Biomassa

Biomassa tarkoittaa biologiassa kaikkien elollisten olioiden yhteispainoa tietyllä pinta-alalla. Biomassa voidaan ilmaista tuorepainona tai kuivapainona (eliöiden sisältämä vesi pois lukien). 

Biomassalla voidaan tarkoittaa myös yleisesti mitä tahansa eliöllistä alkuperää olevaa ainetta. Yleensä tehdään erotus fossiilisen biomassan ja ei-fossiilisen biomassan välille siten, että biomassalla tarkoitetaan vain ei-fossiilista eli tuoreempaa biomassaa. Erityisesti termiä käytetään puhuttaessa eliöperäisestä raakaa-aineesta energiantuotannossa tai materiaalina.

Biomassa energiantuotannossa 

Energiantuotannossa biomassalla viitataan lähinnä monenlaisiin eloperäisiin jätteisiin, kuten puuhun, hakkuujätteisiin sekä sokeria ja tärkkelystä sisältäviin kasveihin. Niistä kaikista vapautuu poltettaessa energiaa, bioenergiaa, jota voidaan käyttää hyödyksi. Biomassasta pyrolyysin kautta valmistettavaa nestettä kutsutaan pyrolyysiöljyksi. Termi biomassa merkitsee eloperäistä ainetta, jota voidaan käyttää muun muassa energiantuotantoon. Biopolttoneste on pelloilla kasvavaa biomassa, josta valmistetaan polttonestettä esimerkiksi rypsiöljyä. Hake on puupalasten seos, ja hakkuutähde on metsään jäävä osa puusta. Biomassa poltetaan voimalassa, joka on pelkkä sähköä tuottava yksikkö tai niin sanottu vastapainevoimalaitos, joka tuottaa myös lämpöä teollisuudelle ja/tai kotitalouksille ja mahdollisesti myös prosessihöyryä teollisuudelle.

Iso-Britannia rakentaa maailman suurimman sähköä tuottavan biomassatehtaan 350 MW. Puulastut tuodaan USA:sta ja Kanadasta. Sähkö riittää puolelle Walesin asukkaista.

Euroopan unioni

Suomi 

Maailman suurin biopolttoainetta käyttävä voimalaitos on Pietarsaaren voimalaitos UPM-Kymmenen tehdasalueella Pietarsaaressa. Laitoksen omistaa Oy Alholmens Kraft AB. Laitoksella käynnistyi 550 MWth:n leijukerroskattila syksyllä 2001. Kattilan on valmistanut Kværner Pulping Oy. Kattilassa käytetään 55 % fossiilista turvetta, joten sen pääpolttoaine ei ole biomassaa.

Vuonna 2000 puolet maailman leijukerroskattiloista oli valmistettu Suomessa. Leijukerroskattilassa polttoaine sekoittuu tulipesän alta nousevaan hiekkaan ja lämpö kerätään seinien vesikierrosta. Savukaasut puhdistetaan sykloneilla.

Biomassa kasvillisuusvyöhykkeillä 

Usein ilmoitetaan jonkin biomin (joka tarkoittaa monesti käytännössä lähinnä kasvillisuusvyöhykettä) biomassan tuotanto.
Voidaan ilmoittaa esimerkiksi jonkin kasvillisuustyypin tuottama nettobiomassa hehtaaria tai neliömetriä kohti.
Voidaan myös kertoa, kuinka monta prosenttia biomassasta on maan alla. Voidaan kertoa koko biomassa.
Biomassa voi uusiutua nopeasti tai hitaasti. Puusto uusiutuu melko hitaasti korkeilla leveysasteilla.

Pelletit 
Suomi aloitti pellettien tuotannon 1990-luvun lopulla, kun se muualla Euroopassa oli jo tuttua puuhaa. Tiede-lehden mukaan vuoden 1999 polttoöljyn hinnan nousu teki pelleteistä Suomessa hinnaltaan kilpailukykyisiä. Pelletit tehdään sahanpurusta ja höyläkoneen lastuista eli kutterinpurusta. Ne kuivataan, jauhetaan, kuumennetaan 100 °C:n ja puristetaan rei'itetyn levyn läpi. Biowatin mukaan 8 mm:n lieriöt eivät tuoksu eivätkä pölyä. Kattilat toimivat automaattisesti.

Biokaasu 
Biokaasua saadaan biomassasta hapettomissa olosuhteissa. Metaanin osuus on 35–80 % ja hiilidioksidin 20–65 %. Lämmöntuotannossa biokaasun hyötysuhde on 90 % ja sähköntuotannossa 35 %. liikenteen biopolttoaineena kasvihuonekaasujen vähennys on 81–88 %. Suomessa biokaasun energiantuotanto on vaatimatonta. Vuonna 2000 energiaa tuotettiin 129 GWh ja lisäksi kaatopaikoilta 83 GWh (12–20 % sähköä). Vuonna 2000 jätevedenpuhdistamoilla oli 15 biokaasureaktoria. Jätevedenpuhdistamoiden biokaasusta käytettiin 89 % ja kaatopaikkojen biokaasusta 47 %. Muu osa kaasusta poltettiin energiaa hyödyntämättä. Sitä voisi hyödyntää muun muassa ajoneuvojen polttoaineena. Sähkökäyttö ei ole ollut mielekästä pitkien etäisyyksien vuoksi. Motivan mukaan kaatopaikkabiokaasun käyttöä voisi Suomessa nostaa nykyisestä 21 milj. m³:sta yli 200 milj. m³:n (energiamäärä noin 800 GWh). Maatiloilla oli vuonna 2000 vain 5 biokaasureaktoria. Tanskassa tuotanto on keskitetty isompiin laitoksiin (jotka saavat raaka-aineen usealta tilalta) hyötysuhteen parantamiseksi.

Biomassa kemikaalien tuotannossa 
Biomassaa voidaan muuttaa esimerkiksi happohydrolyysin avulla erilaisiksi kemikaaleiksi kuten levuliinihapoksi, muurahaishapoksi ja furfuraaliksi.
Uusi kemian haara, jota kutsutaan vihreäksi kemiaksi pyrkii löytämään biomassalle uusia hyödyntämismahdollisuuksia.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Luonnonvarakeskus (Luke) ja VTT: ForestEnergy2020-tutkimus- ja kehittämisohjelma
Teknologiakeskus Ketek Oy: Luonnon kasvikuitujen käyttö biomassaraaka-aineena kemikaalien valmistuksessa  (pdf)
Markus Vanninen, Tyypillisten biomassamateriaalien kemiallinen koostumus, Pro gradu -tutkielma, Jyväskylän yliopisto, Kemian laitos, 12.5.2009 (pdf)

Ekologia
Energiantuotanto
Seulonnan keskeiset artikkelit