Niukkojakin hyödyntämättömiä peltobiomassoja voitaisiin käyttää kiertotaloudessa maksimoimalla kuljetustehokkuus

Maataloustuotannossa käytetään merkittävä määrä maa-alaa Suomessa, ja esimerkiksi maankäytön päästöjä syntyy maataloudessa. Toisaalta maatalouden roolin odotetaan korostuvan yhteiskunnan kestävyysratkaisuissa, sillä maatalousjärjestelmät ja niiden käytössä oleva maa-ala ei tuota pelkästään ruokaa, vaan tuotantojärjestelmiin pystytään liittämään myös muiden materiaalien ja energian tuotantoa.
peltoa

Maatalouden kestävyyshaasteisiin pyritään vaikuttamaan esimerkiksi kiertotalouteen pohjautuvan toiminnan vahvistamisella. Kiertotalouden mukaisesti kaikki materiaali ja raaka-aineet pyritään hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti. Maataloudessa sillä pyritään luomaan toimintamahdollisuuksia muun muassa hiilipäästöjen vähentämiseen, ravinteiden kierrätykseen sekä uusiutuvien energiamuotojen tukemiseen.

Maatalouden ympäristönhoidollisilla aloilla kasvaa hyödyntämätöntä biomassaa

Niin sanottuja maatalouden ympäristönhoidollisia aloja ovat muun muassa luonnonhoitopellot ja suojavyöhykkeet. Niitä ylläpidetään muun muassa hiilensidonnan ja peltomaan kasvukunnon edistämiseksi sekä ravinnehuuhtoumien estämiseksi. Osa aloista on maatalouden tukijärjestelmän piirissä, eli niiden ylläpitämisestä maksetaan maatalouden ekojärjestelmän tukea tai ympäristökorvauksen tukea.

Näillä tuotannolle marginaalisilla aloilla kasvavaa viherbiomassaa ei välttämättä hyödynnetä ollenkaan, jos maatilalla ei ole käyttöä esimerkiksi eläinten laidunnukselle tai kerättävälle kuivikeheinälle. Biomassaa voitaisiin kuitenkin hyödyntää esimerkiksi biopohjaisten tuotteiden jalostukseen tai energian tuotantoon, kuten maatilojen toimintaan liitettyyn biokaasutuotantoon.

Tilakohtaisesti vähäisten pinta-alojen vuoksi kasvuston vapaaehtoinen/omaehtoinen niittäminen ja biomassan kerääminen ei usein ole kannattavaa. Keskeisiä kannattavuutta rajoittavia tekijöitä biomassan hyödyntämisessä ovat alueellinen saatavuus ja kuljetuskustannukset.

Vaihteleeko mahdollisuus tehokkaaseen hyödyntämiseen niukan ja runsaan biomassan alueilla?

Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutissa selvitettiin mahdollisuuksia ympäristönhoidollisten alojen viherbiomassan perusteellisempaan hyödyntämiseen osana Kasvua kierroista uuden sukupolven vihreillä teknologioilla (KASKI) -hanketta. Selvityksen mukaan ympäristönhoidollisten alojen määrät vaihtelevat niin tilakohtaisesti kuin alueellisestikin. Siksi tutkimuksessa haluttiin tarkastella kahta pohjoispohjanmaalaista aluetta: Iin kunta kuvasi niukan biomassan aluetta ja Nivalan seutu vastaavasti runsaan biomassan aluetta.

Tavoitteena tutkimuksessa oli selvittää, voitaisiinko paikkatietoon pohjautuvilla tarkasteluilla ja paikkatietojärjestelmän avulla löytää tehokkaita käytäntöjä niukempienkin viherbiomassojen hyödyntämiseen.
Käytännössä paikkatietojärjestelmällä mitattiin biomassan alueellista saavutettavuutta ja tarkasteltiin keräysvaihtoehtojen logistista optimointia. Paikkatietoon pohjautuvalla kuljetusreittien mallinnusmenetelmällä voidaan yhdistää tieverkostoa ja peltolohkoja koskevat tiedot.

Avoimista peltolohkojen paikkatiedoista hyödynnettiin sijaintitietoa sekä ominaisuustietoja kasvulohkojen pinta-alasta ja viljelykasvista. Viherbiomassan määrän arvioitiin olevan reilu 12 tuoretonnia hehtaarilla. Kun viherbiomassaa kuvaava paikkatieto kytkettiin liikenneverkon paikkatietomalliin, pystyttiin analysoimaan biomassan tieverkostoperusteista, tarkan mittakaavan saavutettavuutta.

Saavutettavuutta tarkasteltiin viherbiomassan saatavilla olevan määrän mukaan, eri kuljetusmatkojen etäisyydellä. Lisäksi tarkasteltiin kuljetustehokkuutta biomassatonnia kohti kertyvien kilometrien perusteella.

Tutkimuksessa vertailtiin niukkojen ja runsaiden biomassojen alueellista saavutettavuutta ja kuljetustehokkuutta luomalla kaksi kuvitteellista skenaariota biomassan keräykseen. Kuljetusvaihtoehtoina mallinnettiin kapasiteetiltaan pienempää traktorikuljetusta sekä suurempaa yhdistelmäajoneuvon kuljetusta.

Iin seudulta karttakuva, jossa on kuvattuna maatalouden ympäristönhoidolliset peltolohkojen sijainnit ja pinta-alojen suhteet sekä logistiset vaihtoehdot peltolohkoilta keräyspisteeseen traktorikuljetusten reiteillä ja yhdistelmäajoneuvon reitityksillä.
Kuva 1. Mallinnusskenaariot traktorikuljetuksille (a) ja yhdistelmäajoneuvon reitityskuljetuksille (b) Iin seudulla.
Nivalan seudulta karttakuva, jossa on kuvattuna maatalouden ympäristönhoidolliset peltolohkojen sijainnit ja pinta-alojen suhteet sekä logistiset vaihtoehdot peltolohkoilta keräyspisteeseen traktorikuljetusten reiteillä ja yhdistelmäajoneuvon reitityksillä.
Kuva 2. Mallinnusskenaariot traktorikuljetuksille (a) ja yhdistelmäajoneuvon reitityskuljetuksille (b) Nivalan seudulla.

Myös niukkojen viherbiomassojen alueilla biomassan hyödyntäminen voi osoittautua tehokkaaksi

Tutkimuksessa havaittiin, että biomassan saavutettavuudessa voi olla suuria alueellisia eroja, kuten yllä olevista kuvista selviää. Kuljetustehokkuuden tarkastelu osoittaa, että myös niukoilla biomassan alueilla kuljetustehokkuus voi kuitenkin olla hyvä, lähes samansuuruinen kuin runsaamman biomassan alueella.

Paikkatietopohjaisen tarkastelun ja erilaisten kuljetusskenaarioiden avulla voidaan siis selvittää, löytyykö maatalouden ja maaseudun sivuvirroista kiertotalouskäyttöön tarpeeksi suuria määriä riittävän lyhyiden kuljetusmatkojen päästä. Reititysmallinnusten avulla voidaan tehdä tarkkoja alueellisia vertailuja saavutettavuudesta ja logistiikasta.

Tutkimuksessa kuitenkin huomattiin, että peltolohkojen paikkatietoihin tarvitaan tarkennuksia, jotta voidaan tarkemmin tunnistaa todellinen, entuudestaan hyödyntämättömän biomassan määrä.

Biomassa hyödyntämisaste tutkimuksessa tarkastelluilla ympäristönhoidollisilla aloilla vaihtelee maatiloittain muun muassa tuotantosuuntauksen mukaan. Osa aloista voi olla esimerkiksi laidunnuskäytössä. Hyödyntämättömien sivuvirtojen määrän arviointiin tarvitaankin tarkempaa tilastointia esimerkiksi tarkentamalla tietoa laiduntamisesta ja muusta biomassan hyödyntämisestä tilakohtaisesti tai alueellisesti.

Tutkimus on toteutettu osana KASKI-hanketta (1.6.2021–31.10.2023). Hankkeen toteuttajina ovat Iin Micropolis Oy, Iilaakso Oy sekä Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin Alueellisen erinomaisuuden tutkimusryhmä ja Oulun yliopiston Kemiallisen prosessitekniikan tutkimusyksikkö. Rahoittajina toimivat Pohjois-Pohjanmaan liitto ja Euroopan aluekehitysrahasto osana Euroopan unionin covid-19-pandemian johdosta toteuttamia toimia. Sivuvirtatarkastelut on toteutettu Alueellisen erinomaisuuden tutkimusryhmässä.

Tutkimusartikkeli (englanniksi):
Ollila, Katri ja Kotavaara, Ossi (2023). Measuring Accessibility and Optimising Logistics of Marginal Land Grass Biomass in the Case of Northern Ostrobothnia, Finland. European Countryside, 15(4) 542–562.

Hankkeen raportti:
Katri Ollila & Ossi Kotavaara (2023). Avoimista peltolohkotiedoista avauksia maaseudun sivuvirtojen hyödyntämiseen. KASKI – Kasvua kierroista uuden sukupolven vihreillä teknologioilla -hankkeen osaraportti. Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin julkaisuja 3/2023.