Biokaasua syntyy silloin kun hapettomissa olosuhteissa erilaiset mikrobit hajottavat orgaanista ainesta. Kyseisen mädäntymisen lopputuloksena syntyy valtavat määrät metaania sisältävää biokaasua sekä mädätysjäännöstä, jota pystytään käyttämään lannoitteena maataloudessa. Luonnossa biokaasua syntyy samalla menetelmällä soissa ja järvien pohjamudissa. Myös märehtijöiden vatsat ja kaatopaikat ovat oivallisia paikkoja biokaasun syntymiseen. Teollisesti sitä tuotetaan biokaasureaktoreissa. Kaasun tuotantoprosessia voidaan kutsua mädättämiseksi, biokaasutukseksi tai anaerobiseksi käsittelyksi.

Biokaasun koostumus

Biokaasun koostumus sisältää pääosin metaania (CH4) ja hiilidioksidia (CO2). Reaktorilaitoksissa valmistetun biokaasun koostumuksesta metaania on yleensä noin 50-70 prosenttia ja hiilidioksidia 30-50 prosenttia. Näiden aineosien lisäksi biokaasusta voi löytyä vesihöyryä, typpeä, vetyä, happea, ammoniakkia ja rikkivetyä. Muiden aineiden osuus jää yleensä alle yhden prosentin. Kaatopaikalla syntyneessä biokaasussa voi lisäksi olla huomattavia määriä happea ja typpeä.

Lisää biokaasun tuotannosta voit lukea kirjoittamastamme artikkelista.

Raaka-aineet

Tuotannossa käytettäviä raaka-aineita on kolmenlaisia: eläinperäiset, kasviperäiset ja teollisuusperäiset jätteet. Eläinperäisiin jätteisiin lukeutuu erityisesti eläinten lanta, jota pidetään ihanteellisena raaka-aineena biokaasulle. Lanta sisältää mikrobien tarvitsemat ravinteet, sillä on korkea puskurikapasiteetti ja sitä on tasaisesti saatavilla ympäri vuoden. Kasviperäiset raaka-aineet ovat energiakäyttöä varten kasvatetut kasvit sekä kasvituotannosta sivutuotteena syntyneet jätteet ja kasvibiomassa. Yhtä lailla ruoantuotannosta syntyneet jätteet sopeutuvat biokaasun tuotantoon. Teollisuudenalat kuten paperi-, nahka- ja metsäalat muodostavat tehtaissaan jätteitä joita voidaan hyödyntää biokaasun tekemisessä.

Biokaasun käyttötarkoitukset

Biokaasua pidetään arvokkaana, uusiutuvana biopolttoaineena sekä energianlähteenä. Sen ympäristöedut ovat huomattavat verrattuna muihin energialähteisiin. Biokaasua voidaan hyödyntää esimerkiksi sähkön – ja lämmöntuotannossa sekä siitä valmistetaan polttoainetta autoihin ja työkoneisiin. Valmistuksessa syntynyttä hiilidioksidia pystytään hyödyntämään esimerkiksi kasvihuoneissa.

Tuotannossa syntyvää mädätettyä biomassaa kutsutaan mädätejäännökseksi. Se muistuttaa massaltaan ja ravinnekoostumukseltaan lähes täydellisesti syötemateriaalia. Ainoastaan sen kuiva-ainepitoisuus vähenee prosessin aikana muutaman prosentin ja aineen PH on melkein neutraali. Mädätejäännös on kuitenkin syötemateriaalia hygieenisempää, tasalaatuisempaa ja hajuttomampaa. Lisäksi sen sisältämät ravinteet ovat nopeammin haihtuvassa ja liukenevassa muodossa. Tästä syystä biokaasun tekoon käytetyn lietelannan lannoitusominaisuudet vain paranevat prosessissa.

Biokaasun historia

Biokaasun tekniikka on tunnettu erityisesti Kiinassa jo vuosisatojen ajan ja Intiassa 1800-luvulta lähtien. Tänä päivänä Kiinassa on jopa kotikäytössä useita miljoonia biokaasureaktoreita. Euroopassa kaasun käyttäminen energianlähteenä on alkanut vasta 1930-luvulla, jolloin teknologia kehitti kaasun varastointiin vaadittavan 200 bar paineen kestävän teräksisen kaasupullon. Noina aikoina Saksassa aloitettiin käyttämään synteettistä ja kivihiilipohjaista metaania liikennepolttoaineena. Ruotsalainen kaasuntuotantoyhtiö AGA kehitti samoihin aikoihin biokaasun puhdistustekniikan, joka otettiin liikennekaasun tuotantokäyttöön Ruotsissa vuodesta 1941 lähtien.

Suomessa biokaasua tutkittiin myös ahkerasti 1900-luvun alusta lähtien. Biokaasua alettiin hyödyntämään Rajasaaren ja Kyläsaaren vedenpuhdistamoilla 1930-luvulla ja samalla kaasua alettiin siirtämään Helsingin kaupunkikaasuverkostoon. Sota-aika toi myös pulan liikennepolttoaineista. Ratkaisuksi Kyläsaareen ja Rajasaareen avattiin liikennebiokaasun tankkauspisteet. Suomalaisten autojen kaasukäyttöön muuntamiseksi tarvittavan tekniikan ja osat toimitti ruotsalainen AGA, joka samalla hoiti tankkaukseen liittyvän liiketoiminnan. Kaasukäyttöön tarvittavat muuntosarjat asennettiin kaupungin omistamiin autoihin ja yhteensä 92 autoa sai luvan muunnokseen. Vuonna 1946 biokaasun tuotanto lopetettiin, koska bensiinin tuonti vapautettiin. Päätös tehtiin, vaikka tuotanto oli ollut kannattavaa.

Biokaasu Suomessa

Tänä päivänä biokaasua tuotetaan teollisuuden ja kaupunkien jätevedenpuhdistamojen biokaasulaitoksilla, erillisillä biokaasulaitoksilla ja maatilojen omilla biokaasulaitoksilla. Lisäksi biokaasua otetaan talteen kaatopaikoilta biokaasupumppaamoilla.

Biokaasun tuotantopotentiaalia ollaan pystytty hyödyntämään vasta 4 prosentin verran, kun taas kaasun edelläkävijämaa Ruotsi tuottaa tällä hetkellä kuusi kertaa enemmän kaasua kuin Suomi. Suomen vuosittainen potentiaali olisi 9 TWh, jolla pystyttäisiin kattamaan 18 % koko tieliikenteen energiankulutuksesta. Vuonna 2016 Suomessa tuotettiin kuitenkin biokaasulla energiaa reaktorilaitoksilla noin 383 GWh ja kaatopaikkalaitoksilla noin 240 GWh. Tuotetusta energiasta suurin osa käytettiin lämmitykseen, vain noin 142 GWh sähköntuotantoon ja 24 GWh biometaanina liikenteessä.

Vuoden 2011 hallitusohjelmaan kirjattiin biokaasun liikennekäytön edistäminen. Bioautoja on Suomessa tällä hetkellä noin 4000 kappaletta ja niiden määrä on vahvassa kasvussa. Vuonna 2017 pelkästään autoja ostettiin 2000 kappaletta. Autoihin saadaan kaasua 40 tankkausasemalta. Liikennekäyttöön jalostetaan kaasua 14 biokaasulaitoksella.

Suomessa biokaasumarkkinoiden merkittävin energiayritys on 100 -prosenttisesti valtion omistama Gasum. Yritys on Suomen johtavin biokaasun tarjoaja ja biohajoavien jätejakeiden käsittelijä. He myös jalostavat suomalaista biokaasua ja tarjoavat sivutuotteena syntyneitä orgaanisia lannoitevalmisteita suomalaisille pelloille. Vuoden 2017 alussa yritys osti ruotsalaisen Swedish Biogas Internationalin, joka teki yrityksestä samalla pohjoismaiden suurimman biokaasutoimittajan.

Yrityksellä on yhteensä 12 biokaasulaitosta Suomessa ja Ruotsissa.

Biokaasun tulevaisuus

Suomen hallitus on vahvasti tukemassa biokaasun jalostamisen ja käytön lisäämistä lähitulevaisuudessa. Hallitus on esimerkiksi asettanut energia- ja ilmastopolitiikan tavoitteeksi, että vuonna 2030 Suomessa olisi 50 000 biokaasulla toimivaa autoa. Autojen muuttamista kaasukäyttöiseksi tuetaan ja biokaasun tuotantoa edistetään. Erityisesti maatalouden biokaasutuotannon lisäysmahdollisuudet ovat merkittävät. Maatiloilta saatavaa erinomaista biokaasun raaka-ainetta, peltobiomassaa on vasta viime aikoina alettu kunnolla hyödyntämään. Maatalouden sivutuotteena saatava biokaasu on tulevaisuudessa suuressa asemassa niin maatalouden omalle tuotannolle kuin Suomen kokonaisbiokaasutuotannolle.