Biohiili kuin biohiili, teräs kuin teräs? Vai olisiko sittenkin erilaiset rakenneteräkset, ruostumattomat, haponkestävät ja erikoisteräkset duplexin tai Hardoxin tyyliin?

Biohiilen ominaisuuksiin vaikuttaa ensisijaisesti se raaka-aine, jota hiilletään. Lähtöaine voi olla kasviperäistä biomassaa, kuten useimmiten, mutta se voi olla myös erilaisia jäännösmassoja esimerkiksi vedenpuhdistamolta. Raaka-aineena voidaan käyttää myös lietteitä tai eläinperäisiä materiaaleja.

Toinen keskeinen ominaisuuksia määrittävä tekijä on hiiltoprosessin lämpötila ja kesto. Mitä korkeammassa lämpötilassa ja mitä pidempään materiaalia hiilletään, sitä lähempänä biohiili on ominaisuuksiltaan alkuainehiiltä. Samalla prosessin saanto kuitenkin tyypillisesti pienenee.

Lisäksi biohiilen ominaisuuksiin vaikuttavat raaka-aineen esikäsittely sekä prosessiolosuhteet. Esikäsittely muuttaa hiiltoprosessiin päätyvän materiaalin ominaisuuksia, ja lopputulokseen vaikuttaa myös se, toteutetaanko prosessi täysin hapettomissa ja vedettömissä olosuhteissa.

Jos biohiiltä tarkastellaan käyttökohteen näkökulmasta, prosessin avulla voidaan jossain määrin säädellä hiilen teknisiä ominaisuuksia ja saantoa. Sen käytettävyyteen ja mahdolliseen jälkikäsittelytarpeeseen vaikuttaa kuitenkin keskeisesti käytetty lähtöaine. Biohiileen jäävät pääosin raaka-aineen epäorgaaniset, prosessissa haihtumattomat ainesosat. Lisäksi merkitystä on sillä, mitä raaka-aineen sisältämiä aineita prosessissa pyritään säilyttämään, kuten esimerkiksi biomassan typpeä.

Jos biohiiltä tarkastellaan maaperä- tai lannoitekäytön näkökulmasta, tarkoituksenmukaisin lähtöaine olisi yleensä käyttökohdetta vastaava raaka-aine. Esimerkiksi pellolle soveltuisi peltobiomassasta valmistettu biohiili ja metsään puubiomassasta peräisin oleva materiaali. Näin biohiili sisältäisi kohteen kasvien kannalta keskeisiä ravinteita.

Mikäli biohiilellä halutaan samalla muokata maaperän kemiallisia ominaisuuksia, kuten pH-arvoa tai kalsiumpitoisuutta, voidaan hyödyntää eri alkuperää olevien materiaalien seoksia samalla tavoin kuin muussakin lannoituksessa. Seokset voidaan valmistaa joko ennen hiiltämistä tai sen jälkeen.

Energiakäytössä biohiilen kohdalla on huomioitava pitkälti samat tekijät kuin biomassan suorassa energiakäytössä. Poikkeuksena voivat olla kosteuteen ja varastoinnin aikana tapahtuvaan bioperäiseen massahäviöön liittyvät näkökohdat. Tämä johtuu siitä, että biomassan epäorgaaninen, tuhkaa muodostava ainekoostumus ei juuri muutu hiiltämisen aikana. Haihtumattomat ainesosat sen sijaan konsentroituvat massayksikköä kohden saannon mukaisesti, jolloin esimerkiksi tuhkan laavaantumiseen ja päästövaatimuksiin liittyvät kysymykset nousevat esiin samalla tavoin kuin biomassan energiakäytössä.

Eräs potentiaalinen biohiilen suurkuluttaja on vihertyvä terästeollisuus. Jos terästä valmistetaan malmista perinteisessä masuuniprosessissa eikä vetypelkistyksen ja kierrätysteräksen yhdistelmänä, haasteeksi voivat muodostua alkalimetallit. Ne voivat konsentroitua masuunissa ja vaikuttaa sekä itse prosessiin että valmistettavan teräksen laatuun.

Teräksellä on erinomainen kierrätettävyys, ja se kiertää tehokkaasti maailmantaloudessa. Sen sijaan biomassa hyödynnetään ensin muissa käyttötarkoituksissa, minkä jälkeen se hiilletään. Hiilletyllä materiaalilla voidaan korvata vaikkapa fossiilisia polttoaineita. Parhaimmillaan biohiili voi loppukäytössään toimia jopa hiilinieluna.

Biomassan puhdistus termisellä käsittelyllä (TermoC) -hankepari

Toteutusaikataulu: 04/2026-03/2029

Rahoitus: Euroopan unionin osarahoittama, Pohjois-Savon liitto/JTF

Budjetti: Kehittämishanke 379 432 € , investointihanke 202 904 €

Hankkeessa valmistetaan Pohjois-Savon alihyödynnetyistä sivuvirroista biohiiltä, joka soveltuu maanparannukseen, lannoitteeksi tai viherrakentamiseen. Pilotoinnin avulla selvitetään termisen käsittelyn vaikutuksia valittuihin epäpuhtaisiin materiaaleihin sekä tutkitaan, miten epäpuhtaudet poistuvat tai sitoutuvat lopputuotteisiin, kuten kaasuun, tisleeseen tai biohiileen. Hankkeen avulla tuetaan alueellisten pk-yritysten kestävää kasvua ja avataan uuden liiketoiminnan mahdollisuuksia (biohiilen ja kierrätyslannoitteiden valmistus, termisen käsittelyn teknologiakehitys).

---

Kirjoittajat

Teemu Vilppo, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu

Maiju Korhonen, projektisuunnittelija, Savonia-ammattikorkeakoulu

---