Kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa: Hajautetun biolämpöenergian tuhkan kierrätyksen merkitys ja taloudellisen ekosysteemimallin luominen.

Abstract

Ilmastonmuutosta voidaan hillitä pysäyttämällä kasvihuonekaasujen pitoisuuksien kasvu. Tällöin on siirryttävä kohti vähähiilistä tai jopa hiilineutraalia yhteiskuntaa. Pariisin ilmastokokouksessa päätettiin, että tähän pyritään vuoteen 2050 mennessä.

Tässä opinnäytetyössä käsitellään Suomessa vuonna 2016 laadittua energia- ja ilmastostrategiaa, joka huomioi Pariisin ilmastokokouksen tavoitteet. Strategiaa ja sen taustaraportteja ja -julkaisuja tarkastellaan erityisesti puuperäisiä biomassoja polttoaineena käyttävän, hajautetun lämpöenergian tuotannon kannalta. Biomassojen polttoon perustuvassa energian tuotannossa syntyy tuhkaa, joka voidaan kierrättää takaisin metsiin lannoitevalmisteena. Tuhkan mukana metsiin palautuu ravinteita, jolloin metsän kasvun tehostuessa niiden hiilinieluvaikutus kasvaa. Tämän oletuksen tueksi opinnäytetyössä on listattu ja tarkasteltu ensimmäistä kertaa systemaattisesti kansallisten tutkimusten tuloksia, jotka koskevat tuhkalannoituksen vaikutuksia puuston kasvuun ja toisaalta maahengitykseen.

Opinnäytetyön kehittämistyön tavoitteena oli selvittää paikallisella tasolla hajautetun biomassoihin perustuvan energian tuotannon nykytilaa sekä syntyvän tuhkan laatua ja sen hyödyntämismahdollisuuksia. Lisäksi tarkasteltiin tuhkan kierrätykseen liittyviä kustannusrakenteita. Työssä kehitettiin alueellisten toimijoiden kanssa työpajatoiminnan kautta liiketoiminnallista ekosysteemiratkaisua, jolla hajautetun energiantuotannon toimijat voisivat paikallisesti toteuttaa ravinteiden kierron periaatetta kustannustehokkaasti. Opinnäytetyön toteutuksen prosessia voidaan hyödyntää vastaavien tai paikallisesti räätälöityjen ekosysteemimallien luomisessa myös laajemmin.

Climate change can be mitigated by limiting the greenhouse gas emissions. This means that we need to shift towards low carbon or even carbon neutral society. In Paris Climate Summit, it was decided that this should be achieved by 2050.

This thesis deals with Finland's current energy and climate strategy 2016, which takes into account the goals of the Paris Climate Summit. The strategy and its background publications are specifically considered noticing the separated heat energy production units using wood-based biomasses as a main source of fuel. As a result of burning the biomasses, ash is produced which can be recycled back to forests as a fertilizer. With ash, nutrients return to forests, and due to the increased forest growth, the carbon sink effect of forests is enhanced. To support this assumption, the results of national studies on the effects of ash on tree growth and on soil respiration will be listed and examined systematically for the first time.

The aim of the thesis development work was to clarify the current state of separated bi-omass-based energy production at local level, the quality of the ash produced and its potential for utilization. In addition, the cost structures related to ash recycling were ex-amined. The work was developed in co-operation with the regional actors through the workshop activities to create a business ecosystem solution that separated energy pro-ducers could locally implement the principle of nutrient circulation cost-effectively. The process developed during the work can be utilized to create similar or locally adjusted ecosystem models also in other regions.