Energiapaju Ruotsissa ja Suomessa

Biomassa on Ruotsin valitsemia aurinkoperäisiä uusia energialähteitä. Haketta tuottava viljelypaju näkyy jo peltomaisemassa; maanviljelijät ovat omaksuneet uuden tuotantosuunnan. Vuoden 1991 alussa säädetty fossiilipolttoaineiden kasvihuonekaasumaksu paransi viljelypajun kannattavuutta.

Vuonna 1976 Helsingin yliopistosta Ruotsiin siirtynyt professori Gustaf Siren käynnisti Uppsalan maatalousyliopistossa merkittävän koesarjan. Hän kasvatti polttopuuksi voimakkaasti vesovaa pajua entisellä vehnäpellolla, tiheässä, rikkakasvit torjuen, lannoittaen, kuin vehnää konsanaan. Koesarja tuotti hämmästyttävän tuloksen. Parhaaseen mahdolliseen kasvutilaan saatettu pajukko kasvoi biomassaa verrattomasti vauhdikkaammin kuin naapuripellon vehnä, kylvöheinä tai peruna.

Kokeista poiki Ruotsin bioenergiatutkimus, josta muut länsimaat ottavat nyt oppia. Kokeet olivat alku Aurinko-Ruotsin biomassaohjelmalle joka on nyt siirtynyt käytännön sovellusvaiheeseen, Etelä- ja Keski-Ruotsin maanviljelijöiden pelloille.

Aurinkovoiman pyydys

Tutkijat eivät jääneet ihmettelemään pajukon kasvua, vaan selvittivät ripeästi mistä viljelypajun kasvunopeudessa oli kysymys. Viljelypaju kasvatetaan Uppsalan korkeudella 3-4 vuoden kierrolla. Toisesta vuodesta eteenpäin se pystyy lähes ihanteelliseen auringon energian sidontaan.

Energiaviljelyssä kasveja tutkitaan biologisina aurinkokennoina, jotka muuntavat aurinkovoiman sokerien, selluloosan ja ligniinien kemialliseksi voimaksi. Näiden yhdiste, lignoselluloosa, on ihmisen vanhin energialähde. Sen hän kesytti nuotioonsa polttopuuksi 400'000 vuotta sitten.

Verrattuaan eri viljelyskasvien energiataseita toisiinsa tutkijat löysivät luonnonlain. Saadessaan riittävästi vettä ja ravinteita vegetatiiviset, massaa kasvavat viljelyskasvit muuntavat auringon energian biomassaksi vakiotehokkuudella. Vakio on helppo muistaa: yksi imeytynyt aurinkoenergian megajoule muuntuu grammaksi kuivamassaa.

Vakion löytymisen jälkeen biomassan tuotannon tutkimus helpottui. Perustutkimuksen oli vain selvitettävä lait mitkä säätelevät valon imeytymistä kasvustoon. Soveltavan tutkimuksen oli sen jälkeen optimoitava valolakeja vastaavat viljelymenetelmät.

Kasvinjalostaja ja -viljelijä ryhtyivät tavoittelemaan kasvustoa, mikä lehtiensä muodon, suuntakulman ja kerrostuneisuuden puolesta toteuttaa valon imeytymisvaatimuksen mahdollisimman varhain keväällä, mahdollisimman tasaisesti kesän mittaan ja mahdollisimman pitkään syksyllä.

Kasvuisan viljelypajun todettiin sitovan auringon säteilyä juuri näin. Perunasta poiketen kasvukauden valoisa puolisko ei mene pajulta hukkaan, kun sen vesat puhkeavat täyteen lehteen jo toukokuussa. Vehnästä poiketen viljelypajun ei tarvitse tuleentua elokuussa. Männystä poiketen viljelypajun latvan ei tarvitse talveentua ja lopettaa siksi pituuskasvuaan jo heinäkuun loppupuolelta lähtien.

Nopeakasvuisimmat viljelypajut kasvavat taukoamatta pitkälle syksyyn, sokerijuurikkaan tapaan. Latvan paleltumisesta loka-marraskuun pakkasiin ei pajulla ole väliä, koska se on sopeutunut korjaamaan pikku vauriot vesomalla keväällä entistä voimakkaammin.

Viljelypaju korjataan  - koneellisesti puimurilla -  talvella, aurinkokauden jälkeen. Talvikorjuu sopii paitsi pajun kasvurytmiin, myös maatilan työrytmiin.

Tutkimuksesta käytäntöön

Viljelypaju siirtyi tutkimuksesta käytäntöön vuonna 1986, kun ruotsalainen maataloustuottajien keskusjärjestö (Lantbrukarnas Riksförbund) otti energiaviljelyn ohjelmaansa. Taustalla on Ruotsin maatalouden ylituotanto ja huoli maaseudun pysymymisestä maaseutuna: asuttuna ja viljeltynä.

Vuosina 1988-1989 skånelaiset tuottajat viljelivät energiapajua 300 ha ja vuonna 1990 lisää 800 ha. Vuoden 1993 loppuun mennessä viljelytavoite on 10'000 ha.

2000-luvun Aurinko-Ruotsi laskee saavansa Etelä- ja Keski-Ruotsin peltojen viljelypajukoista energiaa 145 petajoulea vuodessa (petajoulessa on ykkösen perässä 15 nollaa). Suuruusluokkaa voi verrata esimerkiksi Suomen neljän ydinvoimalan tuottamaan energiamäärään: 183 petajoulea vuonna 1989.

Viljelijän myymä tuote on hake, jonka markkinoinnin hän on järjestänyt voimalan kanssa sopimusperiaatteella. Periaate on sama mitä Suomessa sovelletaan esimerkiksi sokerijuurikkaalla. Viljelijällä on ensiksikin varmuus siitä että hän saa myydyksi koko tuottamansa sadon. Toiseksi, tuotteen hinta määräytyy vuosittain neuvottelupöydässä, jonkä ääressä on myös viljelijän edustaja. Periaate on sama mitä Suomessa sovelletaan puunhintaneuvotteluissa.

Pajun energiaviljelyä vauhdittaa Ruotsissa lisäksi tuotantopolitiikan täky: pellolleen pajua vehnän asemesta viljelevä maataloustuottaja saa vuosittain suomalaista viherkesannointipalkkiota vastaavan korvauksen, noin 3000 kruunua hehtaarilta.

Pajulla ei energian haittaveroa

Pajun energiaviljelyä ja puun energiakäyttöä ylipäänsä vauhdittaa Ruotsissa vuoden 1991 alusta säädetty fossiilisten polttoaineiden kasvihuonekaasumaksu. Maakaasun, polttoöljyn, bensiinin ja kivihiilen polttajat joutuvat maksamaan hiilidioksidin päästömaksun jonka suuruus on polttoaineesta riippuen noin 13 Suomen markkaa gigajoulelta (maakaasu 9 mk/GJ, kivihiili 15 mk/GJ). Päästömaksu on esimerkiksi 1000 litran säiliöllisestä kevyttä polttoöljyä 468 mk.

Kasvihuonekaasumaksua ei ole uudistuvalla biomassalla. Polttoaineiden hintakilpailussa ruotsalainen hakkeen tuottaja saa lisäedun joka vastaa noin 100 Suomen markkaa puun kiintokuutiolta.

Suomalaista tutkimusta vuodesta 1953

Suomessakin tutkittiin viljelypajua 1970- ja 1980-luvun vaihteessa. Itse asiassa suomalainen tutkimus on parikymmentä vuotta ruotsalaista vanhempaa. Jo vuonna 1953 metsäjohtaja R. Erik Serlachius ja metsäntutkija Risto Sarvas toivat maahamme Tanskasta 5000 kpl nopeakasvuisen siperialaisen viljelypajun (vesipaju, Salix burjatica) pistokkaita. Pistokkaat viljeltiin Metsäntutkimuslaitoksen kokeisiin Tuusulaan, Lapinjärvelle ja Punkaharjulle.

1950-luvun varhaisena tavoitteena oli lisäkuitu metsäteollisuudelle.  Mutta nopeasti kasvava pajuhan on satoisa kaikki tyynni, tuottipa se siten kuidun tai energian raaka-ainetta.  Samalla Siperian viljelypajulla jatkettiin kokeita 1970-luvun lopussa, tavoitteena energia.

Viljelypajun kokeita perustettiin niin peltomaille kuin entisille turvesuon pohjille. 1980-luvun puolivälissä suomalaisen tutkimuksen ote kuitenkin herpaantui, samoihin aikoihin kun öljyn hinta painui vuosikymmenen pohjalukemaan.

1980-luvun loppupuolella viljelypajua tutki merkittävimmin pelto-oloissa Imatran Voima Oy Kopparnäsin koealueellaan Inkoossa. Kokeissa oli mukana paitsi Suomesta löydettyjä nopeakasvuisia pajuja, myös Ruotsin viljelyohjelman parhaimmisto. Kemira tutki samoja lajeja Pohjois-Suomen turvesoilla.

Merkittäviä tuloksia

Vaikka suomalainen viljelypajun tutkimus näytti lamaantuneen 1990-luvulle tultaessa, 1980-luvun koetoiminta paljasti kuitenkin kolme merkittävää tulosta. Ensiksi, Salpausselän eteläpuolella ja Lounais-Suomessa voi käyttää Ruotsissa kehitettyjä pajun viljelylajikkeita ja -menetelmiä. Viljelypajun kasvunopeus vastaa ruotsalaisia, vastaavissa lämpö- ja sadeoloissa mitattuja tuloksia. Parhaaksi viljelypajun lajiksi paljastui koripaju (Salix viminalis).

Toinen merkittävä tulos oli kotoperäisten viljelypajujemme paremmuus Salpausselän pohjoispuolella. Eteläisten pajujen talvenkestävyys on aivan liian heikko etenkin Keski- ja Pohjois-Suomen suomailla. Parhaaksi kotoperäiseksi viljelypajuksi osoittautui mustuvapaju (Salix myrsinifolia). Nopeakasvuisimmat mustuvapajun lajikkeet ovat löytyneet  4H-kerholaisten vuosina 1978-1979 keräämästä 566 kotoperäisen pajun kokoelmasta.

Kolmas tulos on kuin suoraan ekologian oppikirjasta: viljelypajun monokulttuuriin voi iskeä perunaruttoa vastaava tuho. Näin on käynyt siperialaiselle vesipajulle useana vuonna paitsi Suomessa, myös Ruotsissa, Irlannissa ja Englannissa. Tuhon aiheutti ruostesieni, jonka väli-isännäksi epäillään lehtikuusta. Ruosteisesta pajusta ei saa riittävän korkeaa satoa.

Vastaavan laajuista ruostetuhoa ei ole havaittu muilla lajeilla. Vesipajun esimerkki velvoittaa kuitenkin useamman vuoden, riittävän laajaan koetoimintaan ennenkuin uusi lajike on valmis laskettavaksi käytännön viljelyyn.

Onko Ruotsin kehityksestä oppia Suomelle?

Aurinko-Ruotsin 15 vuoden viljelypajun koetoiminta ja viiden vuoden käytännön viljely lienevät riittävä esimerkki myös Suomelle. Ruotsissa kehitettyä menetelmää olisi mahdollinen kokeilla Suomen pelloilla, käytännön mittakaavassa. Ruotsalaisilla opeilla, lajikkeilla ja koneilla koeviljelyn tulisi aluksi tapahtua Salpausselän eteläpuolella tai Lounais-Suomessa, mahdollisimman hyväkuntoisilla pelloilla. Viljelyyn tarvittavat koneet ovat maatiloiden peruskalustoa; Ruotsin maatalouskoneteollisuus myy tarvittavat erikoiskoneet.

Noin 5 vuoden kuluttua viljelyn käynnistymisestä tarvitaan koevoimala joka jalostaisi pajuvoiman energiaksi, mieluiten suoraan sähköksi. 1990-luvun etevän teknologian (high tech) pienvoimalassa olisi sähkötehoa 1-5 megawattia. Voimala vaatisi sopimusviljelyalaa 500 hehtaaria.

Viljelyn käynnistämisessä voisi ottaa oppia siitä miten sokerijuurikas tuotiin maamme elinkeinoelämään, miten sokerijuurikasta nykyään viljellään ja miten sen sadolla käydään kauppaa. Viljelypaju juurtuisi Etelä- ja Lounais-Suomen pelloille nopeimmin sopimusviljeltynä, ja vuosittain sen hinnoista sopien.  - Pajupellon voi sitäpaitsi kyntää takaisin vehnämaaksi heti kun suhdanteet niin vaativat.

Veli Pohjonen

Esitelmä tilaisuudessa: Non food -tuotanto ja muuttuva maatalous
Seinäjoki 15.-16.10.1991
Taustadokumentti