Uusia arvoketjuja metsistä: Biogeeninen hiili sitoutuu kemianteollisuuden tuotteissa

Onko puun laajamittainen polttaminen enää perusteltua? Tarvitaan uusia hankkeita ­ligniinin ja hemiselluloosan nykyistä parempaan hyödyntämiseen.

Sellua keitettäessä yli puolet kaadetun puun massasta päätyy polttoon, pääasiassa mustalipeän mukana soodakattilaan. Myös puru, oksat, kuori ja latvukset hyödynnetään Suomessa uusiutuvan energian tuotannossa.

Sellutehtaiden biogeeniset hiilidioksidipäästöt Suomessa ovat yli 20 miljoonaa tonnia vuodessa.

Ylipäätään puun polttamisen osuus Suomen energiantuotannosta on lähes kolmannes, ja yli 20 miljoonaa tonnia puuta kuiva-aineena päätyy polttoon vuosittain.

Lähes puolet tästä puumäärästä on biojalostamoiden mustalipeässä, puun sidosaine ligniininä ja pienemmän polttoarvon hemiselluloosana.

Onko yhtä laajamittainen puun polttaminen tulevaisuudessa perusteltua kiertotalouden, CO2-päästöjen ja biodiversiteetin näkökulmasta, samaan aikaan kun yhteiskunta sähköistyy uusiutuvan tuulivoiman avulla?

Ikävä totuus

Uudet biojalostamot pyrkivät yhä tehokkaampaan puumateriaalin hyötykäyttöön ja arvokkaampien jakeiden erotteluun, esimerkkeinä tehokkaampi raakamäntyöljyn, metanolin ja tärpätin talteenotto kemikaalikierrosta.

Selluintegraatissa syntyviä puuaineksia, kuorta, oksia ja puruja voidaan kaasuttaa ja syntyvää synteesikaasua voidaan hyödyntää korvaamaan esimerkiksi meesauunin fossiilisia polttoaineita.

Todellisuudessa nykyisenkin tehokkaan biojalostamon keskiössä on soodakattila, joka on yksi kokonaisuuden suurimpia investointeja, ja jossa yhä suuri osa jokaisen kaadetun kuitupuun massasta poltetaan. Tämä on hieman ikävä tosiasia. Samaan aikaan keskustelu puiden hakkuista ja hiilinielujen roolista ilmastonmuutoksessa jatkuu.

Hiilidioksidi talteen

Biogeenisen hiilidioksidin talteenotto on kiehtova vaihtoehto, johon liittyen on meneillään useita selvityksiä ja tutkimuksia. Hiilidioksidin talteenotolla ja hyötykäytöllä voitaisiin välttää investoinnit perinteiseen biojalostamoon. Toisaalta hiilidioksidin konvertointi kemikaaleiksi on vielä suhteellisen kallista ja vaatii uusiutuvaa energiaa.

Voisiko toinen vaihtoehto puumassan täydellisessä hyödyntämisessä tuotteiksi olla ligniinin ja hemiselluloosan erottelu, jopa niin pitkälle ajateltuna että mustalipeän polton voisi välttää?

Biomassan kaasuttaminen, pyrolyysi, erilaiset katalyyttiset tai biotekniset menetelmät voisivat avata reitin kemikaaleiksi ja uusiksi materiaaleiksi tuottamaan lisäarvoa. Tutkimusta tarvitaan lisää eivätkä kyseiset vaihtoehdot myöskään ole ilmaisia.

Biogeenisen hiilidioksidin tai biomassan käyttö liikennepolttoaineena, esimerkiksi uusiutuva metanoli, johtaa lopulta hiilidioksidin vapautumiseen ilmakehään.

Kemianteollisuuden raaka-aineissa ja tuotteissa biogeeninen hiili voitaisiin sitoa pidemmäksi aikaa tai kokonaan. Esimerkiksi muoveissa ja niiden sovelluksissa, kuten putkissa tai sähkökaapeleiden päällysteissä, talteen napattu hiili voisi säilyä vuosikymmeniä teknisessä hiilinielussa.

Visiossa, jossa pakkausmuovit kiertävät tulevaisuudessa uusiokäyttöön, voisi biopohjainen hiili jatkaa kiertoaan vapautumatta polton kautta taivaalle.

Uusiouutisten numerossa 5/2023 on juttu Metsän ja Veolian projektista, jossa biojalostamon kemikaalikierrosta eroteltua raakametanolia jatkojalostetaan kaupalliseksi biometanoliksi. Kyseinen projekti on hieno esimerkki puukomponenttien tehokkaammasta hyötykäytöstä.

Vastaavia aloitteita on jo tehty ja lisää tarvitaan. Uusia tutkimushankkeita ja investointeja ligniinin ja hemiselluloosan parempaan hyötykäyttöön on menossa, mutta suuren mittakaavan läpimurrot antavat odottaa.

Olisiko paikallaan aloittaa keskustelu kokonaisvaltaisesta visiosta, jossa hakattu puu hyödynnetään 100-prosenttisesti osana päästötöntä kiertotaloutta?

Teksti: Ismo Savallampi.

Kirjoittaja työskentelee Borealis Polymers Oy:n kestävän kehityksen SPIRIT-ohjelmassa (Sustainable Plastics Industry Transformation) ja vastaa uusiutuvien syöttöaineiden tutkimushankkeista.

Kuva: Borealis.