Valio ja VTT selvittävät kansainvälisessä tutkimusprojektissa, miten navettailmassa olevan metaanin voisi kerätä ja hajottaa plasmateknologian avulla hiilidioksidiksi. Maidontuotannon yhteydessä syntyvät metaanipäästöt muodostavat Suomen olosuhteissa noin 50 prosenttia maidon hiilijalanjäljestä. Tutkimusprojektin tavoitteena on kehittää laite, jonka avulla navettailmaan kertyvä kasvihuonekaasu metaani voidaan muuttaa vähemmän haitalliseksi hiilidioksidiksi.
Metaania syntyy maidontuotannossa lehmän pötsissä ruuansulatuksen yhteydessä sekä maitotilalla lannan käsittelystä ja varastoinnista. Hiilidioksidin tavoin metaani on kasvihuonekaasu, jonka ilmastoa lämmittävä vaikutus ilmakehässä on lyhyempi, mutta 28 kertaa hiilidioksidia voimakkaampi. Metaani hajoaa ilmakehässä 10–12 vuodessa hiilidioksidiksi.
EU:n alueella olevilla noin 1,8 miljoonalla nautakarjatilalla on yhteensä noin 77 miljoonaa nautaa, jotka tuottavat 158 MT CO2-ekvivalenttia metaania vuodessa. EU-alueen kasvihuonekaasupäästöistä 10 prosenttia on peräisin maataloudesta, ja maatalouden päästöistä 43 prosenttia on märehtijöiden synnyttämää metaania. Euroopan Unionin Fit for 55 -lainsäädäntöehdotus tähtää maatalouden hiilineutraaliuteen vuoteen 2035 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan nopeita ja kustannustehokkaita ratkaisuja.
”Tavoitteenamme on kehittää uusi ympäristöystävällinen ja kustannuksiltaan edullinen teknologinen ratkaisu, joka kerää ja hajottaa navettailman metaanin. Näin voisimme leikata navetasta ilmakehään päätyvän metaanin määrää jopa 90 prosenttia. Kun muunnamme navettailmaan vapautuneen metaanin hiilidioksidiksi, metaanin voimakkaampi lämmittävä vaikutus laskee. Tämä vähentää osaltaan maidontuotannon ilmastovaikutuksia arviolta 30–40 prosenttia”, kertoo Valion ilmasto-ohjelmasta vastaava johtaja Juha Nousiainen.
Kylmäplasmateknologian avulla metaanin lämmittävää vaikutusta voidaan vähentää jo navetassa
Navetassa leijuu useita eri kaasuja, joista metaanin osuus on hyvin pieni, noin satoja miljoonasosia navetan ilmasta. Yksi lehmä tuottaa noin 15 kiloa metaania vuodessa. VTT:n luotsaama tutkimushanke käynnisti alkuvuonna navettailman kaasuseoksen mittaamisen ja tunnistamisen. Mittaukset tehdään Valion Arvelan maitotilalla Pöytyällä, jolla asuu 240 lehmää. Nelivuotisessa EU-rahoitteisessa CANMILK-projektissa on mukana huippuyliopistoja ja -tutkijoita muun muassa Belgiasta, Englannista, Saksasta ja Hollannista.
Kylmäplasmaa on monissa arkisissa asioissa ja ilmiöissä kuten loisteputkissa tai taivaalla luomassa revontulia. Kylmäplasmaa muodostuu, kun kaasun sisältämät elektronit lämpenevät riittävän kuumaksi.
”Kylmäplasmaa hyödynnetään metaanin hajottamiseen siten, että navettailman sisältämiä kaasumolekyylejä viritetään reagoimaan metaanin kanssa. Virittäminen tapahtuu sähkön avulla navetan ulkopuolelle sijoitettavassa yksikössä.” kertoo Senior Advisor Pekka Simell VTT:ltä.
Uuden teknologian kehittäminen metaanipäästöjen hallintaan on merkittävää myös globaalilla tasolla, sillä maatalouden kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on välttämätöntä.
Valion kunnianhimoinen ilmasto-ohjelma koostuu konkreettisista teoista, joilla maidon hiilijalanjälki nollataan vuoteen 2035 mennessä. Tämä tarkoittaa, että maidontuotannosta syntyy ja sitoutuu saman verran kasvihuonekaasupäästöjä vuonna 2035.
Metaani hajoaa ilmakehässä hiilidioksidiksi noin 10–12 vuodessa. Ilmakehän hiilidioksidi sitoutuu kasveihin ja maaperään fotosynteesin avulla. Metsien tavoin myös nurmikasvit sitovat hiiltä ja varastoivat sitä juuriinsa. Nurmeen hiilidioksidi varastoituu hiilihydraattina. Kun lehmä syö nurmea ja märehtii, sen röyhtäillessä nurmeen varastoitunut hiili vapautuu jälleen ilmakehään metaanina ja hajoaa 12 vuodessa hiilidioksidiksi – ja päätyy jälleen fotosynteesin kautta takaisin kasveihin.
”On selvää, että maatalouden päästöjä on pienennettävä merkittävästi. Vaihtoehtoja on useita, eikä kaikkia keinoja ole vielä keksitty. Nautojen avulla voimme tuottaa korkealaatuisia elintarvikkeita pohjoisillakin pelloilla, joilla nurmi kasvaa hyvin, mutta ruokakasvit eivät tuota riittävää satoa. Tästä hintana ovat lehmien aiheuttamat metaanipäästöt. Meillä on kuitenkin useita hyviä mahdollisuuksia metaanin merkittävään vähentämiseen tulevien vuosien aikana. Metaanin keräys- ja hajotusteknologia auttaa meitä lähemmäs tavoitettamme”, Juha Nousiainen summaa.
