Kanto on ympäristöystävällinen polttoaine

Metlan Hannu Ilvesniemen, Antti Asikaisen ja Jari Hynysen kommentti viime päivinä julkisuudessa käytyyn keskusteluun metsäbiomassan energiakäytön vaikutuksesta hiilitaseeseen: KANTO ON KIVIHIILTÄ ILMASTOYSTÄVÄLLISEMPI POLTTOAINE

Teollistuneet ja teollistuvat yhteiskunnat ovat käyttäneet viimeisten sadan vuoden aikana vuosi vuodelta enemmän energiaa. Energiaa käytetään teollisuuden tarpeisiin, liikkumiseen ja asumiseen. Kulutetusta energiasta valtaosa tuotetaan polttamalla satoja miljoonia vuosia vanhoja fossiilisia polttoaineita. Fossiiliset polttoaineet ovat kivihiileksi, öljyksi ja maakaasuksi muuttuneita kasveja, joihin sitoutunut hiilidioksidi on fossiloitumisen takia poistunut pysyvästi kasvillisuuden ja ilmakehän välisestä luonnollisesta kierrosta. Fossiilisia polttoaineita poltettaessa tämä mustaan vankilaan kahlittu hiilidioksidi vapautuu takaisin ilmakehään kasvattaen ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun on ennustettu muuttavan ilmastoa maailmanlaajuisesti.

 

Ilmastonmuutoksen haitallisten vaikutusten vähentämiseksi on ryhdytty etsimään fossiilisia polttoaineita korvaavia energianlähteitä, joista erilaiset biomassat ovat eräs vaihtoehto, Suomessa tällaisen uusiutuviin luonnonvaroihin perustuvan vaihtoehdon mahdollistaa erityisesti puu. Kaikissa palamiseen perustuvissa energiantuotantomenetelmissä palamisen lopputuotteet ovat energiaa, vettä ja hiilidioksidia, sekä tuhkaa. Myös puun polttamisessa syntyy hiilidioksidia. Tämä tosiasia on tunnettu jo hyvin kauan. Puun ja kivihiilen ratkaiseva ero hiilidioksidin lähteenä perustuu siihen, että kivihiilen poltossa vapautuva hiilidioksidi on ollut pysyvästi poissa ilmakehän ja kasvillisuuden välisestä hiilen kierrosta, kun taas puun sisältämä hiilidioksidi vapautuisi luontaisen hajoamisen takia joka tapauksessa takaisin ilmakehään fossiilisten polttoaineiden ikään verrattuna silmänräpäyksessä. Suomalaisissa metsissä tyypillisissä olosuhteissa hajoaminen on hyvin pitkällä viimeistään sadan vuoden kuluttua puun kuolemasta.

Viime aikoina kansainvälisessä ilmastokeskustelussa on esitetty mielipiteitä, joissa puun energiakäytön ilmastovaikutusten positiivisuus on kyseenalaistettu. Myös syksyllä Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedotteesta alkaneessa ja viime päivinä vilkastuneessa kansallisessa keskustelussa energiapuuksi korjattujen kantojen poltosta syntyvät päästöt on rinnastettu kivihiilen polton päästöihin.

Puun polton positiivisen ilmastovaikutuksen kyseenalaistamista on perusteltu tarpeella pysäyttää ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kohoaminen nopeasti, jo 20-30 vuoden kuluessa, jotta maapallon keskilämpötila ei nousisi tulevaisuudessa yli kahdella asteella. Polttoaineena puu on rinnastettu kivihiileen sillä perusteella, että puuaines jäädessään metsään hakkuutähteenä ei ehdi hajota kokonaan vielä 20-30 vuoden kuluessa, vaan osa puiden eläessään sitomasta hiilidioksidista on lahoamattomassa puuaineessa edelleen poissa ilmakehästä. Tällainen vuosikymmenien ja satojen miljoonien vuosien aikaskaaloissa tapahtuvien ilmiöiden rinnastaminen on helposti harhaanjohtavaa. Tässä tapauksessa saatu laskennallinen tulos puun ja kivihiilen ilmastovaikutusten samankaltaisuudesta perustuu valitun laskenta-ajanjakson pituuteen eli siihen, että tarkastelu tehdään lähimpien tulevien vuosikymmenien mittakaavassa. Lopputulos olisi varsin erilainen, jos laskentajaksoksi olisikin haluttu ottaa esimerkiksi sata vuotta eli aika, jossa puun voidaan olettaa hajonneen luonnossa takaisin lähtöaineikseen vedeksi, hiilidioksidiksi ja ravinteiksi. Tällöin puu näyttäytyisi laskelmassa miltei hiilidioksidineutraalina polttoaineena kun taas kiivihiilen vaikutus olisi sama laskelman aikajaksosta riippumatta. Energiaa on tuotettava ja päästöjä hillittävä mitä ilmeisimmin 20-30 vuoden jälkeenkin. Pitkällä aikavälillä puubiomassan käyttö energiantuotannossa on siten ilmastovaikutusnäkökulmasta tarkasteltuna ratkaisevasti parempi vaihtoehto kuin fossiiliset polttoaineet.

Metsien ilmakehän hiilitaseeseen aiheuttama kokonaisvaikutus on paljon moniulotteisempi kysymys kuin yksittäisen ositteen, vaikkapa kannoksi kutsutun runkopuun alimman katkaisukohdan alapuolisen puumaisen biomassan käyttö polttoaineena. Yleisellä tasolla ilmaistuna metsien hiilitase koostuu kasvun ja poistuman välisestä erotuksesta eikä metsien energiakäytön hiilitasevaikutustakaan tulisi tarkastella ilman tämän kokonaisuuden huomioimista. Suomessa metsiemme runkopuuvaranto on kasvanut 40 vuodessa lähes 800 miljoonalla kuutiometrillä ja kokonaisbiomassavaranto yli miljardilla kuutiometrillä, vaikka metsien hakkuumäärät ovat kasvaneet samanaikaisesti noin kaksinkertaisiksi. Ilmastonäkökulmasta tarkasteltuna tämä tarkoittaa, että puuston hiilivaranto on kasvanut viimeisen 20 vuoden aikana noin 30 miljoonalla CO₂ -tonnilla vuodessa. Tätä taustaa vasten tarkasteltuna nykyistä suurempikaan metsien energiakäyttö ei vaaranna metsien hiilensidontaa. Lisäksi on muistettava, että jos nuorissa metsissä harvennushakkuita ei tehdä ajoissa, niin tulevina vuosikymmeninä kuolee pystyyn ja lahoaa (lue: vapauttaa hiilidioksidia ilmakehään) miljoonia kuutiometrejä puuta vuodessa ilman, että puusta tuotettaisiin lainkaan bioenergiaa.

Eri kokoisten puukappaleiden hajoamisnopeuden perusteella on päädytty johtopäätökseen, että ilmaston kannalta olisi parempi vaihtoehto käyttää energiatuotantoon oksia ja neulasia kuin suurempiläpimittaista puuta, jota myös kannot ovat. Hakkuutähteiden hajoamisnopeus on kuitenkin vain yksi tarkastelunäkökulma metsien toiminnan kokonaisuudessa. Yksi tärkeä näkökulma on kasvupaikkojen ravinnetalous. Valtaosa kasveille tärkeistä ravinteista on lehdissä ja neulasissa, ei kannoissa eikä runkopuussa. Jos energiapuun korjuu ehdotetun mukaisesti kohdennetaan niin, että metsistä viedään hakkuutähteen mukana puuaineksen sijaan paljon neulasia, viedään samalla metsistä pois myös kasveille välttämättömiä ravinteita kuten typpeä, kaliumia ja fosforia. Ravinteiden pois vienti voi huonoimmassa tapauksessa vähentää harvennushakkuissa jäljelle jäävän tai uudistushakkuiden jälkeen syntyvän uuden puusukupolven kasvua ja hiilensidontaa eli pienentää samalla myös metsien hiilinielua.

Jos energiantuotannon kokonaisuutta ja bioenergian osuutta siinä tarkastellaan metsäekosysteemien toimintaan liittyvien periaatetarkastelujen sijaa olemassa olevien energiamarkkinoiden näkökulmasta, todellisuus näyttää taas erilaiselta. Käytännössä metsähakkeen korkea hinta ja rajallinen saatavuus johti esimerkiksi viime vuonna Suomessa siihen, että talouden elpyessä tarvittava lisäsähkö tehtiin pääosin polttamalla puun sijasta kivihiiltä, turvetta ja maakaasua (HS 21.1.2011). Uusiin energialähteisiin siirtyminen edellyttää myös merkittävän kokoisia ja pitkäkestoisia investointeja energiantuotantojärjestelmiin. Varmin tae ilmastotavoitteista kiinni pitämiselle on se, että myös uusiutuvan energian tuotanto ja siihen perustuva teollisuus pysyy kilpailukykyisenä. Jos näin ei ole, siirtyy energiaintensiivinen tuotanto halvan energian maihin kuten Kiinaan, Intiaan ja Venäjälle, joissa kaikissa fossiilisia polttoaineita ja erityisesti kivihiiltä käytetään Suomea ja Eurooppaa tehottomammin.

Jos tuijotetaan vain yksittäisten biomassaositteiden tasolla hiilivaraston kartuttamista ja päästöjä, energiantuotannon välttämättömyys ja nykyisin maailmalla käytettävien energianlähteiden todellisuus unohtaen, voivat myös johtopäätökset olla hyvinkin erikoisia: Koivun tuohta ei saa polttaa sen suuren (72%) hiilipitoisuuden vuoksi, runkopuu on parasta upottaa karsittuna Suomen runsasvetisiin soihin, joissa puun hiili säilyy jopa vuosisatoja tai kuten tieteiskirjailija Risto Isomäki on ehdottanut, hakkuutähteet voitaisiin kasata kuivumaan kallioille. Kukakohan tällaisen hiilen säilömisen maksaisi ja milläköhän puu korvattaisiin tuotteiden ja energian lähteenä. Jo valmiiksi hiilen ilmastokierrosta poissa olevilla fossiilisilla polttoaineillako?

Metsäntutkimuslaitos rakentaa metsäalan tulevaisuutta tuottamalla ja välittämällä tietoa sekä osaamista yhteiskunnan parhaaksi.