaja ja -jakelija. http://www.st1.fi. Katsottu Tou 8, 2014.
6. Biotalous. Biotalous suomessa. http://www.biotalous.fi/. Updated 2014. Katsottu Huh 10, 2014.
7. Kallio H. Puuenergian päästöt luultua suuremmat. Kainuun Sanomat. 17.5.2014.
8. Karjalainen T. Kainuun bioenergiaohjelman päivitys tulevalle ohjelmakaudelle. Oulun yliopisto.
2013.
9. Karjalainen T. Pienimuotoisen lämmön ja sähkön yhteistuotannon tilannekatsaus – laitteet ja
niiden käyttöönotto. Oulun yliopisto. 2012.
10. Pöyry Oy. Kainuun biomassaterminaaliverkostohankkeen toteutettavuusselvitys. Kainuun Etu.
2010.
11. Flybe. Halpalentoyhtiö. http://fi.flybe.com/. Katsottu Tou 22, 2014.
12. Renforsin ranta. Kajaanin tehdasalue. http://www.renforsinranta.fi. Katsottu Tou 19, 2014.
13. Karlsson H. Biomassan energiasisällön määrityksessä on koko ketjun toimittava. Mittari. 1/2014.
14. Itä-Suomen bioenergiaohjelma. Alueellisesti merkittävät bioenergialaitosselvitykset ja -hankkeet
itä-suomessa, elokuu 2013. Organisaation sisäinen materiaali. 2014.
15. Moilanen P. Energiapolitiikka ei suosi aluetaloutta. Lähienergia. 15,4,2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
39
16. Kallioniemi A. Korjuuta halutaan vielä tukea. Kainuun Sanomat. 2014.
17. Piirainen A. Puuenergian hankinnan vaikutuksia aluetaloudessa. Lahti, Bioenergia Nyt –näyttely,
Ratkaisevat Tekijät –seminaari. 27.9.2013.
18. Helsingin kaupunki. Salmisaaressa korvataan pian kivihiiltä puupelletillä. http://www hel
fi/www/uutiset/fi/helsinki/helen-puupelletit-salmisaari-hanasaari. 19.11.2014.
19. Senaatti-kiinteistöt. Senaatti-kiinteistöt uusiutuvien energialähteiden äärellä.
http://yhteiskuntavastuuraportti2012 senaatti fi/node/386. 2012.
20. Paananen M. Metsähakkeen tuotannon työllistävyys keski-suomessa 1995-2004. Jyväskylän
Teknologiakeskus Oy. 2005.
21. Asikainen A. Metsähakkeen hankinta-ja toimituslogistiikan haasteet ja kehittämistarpeet. VTT.
2010.
22. Koneyrittäjien liitto. Koneyrittäjien liitto. http://www.koneyrittaja.fi. Katsottu Tou 22, 2014.
23. Leinonen A. Turpeen tuotanto ja käyttö - yhteenveto selvityksistä. VTT. 2010.
24. Vainio V, Helle R, Hynönen T. Tulevaisuusselvitys II pohjois-savon kilpailukyvystä ja vetovoimasta
(tarkasteltavana alana bioöljy). Suomen metsäkeskus, Julkiset palvelut, Pohjois-Savo. 2013.
25. Karhunen V. Sahojen sivutuotteiden hyödyntäminen ja niistä aiheutuvat päästöt ilmaan. LUT.
2010.
26. Honkimäki V. SIVUTUOTTEIDEN ENERGIAKÄYTTÖ MEKAANISEN METSÄTEOLLISUUDEN
YRITYKSISSÄ. Keski-Pohjanmaan AMK. 2012.
27. Pyy J. Purun, hakkeen, kauran oljen ja ruokohelven pelletöityminen. Oulun AMK. 2014.
28. Vapo Oy. Suomalainen valtionyhtiö, joka tuottaa energiaa muun muassa turpeesta ja
puupolttoaineista sekä toimittaa sahatavaraa. http://www.vapo.fi/. Katsottu Hei 4, 2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
40
29. Hein T. Small is beautiful: Microchipping woody biomas. http://www canadianbiomassmagazine
ca/content/view/3006/132/. 2011.
30. Hyrkäs J. Biomassojen pelletöinti - kirjallisuuskatsaus. Oulun yliopisto. 2010.
31. Halonen P, Helynen S, Flyktman M, et al. Bioenergian tuotanto-ja käyttöketjut sekä niiden suorat
työllisyysvaikutukset. VTT; 2003.
32. Heikkinen T. Briketöintilaitoksen käyttöönotto. Kajaanin AMK. 2009.
33. Jannpellet Oy. Puualan perheyritys kainuussa. http://www.Jannpellet.com. Katsottu Tou 23,
2014.
34. Huusko M. Bioenergia kiinnostaa laajalti. Yrittäjä. 30.10.2013. Available from:
http://www.kuhmonyrittajat.fi/Yrittajaliite2013-10-31.pdf.
35. Barents logistics. Barents logistics 2 oli hanke, joka päättyi maaliskuussa 2014.
http://www.barents-transport.fi/. Katsottu Tou 23, 2014.
36. Organisaatio-Sanomat. Teollisuuden yhteinen media. http://www.organisaatio-sanomat.fi.
Katsottu Tou 23, 2014.
37. Anonyymi. North american pellet export growth continues. Canadian biomass. Tou/kes 2014.
38. Öljyalan keskusliitto. Infoa öljystä. http://www.oil.fi. Katsottu Kes 19, 2014.
39. Eija A. Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia. Espoo: VTT.172s.VTT tiedotteita.
2000;2045.
40. Kouvola L, Tomperi S. Biojalostamon uudet tuotteet ja liiketoimintamallit. LUT. 2013.
41. Gupta RB, Demirbas A. Gasoline, diesel and ethanol biofuels from grasses and plants. In:
Cambridge University Press; 2010:24. http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpGDEBGP02/gasoline-
diesel-ethanol/gasoline-diesel-ethanol.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
41
42. Partanen T. Fortum otso. www isbeo2020 fi. Itä-Suomen bioenergiapäivät 26.5.2014.
43. Kauhanen Taina. Nurmeksen bioteollisuusaluehankkeen - ympäristövaikutusten arviointiohjelma.
Nurmeksen kaupunki. 2014.
44. Ranta T. Biohiilen tuotanto ja tuotantomahdollisuudet kainuussa. Metsäenergia Kainuussa –
tulevaisuuden mahdollisuudet-seminaari 20 11 2012, Kajaani.
45. Kasurinen R. Suomen ensimmäinen biohiilen koetehdas nousee mikkeliin. YLE. 23.10.2013.
46. Kankare M. Vielä yksi kynnys. Talouselämä. 34/2013.
47. Haapalainen H. Uudenlaisesta biohiilestä työpaikkoja sadoille?. YLE. 2014.
48. Wilen C. Torrefaction -biohiilen tuotanto ja markkinanäkymät. Seminaari - Metsäenergiasta
uutta liiketoimintaa kestävästi ja kannattavasti. 9.10.2013.
49. Torr-Coal. Biohiilen tuottaja. http://www.torrcoal.com. Katsottu Tou 18, 2014.
50. Topell Energy. Biohiilen tuottaja. http://www.topellenergy.com. Katsottu Tou 18, 2014.
51. Kyytsönen J. Kivihiilen käyttö kasvaa huimasti. Maaseudun tulevaisuus. 4.01.2013.
52. Peat society. Tietoa turpeesta. http://www.peatsociety.org. Katsottu Tou 22, 2014.
53. GTK. Geologian tutkimuskeskus. http://www.gtk.fi. Katsottu Tou 21, 2014.
54. Jyväskylän yliopisto. Infoa suosta ja turpeesta. http://agl.cc.jyu.fi/visu/index.php?id=1. Katsottu
Tou 22, 2014.
55. Kainuun Voima Oy. Polttoainekäyttö - toteutunut 1998-2013. Organisaation sisäinen materiaali.
2014.
56. Karjalainen. Uutisia joensuusta ja muualta pohjois-karjalasta. http://www.karjalainen.fi/.
Katsottu Tou 22, 2014.
57. Suutari E. Ajetaan yhteistä energiapolitiikkaa. Kainuun Sanomat. Mielipidekirjoitus 3.6.2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
42
58. Aluehallintavirasto. St1 biofuels oy:N bioetanolitehtaan ympäristölupa ja
toiminnanaloittamislupa, kajaani. Aluehallintovirasto. 2014(Tou 5).
59. STT - Suomen tietotoimisto. Kajaanin sahanpuruista bioetanolia parissa vuodessa.
http://www.kaleva.fi/uutiset/talous/kajaanin-sahanpuruista-bioetanolia-parissa-vuodessa/620488/.
Katsottu Tou 5, 2014.
60. Alibaba. Teollisuustarvikkeiden verkkokauppa. http://www.alibaba.com. Katsottu Hei 14, 2014.
61. Sigma-Aldrich. Kemikaalien myyjä. http://www.sigmaaldrich.com/finland.html. Updated 2012.
Katsottu Kes 17, 2014.
62. Sievin kunta. Pohjanmaalle biojalostamo liikennebiopolttoaineiden ja kemianteollisuuden raaka-
aineiden tuotantoon. KETEK Oy. 24.6. 2013.
63. Lassi U. Tutkimuksesta uusia liiketoimintamahdollisuuksia keski-pohjanmaalle. http://www
biolaakso fi. 24.9.2013.
64. Iakovlev M. Lectrue 20: Research insights - SO2-ethanol-water (SEW) fractiontaion of
lignocellulosics. Aalto-yliopisto. 2013.
65. Christopher L. Integrated forest biorefineries : Challenges and opportunities. In: RSC green
chemistry ; 18. Cambridge: Royal Society of Chemistry; 2013:Verkkokirja (pdf)-18, 211-243.
66. Kuhmo Oy. Kuhmolainen sahayritys. http://www.kuhmo.eu/. Katsottu Tou 6, 2014.
67. Anttila M. Bioetanolituotannon potentiaalin kartoittaminen piensahojen sivuvirroista. Lahden
AMK. 2012.
68. Niskanen T. The effect of bark on SO2-ethanol-water (SEW) fractionation and enzymatic
hydrolysis of forest biomass. Aalto University; 2014.
69. Ympäristöministeriö. Suomen ympäristöministeriö. http://www.ym.fi. Katsottu Tou 8, 2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
43
70. Ethanol producer magazine. Etanolituottajien lehti. http://www.ethanolproducer.com. Katsottu
Tou 8, 2014.
71. ZeaChem Inc. Biopolttoaineiden tuottaja. http://www.zeachem.com. Katsottu Tou 8, 2014.
72. Euroopan komisso. EUROOPAN PARLAMENTIN JA NEUVOSTON DIREKTIIVI 2009/28/EY. Euroopan
komissio. 2009.
73. Työ- ja elinkeinoministeriö. Kahdeksan yritystä hakee tukea liikenteen biojalostamoille. Työ- ja
elinkeinoministeriö. 2013.
74. Euroopan komisso. Valtiontuki N 370/2009 – suomi St1 oy:Lle myönnetty biopolttoainetta
koskeva verovapautus. Euroopan komisso. 2009.
75. Anonymous. Wonders of wood -- borregaard. http://vanillin.com. Katsottu May 31, 2013.
76. Kleinert M, Barth T. Phenols from lignin. Chem Eng Technol. 2008;31(5):736-745.
77. Canadian biomass. Kanadalainen biomassalehti. http://www.canadianbiomassmagazine.ca.
Katsottu Hei 10, 2014.
78. FA Forest Oy. Teollisuuden tuhkan jatkojalostaja. http://www.ecolan.fi/fi/fa_forest_oy/. Katsottu
Elo 25, 2014.
79. KiOR. Biopolttoaineiden tuottaja. http://kior.com/. Katsottu Tou 7, 2014.
80. BTG BioLiquids. Biopolttoaineiden tuottaja. http://www.btg-btl.com/. Katsottu Tou 9, 2014.
81. Etia. Ranskalainen bioalan yritys. http://www.etia.fr/index.php. Katsottu Tou 28, 2014.
82. Anonyymi Q. Environmental XPRT - the environmental portal online. http://www.environmental-
expert.com. Katsottu Tou 13, 2014.
83. Tilastokeskus. Tilastoja suomesta. www.stat.fi. Katsottu Tou 9, 2014.
84. Doom J. Kior considers selling itself after missing loan payment. Bloomberg news. 10.7.2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
44
85. Anonyymi. Battelle devlops mobile bio-oil conversion plant. Canadian biomass. Mar/Jou 2014.
86. Mohan D, Pittman CU, Steele PH. Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: A critical review. Energy
Fuels. 2006;20(3):848-889.
87. Vertes AA, Qureshi N, Yukawa H, Blaschek H. Biomass to biofuels: Strategies for global industries.
Wiley Online Library; 2010.
88. Tessini C, Vega M, Müller N, et al. High performance thin layer chromatography determination of
cellobiosan and levoglucosan in bio-oil obtained by fast pyrolysis of sawdust. Journal of
Chromatography A. 2011;1218(24):3811-3815.
89. Koeduka T, Fridman E, Gang DR, et al. Eugenol and isoeugenol, characteristic aromatic
constituents of spices, are biosynthesized via reduction of a coniferyl alcohol ester. Proc Natl Acad
Sci U S A. 2006;103(26):10128-10133.
90. Murwanashyaka JN, Pakdel H, Roy C. Seperation of syringol from birch wood-derived vacuum
pyrolysis oil. Separation and Purification Technology. 2001;24(1):155-165.
91. Burt S. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods—a review.
Int J Food Microbiol. 2004;94(3):223-253.
92. Fujisawa S, Kashiwagi Y, Atsumi T, et al. Application of< i> bis-eugenol to a zinc oxide eugenol
cement. J Dent. 1999;27(4):291-295.
93. Nutrabaits. Globaali karppien pyytäjien sivusto. http://www.nutrabaits.net. Katsottu Kes 23,
2014.
94. Seppänen R, Kervinen M, Parkkila I, Karkela L, Meriläinen P. MAOL-taulukot. Helsinki: Otava.
2006.
95. Lee SY, Park JH, Jang SH, Nielsen LK, Kim J, Jung KS. Fermentative butanol production by
clostridia. Biotechnol Bioeng. 2008;101(2):209-228.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
45
96. Floyd WC, North BF. Patentti US 4455416 A. 1984.
97. Dupont. Globaali teollisuusyritys. http://www2.dupont.com. Katsottu Kes 23, 2014.
98. Reuss G, Disteldorf W, Gamer AO, Hilt A. Formaldehyde. Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry. 2005.
99. Autio A. UPM jalostaa biopolttoainetta havupuun pihkasta. Kainuun Sanomat. 2014.
100. Biodiesel. Biodieseltuotanto USA:Ssa. http://www.biodiesel.org. Katsottu Tou 12, 2014.
101. Block J, Klick P, Grove B, et al. Contaminants found on diesel fuel storage tank filters.
mycleandiesel.com. 2011.
102. Kara M. Biodiesel from sustainable peat and wood. Vapo. 14.4.2008.
103. Leiviskä V. BTL-laitoksen edellytykset pohjois-pohjanmaalla. Pohjois-Pohjanmaan liitto.
2008;www.pohjois-pohjanmaa.fi/file.php?101.
104. Neste Oil. Suomalainen öljyn jalostaja. http://www.nesteoil.fi. Katsottu Tou 21, 2014.
105. Forest Btl. Nestemmäistä biopolttoainetta metsästä. http://forestbtl.com/. Katsottu Tou 21,
2014.
106. REV biodiesel. Tietoa biodieselistä. http://www.revbiodiesel.com/. Katsottu Tou 12, 2014.
107. Gasek. Myy kaasutusteknologiaa. http://www.gasek.fi. Katsottu Tou 20, 2014.
108. Lahti Energia. Lahtelainen sähkön tuottaja. http://www.lahtienergia.fi. Katsottu Tou 20, 2014.
109. Pöyry Oy. Joutsenon puupohjaista biokaasua tuottava biojalostamo - ympäristövaikutusten
arviointiselostus. Ympäristö fi. 2013;www.ymparisto.fi/ download/ noname/ %7B4659787D-7117-
48A5-A683-CD0F60D419C4%7D/ 76150.
110. Gasification. Kaasutusinfo. http://www.gasification.org. Katsottu Tou 20, 2014.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
46
111. Hannula I, Kurkela E. Liquid transportation fuels via large-scale fluidised-bed gasification of
lignocellulosic biomass. VTT. 2013;http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2013/T91.pdf.
112. Deublein D, Steinhauser A. Biogas from waste and renewable resources. John Wiley & Sons;
2011.
113. Ekokymppi. Vuosikertomus 2013. Ekokymppi. 2014.
114. Toukonummi O. Biokaasulla työtä suomeen. T&T. 19.6.2014.
115. Arffman M, Taavitsainen T. Kainuun liikennebiokaasutiekartta. http://www oulu
fi/kajaaninyliopistokeskus/node/28214. 18.11.2014.
116. American biogas council. Amerikkalainen biokaasuliitto.
https://www.americanbiogascouncil.org/. Katsottu Tou 28, 2014.
117. Biokaasuyhdistys. Suomen biokaasuyhdistys ry edistää biokaasuteknologian käyttöönottoa ja
tutkimusta sekä lisää biokaasuun liittyvän tiedon tasoa yhteiskunnassa.
http://www.biokaasuyhdistys.net. Katsottu Tou 28, 2014.
118. Jääskeläinen A. Tutustumiskierros keskitetyille biokaasulaitoksille 14.9.-15.9.2009. Savonia
AMK. 2009.
119. IEA Bioenergy. Energy technology network. http://www.iea-biogas.net/. Updated 2014.
Katsottu Tou 16, 2014.
120. Tulli. Suomen tulli. http://www.tulli.fi. Katsottu Tou 30, 2014.
121. Motiva. Konsulttiyritys energia- ja materiaaliasioissa. http://www.motiva.fi. Katsottu Tou 30,
2014.
122. Gasum Oy. Bio- ja maakaasun tuottaja ja jakelija. http://gasum.fi/. Katsottu Kes 17, 2014.
123. Hyyryläinen S. BIOENERGIALLA SÄHKÖÄ MAATILOILLE. Kymenlaakson AMK. 2010.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
47
124. Huttunen MJ, Kuittinen V, Kokkonen A. Suomen biokaasulaitosrekisteri n: O 14. tiedot vuodelta
2010. Publications of the University of Eastern Finland.Reports and Studies in Forestry and Natural
Sciences.University of Eastern Finland.Saatavilla wwwosoitteesta:
http://epublications.uef.fi/pub/urn_isbn_978-952-61-0630-4/urn_isbn_978-952-61-0630-
4(TRUNCATED). 2011.
125. Weißbach D, Ruprecht G, Huke A, Czerski K, Gottlieb S, Hussein A. Energy intensities, EROIs
(energy returned on invested), and energy payback times of electricity generating power plants.
Energy. 2013;52:210-221.
126. Murphy DJ, Hall CA. Year in review—EROI or energy return on (energy) invested. Ann N Y Acad
Sci. 2010;1185(1):102-118.
127. Gingerich J, Hendrickson O. The theory of energy return on investment: A case study of whole
tree chipping for biomass in prince edward island. The Forestry Chronicle. 1993;69(3):300-306.
128. Uellendahl H, Wang G, Møller H, et al. Energy balance and cost-benefit analysis of biogas
production from perennial energy crops pretreated by wet oxidation. WATER SCI TECHNOL.
2008;58(9):1841-1847.
129. Atlason R, Unnthorsson R. Hot water production improves the energy return on investment of
geothermal power plants. Energy. 2013;51:273-280.
130. Hall CA, Dale BE, Pimentel D. Seeking to understand the reasons for different energy return on
investment (EROI) estimates for biofuels. sustainability 2011. Sustainability. 2011.
131. Garza EL. The energy return on invested of biodiesel in vermont. Gund Institute. 2011.
132. Larsen HH, Petersen LS. DTU international energy report 2012. http://orbit dtu
dk/fedora/objects/orbit:116381/datastreams/file_c356762a-61d1-4caf-81db-
ce587f903d6b/content. 2012.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
48
133. Gaunt JL, Lehmann J. Energy balance and emissions associated with biochar sequestration and
pyrolysis bioenergy production. Environ Sci Technol. 2008;42(11):4152-4158.
134. Coxworth B. Wood foam may be a new form of green home insulation. Gizmag. 7.3.2014.
135. Suomen metsäyhdistys Ry. Puun monet mahdollisuudet. Suomen metsäyhdistys Ry. 2011.
136. Holmbom B, Eckerman C, Eklund P, et al. Knots in trees–a new rich source of lignans.
Phytochemistry Reviews. 2003;2(3):331-340.
137. Products Development L. Lignaanilisäaineiden myyjä. http://www.lignans.net/. Katsottu Hei 11,
2014.
138. Terveyden tukipilarit. Terveystuotteiden verkkokauppa. http://www.terveydentukipilarit.fi.
Katsottu Hei 9, 2014.
139. Vanninen M. Tyypillisten biomassamateriaalien kemiallinen koostumus, master thesis. Jyväskylä
University, Finland; 2009.
140. Klingler FD, Ebertz W. Oxocarboxylic acids. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.
2003.
141. Fagernäs L, Kuoppala E, Arpiainen V, et al. Hidaspyrolyysin liiketoimintojen kehittäminen
suomessa. VTT; 2012.
142. Verkkokauppa Savenmaa. Sekatavarakauppaverkossa. http://kauppa.savenmaa.fi. Katsottu Hei
11, 2014.
143. Alakurtti S. Koivutuohen yhdisteistä monipuolinen bisnesmahdollisuus suomen teollisuudelle.
VTT. 13.02.2014.
144. van Heiningen A. Converting a kraft pulp mill into an integrated forest biorefinery. Pulp Pap
Can. 2006;107(6):38-43.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
49
145. Ray AK, Mishra NC. Exploring lignin based biorefinery in india. AIChE Annual Meeting,
Conference Proceedings. 2012.
146. Ragauskas AJ, Beckham GT, Biddy MJ, et al. Lignin valorization: Improving lignin processing in
the biorefinery. Science. 2014;344(6185):1246843.
147. Macdonald C. Bioproducts still seeking buyers. PULP PAP-CANADA. 2013;114(3):10-11.
148. Ollila J. Metso-supplied world’s first commercial LignoBoost plant successfully starts up at
domtar in the USA. Metso. 30.4.2013.
149. Kouisni L, Holt-Hindle P, Maki K, Paleologou M. The lignoforce system™: A new process for the
production of high-quality lignin from black liquor. paperadvance.com. 2012.
150. Rees C. Clustered together for mutual success. Canadian biomass. Tou/kes 2014.
151. Anonyymi. Port hawkesbury mill to develop bioproducts. Canadian biomass. Maa/huh 2014.
152. Pinazo JM, Domine ME, Parvulescu V, Petru F. Sustainability metrics for succinic acid
production: A comparison between biomass-based and petrochemical routes. Catalysis Today. 2014.
153. BioAmber. Kemikaaleja luonnosta tuottava firma. http://www.bio-amber.com. Katsottu Hei 10,
2014.
154. Klemola K. Energia ja kemianteollisuus osa 1: Energialähteet, ilmastonmuutos -
kemianteollisuuden prosessit –kurssi. LUT. 25.1.2005.
Biopolttoaineiden tuotantomahdollisuudet Kainuussa
LIITE 1
Biopolttoaineiden lämpöarvot (koottu lähteistä24,39,44,62,112,154)
Biotuote Lämpöarvo MWh/tonni Huomioita
Bioetanoli 7,9 6,1 MWh/m3
Biohiili 5,5
Biokaasu 5,055% metaania; 1,2
kg/m3
Metsähake 3,6 35%:n kosteus
Puupelletti/-briketti 4,5 10%:n kosteus
Pyrolyysiöljy 4,4
Turve 2,7 Jyrsinturve