Biokaasutuotanto esitetään usein ratkaisuna moniin ympäristökysymyksiin. Sillä esitetään korvattavan fossiiliset polttoaineet liikenteessä, väkilannoitteet ruuantuotannossa ja ratkaistavan monet ilmasto-, vesistö- kuin muutkin ympäristöongelmat.

Biokaasutuotannolla voidaan kaikkiin edellä mainittuihin vaikuttaa, mutta yhden tekniikan ihmeratkaisu se ei ole. Lisäksi positiiviset vaikutukset on varmistettava koko tuotantoketjun hyvällä toteutuksella ja käytännöillä. Kehnoin toimin ympäristöhaitat voivat jopa nousta.

Biokaasulaitokset ovat isoja investointeja, mikä voi ajaa minimoimaan kustannuksia siellä, missä todellisuudessa lisätään ympäristöhaittoja. Haastetta lisää se, että selkeää ohjeistusta ympäristön kannalta huomioitaviin tekijöihin ei ole eikä parhaita käytäntöjä siksi välttämättä osata ohjauskeinoissakaan edellyttää.

Biokaasutuotanto koostuu useasta vaiheesta, joiden aikana voi tapahtua päästöjä ympäristöön (ks. kuva). Ympäristöhyötyjen saavuttamiseksi onkin huomioitava koko tuotantoketju, ei pelkästään biokaasureaktoria.

Biokaasun tuotantoketjun eri vaiheista voi vapautua kasvihuonekaasuja ja ammoniakkia ilmaan ja mädätteen peltokäytössä huuhtoutua ravinteita vesiin.

Päästöjen määrä ja ympäristövaikutusten suuruus riippuvat siitä, miten biokaasutuotannon prosessiketju on suunniteltu ja toteutettu sekä millaisin käytännöin sitä hallitaan. Hyvät käytännöt minimoivat päästöt ja maksimoivat positiiviset ympäristövaikutukset, jotka yleensä tuovat myös taloudellista etua.

Biokaasun metaani voi tuottaa ilmastohyötyjä korvatessaan fossiilisia polttoaineita. Biokaasulaitos voi myös vähentää metaanipäästöjä verrattuna esimerkiksi lannan perinteiseen käsittelyketjuun. Metaani on kuitenkin voimakas kasvihuonekaasu ja vähäisetkin vuodot tuotantoketjun eri vaiheissa heikentävät tavoiteltavia ilmastohyötyjä.

KEBIO-hankkeessa tarkasteltiin biokaasutuotannon päästötietoja tieteellisestä kirjallisuudesta. Uusimman tiedon valossa päästöriski on aiemmin oletettu todellista pienemmäksi.

Mitatut metaanipäästöt vaihtelevat noin yhdestä prosentista jopa 20 prosenttiin laitoksen hallitusti tuottamasta metaanista. Laitosalueen ympäristössä mitatut metaanipäästöt voivat olla suurempia kuin yksittäisten prosessirakenteiden mittaustulosten summa. Kaikkia päästölähteitä ei siis välttämättä tunnisteta.

Suurimmiksi metaanilähteiksi biokaasutuotannossa on tunnistettu mädätteen kattamaton varastointi ja kaasuhävikit energiahyödyntämisessä. Myös vuodot laitosrakenteista ja päästöt paineensäätöventtiileistä voivat olla merkittäviä. Laitoksen asianmukainen huolto ylläpitää rakenteiden ja laitteiden oikeaa toimintaa ja vähentää päästöjä.

Syötteen viipymä biokaasureaktorissa vaikuttaa sekä laitoksen metaanisaantoon että mädätteestä aiheutuviin päästöihin. Liian lyhyen viipymän aikana orgaanista ainesta jää hajoamatta ja päätyy mädätteeseen. Viipymän pidentäminen siis parantaa metaanisaantoa ja vähentää mädätteeseen jäävän orgaanisen aineksen hallitsematonta hajoamista metaaniksi mädätteen varastoinnin aikana.

Myös varastojen tiivis kattaminen vähentää metaanipäästöjä mädätteestä. Vielä enemmän se estää typen hävikkiä ympäristölle haitallisena ammoniakkina, joka mädätteessä pysyessään lisää sen lannoitustarvoa. Myös toisen voimakkaan kasvihuonekaasun, dityppioksidin päästöt vähenevät.

Mädätteen levityksessä pellolle on tunnistettu tarve minimoida typen hävikki ilmaan. Multaavilla levitysmenetelmillä ammoniakin haihtumisen on mitattu estyvän. Märkään maahan levitettäessä metaanin ja dityppioksidin päästöriskin on havaittu kasvavan. Ravinteiden huuhtoutumisen riskiä on todennetusti vähennetty tarkalla lannoitussuunnittelulla ja levityksen oikea-aikaisuudella kasvin tarpeeseen nähden.

Kirjallisuuskatsaus korosti tarvetta ymmärtää, että kaikki biokaasulaitokset ovat erilaisia ja yleispäteviä päästötietoja on vaikeaa sekä mitata että mallintaa. Toisaalta kirjallisuuskatsaus osoitti, että tietoa biokaasulaitosten päästöistä tarvitaan lisää parhaiden käytäntöjen tunnistamiseksi ja käyttöönottamiseksi ja siten päästöjen minimoimiseksi. Ohjeistus kootun tiedon pohjalta tulisi olla biokaasulaitosten toteutuksen ja käytön pohjana, jotta tavoitellut edut saavutetaan.

Luonnonvarakeskuksen ja Suomen ympäristökeskuksen toteuttama VN TEAS -hanke ’Kestävät käytännöt biokaasutuotannon prosessiketjuissa’ (KEBIO) kokoaa tietoa biokaasutuotannon päästöistä ja laatii ohjeet, miten tuotanto tulisi kestävästi toteuttaa. Kestävien käytäntöjen merkitystä havainnollistetaan laskemalla erilaisten biokaasulaitosten käytäntöjen vaikutusta päästöihin ja laitoksen talouteen. Hanke tarkastelee myös nykyisten ohjauskeinojen mahdollisuuksia ohjata biokaasulaitoksia jo investointivaiheessa tai laitostoiminnan aikana kestävimpiin käytäntöihin ja tekee politiikkasuosituksia. Vaikka hankkeen pääpaino on maatalouden jätteiden ja tähteiden mädätyksessä, samat periaatteet hyvistä käytännöistä pätevät muitakin raaka-aineita hyödyntävillä biokaasulaitoksilla.

Teksti: Sari Luostarinen, Elina Tampio, Suvi Lehtoranta, Karetta Timonen ja Johanna Laakso