Nestemäiset biopolttoaineet

Liikennesektorilla perinteisille, raakaöljystä valmistetuille fossiilisille polttoaineille on useita vaihtoehtoja, joista biopolttoaineet soveltuvat osin jo olemassa olevaan autokantaan. Kaikki Suomessa jakelussa olevat liikenteen polttonesteet sisältävät biokomponentteja, joiden määrä perustuu kansallisen polttoaineiden laatuasetuksen raja-arvoihin ja standardien laatukriteereihin. Biopolttoaineiden osuutta on liikennepolttoaineissa tavoitteena nostaa 30 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä.

Nestemäisiä biopolttoaineita voidaan käyttää ajoneuvoissa joko sellaisenaan tai fossiiliseen bensiini- tai dieselpolttoaineeseen sekoitettuna (drop-in). Sekoitusraja tarkoittaa, että biokomponentin enimmäispitoisuutta on ajoneuvoteknisistä syistä rajoitettava.Euroopan laajuisesti biopolttoaineiden käytöllä on arvioitu voitavan vähentää 15 prosenttia liikenteen hiilidioksidipäästöjä vuoteen 2030 mennessä. Osuus on yhtä suuri kuin sähköautoille laskettu vähentämispotentiaali. Biopolttoaineiden etuna on, että niitä voidaan käyttää jo olemassa olevassa autokannassa, sillä autokanta uusiutuu hitaasti. Nykyisestä autokannasta lähes kolmannes on liikenteessä vielä vuonna 2030.

Biodiesel

Biodieselillä tarkoitetaan EU-lainsäädännössä happea sisältäviä esterityyppisiä FAME-biokomponentteja (Fatty Acid Methyl Ester), jotka valmistetaan kasviöljystä esteröimällä. Ne voidaan nimetä myös raaka-aineen mukaan, jolloin esimerkiksi rypsiöljystä valmistettua biodieseliä kutsutaan RME:ksi (rypsimetyyliesteri). FAME-komponentit eroavat kemialliselta koostumukseltaan niin fossiilisesta kuin uusiutuvasta dieselistä. Biodieseliä voidaan sekoittaa fossiilisen dieselin  sekaan nykyisen laatustandardin mukaisesti enimmillään 7 tilavuusprosenttia.

Uusiutuva diesel

Uusiutuvalla dieselillä (XTL) tarkoitetaan parafiinistä dieseliä, jota ei ole jalostettu raakaöljystä. Uusiutuva XTL on fossiilisen dieselin kaltainen hapeton, mutta biologista alkuperää oleva parafiininen dieselpolttoneste. XTL-dieseliä voidaan valmistaa myös maakaasusta, jolloin se ei ole uusiutuvaa. XTL-dieselille on useita nimikkeitä, joissa valmistusprosessi ja raaka-aineet ovat erilaisia, muun muassa HVO-diesel, BTL-diesel ja GTL-diesel.

Esimerkiksi Nesteen valmistama My Diesel on vetykäsiteltyä uusiutuvaa HVO-dieseliä (hydrotreated vegetable oil). Vetykäsiteltyä dieseliä voidaan valmistaa kasviöljyistä, eläinrasvoista tai muista eloperäisistä rasvoista. Kemiallisesti HVO-diesel on fossiilisen dieselin kaltainen hapeton hiilivetypolttoaine.

Synteettinen diesel valmistetaan kaasuttamalla esimerkiksi puubiomassasta tai muusta kasvipohjaisesta biomassasta. Synteettisiä dieseleitä ovat kiinteästä biomassasta valmistettu BTL (biomass-to-liquids) ja bio- tai maakaasusta valmistettu GTL (gas-to-liquids).

Parafiinistä dieseliä voidaan käyttää dieselautoissa polttoaineena yleensä sellaisenaan. Uusiutuvalle dieselille on oma fossiilisesta dieselistä eroava standardi EN 15940.

Bensiinin biokomponentit

Bensiinin soveltuvuus autoon määräytyy oktaaniluvun ja etanolipitoisuuden mukaan. Bensiiniin voidaan sekoittaa nykyisin yleensä enimmillään 10 painoprosenttia biokomponentteja, yleisimmin etanolia. Bensiinin päälaadut Suomessa ovat 95-oktaaninen E10 ja 98-oktaaninen E5. Jakeluasemilla jaeltavan E10-bensiinin bioetanolimäärä voi vaihdella, mutta se voi olla enintään 10 tilavuusprosenttia. E5-bensiinissä etanolia voi olla enintään 5 tilavuusprosenttia. E5-polttoainetta käytetään lähinnä vanhemmissa autoissa, joihin E10-polttoaine ei sovellu.

Korkeaseosetanoli E85 sisältää 85 painoprosenttia etanolia. Se soveltuu vain etanolikäyttöisiin tai ns. flexifuel-autoihin, jonka polttoainejärjestelmän ja moottorin materiaalit on suunniteltu kestämään korkeaa etanolipitoisuutta.

Ensimmäisen, toisen ja kolmannen sukupolven biopolttoaineet

Biopolttoaineet luokitellaan sukupolvittain raaka-aineen, tuotteen ominaisuuksien tai valmistusprosessin mukaisesti.

Ensimmäisen sukupolven biopolttoaineissa käytetään tavallisesti elintarviketuotantoon soveltuvia raaka-aineita.

Toisen ja kolmannen sukupolven eli ns. kehittyneiden biopolttoaineiden valmistus ei kilpaile ruoan tai rehun tuotannon kanssa, sillä valmistuksessa ei käytetä ruoaksi kelpaavia raaka-aineita. Toisen sukupolven biopolttoaineiden raaka-aineita ovat kasvi- ja puupohjainen selluloosa sekä jätteet ja tähteet, joita syntyy esimerkiksi teollisuustuotannosta. Kolmannen sukupolven biopolttoaineita valmistetaan kokonaan uusista raaka-aineista, kuten levistä. Ne eivät vielä ole kaupallisessa tuotannossa.

Suomella on erinomaiset edellytykset kehittyneiden uusiutuvien polttoaineiden tuotantoon kotimaisista raaka-aineista. Biopolttoaineiden sekoittaminen fossiilisten polttoaineiden sekaan on ylivoimaisesti kustannustehokkain tapa liikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Biopolttoaineiden potentiaali on erityisen suuri paketti- ja kuorma-autoliikenteessä, joihin sähkö soveltuu energianlähteeksi vain rajoitetusti. Sähkö soveltuu raskaalle kalustolle ensisijaisesti kaupunkien jakelu- ja bussiliikenteessä.

Biopolttoaineiden kestävyyskriteerit

Biopolttoaineiden käytön lisäämisessä on mahdollisuus hyödyntää sekä maailmanmarkkinoilla että kotimaassa tuotettuja biopolttoaineita. Biopolttoaineet voidaan laskea mukaan biovelvoitteisiin vain, jos ne täyttävät EU:ssa asetetut tiukat kestävyyskriteerit ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistavoitteet.

Pääsääntönä on, ettei biopolttoainetta saa valmistaa raaka-aineesta, joka on saatu luonnoltaan monimuotoiselta alueelta (suojelualueet, aarniometsät, jne.) tai maasta, johon on sitoutunut paljon hiiltä (suot, kosteikot, tietyn tyyppiset metsät). Lisäksi biopolttoaineiden käytöllä on saatava aikaan tietyn suuruinen kasvihuonekaasupäästöjen vähenemä. Vähimmäisvaatimus on, että biopolttoaineilla saadaan aikaan vähintään 50 %:n suuruinen päästövähenemä verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin.

EU-lainsäädännöllä rajoitetaan perinteisten, niin kutsuttujen ensimmäisen sukupolven biopolttoaineiden käyttöä, koska niiden raaka-aineet kilpailevat ruoantuotannon kanssa. EU:ssa tavoitteena onkin lisätä jäte- ja tähdepohjaisten sekä muiden ruokaketjun ulkopuolisten raaka-aineiden käyttöä biopolttoainetuotannossa.

Uusiutuvan energian direktiivissä on laskettu päästövähenemät ja elinkaarenaikaiset päästöt tyypillisimmille biopolttoaineille. Esimerkiksi brasilialaisella sokeriruokoetanolilla saadaan aikaan noin 50 %:n päästövähenemä fossiiliseen bensiiniin verrattuna, kun huomioidaan raaka-aineen viljelyn ja tuotannon, jalostuksen sekä kuljetuksen ja jakelun aiheuttamat päästöt tuotantoketjussa. Kotimaisen jäte- ja tähderaaka-aineista valmistetun etanolin päästövähenemä fossiiliseen bensiiniin verrattuna laskettuna niin kutsutuista elinkaarenaikaisista päästöistä on jopa 80-90 %.

Kotimaisen biopolttoainetuotannon lisääminen parantaa myös Suomen energiaomavaraisuutta ja huoltovarmuutta ja vähentää riippuvuutta fossiilista polttoaineista.