Pyrolyysi mahdollistaa materiaalien kierrätyksen kasvualustoihin

Mitä yhteistä on metsäteollisuuden kuorisivuvirroilla, pajulla, kierrätyspuulla ja selluvillalla? Nämä kaikki materiaalit voidaan saada kiertoon pyrolyysin avulla, ja niitä kaikkia tutkitaan lokakuussa 2023 alkaneessa ARVOHIILI-hankkeessa.

Ensimmäiset kevään merkit ovat markettien ja kauppojen hyllylle esille tulevat erilaiset puutarha- ja viherkasvituotteet. Moni innokas sisäkasviharrastaja aloittaa helmi-maaliskuussa vaihtamalla huonekasvien mullat, ja puutarhaharrastaja on kenties löytänyt uusia kiinnostavia lajikkeita, joiden taimien esikasvatusaikaa alkukevät on.

Erilaisia vaihtoehtoja ja vinkkejä löytyy sekä aloittelevalle, kokeneelle harrastajalle että ”mestarikasvattajalle”. Ehkäpä tänä vuonna innostutaan kokeilemaan myös jotakin uusia ja erilaisia vaihtoehtoja esimerkiksi perinteisen multakasvatuksen asemasta. Valinnanvaraa ja ohjeita löytyy helposti.

Biohiiltä on tutkittu paljon muun muassa maanparannusaineena sekä erilaisissa kasvualustoissa. Myös ARVOHIILI-hankkeen yhtenä sovelluskohteena ovat kiertotalouspohjaiset kasvualustat ja lannoitteet. Tarkoitus on tutkia eri biohiilien hyödyntämistä erilaisissa kasvualustoissa ja lannoitteina. Biohiiltä käytetään kasvien kasvatuksessa parantamaan veden ja ravinteiden sitoutumista kasvien käytettäväksi.

Biohiiltä valmistetaan pyrolyysin avulla. Pyrolyysi eli kuivatislaus on menetelmä, jossa orgaanista eli eloperäistä ainetta kuumennetaan hapettomassa tai lähes hapettomassa tilassa. Pyrolyysi voidaan suorittaa joko vakuumissa tai käyttämällä suojakaasuja, jolloin esimerkiksi typpeä käytetään syrjäyttämään happi.

Pyrolysointitapana voi olla joko hidas tai nopea pyrolyysi. Nopeassa pyrolyysissa tavoitelämpötila saavutetaan nopeasti, jopa muutamissa sekunneissa. Nopean pyrolyysin päätuote on bioöljy, kiinteiden tuotteiden ollessa sivutuotteita.

Hitaassa pyrolyysissä tavoitteena on saada mahdollisimman paljon kiinteää lopputuotetta, biohiiltä, minkä takia bio- ja kiertotalouden tutkimuskeskus BioSampo onkin keskittynyt hitaan pyrolyysin menetelmään. Hitaassa pyrolyysissä tavoitelämpötila saavutetaan huomattavasti hitaammin kuin nopeassa pyrolyysissä, ja BioSammon pyrolyysiuuneissa käsittelyaika onkin useita tunteja. Nykytietämyksen mukaan hyvälaatuista biohiiltä saadaan noin 600°C:een lämpötilassa.

Biohiiltä voidaan valmistaa lähes mistä tahansa orgaanisesta aineesta. Täytyy toki muistaa, että biohiilen raaka-aineen ominaisuudet voivat vaikuttaa hyvinkin paljon siitä valmistetun biohiilen ominaisuuksiin. Ihan mistä tahansa aineesta ei siis saa hyvälaatuista biohiiltä.

Koska biohiilen raaka-aineena voidaan käyttää hyvin erilaisia materiaaleja, valmiin biohiilen ominaisuudet vaihtelevat ja siten biohiilen hyötykäyttökohteetkin ovat moninaiset. Osa biohiilistä voi sopia hyvin esimerkiksi suodatusmateriaaleiksi ilman tai veden puhdistukseen, kun taas osa sopii ominaisuuksiensa puolesta paremmin kasvualustoihin.

Myös BioSammossa on herätty ensimmäisiin kevään merkkeihin, ja pistetty pystyyn omat kasvatuskokeet. Eri raaka-aineista pyrolysoimalla valmistettujen biohiilien soveltuvuutta kasvualustoiksi on aloitettu tutkimaan lisäämällä biohiiliä eri seossuhteilla mullan sekaan.

Kuvassa 1 on nähtävissä krassin, ohran ja kehäkukan kasvatustestit BioSammossa. Kasvatustestejä ja tutkimusta jatketaan kevään aikana sisätiloissa sekä samalla suunnitellaan jo tulevan kesän ulkoistuksia ja kokeita.

Kasvatusharrastus on mukavaa puuhaa, myös hankemaailmassa.

Korkeamman lisäarvon biohiili ja sen arvoketjut – ARVOHIILI -hankkeessa tutkitaan eri tavoin valmistettujen biohiilien hyödyntämistä kiertotalouspohjaisten kasvualustojen ja lannoitteiden lisäksi mm. ilmanpuhdistukseen, akustiikkaan sekä fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen liittyvissä sovelluksissa.

Hankkeen päärahoittajana toimii Oikeudenmukaisen siirtymän rahasto (JTF) Kymenlaakson liiton koordinoimana. Myös Andritz Oy, Carbofex Oy, Easmar Logistics Oy, European Cellulose Insulation Association ja GRK Suomi Oy tukevat tutkimusta suorilla rahallisilla panostuksilla.