BIOFIT-toimintasuositukset tukemaan bioenergian lisäämistä  

Tällaisia uusiutuvia energiatuotteita ovat esimerkiksi liikennepolttoaineet, biomassajalosteet sekä lämpö ja sähkö. Bioenergian retrofittejä tutkittiin BIOFIT-projektissa viidellä teollisuuden alalla: ensimmäisen sukupolven biopolttoaineet, sellu- ja paperiteollisuus, fossiiliset jalostamot, fossiilinen sähköntuotanto ja yhdistetty lämmön- ja sähköntuotanto (CHP).

Bioenergialla eroon fossiilisista polttoaineista 

Bioenergia on keskeinen uusiutuvan energian muoto. Sen osuus EU:n uusiutuvan energian tuotannosta on lähes 60 %. Hiilestä (ja joissakin maissa myös ydinvoimasta) luopumisen myötä maakaasun rooli korostuu, mikä lisää EU:n riippuvuutta fossiilisesta tuontipolttoaineesta. Bioenergian retrofit-laitoksia hyödyntämällä energiaomavaraisuutta voidaan parantaa tai vähintään laajentaa energian tuotannon raaka-ainepohjaa. Fossiilisessa sähköntuotannossa ja yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa bioenergian retrofit-ratkaisut tukevat vaiheittaista hiilestä luopumista sekä hiilestä irtautumista koskevien kansallisten ja EU-tason tavoitteiden saavuttamista erityisesti alueilla, jotka nyt ovat riippuvaisia hiilestä. Lisäksi, jos ratkaisuun kytketään hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (BECCS, bioenergy carbon capture and storage), voidaan saavuttaa negatiivisia päästöjä. Sähköä tuottavat bioenergian retrofit-laitokset voivat myös tasapainottaa vaihtelevaa tuuli- ja aurinkosähkön tuotantoa.  

Retrofitit nopea ratkaisu uusiutuvien polttoaineiden tuotantoon 

Fossiiliset jalostamot ovat asettaneet itselleen tavoitteen ilmastoneutraaliudesta vuoteen 2050 mennessä (FuelsEurope – Vision 2050). Bioenergian retrofit-ratkaisuilla voidaan lisätä uusiutuvien polttoaineiden tuotantoa sektorilla lyhyellä aikavälillä. On kuitenkin selvää, ettei bioperäisellä raaka-aineella voida korvata kaikkea Euroopassa jalostettavaa raakaöljyä (noin 660 miljoonaa tonnia vuodessa). Bioenergian retrofit-ratkaisuilla olemassa olevaa infrastruktuuria voidaan laajentaa tai muuntaa uusiutuvien polttoaineiden tuotantoon sopivaksi, jolloin syötteenä voidaan hyödyntää esimerkiksi vetykäsiteltyä kasviöljyä (HVO, hydrogenated vegetable oil) tai pyrolyysiöljyä. BIOFIT TOTAL -tapaustutkimus osoitti, että pyrolyysiteknologian soveltuvuus bioöljyn tuotantoon oli parempi käytettäessä raaka-aineena sahateollisuuden jäämiä kuin muita biomassaraaka-aineita (kuten metsätalouden ja muun puunjalostusteollisuuden jäämiä), sillä raaka-aine oli valmiiksi kooltaan sopivaa, tasalaatuista ja saatavilla suurina määrinä. Olosuhteiden kannalta optimaalisten ratkaisujen löytämiseksi on tehtävä yhteistyötä alueellisesti ja eri teollisuussektoreiden välillä. 

Kehittyneillä biopolttoaineilla laajempi tuotevalikoima 

Sellu- ja paperiteollisuuden sivuvirroista (kuten kuori, mustalipeä, mäntyöljy, ligniini ja kuituliete) riittää raaka-ainetta biopolttoaineiden tuotantoon lukuisilla eri prosesseilla. BIOFIT:ssä nostettiin sektorin kaupallisista teknologioista esiin esimerkiksi kuoren kaasutus kalkkiuunin polttoaineeksi, uusiutuvan dieselin tuottaminen mäntyöljystä sekä etanolin valmistaminen sulfiittisellutehtailla. Ensimmäisen sukupolven biopolttoaineiden tuotantolaitoksilla bioenergian retrofitit edesauttavat laitosten joustavuuden ja tuotteiden laadun parantamisessa sekä mahdollistavat siirtymän toisen sukupolven biopolttoaineisiin. Koska ravinto- ja rehukasveista tuotetun biomassapolttoaineen osuutta energian loppukulutuksessa rajoitetaan tällä hetkellä EU-tasolla, siirtyminen toisen sukupolven biopolttoaineisiin auttaa olemassa olevia laitoksia laajentamaan toimintaansa. BIOFIT-projektissa lentoliikenne nähtiin merkittävänä biopolttoaineiden käyttäjänä tulevaisuudessa, sillä EU:n asetus säätää kestävien lentopolttoaineiden osuuden vuoden 2030 5%:sta 63%:iin vuoteen 2050 mennessä. 

Muuttuva lainsäädäntö hidastaa laitosten käyttöönottoa 

Fit-for-55-paketissa ehdotetaan uusia tavoitteita kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiselle ja kehittyneiden biopolttoaineiden osuuksille, vaikka moni EU:n jäsenvaltio työstää edelleen REDII-siirtymää. Poliittinen järjestelmä on monimutkainen ajatellen bioenergiaa hyödyntäviä teollisuuden aloja. Biomassaa hyödynnetään monella toimialalla ja sitä säädellään useissa eri direktiiveissä, mikä tekee muuttuvien ohjeiden noudattamisesta haastavaa ja aiheuttaa suurta hallinnollista taakkaa erityisesti pienille toimijoille.  

Bioenergian retrofitit voivat olla sekä teknisesti että taloudellisesti toteuttamiskelpoisia, mutta monien retrofittien taloudellinen kannattavuus edellyttää tukia tutkimukseen, kehitykseen ja investointeihin. Investointien kannalta on olennaista, että pitkän aikavälin suunnittelu turvataan nopeasti muuttuvassa poliittisessa ja markkinatilanteessa. Toistaiseksi myös fossiiliset polttoaineet saavat tukea EU-tasolla (vuonna 2018 tuki EU-27-alueella oli 50 miljardia euroa), eikä EU:n hiilidioksidipäästöoikeuksien hinta välttämättä riitä tekemään biomassapohjaisesta sähköntuotannosta kilpailukykyistä fossiiliseen tuotantoon verrattuna. 

Kilpailu raaka-aineista edellyttää käytön kohdentamista ja sivuvirtojen tehokkaampaa hyödyntämistä 

Bioenergian tai biopolttoaineen tuotantolaitoksen optimaalinen toiminta edellyttää laatuvaatimukset täyttävän raaka-aineen toimittamista tarvittavissa määrin ja kohtuullisin kustannuksin. Käytettävä teknologia on valittava siten, että tuotanto täyttää paikalliset energia- ja polttoainevaatimukset ja hyödyntää paikallisesti saatavilla olevia raaka-aineita. Tämän vuoksi laitoksen koko ja käytetty teknologia ovat kriittisiä tekijöitä sekä talouden että ympäristön kannalta.  

BIOFIT-sektorit kilpailevat kestävästä raaka-aineesta toistensa ja muiden käyttökohteiden kanssa. Tällä hetkellä monet jäsenvaltiot hankkivat biopolttoaineita pääosin kansainvälisiltä markkinoilta. Metsäbiomassan kaskadikäyttöperiaatteen toteuttaminen lisää kiinnostusta jätteiden ja jäämien käyttöön ja voi aiheuttaa epävarmuutta bioenergian raaka-ainemarkkinoilla. Kestävän biomassan saatavuus sekä energia- että muihin tarkoituksiin tulisi varmistaa kansallisella tasolla ja sisällyttää pitkän aikavälin suunnitelmiin. Jotkin retrofitit, kuten selluteollisuuden kuoren kaasutuslaitokset, voivat hyödyntää raaka-ainetta, jolle ei ole muita paikallisia käyttötarkoituksia. Näiden materiaalien hyödyntäminen on itsestään selvästi suositeltavaa. Kestävien raaka-aineiden riittävyyttä voidaan lisäksi parantaa kehittämällä hankinta- ja toimitusketjuja. Esimerkiksi käytetyn ruokaöljyn keräämisessä biopolttoainesektorille on tehostamismahdollisuuksia. Lisäksi joidenkin sivuvirtojen hyödyntäminen vaatii lainsäädännöllisten esteiden poistamista. Toimenpiteitä voidaan myös kohdentaa paikalliseen raaka-aineen hankintaan esimerkiksi viljelemällä energiakasveja heikkotuottoisilla mailla.  

Lentoliikenteen biopolttoaineiden laajamittaista tuotantoa rajoittaa edullisen raaka-aineen puute. Uusia teknologioita esimerkiksi alkoholien ja lignoselluloosapitoisten raaka-aineiden jalostamiseen tutkitaan, mutta näiden teknologioiden kaupallistamismahdollisuuksien vertailu on hankalaa, koska yhteistä teknologista terminologiaa ei ole ja yritysten esittämät prosessi- ja kustannusluvut eivät välttämättä ole vertailukelpoisia. Teknologianeutraalin lainsäädännön kehittäminen, kaikkien liikennepolttoaineiden uusiutuvan sisällön määrittämiseksi kehitettävät vakiolaskentakaavat ja kansainvälisesti yhdenmukaiset kestävyyssertifioinnit ovat edellytys uusien teknologioiden käyttöönotolle. 

Kirjoittajat ovat VTT:n tutkijoita