Sisällys Miksi biopolttoaineita on lisättävä liikenteessä?........................... 5 Mitä ovat biopolttoaineet?.............................................. 5 Mitä biopolttoaineita voidaan käyttää liikenteessä?........................ 6 Mitä ovat kaasumaiset biopolttoaineet?.................................. 6 Biokaasu............................................................ 6 Puukaasu............................................................ 7 Muita............................................................... 9 Mitä ovat nestemäiset biopolttoaineet?.................................. 10 Öljypohjaiset biopolttoaineet........................................... 10 Kasviöljy........................................................... 10 Biodiesel........................................................... 10 Muut............................................................... 12 Alkoholipohjaiset biopolttoaineet....................................... 12 Bioetanoli.......................................................... 12 Muut.............................................................. 14 Millaisiin autoihin biopolttoaineet käyvät?............................... 14 Millainen on sähköauto?................................................ 15 Biopolttoaineiden valmistuksen ja käytön verotus......................... 15 Polttoaineen valmistus................................................. 15 Liikenteen verotus..................................................... 16 Käyttövoimavero....................................................... 17 Polttoainemaksu....................................................... 17 3
Esipuhe Käsissäsi on Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulun hallinnoiman Uusiutuvia liikenteeseen hankkeen info-vihko. Tavoitteenamme on antaa sinulle hyödyllistä perustietoa uusiutuvista liikennepolttoaineista ja niiden valmistuksesta. Kehitämme Pohjois-Karjalan alueen liiketoimintamahdollisuuksia uusiutuvien liikennepolttoaineiden alalla ja edistäen alueen energiaomavaraisuutta. Tavoitteisiin pääsemme tehokkaan tiedonjakamisen ja laadukkaan koulutuksen keinoin. Löydät lisää tietoa projektistamme ja tapahtumista sivuiltamme. Hankkeemme asiantuntijat auttavat mielellään kaikissa mieleesi tulevissa kysymyksissä. Ota rohkeasti yhteyttä! www.uusiutuvialiikenteeseen.fi Tekijät: Ville Kuittinen Anna-Maija Kontturi Veera Pyy Hanna Koponen Markus Hirvonen 4
Miksi biopolttoaineita on lisättävä liikenteessä? Ilmastonmuutos ja muut liikenteen ympäristövaikutukset sekä raakaöljyn ja maakaasun tuotantohuipun läheisyys herättävät kiinnostusta uusiutuvan energian käyttöön liikenteessä. Uusiutuvilla energiamuodoilla voidaan monella tavalla ratkaista sekä liikenteen päästöongelma että liikenteen raaka öljyriippuvuuden ongelma. Lisäksi uusiutuviin siirtyminen tarjoaa suuret liiketoimintamahdollisuudet. EU:n asettamien tavoitteiden mukaan Suomen on nostettava uusiutuvan energian osuus 38 %:iin ja biopolttoaineiden osuus 10 %:iin vuoteen 2020 mennessä. Pohjois-Karjalan maakunnallisia tavoitteita vuoteen 2020 mennessä ovat lisäksi mm. Pohjois-Karjalassa vähennetään kasvihuonekaasupäästöjä EU:n tavoitteita enemmän hajautetulla ja uusiutuvalla energiantuotannolla lisätään merkittävästi maakunnan työllisyyttä, omavaraisuutta ja huoltovarmuutta maakunnassa on tarjolla ja käytössä fossiilisille liikennepolttoaineille vaihtoehtoisia liikenteen biopolttoaineita Liikennepolttoaineita koskeva visio on, että Pohjois-Karjalan liikenteessä käytetään 20 % biopolttoaineita ja maakunta on biokaasun kehittämisessä edelläkävijä. (Paikallisesti Uusiutuvasti Vietävän tehokkaasti, Pohjois-Karjalan ilmasto- ja energiaohjelma 2020, Pohjois- Karjalan maakuntaliiton julkaisu 145, 2011) Mitä ovat biopolttoaineet? Biopolttoaineita saadaan biomassasta. Biomassaksi kutsutaan kaikkia eloperäisiä aineita, joihin on yhteyttämisessä sitoutunut auringon energiaa. Biomassalla tuotettua energiaa kutsutaan bioenergiaksi. Biomassalla polttoaineena viitataan puihin, puunjätteisiin, kasveihin, eläinkunnan jätteisiin tai muihin biologista alkuperää oleviin polttoaineisiin. Biomassaa pidetään uusiutuvana energianlähteenä, koska biomassavarannot uusiutuvat luonnollisen kasvun kautta. Tästä syystä biopolttoaineita kutsutaan myös uusiutuviksi polttoaineiksi. Biomassan ominaisuuksia voidaan jalostaa muokkaamalla sen ominaisuuksia hyötykäyttökohteen tarpeiden mukaiseksi. Jalostus voi olla yksinkertaisimmillaan mekaanista käsittelyä, tai pitkälle vietyä kemianteollisuutta. Biopolttoaineet jaotellaan kiinteisiin, kaasumaisiin sekä nestemäisiin polttoaineisiin jalostusasteen vaihdellessa. Pidemmälle jalostettuja polttoaineita on kannattavampaa kuljettaa myös pitempiä matkoja. 5
Mitä biopolttoaineita voidaan käyttää liikenteessä? Liikenteessä voidaan käyttää nestemäisiä tai kaasumaisia biopolttoaineita. Lisäksi sähköautot kulkevat uusiutuvalla energialla, mikäli niiden käyttämä sähkö on tuotettu uusiutuvilla energialähteillä. Mitä ovat kaasumaiset biopolttoaineet? Kaasumaisia biopolttoaineita saadaan esimerkiksi anaerobisella prosessilla ja kaasuttamalla. Kaasumaiset biopolttoaineet ovat jalostettuja polttoaineita, koska niiden valmistamiseen tarvitaan aina erillinen valmistus- ja prosessilaitteisto. Biokaasu Mitä on biokaasu? Biokaasua muodostuu erilaisten mikrobien hajottaessa orgaanista ainesta hapettomissa olosuhteissa. Hajotuksen tuloksena syntyy runsaasti metaania (CH4) sisältävää biokaasua sekä lannoitekäyttöön soveltuvaa orgaanista mädätysjäännöstä. Prosessia voidaan kutsua myös anaerobiseksi käsittelyksi, mädätykseksi tai joskus jopa biokaasutukseksi. Biokaasu on kaasuseos, joka sisältää tavallisesti 40 70 % metaania, noin 30 60 % hiilidioksidia ja hyvin pieninä pitoisuuksina mm. rikkiyhdisteitä. Biokaasu on arvokas, uusiutuva biopolttoaine ja energialähde, jonka ympäristöedut ovat huomattavat. Biokaasua hyödynnetään lämmön- ja sähköntuotannossa ja siitä voidaan jalostaa ajoneuvojen polttoainetta. Miten biokaasua voidaan valmistaa? Biokaasua muodostuu jatkuvasti kosteikoissa, vesistöjen pohjakerroksissa ja eläinten suolistossa. Kontrolloidusti biokaasua voidaan tuottaa biokaasureaktoreilla tai sitä voidaan kerätä kaatopaikoilta pumppaamalla. Biokaasun tuotannon raaka-aineena eli syötteenä voidaan käyttää lähes mitä tahansa helposti hajoavaa orgaanista ainesta, esimerkiksi lantaa, biojätteitä, jätevesilietteitä, energiakasveja ja kasvijätteitä. Biokaasun tuottamiseen on useita teknisiä vaihtoehtoja jotka vaihtelevat kohteittain. Karkeasti jaotellen mädätysprosessi koostuu mahdollisesta esikäsittelystä, esisäiliöstä, biokaasureaktorista ja jälkikaasutussäiliöstä tai jälkivarastona toimivasta lietesäiliöstä. Lisäksi liikennekäyttöön menevä biokaasu täytyy jalostaa eli poistaa siitä mm. hiilidioksidia ja rikkivetyjä. Jalostuksen jälkeen kaasun metaanipitoisuus on 85 98 %. 6
Esikäsittelytavat ja tarve riippuvat laitoksesta ja syötteestä, esimerkiksi kasveille ja jätteille tarvitaan murskaus ja eläinperäisille tuotteille usein myös hygienisointi. Esisäiliössä syötteet sekoitetaan keskenään ennen kuin ne johdetaan biokaasureaktoriin. Reaktori voi olla yksi- tai moniosainen, jatkuvatoiminen tai panosperiaatteella toimiva, mesofiilisella (n. 35C) tai termofiilisella (n. 55C) lämpötila-alueella toimiva ja märkä-(kiintoainepitoisuus alle 15 %) tai kuivaprosessilla (kuiva-ainepitoisuus 15 60 %) toimiva. Yleisin Suomessa käytössä oleva reaktorityyppi on märkäprosessilla toimiva jatkuvasekoitteinen reaktori, joka toimii mesofiilisella lämpötila-alueella. Reaktorista mädätetyt lietteet johdetaan jälkikaasutussäiliöön tai lietesäiliöön. Käsittelyjäännös soveltuu hyvin lannoitteeksi tai maanparannusaineeksi. Biokaasuprosessi ei kuluta syötemateriaalien sisältämiä ravinteita vaan muuttaa ne kasveille helpommin käytettävään muotoon. Kaasupoltin CHP-yksikkö E-41 Puhdistus Raaka-aineet Murskaus Seulonta Hygienisointi Sterilointi Esisäiliö LTO-piiri Mädätysreaktori Jälkimädätyskammio / Lietesäiliö Reaktorin lämmityspiiri Liikennebiokaasu Sähköenergiaa Lämpöenergiaa Lannoitetta Kuva 1 Biokaasun valmistus Alla olevasta taulukosta näkyy metaanin tuotantopotentiaaleja eri raaka-aineissa. VS (Volatile Solid) tarkoittaa orgaanista kuiva-ainesta. Metaanin lämpöarvo on 36 MJ/n-m3 eli noin 10 kwh. Taulukko 1. Eri raaka-aineiden metaanintuotantopotentiaaleja Raaka-aine CH 4 (l/kg VS) Lehmän lietelanta 230 Sian lietelanta 290 Säilörehu 330 Kauran oljet 320 Ruokohelpi 380 Biojäte 430 7
Miten biokaasua voidaan käyttää? Biokaasua voidaan hyödyntää lämmön- ja sähköntuotannossa (combined heat and power, CHP) tai jalostuksen jälkeen liikennepolttoaineena. Metaani palaa puhtaammin kuin mikään muu kemiallinen polttoaine vetyä lukuun ottamatta. Arvioitaessa anaerobisen käsittelyn soveltuvuutta jätteiden käsittelyyn on huomioitava energian saannin lisäksi myös käsittelyn ympäristönsuojelulliset edut. Anaerobisen käsittelyn avulla lannan ja muiden biojätteiden hajuhaitat ja kasvihuonekaasupäästöt vähenevät sekä hygieenisyys paranee samalla, kun saadaan puhdasta energiaa, biokaasua. Puukaasu Mitä on puukaasu? Kaasutuksen avulla hiilipitoinen orgaaninen tai fossiilinen polttoaine, kuten puu, peltobiomassa, yhdyskuntajäte, turve tai hiili, muutetaan kaasuseokseksi jota kutsutaan raakasynteesikaasuksi. Puuperäiset polttoaineet soveltuvat hyvin kaasutukseen, koska ne sisältävät paljon haihtuvia aineosia. Puuperäisistä polttoaineista tuotettua kaasua kutsutaan puukaasuksi. Polttoaineesta ja menetelmästä riippuen kaasutuksella saadaan kaasuseoksia, joissa palavina komponentteina on mm. hiilimonoksidia (eli häkää), vetyä ja metaania. Miten puukaasua voidaan valmistaa? Kaasutuksessa polttoaine kaasutetaan korkeassa lämpötilassa syöttämällä ilmaa vähemmän, kuin mitä täydelliseen palamiseen tarvitaan. Kaasutuksen polttoaine kuivuu (<250 C), hajoaa (pyrolyysi 400-650 C) ja jäännöshiili kaasuuntuu ja palaa (900-1200 C). Jäännöshiilen polttamisella tuotetaan suurelta osin kaasutuksessa tarvittava lämpöenergia. Tuhkaa voidaan käyttää esimerkiksi lannoitukseen. Terva ja partikkelit ovat kaasun merkittävät epäpuhtaudet, jotka täytyy suodattaa pois ennen käyttöä, esimerkiksi sykloneilla, suodattimilla, sähkösuodattimilla tai pesureilla. Jos olosuhteet ovat hyvät, kaasun jälkikäsittelyä ei tarvita. Tervan osuus kaasussa vähenee yli 850 C lämpökäsittelyssä. Biopolttoaineiden kaasutukseen soveltuvia kaasuttimia on kahta tyyppiä: kiinteäkerroskaasutin ja leijukerrostekniikkaan perustuva kaasutin. Kiinteäkerroskaasuttimet toimivat pienessä ja keskisuuressa teholuokassa. Kiinteäkerros - kaasuttimissa on kolme erilaista toimintaperiaatetta, joiden erot ovat siinä, 8
miten polttoaine ja kaasuvirta menevät toisiinsa nähden: myötä-, vasta- tai ristivirtaan. Pien-CHP-laitoksissa käytetään yleisimmin myötävirtakaasutinta, jossa nimensä mukaisesti polttoaine ja kaasu virtaavat samaan suuntaan. Myötävirtakaasutuksessa polttoaine syötetään reaktorin yläosasta, josta se valuu hitaasti kuivumis-, pyrolyysi-, palamisvyöhykkeiden läpi, tuhkan mennessä reaktorin alaosaan, josta myös tuotekaasu otetaan. Tuhka poistetaan mekaanisesti arinan kautta. Puukaasun tuottaminen erityisesti pienessä kokoluokassa vaatii raaka-aineen tasalaatuisuutta, ja kaasutus vaatii yleensä kuivaa polttoainetta vaihdellen käytetyn tekniikan mukaan. Iso partikkelikoko (alle 300 mm) ei haittaa kaasutusta, mutta esimerkiksi hienojakoinen polttoaine voi estää kaasuvirtauksen. Miten puukaasua voidaan käyttää? Puupohjaisen biomassan kaasutuksella voidaan saada alhaisemmat hiukkaspäästöt kuin suoralla poltolla, mikä on kaasutukseen perustuvien laitteistojen etu. Kaasutus myös vähentää lämmönvaihtimien likaantumisriskiä ja mahdollistaa koko CHP-järjestelmän edullisemman hinnan. Kaasutuksen etuna on tehokkuus verrattuna polttoaineen suoraan polttoon, koska sitä voidaan polttaa korkeammissa lämpötiloissa tai jopa polttokennoissa. Kaasua voidaan polttaa suoraan polttomoottoreissa tai turbiineissa. Kaasu voidaan myös muuttaa synteettiseksi öljyksi. Muita Vedyn energiasisältö massayksikköä kohti on korkein kaikista kemiallisista polttoaineista ja sitä käytetäänkin avaruusrakettien polttoaineena. Bioenergiasta tuotettua vetyä voidaan kutsua biovedyksi. Menetelmät biovedyn tuottamiseksi ovat laboratoriotutkimusasteella. 9
Mitä ovat nestemäiset biopolttoaineet? Nestemäiset biopolttoaineet ovat joko kasviöljy- tai alkoholipohjaisia. Nestemäiset biopolttoaineet voivat olla jalostamattomia (kasviöljyt) tai jalostettuja (biodiesel ja bioetanoli). Nestemäisiä biopolttoaineita (etanoli ja biodiesel) tuotettiin maailmassa vuonna 2010 noin 60 miljoonaa tonnia öljyekvivalentiksi laskettuna. Bioetanolin tuotanto kasvoi vuonna 2010 noin 16 %; vastaava luku vuonna 2009 oli 9 %. Biodieselin tuotannon kasvu 2010 (9 % kasvu) putosi vuoden 2009 kasvun tasosta (24 % kasvu). Öljypohjaiset biopolttoaineet Kasviöljy Mitä ovat kasviöljyt? Kasviöljyä saadaan puristamalla tai uuttamalla öljykasveista, kuten rapsin, rypsin, camelinan, sinapin, pellavan tai auringonkukan siemenistä, ja kierrätysöljystä, esimerkiksi elintarviketeollisuuden jäterasvoista. Miten kasviöljyjä voidaan käyttää? Kasviöljyn lämpöarvo on 10 % dieselöljyä pienempi, Kasviöljy on kuitenkin tiheämpää, mikä kompensoi eroa. Kasviöljyä voidaan käyttää sellaisenaan öljypolttimessa lämmitykseen ja pienellä osuudella dieselmoottoreissa. Suuremmat määrät vaativat polttoainejärjestelmään muutoksia (esilämmitys) tai öljyn käsittelyä. Öljy ei yleensä sellaisenaan sovellu ajoneuvojen polttoainekäyttöön (paitsi joihinkin työkoneisiin) sen viskositeetin ja kylmäominaisuuksien takia, jonka vuoksi sitä täytyy jalostaa. Biodiesel Mitä on biodiesel? Yksi vaihtoehto kasviöljyn jalostukseen on esteröinti, jolloin siitä saadaan biodieseliä. Biodieselin käyttöön polttoainejärjestelmiä ei välttämättä tarvitse muokata. Käsittelemättömän kasviöljyn leimahduspiste on liian korkea dieselmoottorikäyttöön, noin 300 astetta (dieselillä >55 C), kun esteröidyllä kasviöljyllä se on 120 180 astetta. Miten biodieseliä voidaan valmistaa? Tunnetuin ja käytetyin menetelmä kasviöljyn polttoaineominaisuuksien parantamiseen on vaihtoesteröinti alkoholilla katalyytin (hapon tai emäksen) läsnä ollessa. Katalyytti ja alkoholi (yleensä metanoli tai etanoli) sekoitetaan kasviöljyyn ja glyseroli erottuu öljystä raskaampana aineena säiliön pohjalle, jolloin jäl- 10
jelle jää raakaa biodieseliä. Biodiesel on käyttökelpoista tällaisenaan, mutta sen ph on korkea, mikä voi kiihdyttää polttoainejärjestelmien korroosiota. ph:ta saadaan laskettua vesipesulla ja samalla loput metanoli- ja katalyyttijäämät poistuvat. Vesipesun jälkeen vesi täytyy kuivata pois ja biodiesel suodattaa. Kasviöljyn puristuksen sivutuotteena saadaan puristuskakkua tai rouhetta. Sivutuotteen määrä riippuu raaka-aineen öljypitoisuudesta ja puristimen tehosta. Puristuskakku soveltuu hyvin rehuksi, tai se voidaan myös mädättää muiden syötteiden kanssa, jolloin saadaan biokaasua. Biodieselin tuotannosta saadaan sivutuotteena glyserolia, jota voidaan käyttää rehuna tai biokaasuntuotannossa kuten puristuskakkua tai rouhetta, tai kosteudensitojana esimerkiksi ihovoiteissa. Öljyesteristä käytetään kansainvälisesti lyhenteitä RME (rapeseed methyl ester) joka on rypsi- tai rapsiöljystä ja metanolista valmistettu esteri sekä FAME (fatty acid methyl ester) jonka raaka-ainevalikoima on laajempi sisältäen myös eläinrasvoista valmistetut esterit. Rypsi- tai rapsiöljystä etanolilla valmistettu biodiesel tunnetaan lyhenteellä REE (rapeseed ethyl ester) ja laajemmasta raaka-ainevalikoimasta etanolilla valmistettu biodiesel nimellä FAEE (fatty acid ethyl ester). Kuva 2 Biodieselin valmistus 11
Miten biodieseliä voidaan käyttää? Euroopassa biodieseliä tuotettiin vuonna 2010 noin 9 570 miljoonaa litraa ja vuonna 2011 noin 7 600 miljoonaa litraa. Biodiesel vastaa dieselöljyä ominaisuuksiltaan monin tavoin. Hyviä ominaisuuksia siinä on voiteluominaisuudet, rikittömyys ja hiilidioksidi- ja hiukkaspäästöjen väheneminen mutta toisaalta typenoksidipäästöt ovat suuremmat tavanomaiseen dieseliin verrattuna. Öljyesterit ovat myös biohajoavia, joten kasviöljyn ja biodieselin säilyvyys on rajallinen. Öljyestereiden ohjeellinen säilyvyysaika on puoli vuotta. Muut (Bio)dieseliä voidaan valmistaa myös vetykäsittelemällä kasviöljyä (NExBTLdiesel) tai synteesikaasusta Fisher-Tropsch prosessin avulla. Alkoholipohjaiset biopolttoaineet Bioetanoli Mitä on bioetanoli Bioetanolia (etyylialkoholi, C 2 H 5 OH) voidaan tuottaa käymisprosessin avulla kaikista sokeripitoisista tai sokeriksi muunneltavista raaka-aineista. Miten bioetanolia voidaan valmistaa? Bioetanolin tuotannon mahdollisia raaka-aineita ovat sokeripitoiset biomassat (sokerijuurikas, sokeriruoko), tärkkelyspitoiset biomassat (viljanjyvät, maissinjyvät) ja lignoselluloosapohjaiset biomassat (energiakasvit, oljet, puubiomassa). Käyminen (fermentointi) on aineenvaihduntatapahtuma jossa hiivasolut käyttävät sokereita ravinnokseen ja prosessin lopputuotteena erittävät alkoholia ja hiilidioksidia. Kun alkoholipitoisuus käymisliuoksessa nousee liian korkeaksi (n. 15 %), hiivasolut (hiivakannasta riippuen) kuolevat ja käymisprosessi loppuu. Etanolin valmistukseen kuuluvat esikäsittely- ja hydrolyysivaihe, käymisvaihe, tislausvaihe sekä väkevöinti. Sokeripitoisille raaka-aineille, kuten sokerijuurikkaalle, esikäsittelyksi riittää raaka-aineen murskaus ja sokeripitoisen nesteen erottaminen fermentointia varten. Tärkkelyspitoiset raaka-aineet, kuten viljan jyvät, vaativat esikäsittelyksi murskauksen, veteen liettämisen ja tärkkelyksen pilkkomisen glukoosi-sokeriksi entsyymien avulla. Fermentointivaiheessa reaktoriin lisätään hiiva (käymisvaihe). Käymisestä saatu etanoli tislataan ja väkevöidään polttoainekelpoiseksi (>99 %). 12
Lignoselluloosapitoisten biomassojen hemiselluloosasta, selluloosasta ja ligniinistä koostuva monimutkaisempi ja kestävämpi rakenne vaatii sokeri- ja tärkkelyspohjaisia raaka-aineita tehokkaamman, usein hapoilla tai emäksillä tehostetun esikäsittely ennen entsymaattista hydrolysointia sokereiksi. Etanolin tuotannon kiinteää sivutuotetta kutsutaan mäskiksi tai rankiksi. Sokerija tärkkelyspohjaisista raaka-aineista valmistetun etanolin sivutuotteena syntyvä mäski voidaan hyödyntää rehuna tai se voidaan mädättää, jolloin siitä saadaan biokaasua ja ravinteikasta lannoitetta. Lignoselluloosapohjaisen etanolin tuotannossa syntyvä sivutuote sisältää paljon ligniiniä, ja se voidaan hyödyntää energiantuotannossa. Ligniinin monimutkainen kemiallinen rakenne mahdollistaa kuitenkin myös muunlaisen hyötykäytön, ja sen jalostusarvoa tutkitaankin tällä hetkellä vilkkaasti mm. muovien, maalien ja kuitujen raaka-aineeksi. Bioetanolin tuotanto sokeri- ja tärkkelyspitoisista biomassoista on tekniikaltaan kehittynyttä, mutta ongelmana on kilpailu raaka-aineista ruuan- ja rehuntuotannon kanssa. Lignoselluloosapitoisten biomassojen saatavuus on hyvä, mutta ongelmana on kalliin esikäsittelyn tarve. Lignoselluloosapitoisten biomassojen hyödyntämistä etanolin tuotannossa tutkitaan ja kehitetään kiivaasti ja niistä tuotettua etanolia kutsutaan toisen sukupolven polttoaineeksi. SOKERIPITOISET BIOMASSAT TÄRKKELYSPITOISET BIOMASSAT LIGNOSELLULOOSA- PITOISET BIOMASSAT Esikäsittely Hydrolyysi Hydrolyysi Hiiva KÄYMINEN Tislaus Mäski Bioetanoli Rehu/ biokaasun tuotannon raaka-aine Liikennepolttoaine Kuva 3 Bioetanolin valmistus Taulukossa näkyy etanolisaantoja eri raaka-aineista. 13
Taulukko 2. Eri raaka-aineiden etanolintuotantopotentiaaleja. Raaka-aine Etanolin saanto (l/t) Kauran jyvät 330 Sokerijuurikas 88 Sokeriruoko 160 187 Maissi 355 370 Klass DL 1998, Biomass for Renewable Energy, Fuels and Chemicals, Academic Press, San Diego, USA Miten bioetanolia voidaan käyttää? Bioetanolia voi käyttää joko sellaisenaan tai bensiinin osakomponenttina. Etanoli ei ole niin energiapitoista kuin bensiini, mutta lisättynä bensiiniin se korvaa fossiilisten polttoaineiden osuutta. Bioetanolia voidaan myös käyttää kasviöljyn esteröintiin (eli biodieselin valmistukseen). Muut Muut alkoholit kuten metanoli ja butanoli. Millaisiin autoihin biopolttoaineet käyvät? Biokaasua voidaan käyttää kaasuautoiksi rakennetuissa ajoneuvoissa, vaihtamalla ajoneuvon moottori kaasumoottoriksi tai konvertoimalla bensiiniä tai dieseliä käyttäviä ajoneuvoja. Kaikki bensiinikäyttöiseksi valmistetut ajoneuvot (joitakin hyvin vanhoja lukuun ottamatta) pystyvät käyttämään ainakin 10 tilavuus-% etanolia kaikissa olosuhteissa. Brasiliassa kaikessa bensiinissä on oltava vähintään 22 tilavuus-% etanolia (IEA 2004). Jälkikonversiossa auto voidaan muuttaa joko pelkästään etanolia käyttäväksi tai bifuel- autoksi, joka voi käyttää etanolin lisäksi bensiiniä. Etanolia voidaan käyttää myös dieselmoottoreissa dieselöljyyn sekoitettuna. Biodieselin moottoritekniset ominaisuudet ovat hyvin lähellä fossiilidieseliä. FAME- biodiesel soveltuu dieselmoottorilla varustettuihin ajoneuvoihin sellaisenaan tai vaatii korkeintaan pienen muutoksen. 20 tilavuus-% FAME sopii kaikkiin dieselajoneuvoihin (IEA 2004). (IEA 2004: International Energy Agency, Biofuels for transport - An international perspective) 14
Millainen on sähköauto? Sähköauton toiminta-ajatuksena on auton sisältämien akkujen lataus sähköverkosta ja ladatun sähkön käyttö sähkömoottorilla ajon aikana. Sähköautosta ei synny ajon aikaisia päästöjä, vaan päästöt liittyvät sähkön tuotantoon. Sähköautojen teknisen kehityksen keskeiseksi esteeksi ovat muodostuneet akut, jotka tyypillisesti ovat painavia ja tilaa vieviä ja siitä huolimatta pystyvät varastoimaan polttonesteisiin verrattuna vähän energiaa. Hybridiautoissa on sähköja polttomoottori sekä akkujärjestelmä. Tällä yhdistelmällä voidaan auton energiatehokkuutta parantaa erityisesti muuttuvarytmisessä kaupunkiliikenteessä. Markkinoilla olevat hybridiautot tuottavat tarvitsemansa sähkön polttomoottorilla tai hidastusenergian talteenotolla. Kehitteillä on hybridiautoja, joihin sähköä voidaan ladata myös sähköverkosta. Tällöin hybridiauton toiminta-ajatus lähenee sähköautoa, mutta akkujen koko voidaan pitää näitä pienempänä. Sähköön ja vetyyn auton energialähteenä liittyy samoja kysymyksiä. Kyseessä ei ole varsinainen energialähde, vaan muulla tavoin tuotetun energian kantaja, jonka käyttö on saasteetonta, mutta edellyttää energiaketjun edeltävien vaiheiden ratkaisemista. Sähköä käytetään yleisesti joukkoliikenteen energialähteenä juna- ja raitiovaunuliikenteessä. Tällöin sähkö syötetään liikkuvaan kalustoon suoraan reitille rakennetusta kiinteästä verkosta eikä akkuja tarvita käyttöenergian varastoimiseen. Biopolttoaineiden valmistuksen ja käytön verotus Polttoaineen valmistus Polttoaineveroa kannetaan polttoaineen valmistuksesta. Verotettavana ovat kaikkien muiden liikenteen polttoaineiden valmistus paitsi biokaasun. Polttoainevero koostuu energiasisältöverosta, hiilidioksidiverosta ja huoltovarmuusmaksusta. Suurin osuus verosta on energiasisältöveroa, joka vaihtelee moottoribensiinin 50 snt/l ja biopolttoöljyn 7,70 snt/l välillä. Hiilidioksidiveroa voidaan joutua kantamaan aina 13,25 snt/l ja huoltovarmuusmaksu vaihtelee 0,68 snt/l ja 0,28 snt/l välillä. Lisäksi liikenteen bioperäisten polttoaineiden verotuksessa on myös käytössä laatuporrastus, joiden vaatimuksista määrätään RES-direktiivistä (direktiivi 2009/28/EY). Liikenteen biopolttoaineiden ja niiden raaka-aineiden tulee täyttää direktiivissä säädetyt seuraavat kestävyyskriteerit: - Biopolttoaineen käytöstä saatava vähennys kasvihuonepäästöissä on oltava vähintään 35 %. 15
- Biopolttoaineita ei saa valmistaa raaka-aineesta, joka on hankittu biologiselta monimuotoisuudeltaan rikkaalta maalta. - Biopolttoaineita ei saa valmistaa raaka-aineesta, joka on hankittu maasta, johon on sitoutunut paljon hiiltä. - Biopolttoaineita ei saa tuottaa raaka-aineesta, joka on hankittu maalta, joka oli tammikuussa 2008 turvemaata, ellei esitetä näyttöä siitä, että tämän raaka-aineen viljelyyn ja korjuuseen ei liity aiemmin kuivaamattoman maan kuivatusta. - Hankittaessa yhteisössä viljeltyjen maatalouden raaka-aineita, joita käytetään biopolttoaineiden tuotantoon, on noudatettava yhteisön säännöstöissä, asetuksissa ja säädöksissä määriteltyjä hyvän maatalouden ja ympäristön vähimmäisvaatimuksia. Jos biopolttoaine ei täyttäisi lainkaan kestävyyskriteereitä, siitä kannettaisiin normaali, vastaavan fossiilisen polttoaineen hiilidioksidivero. Esimerkiksi biobensiinistä, joka ei ole täyttänyt kestävyyskriteerejä joutuu maksamaan hiilidioksidiveroa 11,66 snt/l, joka on saman verran kuin moottoribensiinillä. Mikäli polttoaine täyttää kriteerit, hiilidioksidivero on puolet pienempi fossiiliseen polttoaineeseen verrattuna ja mikäli kyseinen polttoaine on valmistettu kestävyyskriteerien mukaisesti ja raaka-aineena on jätettä, tähteitä tai syötäväksi kelpaamatonta selluloosa-ainesta, siitä ei tarvitse maksaa hiilidioksidiveroa lainkaan. Hiilidioksidiveron alennukset voivat koskea seuraavia polttoaineita: - Bioetanoli - Biobensiini - Biodieselöljy - Biopolttoöljy - Metanoli Mikäli biopolttoainetta sekoitetaan johonkin fossiiliseen polttoaineeseen, verotuksen alennus koskee vain kysymyksessä olevaa biopolttoaineosuutta. Liikenteen verotus Tieliikenteessä käytettävistä ajoneuvoista kannetaan kolmea erilaista veroa, joiden perimisestä huolehtii pääsääntöisesti liikenteen turvallisuusvirasto Trafi. Näitä ovat ajoneuvovero (voi koostua ajoneuvoverosta ja käyttövoimaverosta), rekisteröinnin jälkeinen autovero ja polttoainemaksu. Näistä biopolttoaineiden kohdalla tulee huomioitavaksi ajoneuvovero ja siitä nimenomaan käyttövoimavero sekä joissain tapauksissa polttoainemaksu. Ajoneuvoveron varsinainen osuus sekä autovero pohjautuvat auton hiilidioksi dipäästöihin, mutta eivät ole yhteydessä käytettävään polttoaineeseen. 16
Käyttövoimavero Käyttövoimaveroa kannetaan henkilö-, paketti- ja kuorma-autoista, jotka käyttävät polttoaineena muuta kuin moottoribensiiniä. Näitä ovat yleensä dieselautot, mutta käyttövoimaveroa kannetaan myös muista ajoneuvoista kuten sähköautoista, joihin voidaan syöttää energiaa auton ulkopuolella olevasta sähköverkosta (täyssähköautot ja ulkoisesti ladattavat hybridiautot). Nestemäisistä biopolttoaineista kannetaan käyttövoimaveroa saman verran kuin dieselautostakin eli 5,5 snt/päivä jokaista auton alkavaa 100 kg kohden. Biokaasun käytössä on poikkeuksia liikenteen verotuksessa. Vuoden 2004 alusta voimaantulleen ajoneuvoverolain (1281/2003) mukaan metaanista koostuvaa polttoainetta käytettävistä henkilö- ja pakettiautoista ei tarvitse suorittaa vuotuista käyttövoimaveroa, joka muutoin tulee suoritettavaksi silloin, kun ajoneuvossa käytetään moottoribensiiniä lievemmin verotettua polttoainetta. Vuoden 2013 alussa tilanne kuitenkin muuttuu kun käyttövoimavero porrastetaan eri polttoaineiden mukaan. Metaanipolttoainetta käyttävät henkilö- ja pakettiautot tulevat tällöin käyttövoimaveron piiriin. Nestemäisten biopolttoaineiden käyttövoimavero pysyy ennallaan. Alla olevasta taulukosta löytyvät käyttövoimaveron porrastukset. Taulukko 3 Käyttövoimavero vuoden 2013 alusta. Käyttövoima snt/pv/100 kg Diesel 5,5 Sähkö 1,5 Sähkö ja moottoribensiini 0,5 Sähkö ja dieselöljy 4,9 Metaanipolttoaine 3,1 Polttoainemaksu Polttoainemaksu tulee maksettavaksi ajoneuvoissa, joissa käytetään moottoribensiiniä tai dieselöljyä lievemmin verotettuja tai verottomia polttoaineita. Tällaisia ovat esimerkiksi kevyet polttoöljyt ja liikenteessä käytettävät biopolttoöljyt. Muut nestemäiset biopolttoaineet kuten etanoli, metanoli, biobensiinit tai biodieselöljyt eivät kuulu polttoainemaksun piiriin. Koska biokaasun tuotanto verotonta, sen käyttö liikenteessä tulisi olla lain mukaan polttoainemaksun alaista. Kuitenkin vuonna 2004 annetun direktiivin (2003/96/EY, energiatuotteiden ja sähkön verotuksesta koskevan yhteisön ke- 17
hyksen uudistaminen) mukaan jäsenvaltion on mahdollista myöntää biopolttoaineille veronalennuksia, jos se katsotaan tarkoituksenmukaiseksi. Näin ollen metaanikäyttöiset, joihin myös biokaasulla toimivat ajoneuvot kuuluvat, henkilö-, paketti-, kuorma- ja linja-autot ovat vapautettu polttoainemaksusta. Polttoainemaksusta on vapautettu myös kilpailuautot, moottorikelkat ja työkäytössä olevat traktorit ja työkoneet. Myös ajoneuvot, joissa käytetään pääasiallisesti puu- tai turveperusteista polttoainetta, ovat vapaita polttoainemaksusta. Kuva 4 Biopolttoaineiden verotuksen rakenne 18
Mainostoimisto Grafex Kopijyvä 2012