Maatalous energian kuluttajasta energian tuottajaksi? 

29.11.2021/Text: Kari Koppelmäki

Kari Koppelmäki

Ruoan ja energiantuotannon järkevällä yhdistämisellä voitaisiin tuottaa tulevaisuudessa enemmän energiaa mitä maatalous kuluttaa ilman kilpailua ruoantuotannon kanssa. Maatalouden sivuvirrat, kuten lanta ja satotähteet, tarjoavat merkittävän potentiaalin tuottaa uusitutuvaa energiaa maatiloilla. Biokaasulaitoksia onkin viime vuosina rakennettu yhä enenemissä määrin maatilojen yhteyteen ja kiinnostus maatalousbiomassojen hyödyntämiseen yleisestikin on kasvussa. Lannan lisäksi, erityisesti kasvinviljelyvaltaisilla, erilaiset kesantonurmet (mm. viherlannoitusnurmet) tarjoavat merkittävän tällä hetkellä alihyödynnetyn energialähteen.


Ruoan- ja energiantuotannon järkevä yhdistäminen

Väitöstutkimuksessani olen selvittänyt biokaasuntuotannon yhdistämistä ruoantuotantoon ja sen vaikutuksia ravinnekiertoihin maatila- ja alueellisessa mittakaavassa. Mallina ruoan- ja energiantuotannon yhdistämiselle on toiminut Hyvinkään Palopurolla pilotoitu agroekologinen symbioosi (AES), jossa biokaasua tuotetaan viljelykierrossa viljeltävistä viherlannoitusnurmista yhdessä lannan kanssa. Palopuron AES:ssa energiaa tuotetaan enemmän kuin kulutetaan. Hyödyntämällä viherlannoitusnurmien biologista typensidontaa, tuotetaan runsaasti energiaa sisältävää syötettä biokaasuntuotantoon, mutta samalla myös tehostetaan ravinteiden kierrätystä.


Nurmibiomassassa suuri potentiaali

Maatalouden nurmibiomassa, jota ei tällä hetkellä korjata rehuksi, tarjoaa suuren energiantuotantopotentiaalin Suomessa. Koko Suomessa korjuukelpoista alaa on arvioitu olevan yli 200 000 hehtaaria. Voitaisiinko tätä alaa hyödyntämällä tehostaa ravinteiden kierrätystä ilman ulkopuolisten tuotantopanosten lisäämistä ja mitä muita vaikutuksia sillä olisi ruoantuotantoon? Parhaillaan arvioitavana olevassa artikkelissa tutkittiin biokaasuntuotannon yhdistämistä ruoantuotantoon alueellisessa mittakaavassa Etelä-Suomen kasvinviljelyvaltaisella alueella eri skenaarioiden avulla. Yhdessä skenaariossa energiaa tuotettiin ainoastaan kesantonurmista ja nykyisten kotieläinten lannasta. Toisessa skenaariossa 20 prosenttia pelloista oli muutettu typpeä ilmastoa sitoviksi apilanurmiksi, jotka käytettiin kesantojen ja lannan kanssa energiantuotantoon. Kolmannessa skenaariossa maitokarjan määrää lisättiin alueella niin, että apilanurmet käytettiin ensin rehuna ja vasta lanta käytettiin biokaasuntuotantoon. Jokaisessa skenaariossa ravinteet palautettiin takaisin peltoon energiantuotannon jälkeen mädätysjäännöksen muodossa. Vaikutuksia verrattiin alueen nykyiseen tuotantoon. Tulosten mukana ruoan- ja energiantuotannon järkevällä yhdistämisellä voidaan tuottaa ruokaa ja energiaa ja samanaikaisesti ilman kilpailua peltoalasta, parantaa ravinneomavaraisuutta ja vähentää hävikkejä ympäristöön. Lisäämällä nurmia viljelykiertoon lisätään myös hiilisyötettä maaperään.


Biokaasuntuotannon haasteet

Maatalouden biomassat tarjoavat merkittävän energiantuotantopotentiaalin ja viisaalla toteuttamisella saavutetaan myös muita ympäristöhyötyjä. Haasteena on kuitenkin tuotannon mittakaava, koska syötteet ovat hajallaan ympäri maata. Syötteiden kuljettaminen pitkiä matkoja ei ole taloudellisesti mielekästä ja ravinteiden kierrätyksen tehokas toteutuminen on helpompaa pienessä mittakaavassa. Maatalouden biomassojen hyödyntämiseen tarvitaankin toimintamalleja, jossa otetaan huomioon paikallinen ravinteidenkierto ja ruoantuotanto.

 

Kari Koppelmäki sai Tekniikan edistämissäätiön Gasumin rahaston osavuosiapurahan vuonna 2019. Koppelmäki on tohtorikoulutettavana Helsingin yliopistossa. 

Uusimmat artikkelit

Environmental Impacts of Processing Complex Cobalt Containing Raw Materials

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 20.1.2025

Prosessimallinnus lisää tietoa metallien ympäristövaikutuksista Riina Aromaa           Prosessimallinnus lisää tietoa metallien ympäristövaikutuksista Yleistykset johtavat harhaan Monien metallien tarve kasvaa vihreän siirtymän mukana, kuten myös kiinnostus ympäristövaikutuksiin, joita niiden käyttö aiheuttaa. Metallituotteiden ympäristövaikutukset tulisi määrittää aina tapauskohtaisesti. Identtisten tuotteiden vaikutukset voivat vaihdella paljonkin muun muassa sen mukaan, millaisia prosesseja ja raaka-aineita…

Farmaseuttisten tablettien jatkuvatoiminen valmistus – Kaupallisesta erävalmistuksesta jatkuvatoimisen prosessoinnin tutkimukseen

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 17.12.2024

Farmaseuttisten tablettien jatkuvatoiminen valmistus – Kaupallisesta erävalmistuksesta jatkuvatoimisen prosessoinnin tutkimukseen Jenna Lyytikäinen         Jatkuvatoiminen valmistus kiinnostaa myös lääketeollisuutta Jatkuvatoiminen prosessointi on käytössä useilla eri teollisuuden aloilla sen etujen ansiosta. Lääketeollisuus on monista eri syistä, kuten aiemmasta lääkeviranomaisten suhtautumisesta johtuen kuitenkin pitäytynyt perinteisessä erävalmistuksessa. Erävalmistus vaatii henkilökunnalta välituotteiden siirtoa, paljon tilaa ja monia…

Molybdenum sulfides with bismuth halide perovskites for better photocatalysis

Kirjoittajalta Tekniikan edistämissäätiö / 20.11.2024

Molybdenum sulfides with bismuth halide perovskites for better photocatalysis  By He Zhao         Clean hydrogen from photocatalysis Hydrogen is regarded as a promising energy carrier for the future world. Solar-driven photocatalysis provides a cleaner and more sustainable approach for hydrogen production, which would not produce any carbon footprint theoretically. This reaction of…