14.10.2026

Siirrettävä biohiililaitteisto hyödyntää biomassat niiden syntypaikalla

Biohiilen avulla voidaan hyödyntää hajanaisia maatalouden sivuvirtoja ja sitoa hiiltä pitkäaikaisesti maaperään. Tässä artikkelissa tarkastellaan siirrettävän pyrolyysilaitteiston toimivuutta käytännön olosuhteissa sekä siihen liittyviä keskeisiä haasteita. Havainnot osoittavat, että raaka-aine ja prosessinhallinta vaikuttavat merkittävästi sekä biohiilen laatuun että tuotannon kannattavuuteen.

Siirrettävä laite sopii hajautettuun tuotantoon 

Kaupallisesti saatavilla olevia kuljetettavia pyrolyysilaitteistoja on toistaiseksi tarjolla vähän, ja toimiala on selkeästi vielä kehittymässä. Markkinoilla olevat laitteistot voidaan karkeasti jakaa konttimallisiin yksiköihin sekä kuljetusalustan päälle rakennettuihin laitteistoihin. Konttiratkaisut tarjoavat vakioidummat prosessiolosuhteet ja suuremman tuotantokapasiteetin, ja ne soveltuvat hajautettuun tuotantoon silloin, kun raaka-ainevirtaa on riittävästi ja käyttöympäristö mahdollistaa suuremman yksikön sijoittamisen.  

Koska käytännön kokeiluissa haluttiin pilotoida pienemmän mittakaavan siirrettävää laitteistoa, kokeissa käytetiin panostoimiseen, hitaaseen pyrolyysiin perustuvaa Amacee-laitetta. Retortin biomassan syöttömäärä on noin 0,2–0,4 kuutiometriä erää kohden ja biohiilen tuotto syötteestä riippuen noin 200 litraa erältä. Prosessissa syntyvät tisleet ja terva saadaan talteen. Kokonaisuus koostuu telikärryn päälle rakennetusta jalustasta, polttokammiosta, pyrolyysikammiosta, lauhduttimesta ja kaasuputkistosta (kuva 1). Prosessin lämmitys tapahtuu polttamalla puuta laitteen tulipesässä. Pyrolyysikaasut johdetaan tulipesään ja poltetaan, joten myös ne toimivat prosessin lämmityksessä.

Laitteistolla suoritettiin kaksikymmentä koeajoa erilaisilla syötteillä sekä teollisuusalueella että taajamassa. Koeajoissa käytettiin kiertotalouden mukaisia materiaaleja: jätepuuta, jätepahvia, jätepaperia, poistotekstiiliä, siemenkuorijätettä, sivuvirtavillaa ja kuusipuuta. Pyrolyysiprosessi voidaan käynnistää käytännössä missä tahansa. Edellytyksenä on, että suljetussa tulipesässä on mahdollista polttaa puuta eikä läheisyydessä ole syttymisherkkiä materiaaleja. Savupiipusta nousevat palokaasut nousevat riittävän korkealle, joten laite ei aiheuta käryhaittoja ympäristölle.  

Raaka-aine ratkaisee enemmän kuin laite

Koeajojen tulokset vaihtelivat paljon käytetyn syötteen mukaan. Erilaiset kiertotalouden mukaiset raaka-aineet tuottivat toisistaan poikkeavia tuloksia niin prosessin kulun, biohiilen saannon kuin lopputuotteen laadunkin suhteen. Sekä teknisesti onnistuneet koeajot että selkeät epäonnistumiset olivat tiedollisesti arvokkaita.  

Raaka-aineiden ominaisuudet osoittautuivat tärkeiksi pyrolyysiprosessin onnistumisessa. Biomassan kosteuspitoisuuden tulisi olla enintään 25 prosenttia, jotta prosessissa ei kulu merkittävää osaa energiasta syötteen kuivattamiseen. Koeajoissa käytettyjen syötteiden kosteuspitoisuus vaihteli 3:n ja 33 prosentin välillä.

Liian kostea syöte ei tuota laadukasta biohiiltä, sillä se hidastaa prosessia, lisää prosessiin vaadittavaa energiankulutusta ja heikentää lopputuotteen tasalaatuisuutta. (Soilcare 2025.) Maatalousympäristössä tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että esimerkiksi tuore hakkuutähde tai vasta puitu olki täytyy tarvittaessa kuivata ennen käyttöä. Kuivumiseen menevä aika ja tila on huomioitava osana tuotantosuunnittelua. Pyrolyysin raaka-aineena voidaan käyttää myös erilaisten materiaalien seoksia, joissa helposti pyrolysoituva puumateriaali toimii perusraaka-aineena, ja siihen yhdistetään esimerkiksi olkea tai muita sivuvirtoja. 

Palakoko ja syötteen ilmava asettelu retortissa osoittautuivat myös kriittisiksi tekijöiksi. Laitetoimittajan ohjeen mukaan sopiva partikkelikoko oli 5–40 cm ja paksuus 1–5 cm (Soilcare 2025). Kun laitteen sisävaippa täytettiin ja nostettiin paikalleen, syöte pakkautui helposti liian tiiviiksi. Ensimmäisissä koeajoissa tämä johti tilanteisiin, joissa osa materiaalista jäi pyrolysoitumatta. Havainto tehtiin muun muassa pyrolyysikokeessa, jossa käytettiin kirjoja, joista oli poistettu vain kannet. Retortin lämmitys lopetettiin noin kolmen tunnin kuluttua, kun pyrolyysikaasujen ja tisleen muodostuminen oli päättynyt. Tästä huolimatta noin kolmannes materiaalista oli pakkautunut retortin pohjalle niin tiiviisti, että se pyrolysoitui vain osittain (kuva 2). Prosessi oli päättynyt materiaalin pintaosissa, mutta retortin pohjalle tiiviisti pakkautuneessa massassa hiiltyminen oli jäänyt kesken. Kun kirjojen sivut myöhemmissä koeajoissa irrotettiin toisistaan ja aseteltiin retorttiin ilmavammin, pyrolyysi eteni tasaisemmin ja materiaali hiiltyi kauttaaltaan. 

Puutteellinen pyrolysoituminen voi aiheuttaa turvallisuusriskin biohiiltä purettaessa, käsiteltäessä, kuljetettaessa ja varastoitaessa, sillä materiaali voi hapen vaikutuksesta lämmetä ja pahimmillaan syttyä tuleen. Itselämpenemistaipumukseen vaikuttavat sekä käytetty raaka-aine että pyrolyysilämpötila. Restuccia ym. (2019) havaitsivat tutkimuksessaan, että pehmeästä puusta valmistetun biohiilen itselämpenemistaipumus oli suurimmillaan, kun biohiili oli tuotettu 450 °C:ssa. Korkeammissa pyrolyysilämpötiloissa materiaalin reaktiivisuus väheni. (Restuccia ym. 2019.) 

Koeajoissa havaittu epätasainen hiiltyminen korostaa siksi syötteen huolellisen valmistelun ja prosessin loppuun saattamisen merkitystä. Syötteen tulee olla riittävän kuiva, se pitää paloitella laitteelle soveltuvaan kokoon ja asetella retorttiin ilmavasti siten, ettei materiaali pakkaudu liian tiiviisti. Lisäksi ennen retortin avaamista on varmistettava, että prosessi on päättynyt ja materiaali jäähtynyt riittävästi. 

Laitteiston tekninen toimivuus osoittautui hyväksi. Prosessi käynnistyi luotettavasti eri olosuhteissa, rakenne kesti käyttöä eikä merkittäviä mekaanisia ongelmia ilmennyt koeajojen aikana. Erityisesti sivuvirtavillan pyrolysointi aiheutti krakkautuneen tervan kertymistä putkistoon ja retortin seinämiin, minkä vuoksi nuohoukseen ja puhdistukseen kului useita tunteja. Projektissa ei selvitetty menetelmiä kertymien vähentämiseksi, mutta havainto osoittaa, että käytettävän syötteen ominaisuuksilla voi olla merkittävä vaikutus laitteiston huoltotarpeeseen. Laitteiston siirrettävyys toimi käytännössä hyvin.  

Pyrolyysiprosessin hallinta vaatii harjoittelua

Pyrolyysiprosessin hallinta vaati jatkuvaa seurantaa erityisesti pyrolyysivaiheen aikana. Koeajoissa lämpötilaa seurattiin retortin kyljessä olevista lämpötila-antureista, jotka mittasivat retortin sisälämpötilaa ylimmän ja alimman ritilän kohdalla. Prosessilämpötilaa ylläpidetiin lisäämällä polttopuita ulkoiseen tulipesään riittävän lämmön tuottamiseksi. Lämpötila saattoi nousta nopeasti pyrolyysikaasujen muodostumisen voimistuttua. Ensimmäisissä koeajoissa jouduttiin ohittamaan kaasujen poltto lämpötilan noustessa lähelle 800 °C:ta, joka ylitti laitteelle asetetun maksimilämpötilan (kuva 3).

Pilottilaitteessa prosessilämpötilan säätömahdollisuudet olivat rajalliset, ja käytännössä lämpötilaa voitiin laskea lähinnä polttamalla pyrolyysikaasut savupiipussa. Koeajojen aikana havaittiin myös, että raaka-aineiden ominaisuuksien vaihtelu vaikutti prosessin kulkuun ja ajankäyttöön odotettua enemmän. Osa syötteistä pyrolysoitui nopeasti, kun taas toisilla lämpötila pysyi korkeana useita tunteja ennen laskuvaihetta. Syötteiden vaikutusta pyrolyysiprosessin kulkuun ja valmistetun biohiilen laatuun käsitellään tarkemmin artikkelissa ”Maatalouskäyttöön tarkoitetun biohiilen laatu eri kiertotaloussyötteillä” (tulossa).

Laitteen käyttäjillä ei ollut aiempaa kokemusta pyrolyysistä eikä pyrolyysilaitteistojen käytöstä. Ennen koeajojen aloittamista laitetoimittaja järjesti päivän mittaisen käyttökoulutuksen, jossa käytiin läpi laitteiston käyttö, turvallisuus ja prosessin seuranta. Lisäksi laitetoimittajan edustaja osallistui ensimmäisiin koeajoihin ja neuvoi eri syötteiden käsittelyssä sekä soveltuvuuden arvioinnissa koko projektin ajan. Ohjeistus koski muun muassa syötteiden kosteutta ja palakokoa. Käytännön kokeiluissa havaittiin esimerkiksi, että jauhettu puuvillasilppu oli pyrolyysiin liian hienojakoista. Parempi lopputulos saavutettiin käyttämällä puuvillakuteita. 

Alkuvaiheessa oletettiin, että keskeisin tekninen haaste liittyisi tasaisen prosessilämpötilan saavuttamiseen ja ylläpitoon. Käytännössä merkittäväksi haasteeksi muodostui kuitenkin sen määrittäminen, missä vaiheessa prosessia kulloinkin oltiin. Kokemattomalle käyttäjälle pyrolyysiprosessin etenemisen arviointi oli haastavaa. Prosessin käynnistyminen voidaan tunnistaa tarkkailemalla uunin ohivuotoputken liitoskohdasta vapautuvaa savua, sillä kellertävä kaasu viittaa pyrolyysikaasun muodostumiseen (Soilcare 2025). Prosessin päättymistä arvioidaan puolestaan kaasun ja tisleen muodostumisen hiipumisesta.  

Epäonnistumiset liittyivät pääasiassa liian suuriin syötemääriin sekä syötteen liian tiiviiseen pakkautumiseen retortissa. Kun materiaalikerrokset eivät jääneet riittävän ilmaviksi, lämpö ei päässyt jakautumaan tasaisesti koko massaan, minkä seurauksena osa materiaalista jäi pyrolysoitumatta. Lisäksi lämmitys lopetettiin toisinaan liian aikaisin, koska prosessin todellista päättymistä ei voitu tunnistaa luotettavasti. Osassa syötteistä havaittiin niin sanottuja ”valeloppuja”, joissa kaasujen ja tisleen muodostuminen väheni tilapäisesti pyrolyysin jatkuessa edelleen. Ilmiötä voidaan selittää osittain pyrolyysin vaiheittaisella etenemisellä, sillä biomassan eri rakenneosat hajoavat eri lämpötila-alueilla eikä reaktio etene tasaisesti (Rasaq ym. 2024). 

Toistuvat koeajot paransivat prosessin hallintaa ja vähensivät ennakoimattomia tilanteita. Prosessin etenemistä kuvaavien merkkien tunnistaminen helpottui kokemuksen karttuessa, vaikkakin pyrolyysin päättymisen tarkka havaitseminen oli vaikeaa. Havaintojen perusteella laitteiston käytön voi oppia suhteellisen lyhyessä ajassa, mikäli koeajoja tehdään useita peräkkäin. Tulokset korostavat kuitenkin riittävän koulutuksen ja perehdytyksen merkitystä ennen laitteiston itsenäistä käyttöä. 

Koko ketjun toimivuus ratkaisee kannattavuuden

Pienen mittakaavan laitteistossa pelkät pyrolyysikaasut eivät riitä prosessin ylläpidon energiaksi, vaan ulkoista polttoainetta tarvitaan koko prosessin ajan. Tämän vuoksi energiankulutus ja polttoaineen lisäyksen tuoma työmäärä ovat suhteellisen suuria käsiteltävään biomassamäärään nähden. Esimerkiksi kymmenen kilogramman syötteen pyrolysointi saattoi vaatia kymmeniä litroja polttopuuta ja useita tunteja työaikaa. Näin ollen biohiilen tuotannon kannattavuuslaskelmissa tulisi tuotetun biohiilimäärän lisäksi huomioida myös muita tekijöitä. Ratkaisevaksi nousi koko tuotantoketjun taloudellinen kokonaisuus, jossa huomioidaan

• raaka-aineen käsittely
• työn määrä  
• prosessiin tarvittavat oheismateriaalit, kuten polttopuut 
• prosessissa syntyvät jakeet 
• biohiilen hyödyntämismahdollisuudet.

Pienemmän mittakaavan tuotannon haasteena on, että kaikkien prosessissa syntyvien jakeiden hyödyntäminen ei ole aina mahdollista ilman yhteistyötä muiden toimijoiden kanssa. Usean tilan yhteistyöhön perustuvat ratkaisut voivat saavuttaa huomattavasti paremmat edellytykset sivuvirtojen hyödyntämisessä kuin yksittäinen tila.

Pyrolyysissa syntyvät tisleet ja terva jäivät tässä pilotissa testaamatta, sillä niiden jatkokäsittely ja hyödyntämien ei olisi ollut mahdollista kasvavien kustannusten ja sääntelyn vuoksi. REACH-asetuksen mukaiset kemikaaliturvallisuuteen liittyvät velvoitteet voivat lisätä pienimuotoisten sivuvirtapohjaisten tuotteiden markkinoille saattamisen kustannuksia ja hallinnollista taakkaa, mikä voi heikentää niiden kaupallisen hyödyntämisen edellytyksiä (Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus 1907/2006 kemikaalien rekisteröinnistä, arvioinnista, lupamenettelyistä ja rajoituksista). 

Suuremmassa mittakaavassa pyrolyysiprosessin energiahyötysuhdetta voidaan parantaa hyödyntämällä prosessissa vapautuvaa lämpöä esimerkiksi kiinteistöjen tai kasvihuoneiden lämmityksessä. Tässä tutkimuksessa käytetyssä pilottilaitteistossa lämmön talteenottoa ei ollut mahdollista toteuttaa, minkä vuoksi prosessin kokonaisenergiatehokkuus jäi alhaisemmaksi kuin teollisen mittakaavan ratkaisuissa. Tämä näkyy myös korkeana polttopuun kulutuksena suhteessa tuotetun biohiilen määrään. 

Hajautetun biohiilituotannon taloudellinen kannattavuus perustuu siihen, että arvoa pystytään luomaan koko tuotantoketjussa. Biohiilen lisäksi tulisi hyödyntää prosessissa syntyvät nestejakeet, lämpöenergia sekä biohiilen pitkäaikaiseen hiilen sitoutumiseen liittyvät mahdolliset hiilimarkkinatulot. Tietyin edellytyksin biohiilen tuotannon ilmastohyöty voidaan todentaa ja muuntaa vapaaehtoisilla hiilimarkkinoilla myytäviksi hiiliyksiköiksi. Hiilimarkkinoiden toimintamallit, todentamiskäytännöt ja sääntely ovat kuitenkin edelleen kehittymässä, mikä lisää epävarmuutta hiiliyksiköistä saatavien tulojen ennakoitavuuteen. (Välinen 2023.) 

Kuljetettavat laitteistot täydentävät biohiilituotantoa 

Yksi keskeisimmistä opeista oli, että mobiilia pyrolyysilaitteistoa ei pidä vertailla kiinteään laitokseen. Laitteistot palvelevat erilaisia käyttötarkoituksia, ja niiden ominaisuudet on optimoitu eri tarpeisiin. Kiinteä laitos on investointi jatkuvaan, volyymiin perustuvaan tuotantoon. Mobiili laitteisto on työkalu hajautuneesti syntyvien biomassojen hyödyntämiseen siellä, missä niitä syntyy, ja silloin, kun niitä on riittävästi. 

Tavoitellussa skenaariossa liikuteltava laitteisto kiertäisi usean tilan välillä. Kukin tila hyödyntäisi laitteistoa tarpeensa mukaan, kun raaka-ainetta on kertynyt riittävästi ja se on saatu esikäsiteltyä. Tuotettu biohiili jäisi tilan omaan käyttöön esimerkiksi maanparannusaineena, kun taas tisleet toimitettaisiin yhdessä sovittuun käsittelypisteeseen. Laitteiston pääomakustannukset jaettaisiin useamman toimijan kesken. 

Yhteistoimintamalli edellyttää toimijoiden välistä koordinointia ja yhteistä sopimista, mutta se ei ole poikkeuksellista maataloussektorilla. Yhteiskoneiden ja -laitteiden käyttö on vakiintunut toimintatapa monissa yhteyksissä. Biohiilituotannossa yhteistyön merkitys korostuu erityisesti siksi, että osaaminen karttuu käytön myötä. Samalla yhteiskäyttö edellyttää käytännön toimintamalleja esimerkiksi laitteiston varaamiseen, siirtoihin, huoltoon, kustannusten jakamiseen sekä vastuiden määrittelyyn. Myös laitteiston käyttöajankohtien yhteensovittaminen voi ajoittain aiheuttaa haasteita, mikäli useilla toimijoilla on samanaikaisesti tarve käsitellä biomassojaan. Toisaalta mitä useammin laitteistoa käytetään ja mitä useampi henkilö hallitsee prosessin, sitä sujuvammaksi toiminta yleensä muodostuu. 

Johtopäätökset 

Keskeinen havainto oli, ettei hajautettu biohiilituotanto ole valmis ”avaimet käteen” -ratkaisu, vaan sen onnistunut käyttö edellyttää perehtymistä prosessiin ja käytännön kokemusta. Tulosten perusteella tuotannon onnistumista ei ratkaise niinkään laitteiston tekninen toimivuus kuin syötteen huolellinen valmistelu ja prosessin hallinta. 

Merkittäviksi tekijöiksi osoittautuivat erityisesti syötteen kosteus, palakoko ja täyttötapa sekä riittävä viipymä prosessissa. Näiden puutteellinen hallinta näkyi suoraan hiiltymisen epätasaisuutena ja lopputuotteen heikompana laatuna, mikä korostaa ennakkovalmistelun merkitystä. 

Taloudellisesta näkökulmasta hajautetun biohiilituotannon kannattavuus perustuu koko arvoketjun hyödyntämiseen. Biohiilen lisäksi arvoa syntyy prosessissa muodostuvista tisleistä, lämpöenergiasta sekä hiilensidontaan liittyvistä kompensaatiomahdollisuuksista. Pelkkä biohiilen valmistus ei yleensä riitä kannattavan liiketoiminnan perustaksi, elleivät kokonaisuus, raaka-aineiden käsittely, työmäärä, prosessiaika ja lopputuotteen hyödyntäminen ole hallinnassa.

Tulokset osoittivat myös, että hajautetun tuotannon skaalautuvuutta ja kannattavuutta on tarkasteltava erikseen, eikä pilottiluonteisia tuloksia voida sellaisenaan yleistää tilatasolle. Kokonaisuutena hajautettu biohiilituotanto soveltuu parhaiten käyttöympäristöihin, joissa laadunhallinta voidaan varmistaa.