Suman Khadka
Petri Jäntti
Biokaasu mielletään usein vain maatilojen omaan käyttöön tuotettuna energiana tai marginaalisena polttoaineena liikenteessä. Todellisuus on kuitenkin paljon laajempi. Biokaasulla on monia mahdollisuuksia ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi, kiertotalouden edistämiseksi ja alueellisen elinvoiman vahvistamiseksi. Keski-Pohjanmaan kaltaisilla alueilla biokaasun tuotantoon liittyvät sivuvirrat, kuten metaani, hiilidioksidi ja mädätysjäännös, voisivat täydentää paikallista tuotantoa, vähentää riippuvuutta tuontituotteista ja edistää kotimaisen energian käyttöä resurssiviisaasti.
Mitä ajatuksia biokaasu herättää? Onko biokaasu vain marginaalinen polttoaine, jolla maatilalliset tuottavat itselleen sähköä ja lämpöä, ja jota alle 0,5 prosenttia ajoneuvoista käyttää liikenteessä polttoaineenaan? Biokaasu on paljon muutakin. Sen sisältämistä komponenteista voidaan muodostaa lukuisia erilaisia arvoketjuja, jotka voisivat näkyä jokaisen suomalaisen arjessa. Samaan aikaan biokaasu tarjoaa mahdollisuuksia vähentää kasvihuonekaasupäästöjä niin liikenteessä, teollisuudessa kuin sähkön ja lämmön tuotannossakin. Suomen kansallinen tavoite on ilmastolain mukaan saavuttaa hiilineutraalius viimeistään vuonna 2035. Biokaasun hyödyntäminen on yksi keino tavoitteen mahdollistamiseksi. Erityisen merkittävää on, että biokaasua voidaan tuottaa jokaisesta kotitaloudesta syntyvistä biojätteistä tai jopa maatilojen sivuvirroista, joita ei maatiloilla kyetä muuten tehokkaasti käyttämään.
Tämän tekstin tavoitteena on tuoda lukijalle käsitys siitä, miten biokaasua valmistetaan, millainen potentiaali sen valmistuksella on Keski-Pohjanmaan alueella, mitä biokaasu sisältää ja miten biokaasun valmistuksessa syntyviä komponentteja voitaisiin käyttää arkipäiväistenkin tuotteiden valmistuksessa.
Biokaasun tuotannosta
Suomessa on varsin tyypillistä perustaa biokaasulaitos maatilan yhteyteen (Motiva 2013). Erityisesti karjataloudesta saatava lietelanta toimii usein biokaasun tuotannon pääraaka-aineena. Biokaasutuotantoa, jonka raaka-aineen kuiva-ainepitoisuus on alle 15 prosenttia, kutsutaan yleisesti märkämädätykseksi. Tällaisen biokaasulaitoksen raaka-aine on helposti pumpattavaa, ja biokaasun tuotanto onkin automaation avulla yleensä jatkuvatoimista. Biokaasua voidaan tuottaa myös kuivamädätyksenä, jolloin raaka-aineen kuiva-ainepitoisuus on tyypillisesti yli 15 prosenttia. Tällaisessa prosessissa raaka-aineen käsittely voi tapahtua erillisellä kuormaajalla raaka-aineen heikon pumpattavuuden takia. Tällöin biokaasuprosessi keskeytyy raaka-aineen lisäyksen sekä mädätysjäännöksen poiston ajaksi.
Biokaasun tuotantoprosessi perustuu joka tapauksessa siihen, että biomassaa lämmitetään hapettomissa eli anaerobisissa olosuhteissa (Rasi 2022). Prosessissa pieneliöt hajottavat biomassaa muodostaen metaania ja hiilidioksidia. Metaanin tuotantopotentiaaliin vaikuttaa käytettävä raaka-aine. Naudan lietelanta muodostaa kokonaismassaansa nähden varsin vähän metaania, kun taas biojätteet voivat tuottaa suuriakin määriä metaania. Rasin (2022) mukaan biojätteen metaanintuottopotentiaali on jopa kuusinkertainen naudan lietelantaan nähden yhdestä tonnista näiden raaka-aineiden orgaanista ainetta.
Metaani on palava kaasu, jonka takia biokaasua valmistetaan. Metaani soveltuu polttoaineeksi ja raaka-aineeksi moniin erilaisiin prosesseihin. Metaania muodostuu yleisesti 60 prosenttia biokaasusta, kun lopun voidaan arvioida olevan suurimmaksi osaksi hiilidioksidia. Hiilidioksidi jää usein biokaasusta hyödyntämättä, vaikka sen avulla voidaan muodostaa useita arvoketjuja.
Tuotantopotentiaalista
Keski-Pohjanmaan alueella toimii kuusi biokaasulaitosta, joiden yhteenlaskettu tuotanto on noin 8,29 kilotonnia vuodessa. Alueella on myös hyvä saatavuus maatalouden sivuvirroille, joita syntyy yhteensä noin 673,98 kilotonnia vuodessa (Luke). Biokaasun kokonaistuotantopotentiaali on noin 307,53 GWh (62,77 kilotonnia), olettaen että kaikki saatavilla olevat sivuvirrat hyödynnetään biokaasun tuotannossa (Motiva Oy 2013; Valvias 2013; Stormossen 2025). Kuvassa 1 esitetään alueen sivuvirtojen saatavuusosuudet sekä niistä valmistettavan biokaasun tuotantopotentiaalin osuus. Ilmoitetut syötteet on valittu siten, etteivät ne kilpaile ruoantuotannon kanssa. Biokaasun jalostaminen biometaaniksi voisi tuottaa 22,12 kilotonnia biometaania ja 40,65 kilotonnia hiilidioksidia. Biometaanilla on suurempi energiatiheys, 9,97 kWh/m3, verrattuna biokaasuun, 6 kWh/m3, ja se voi toimia fossiilipohjaisten liikennepolttoaineiden vaihtoehtona ja auttaa vähentämään liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä (Stormossen 2025). Paineistettu biometaani voisi toimia uusiutuvana vaihtoehtona ajoneuvoille mutta sen käyttö henkilöautoissa tulee vähenemään tulevaisuudessa, kun EU-regulaatio ohjaa henkilöautoja sähköistymään. Silti biokaasun käyttö raskaissa ajoneuvoissa on kasvanut viime vuosina ja tulee kasvamaan tulevaisuudessakin (Autoalan Tiedotuskeskus 2025). Biometaania voidaan myös käyttää vihreän vedyn tuotannossa maakaasun sijasta, minkä avulla voidaan saavuttaa parempi huoltovarmuus, kun maakaasuun maahantuonti vähenee. DigiBiogasHubs-hankkeessa tehdyssä selvityksessä arvioitiin, että pelkästään Keski-Pohjanmaan alueella biokaasun käyttöpotentiaali fossiilisia polttoaineita korvaavana polttoaineena olisi teoreettisesti 579 GWh/v teollisuudessa, sähkön ja lämmön tuotannossa sekä liikenteessä (Jäntti 2024).
Hiilidioksidien talteenotto ja käyttö
Hiilidioksidin talteenottoa voidaan toteuttaa useilla menetelmillä, kuten esipolton, jälkipolton, happipolton, kemiallisen kierron tai suoran ilman talteenoton avulla (Dubey and Arora 2022). Talteenoton kustannuksiin vaikuttavat keskeisesti laitoksen koko, käytettävä erotusteknologia, kaasun paine sekä CO₂-pitoisuus kaasunvirrassa (Kearns, Liu and Consoli 2021). Hiilidioksidin talteenottoprosessien ja teknologioiden nopea kehitys kuitenkin alentaa kustannuksia ja mahdollistaa talteenoton muuttumisen tulevaisuudessa kustannustehokkaammaksi ja houkuttelevammaksi.
Hiilidioksidin käyttö teollisuudessa, maataloudessa ja rakentamisessa ei ole uusi ilmiö, mutta erityisesti biogeenisen hiilidioksidin hyödyntäminen yhdessä vihreän vedyn kanssa synteettisten polttoaineiden tuotannossa on herättänyt yhä enemmän kiinnostusta. Tällä yhdistelmällä on merkittävää potentiaalia päästöjen vähentämisessä erityisesti haastavilla sektoreilla, kuten merenkulussa, ilmailussa ja raskaassa teollisuudessa (Kuva 2).
Metaanin arvoketjut
Anaerobisessa mädätyksessä tuotettua biokaasua voidaan jalostaa biometaaniksi. Koska metaani on maakaasun pääkomponentti, biometaani voi suoraan korvata maakaasun kaikissa tavanomaisissa käyttökohteissa, kuten sähkön tuotannossa, lämmityksessä, vedyn tuotannossa sekä raaka-aineena kemiallisissa prosesseissa (Kuva 2). Lisäksi biometaani on täysin yhteensopiva nykyisten maakaasujärjestelmien kanssa, joten sen käyttöönotto vaatii vain vähäisiä uusia investointeja. Nykyinen maakaasuinfra voi helposti ottaa biometaanin käyttöön, mikä mahdollistaa sujuvan ja laajamittaisen käyttöönoton (European Biogas Association 2025).
Biometaania voidaan hyödyntää liikenteessä joko nesteytettynä polttoaineena tai paineistettuna kaasuna. Sen käyttö vähentää merkittävästi ajoneuvojen hiilijalanjälkeä ja sillä on keskeinen rooli vaikeasti vähäpäästöisiksi muutettavien sektoreiden, kuten raskaiden maantiekuljetusten ja meriliikenteen, hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä.
Kun biometaania käytetään vedyn tuotantoon, se mahdollistaa hiilineutraalin vedyn tuotannon, mikä tukee kestävämpiä energiaratkaisuja. Höyryreformointi on tällä hetkellä yleisimmin käytetty menetelmä vedyn tuotantoon. Suomessa tuotettiin vuonna 2022 yhteensä 199 kilotonnia vetyä. Tästä 174 kilotonnia tuotettiin SMR-menetelmällä, 23 kilotonnia syntyi teollisten prosessien sivutuotteena ja vain 2 kilotonnia tuotettiin veden elektrolyysillä. (European Hydrogen Observatory 2023).
Mädätysjäännöksen arvoketjut
Kun syöte käy läpi biokaasun tuotantoprosessin, voidaan syötteestä jäljelle jääneestä orgaanisesta aineesta puhua mädätysjäännöksenä. Mädätysjäännös sopii lannoitteeksi sellaisenaan, mikäli biokaasutuotannon raaka-aineet on hankittu vain oman tilan tuotannosta tai kunhan mädätysjäännös on hygienisoitu tautienaiheuttajista eroon pääsemiseksi (Finnilä & Latvala 2023). Tässä muodossaan mädätysjäännös on rakenteeltaan käytetyn syötteen kaltaista. Prosessin aikana siitä on poistunut hiiltä hiilidioksidina ja metaanina, energiaa, kosteutta sekä hajuja aiheuttavia yhdisteitä. Syötteen massasta noin 5 prosenttia poistuu biokaasuna. Käsittelemätön mädätysjäännöskin on helposti käytettävä lietelantaa korvaava lannoite, joka ei aiheuta hajuhaittoja.
Mädätysjäännöstä voidaan lisäksi separoida, jolloin siitä erotellaan sen sisältämät neste- ja kuivajakeet erilleen (Finnilä & Latvala 2023). Molemmat näistä jakeista toimivat jalostamattominakin maanparannus- ja lannoiteaineina. Nestejakeen osuus mädätysjäännöksen massasta on yli 80 prosenttia. Nestejakeeseen sitoutuneena on suurin osa mädätysjäännöksen typestä ja kaliumista. Kuivajae sitoo itseensä taas suurimman osan fosforista. Molempia näitä jakeita voidaan kuitenkin vieläkin jatkojalostaa saaden ne haluttuun muotoon. Nestejakeesta typpi voidaan erottaa ammoniumtypen strippauksen avulla (Ervasti & Winquist 2016). Prosessissa typpi saadaan talteen ammoniumsulfaattina, joka on yleinen typpipitoinen lannoitusaine. Menetelmä on kuitenkin toistaiseksi varsin kallis, eikä lopputuote näin ollen kykene hinnallisesti kilpailemaan mineraalityppilannoitteiden kanssa. Mädätysjäännöstä voidaan myös väkevöidä haihduttamalla nestettä pois. Menetelmän avulla jäljelle jää typpi- ja kaliumpitoista nestettä.
Kuivajaetta sen sijaan voidaan lannoitteiden ohella käyttää myös maanparannusaineena kompostoimalla (Finnilä & Latvala 2023). Kuivajaetta voidaan termisen kuivatuksen jälkeen polttaa tai rakeistaa lannoitteeksi. Eräs vaihtoehto on pyrolyysin avulla muuttaa kuivajae biohiileksi. Biohiili on monipuolinen tuote, joka toimii hiilidioksidivaraston ohella myös maanparannusaineena, johon voidaan imeyttää ravinneaineita, jotka saadaan vapautumaan maaperään hitaasti ja tasaisesti. Biohiili voidaan lisäksi aktivoida esimerkiksi korkean lämpötilan ja höyryn avulla aktiivihiileksi (Bergna 2019). Aktiivihiiltä voidaan käyttää esimerkiksi lääkekäytössä sekä kaasujen ja veden puhdistuksessa. Aktiivihiili on siis helposti kaupallistettava tuote sekä teollisuuteen että lääkekäyttöönkin ja pienissä määrissä myös arkipäiväiseen käyttöön kotona. Aktiivihiilelle on joka tapauksessa erilaisia laatuvaatimuksia eri käyttökohteissa, joten esimerkiksi kun lääkekäyttöön aiotaan valmistaa aktiivihiiltä, on syytä tarkastella raaka-aineesta tai hiiltämismenetelmästä muodostuvia haitta-ainepitoisuuksia sekä hiilen rakennetta.
Mädätysjäännös ei suinkaan ole biokaasutuotannosta jäljelle jäävää jätettä, vaan monipuolinen tuote, jota voidaan käyttää sellaisenaan tai tarvittaessa jalostaa käyttötarpeen mukaan soveltuviksi tuotteiksi maanviljelyyn, lääke- ja teollisuuskäyttöön (Kuva 2).
Pohdinta
On hyvä huomata, että useimmat tässä tekstissä esitetyt arvoketjut ovat mahdollisia toteuttaa, mutta tarkemmalle toteutukselle ei ole suoritettu teknillistaloudellista tarkastelua. On kuitenkin yleistä, että hiilidioksidia ei kerätä biokaasun tuotannosta talteen, eikä sitä näin ollen hyödynnetä mahdollisten arvoketjujen saavuttamiseksi. Mädätysjäännöstä käytetään usein pienten biokaasulaitosten yhteydessä lietelannan korvaajana. Suuret keskitetyt biokaasulaitokset palauttavat usein mädätysjäännöksen raaka-aineen tarjoajille. Tällöin mädätysjäännöstä ei juurikaan jalosteta eikä sen mahdollisia arvoketjuja päästä hyödyntämään.
Koska biokaasulaitokset eivät hyödynnä täyttä potentiaalia tuotannostaan, onkin syytä miettiä millaisia vaikutuksia olisi, jos biometaania, hiilidioksidia ja mädätysjäännöstä lähdettäisiin tuotteistamaan entistä laajemmin. Ainakin tämä mahdollistaisi lisää töitä Suomeen sekä vähentäisi Suomen riippuvuutta ulkomaisista tuotteista esimerkiksi lannoitteiden ja polttoaineiden osalta. Biokaasun tuottajien on kuitenkin syytä arvioida, onko hiilidioksidin ja mädätysjäännöksen jalostaminen kannattavaa omalla laitoksella, vai voidaanko ne myydä muille yrityksille raaka-aineiksi. Tällainen toiminta voisi mahdollistaa uusia yrityksiä lähelle biokaasulaitoksia.
Tekstissä mainittuja arvoketjuja tarkastellessa on tärkeää huomioida kokonaiskuva. Pelkän hiilidioksidin myynti tuskin muodostaa kannattavaa liiketoimintaa. Kun tämä toiminta yhdistetään metaanin ja lannoitteiden myyntiin, on mahdollista saavuttaa entistä laajempaa ja kannattavampaa liiketoimintaa.
Lähteet
Autoalan tiedotuskeskus. 2025. Liikennekäytössä olevien kaasuautojen määrä. Saatavissa: https://www.aut.fi/tilastot/autokannan_kehitys/kaasuautojen_maaran_kehitys. Viitattu 31.3.2025.
Bergna, D. 2019. Activated carbon from renewable resources: carbonization, activation and use. OuluREPO. Saatavissa: https://urn.fi/URN:ISBN:978952622412. Viitattu 23.5.2025.
Dubey, A. & Arora, A. 2022. Advancements in carbon capture technologies: A review. Journal of Cleaner Production. 373. Saatavissa: https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133932. Viitattu 15.6.2025.
Ervasti, S. & Winquist, E. 2016. Typen erotus ja talteenotto lantaperäisestä nesteestä. Suomen Maataloustieteellisen Seuran Tiedote 33.1–6. Saatavissa: https://doi.org/10.33354/smst.75143. Viitattu 15.6.2025.
European Biogas Association. 2025. About biogas and biomethane. Saatavissa: https://www.europeanbiogas.eu/about-biogas-and-biomethane/. Viitattu 16.6.2025.
European Hydrogen Observatory. 2023. Hydrogen Production. Saatavissa: https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/hydrogen-landscape/production-trade-and-cost/hydrogen-production. Viitattu 15.5.2025.
Finnilä, J. & Latvala, M. 2023. Biokaasuntuotannosta syntyvän mädätysjäännöksen hyödyntämisvaihtoehdot. Saatavissa: https://kaustisenseutu.fi/site/assets/files/7164/2023-08-15_madatysjaannosselvitys_final.pdf. Viitattu 23.5.2025.
Jäntti, P. 2024. Biokaasun tuotanto-ja käyttöpotentiaalin selvitys sekä biokaasun tuotannon ja käytön päästölaskenta-Keski-Pohjanmaan maakunta. Saatavissa: https://sites.uwasa.fi/digibiogashubs/wp-content/blogs.dir/4/files/sites/204/2024/11/DigiBiogasHubs-report-Central-ostrobothnia-part1.pdf. Viitattu 17.6.2025.
Kearns, D., Liu, H. & Consoli, C. 2021.Technology readiness and costs of ccs technology readiness and costs of ccs. Global ccs institute. Saatavissa: https://www.globalccsinstitute.com/wp-content/uploads/2021/03/Technology-Readiness-and-Costs-for-CCS-2021-1.pdf. Viitattu 15.5.2025.
Luke. Biomassa-atlas. Saatavissa: https://biomassa-atlas.luke.fi/?lang=fi. Viitattu 12.5.2025.
Motiva. 2013. Biokaasun tuotanto maatilalla. Saatavissa: https://www.motiva.fi/files/6958/Biokaasun_tuotanto_maatilalla.pdf. Viitattu 23.5.2025.
Rasi, S. 2022. Biokaasuntuotannon perusteet. MTK Pohjois-Savo. Saatavissa: https://pohjois-savo.mtk.fi/documents/197480/0/BiokaasunABC+x+Saija+Rasi+Luke+2022.pdf/a81a28e9-788b-03e5-2411-59a8ad6407d4?t=1666765855386. Viitattu 23.5.2025.
Stormossen. 2025. Lisätietoa biokaasusta. Saatavissa: https://www.stormossen.fi/lisatietoa-biokaasusta/. Viitattu 28.5.2025.
Valvias. 2013. Gas Density. Saativissa: https://www.valvias.com/miscellanea-material-properties-gases-density.php. Viitattu 28.5.2025.
Suman Khadka
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 050 470 0025
Petri Jäntti
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 050 469 8106
