Hyödyntämisesimerkkejä biomassoille

Kalateollisuuden sivuvirtoja olisi mahdollista hyödyntää nykyistä monipuolisemmin tuottaen niistä arvokkaampia tuotteita. Kalasivuvirtojen hyödyntämisesimerkkinä on kotimaisen kasvatetun kirjolohen perkuujätteiden jalostaminen elintarviketeollisuuden raaka-aineiksi tai suoraan tuotteiksi. Hydrolyysin ympärille rakentuvalla prosessoinnilla kalasivuvirroista voidaan tuottaa proteiinihydrolysaatin lisäksi kalagelatiinia, -jauhoa, -öljyä, sekä kivennäisaineita. Mahdollisia markkinoita esimerkiksi öljylle, hydrolysaatille, gelatiinille ja kivennäisaineille on elintarviketeollisuudessa, lemmikkieläinruoissa, lisäravinnetuotannossa, kosmetiikkateollisuudessa ja lääkkeenomaisissa tuotteissa. Kirjolohen tuotannossa muodostuvat perkuujätteet käytetään nykyisin pääosin turkiseläinten rehuksi ja niistä saatava hinta on ollut melko matala (noin 0,20 €/kg, Setälä ym. 2024).

Kestävyys- ja taloustarkastelu toteutettiin muiden arvoketjuesimerkkien tapaan tiukasti itse sivuvirran prosessoinnin ympäri rajattuna hotspot-analyysinä. Tarkasteltava sivuvirtamäärä (2 500 tonnia/vuosi) muodostuisi 10 000 tonnia vuodessa kirjolohta tuottavasta laitoksesta, josta elintarvikekäyttöön toimitettaisiin vuosittain miltei 7 500 tonnia kalaa. Mahdollisia toimitushäiriöitä ja katkeamatonta prosessointia varten kalasivuvirroille varataan lisäksi 10 %:n puskurivarasto. Arvoketjussa ei ole laskettu mukaan raaka-aineiden kuljetusta, sillä prosessointi voitaisiin toteuttaa tuotantolaitoksen yhteydessä. 

Kirjolohisivuvirtojen prosessoinnin päästöt olisivat 1,1 kg CO2-ekv/kg arvojaetta (kaikille arvojakeille yhteensä). Suurimmat päästöt aiheutuvat lämmitysenergian tarpeesta (80 %) ja sähköstä (20 %), veden osuuden ollessa alle 1%. Höyryn oletettiin olevan keskimääräistä suomalaista kaukolämpöä ja sähkön keskimääräistä suomalaista sähköä. Tässäkin esimerkissä sekä energiatehokkuuden kasvattaminen että uusiutuvan ja vähäpäästöisen energialähteen valitseminen vähentäisivät merkittävästi prosessoinnin päästöjä.

Kirjolohen sivuvirtojen prosessoinnin kannattavuutta voidaan arvioida lohikaloille tehdyn selvityksen perusteella (Setälä ym. 2024). Lohikalasivuvirtojen jatkojalostus tässä kokoluokassa vaatisi 3 700 000 €:n investoinnin, jolle oletettiin saatavan 20 % tukea (Euroopan meri- ja kalatalousrahasto). Kaksi kolmasosaa tuotoista syntyy proteiinihydrolysaatista ja kalaöljystä. Kalagelatiinin osuus tuotemäärästä on hyvin pieni, mutta sen myyntihinta on muita jakeita korkeampi. Proteiinihydrolysaatin (4,00 €/kg), kalaöljyn (1,30 €/kg) ja raaka-aineen arvioiduilla hinnoilla on suurin vaikutus tuotannon kannattavuuteen. Tehdyillä oletuksilla investointi on kannattava (takaisinmaksuaika 3,9 vuotta).

Kirjallisuutta

Setälä, J., Hiidenhovi, J., Suomalainen, M., Honkapää, K., Nisov, A., Aitta, E., Kakko, T. & Svanbäck, G. 2024. Tiekartta kalan lisäarvoon: Blue Products. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus xx/2024. Luonnonvarakeskus. Helsinki. Painossa.

Noin kolmannes Suomen peltoalasta on nurmella. Nurmikasvit edistävät maaperän hiilensidontaa, parantavat maan rakennetta ja vedensitomiskykyä ja sitä myötä vähentävät ravinnevalumia. Nurmiviljely on kuitenkin painottunut alueellisesti nautakarjatalouden alueille Pohjois-Savoon ja Pohjanmaan neljään maakuntaan. Nurmea olisikin tärkeä saada mukaan viljelykiertoon myös esimerkiksi intensiivisen sianlihantuotannon alueelle Varsinais-Suomeen.

Nurmirehu sellaisenaan ei sovellu sikojen rehuksi, mutta siitä pystytään prosessoimaan valkuaispitoista rehumehua, jolla pystyttäisiin parantamaan sikatilojen rehuomavaraisuutta. Ylipäätänsä mahdollisuus sadon hyödyntämiseen parantaisi sikatilojen motivaatiota sisällyttää nurmi viljelykiertoon. Puristuksessa sivuvirtana muodostuvaa kuivajaetta voitaisiin käyttää tilan biokaasulaitoksen lisäsyötteenä, mikä lisäisi kaasuntuottoa ja tehostaisi ravinteiden kierrätystä.

Rehumehun käyttöesimerkki oletettiin tilalle, jossa kasvatetaan 5 000 lihasikaa vuodessa ja sikojen ruokinnassa käytetään 2,5 L rehumehua/sika/vrk. Kannattavuustarkastelussa huomioitiin sikatilan saama hyöty sekä sikojen ruokintaan käytettävästä rehumehusta että biokaasulaitoksen syötteeksi käytettävästä kuivajakeesta. On kuitenkin huomioitava, että tilan biokaasulaitoksen pääsyötteenä on sian lietelanta ja nurmen kuivajae toimii vain lisäsyötteenä. Prosessin kannattavuuteen vaikuttavat sekä raaka-aineen hinta että lopputuotteista saatava hinta. Nurmisäilörehun tuotantokustannus sekä rehumehun arvo ruokinnassa eivät vaihtele yhtä paljon kuin biokaasusta saatava tulo.

Tilanteessa, jossa biokaasusta tuotetaan tilalla sähköä ja lämpöä, kannattavuus on sitä parempi mitä suurempi osa energiasta hyödynnetään omalla tilalla. Tilan oman sähköntarpeen ylittävästä sähköntuotannosta saatava myyntihinta on vain noin puolet siitä hinnasta, jonka tila joutuu maksamaan ostaessaan sähköä. Lisäksi, jos lämpöä tuotetaan yli tilan oman lämmöntarpeen, ylijäämälämpö saadaan vain harvoin myytyä. Esimerkin kokoisella sikatilalla (5 000 lihasikaa vuodessa), lopputuotteista saatavien tulojen arvioitiin olevan suunnilleen samansuuruisia kuin rehumehun tuotannosta aiheutuvien menojen. Näin ollen merkittävin hyöty tilalle on tehostuneessa ravinnekierrossa eikä suoraan rahallisesti arvioitavissa.

Jos tilalla on mahdollista jalostaa biokaasusta biometaania liikennepolttoaineeksi, kuivajae on arvokas lisä biokaasuprosessiin ja rehumehun tuotanto on kokonaisuudessaan selkeästi kannattavaa.

Kirjallisuutta

Suomessa tuotetaan vuosittain yli 75 000 tonnia porkkanaa, josta päätyy jo alkutuotannossa sivutuotteeksi noin 30 %. Porkkanasivuvirtaa hyödynnetään nykyisellään lähinnä lannoitevalmisteiden ja uusiutuvan energian tuotannossa biokaasuprosessissa tai kompostoimalla. Porkkanasivuvirran käyttöä rehuna rajoittaa sen nopea pilaantuminen tuotannon keskittyessä rajoitetulle aikajaksolle. 

Eräs vaihtoehto porkkanasivuvirran hyödyntämiseen perustuu materiaalin jakeistamiseen puristamalla kuiva- ja nestejakeeksi. Nestejae voisi optimaalisessa tapauksessa soveltua jopa suoraan elintarvikekäyttöön. Kuivan jakeen voisi edelleen fermentoida nautojen rehuksi nurmen tapaan. Fermentointi on kustannus- ja resurssitehokas säilöntätapa, jonka avulla rehu säilyy ominaisuuksiltaan hyvänä ja tasalaatuisena.

Kirjallisuutta

Biokaasuprosessi tuottaa uusiutuvan energian ohella ravinnerikasta mädätettä. Mädäte sopii lannoitukseen sellaisenaan, mutta keskitetyissä laitoksissa kuljetusmatkat usein hyvin vesipitoisille mädätteille voivat kasvaa pitkiksi ja myös peltojen ravinnetarpeet vaihtelevat. Niinpä mädätettä kannattaa eräissä tapauksissa jalostaa helpommin kuljetettaviksi ja eri ravinnesuhteissa oleviksi lannoitevalmisteiksi.

Mädätteen jatkojalostuksen arvoketjussa keskiössä on ravinteiden ja orgaanisen aineksen kierrättäminen. Mallin biokaasulaitoksen vuosittaiseksi syötemääräksi oletettiin 20 000 tonnia, ja pääsyötteenä (60 %) oli sian lietelantaa. Biokaasu hyödynnettiin sähköksi ja lämmöksi.

Tarkasteltava mädätteen jalostusprosessi pohjautuu linkoseparointiin, jolla massa erotetaan kiinto- ja nestejakeeksi. Kiintojae kuivataan ja murskataan, jolloin lopputuotteena saadaan kuivattua lannoiteraetta. Nestejae haihdutetaan ravinnekonsentraatiksi. Prosessoinnissa muodostuvaa vettä käytetään prosessissa uudelleen prosessivetenä. Jo linkoseparoinnin aikana mädätteen ravinteet jakautuvat kiinto- ja nestejakeisiin siten, että kiintojae sisältää suhteessa enemmän fosforia ja nestejae suhteessa enemmän typpeä kuin alkuperäinen mädäte. Vastaavasti lopputuotteista lannoiterae sisältää enemmän fosforia ja ravinnekonsentraatti enemmän typpeä.

Mädätteestä prosessoitavien jakeiden valmistuksen ilmastopäästöt ovat 1,8 kg CO₂-ekv/kg N-liuk. ravinnekonsentraatille sekä 7,5 kg CO₂-ekv/kg P lannoiterakeelle. Prosessoinnin ilmastopäästöt aiheutuivat ainoastaan biokaasusta tuotetusta sähköstä ja sen kulutuksesta. Typpilannoitteena toimivan ravinnekonsentraatin osalta merkittävin päästölähde oli haihdutus ja fosforilannoitteena toimivan lannoiterakeen osalta kuivaus. Mikäli prosessointien energiatehokkuutta parannetaan, olisivat päästöt entistä pienemmät. Jakeiden tavoitteena on korvata maataloudessa mineraalilannoitteita. Vertailun vuoksi esimerkiksi mineraalityppilannoitteen valmistuksen päästöt (5,3 kg CO₂-ekv/kg N) ovat huomattavasti suuremmat kuin sitä korvaavan ravinnekonsentraatin.

Mädätteen jatkojalostus tässä kokoluokassa vaatisi 1 200 000 €:n investoinnin, jolle oletettiin saatavan 30 % tukea (Maaseudun yritystuki). Investointi on kannattava (takaisinmaksuaika 2,3 vuotta), jos kierrätyslannoitevalmisteiden, lannoiterakeen ja ravinnekonsentraatin, hinta arvioidaan niiden ravinnepitoisuuksien perusteella. Jos puolestaan hinta arvioidaan viljelijöiden maksuhalukkuuden perusteella, investointi jää kannattamattomaksi (Anttila 2020, liite 6b).

Kirjallisuutta