Hiiltä ja biopolttoaineita puusta

(Jari) #1

Millasella prosessilla saisi kuivatislattua puuta jotta lopputuloksena saataisiin esimerkiksi biopolttoaineita, nesteytetty√§ vety√§ yms. J√§ljelle j√§√§v√§ hiili puristetaan pelleteiksi ja t√§ytet√§√§n esimerkiksi vanhoja kaivoksiaūü§Ē
Jos on tonni kuivaa puuta paljonko saadaan hiiltä ja paljonko hiilivetyjä tai muita hyödynnettäviä jakeita.

Mutta onko järkeä sitoa näin hiiltä ilmakehästä jos toiset louhii sitä maasta ylös. Järkevintä on ilmeisesti lopettaa ensin kivihiilen, turpeen yms. käyttö?

(Jari) #2

Sopisiko prosessiksi tällainen:

Kuivatislaamalla/eri pyrolyysiprosesseilla saadaan lopputuotteena mm. biohiiltä -> Haudataan maaperään, kaivoksiin. Kaasu- ja nestejakeet vaihtelee prosessin mukaan, mm. biodiesel on yksi vaihtoehto.

Prosessi: Biomassan kasvatus-keruu-biohiilen valmistus ja hautaus-biopolttoaineiden ja kemikaalien valmistus.

Puusta saadaan hiiltä arviolta 30-50% kuiva-aineesta. Vaikeaa on löytää nopeampaa keinoa sitoa hiilidioksidia ilmakehästä pysyvästi.

(Sanna-Liisa Sihto-Nissilä) #4

Hei,

VTT:ltä on tulossa vastaus tähän toukokuun alkupuolella. Sitä odottaessa voi tutustua tähän tiedotteeseen, jossa kerrotaan VTT:n projektista tuottaa biohiiltä metsäteollisuuden sivutuotteista. Biohiiltä voidaan käyttää terästeollisuudessa korvaamaan hiiltä tai esim. maanparannusaineena.

https://www.vtt.fi/medialle/uutiset/biohiili-voi-toimia-hiilivarastona

(Pertti Koukkari) #5

Hei Jari,

Kiitokset kysymyksestäsi. Sysiä on toki poltettu Suomessakin iät ja ajat ja niin tehdään maailmalla edelleenkin. Kyseessä on usein pienen mittakaavan toiminta miiluissa tai pienissä retorteissa. Tällainen hiilen poltto on usein likaista eikä miiluista vapautuvia palavia kaasuja juurikaan hyödynnetä. Tuotteena on puuhiili pääosin kotitalouksien energiatarpeeseen.

Teollisessa mittakaavassa puuhiilt√§ voidaan valmistaa niin sanotulla hitaalla pyrolyysill√§. Prosessi perustuu todellakin kuivatislaukseen, so. puun termiseen k√§sittelyyn hapettomissa olosuhteissa l√§mp√∂tila-alueella 300-600 ¬įC. Viipym√§aika prosessissa on useita kymmeni√§ minuutteja, joskus tunteja. Puuhiilen saanto on 30 - 50 %, joten tonnista kuivaa puuta saadaan 300-500 kg biohiilt√§. Hiilen lis√§ksi syntyy pyrolyysinesteit√§ (hiilivetyj√§ ja orgaanisia happoja) sek√§ lauhtumattomia kaasuja (h√§k√§ ja vety) esimerkiksi energiak√§ytt√∂√∂n.

Reaktio-olosuhteita säätämällä voidaan vaikuttaa lopputuotteiden laatuun ja saantoon. Puun kuivaus ja hiilto vaativat joka tapauksessa energiaa joten n. 20 % prosessiin syötetystä puusta kuluu prosessin ylläpitoon. Lisäksi kustannuksia aiheutuu raaka-aineen hinnasta ja laiteinvestoinneista. Prosessin talouden ja ympäristövaikutusten kannalta on siten tärkeää hyödyntää kaikki jakeet ja lämpöenergia mahdollisimman hyvin. Siksi biohiililaitos kannattaakin integroida osaksi muuta prosessiteollisuutta, energiantuotantoa tai kaukolämmitystä.

Maaperään säilötty biohiili säilyy hiilivarastona jopa tuhansia vuosia. Biohiilelle on kuitenkin myös monia sellaisia käyttömahdollisuuksia, joissa se toimii hiiltä sitovana puutuotteena. Biohiili pidättää ravinteita ja edistää maaperän mikrobien toimintaa, joten sitä voidaan käyttää kasvun edistäjänä sekä maataloudessa että kaupunkien viheralueilla. Kaupunkiympäristöissä ja moottoriteiden varsilla biohiiltä voidaan hyödyntää maanrakennuksessa ja suojapenkereissä valumavesien puhdistajana.

Biohiilellä on myös mittava käyttöpotentiaali metallien tuotannossa. Esim. raakateräksen valmistuksessa metallinen rauta vapautetaan oksidisesta malmirikasteesta hiilipelkistyksen avulla. Tähän kuluu Suomessa yli 1,5 miljoonaa tonnia fossiilista kivihiiltä vuodessa. Varteenotettava teknisesti mahdollinen vaihtoehto on käyttää esimerkiksi metsäteollisuuden sivuvirroista (kuoresta, purusta jne.) valmistettua pelkistyshiiltä. Pelkistimen korvaaminen uusiutuvalla biohiilellä rinnastuu ilmakehän kannalta hiilinieluihin, sillä fossiilisen hiilidioksidin päästö pienenee tällöin vastaavasti.

Suomalaisia teollisia puuhiilen tuottajia ovat esimerkiksi Noireco Hirvensalmella [1] ja Carbofex Tampereella [2]. Vapo teki 70-luvulla Haukinevalla turpeesta koksia [3]. Vastaava tekniikka sopisi myös biohiilen tuottamiseen erilaisista (metsä)biomassaan pohjautuvista raaka-aineista. Kotimaisia laitevalmistuksen osaajia ovat ainakin Outotec ja Valmet. VTT:n [4] ohella tutkimustyötä biohiilen valmistuksesta ovat tehneet mm. Oulun yliopisto [5] ja Åbo Akademi [6]. Biohiilen asiaa ajaa suomessa myös Biohiiliyhdistys [7].

Vastauksen laatijat:

Pertti Koukkari, Tutkimusprofessori,
Petteri Kangas, Tekniikan tohtori, Erikoistutkija
Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy

[1] https://noireco.fi/
[2] https://www.carbofex.fi/
[3] https://www.vapocarbons.com/
[4] https://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2019/T351.pdf
[5] http://jultika.oulu.fi/files/isbn9789526207063.pdf
[6] https://www.doria.fi/handle/10024/123723
[7] https://www.suomenbiohiili.fi/

VTT:n esite aiheesta: