Ilmastotavoitteiden saavuttaminen vaatii radikaaleja päästövähennyksiä, mutta sekään ei yksin riitä. Päästövähennysten rinnalla tarvitaan yhä enemmän hiilensidontaa ilmakehästä luonnon hiilinieluilla ja teknologialla. Hiiltä voidaan sitoa useilla eri tavoilla eikä mitään mahdollisuuksia pidä sulkea pois varhaisessa kehitysvaiheessa. Suomen tulisi asemoitua teknologioiden kehityksen kärkeen. 

Hiilensidontateknologiat avainasemassa ilmastotavoitteiden saavuttamisessa 

EU:n Vihreän kehityksen ohjelman (Green Deal) myötä ilmastopolitiikan iso kuva on selkiytynyt sekä kiristynyt ja EU:n 2050 hiilineutraaliustavoite on selkeä tienviitta myös hiilensidontateknologioiden edistämiselle. EU:n pitkän aikavälin ilmastotavoitteita ei voida saavuttaa ilman näiden teknologioiden laajamittaista käyttöönottoa. Hiilensidontaa ja varastointia/käyttöä voidaan toteuttaa useilla eri teknologioilla. Kun teknologioiden käytöllä päästään ilmakehän kannalta hiilidioksidipitoisuutta pienentävään tulokseen, käytetään niistä yhteistä nimeä negatiivisten päästöjen teknologiat (NETs). Negatiivisten päästöjen teknologioista potentiaalisimpia ovat bioenergian tuotantoon yhdistetty hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (BECCS), biohiili (PyCCS) ja hiilidioksidin suora talteenotto ilmasta ja varastointi (DACCS). Suomessa suurin potentiaali negatiivisille päästöille olisi erityisesti BECCS:in sekä biohiilen osalta. 

Eri menetelmien kustannustaso vaihtelee muutamista euroista satoihin euroihin talteen otettua ja varastoitua hiilidioksiditonnia kohden. Biohiili on keinoista edullisimpien joukossa, BECCS sijoittuu keskiluokkaan ja DACCS on selvästi kalleinta. Ilman taloudellista kompensaatiota poistoista ja toimivaa markkinaa niille, kannustinta näiden toteuttamiseksi ei synny. 

Myös luonnon hiilinieluja vahvistamalla saadaan aikaan negatiivisia päästöjä, mutta mm. metsitykseen liittyvät haasteet nielun pysyvyydessä tekevät siitä suuressa mittakaavassa haastavaa, eivätkä metsät yksinään pysty vastaamaan nielun kasvun tarvittavasta määrästä. 

Myös metsillä merkittävä rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä 

Puut, kuten muutkin kasvit, sitovat yhteyttäessään hiilidioksidia ilmakehästä. Hiilensidonta on yksi metsien ilmastonmuutosta hillitsevä ekosysteemipalvelu. Puut sitovat kasvaessaan hiiltä, josta osa päätyy maaperään, osa vapautuu ilmakehään puun lahotessa ja osa korjataan hakkuissa pois metsästä. Osa metsästä korjatusta hiilestä säilyy varastoituna pitkäikäisissä puutuotteissa. Puuston kasvaessa tapahtuu siis hiilensidontaa. Kun metsien hiilivarasto kasvaa, metsät toimivat hiilinieluna. Tällöin puuston kasvu sitoo enemmän hiiltä kuin mitä hakkuut ja lahoaminen vapauttavat. Hiilinielun kehitys riippuu puuston kasvun ja poistuman sekä maaperän hiilitaseen kehittymisestä. Nuori ja nopeasti kasvava metsä sitoo enemmän hiilidioksidia kuin iäkkäämmät, hitaammin kasvavat metsät, joissa puolestaan hiilivarasto on suuri. 

Usein puhutaan myös metsän hiilitaseesta eli metsän hiilivaraston muutoksesta vuositasolla. Hiilitase koostuu puuston kasvusta ja siitä vähennettävistä hakkuissa korjatusta puustosta sekä kuolleeseen puuainekseen ja maaperään sitoutuneesta ja vapautuneesta hiilestä.
Jos hiilitase on positiivinen, metsän hiilivarasto on kasvanut ja metsä on toiminut hiilinieluna. Jos hiilitase puolestaan on negatiivinen, sen hiilivarasto on pienentynyt ja metsä on muuttunut päästölähteeksi. Suomen metsien vuosittainen hiilinielu on voimistunut merkittävästi 1980-luvulta lähtien, vaikka vuosittaiset hakkuumäärät ovat kasvaneet. 

Metsien hiilensidontaa voidaan ylläpitää ja parantaa pitämällä huolta metsien kasvukyvystä sekä ehkäisemällä metsätuhoja. Oikea-aikaiset uudistamis- ja hoitotoimenpiteet ovat yksi keskeisistä keinoista edistää metsän kasvukykyä. 

Hiilensidonta ei ole ainut metsien ilmastonmuutosta torjuva ominaisuus. Puun käytöllä voidaan lisäksi korvata muita materiaaleja tai energialähteitä. Jos esimerkiksi puun poltolla korvataan fossiilisia polttoaineita, vältetään tästä muuten syntyvät päästöt. 

Metsät eivät ole ainoa ekosysteemi, joka sitoo ja varastoi hiiltä. Muun muassa meret ja suot voivat olla merkittäviä hiilinieluja- ja varastoja. 

Sanastossa on keskeisimmät hiilensidonnan termit. Bioenergia-alan laajempi sanasto täällä: Sanasto

A

Aktiivihiili (Activated Carbon): Kemiallisesti ja fysikaalisesti aktivoitu hiilituote, yleensä ominaispinta-ala yli 400 m2/g. Aktiivihiiltä voi valmistaa biohiilestä tai fossiilisesta kivihiilestä. 

B

BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage): Bioenergian tuotantoon yhdistetty hiilidioksidin talteenotto ja varastointi. Hiiltä poistetaan ilmakehästä biomassan muuntamisteknologialla ja sidotaan maahan. Bioenergian käyttöä, jossa CCS-tekniikka vähentää polttoaineita käyttävien lämpö- tai lämpövoimalaitosten hiilidioksidipäästöjä ilmakehään ottamalla hiilidioksidia talteen savukaasuista ja varastoimalla sen. 

BECCU (Bioenergy with Carbon Capture and Utilization): Bioenergian tuotantoon yhdistetty hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyttö.  

BECCUS (Bioenergy with Carbon Capture, Storage and Utilization): Bioenergian tuotantoon yhdistetty hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen tai varastointi. Yhdistetty termeistä BECCS ja BECCU. Termiä käytetään, kun ei haluta eritellä, tarkoitetaanko varastointia vai hyötykäyttöä. 

Bio-CCS (Carbon Capture and Storage): Biogeenisen hiilidioksidin talteenotto ja varastointi. Verrattuna BECCS-termiin Bio-CCS voi tarkoittaa myös esim. metsäteollisuudessa tapahtuvaa hiilidioksidin talteenottoa ilman bioenergian tuotantoa. 

Biohiili (Biochar, myös biocarbon, biocharcoal, biocoal): pyrolyysillä, vähähappisissa olosuhteissa noin 350–1000 °C:ssä valmistettu huokoinen, korkean hiilipitoisuuden tuote. Biohiiliä käytetään tavalla, jossa sisältyvä hiili muodostaa pitkäaikaisen hiilivaraston. Biohiilet ei ole tarkoitettu käytettäviksi energiatuotantoon sellaisenaan, tätä kutsutaan torrefioiduksi biomassaksi erotuksena biohiilestä. Biohiilien ominaisuudet riippuvat paljon raaka-aineesta, pyrolyysiprosessista sekä jälkikäsittelystä. Biohiiliä voi tarkemmin luokitella esimerkiksi tuotantotavan mukaan hitaan tai nopean pyrolyysin biohiiliksi. Biohiilen laatuluokat ovat Euroopan Biohiilisertifikaatin (EBC) mukaan EBC-Feed, EBC-Agro, EBC-AgroOrganic, EBCUrban, EBC-ConsumerMaterials ja EBC-BasicMaterials. Lisää tietoa biohiilistä tarkemmin: Biohiili – Bioenergia ry. 

C

Carbon Credit (hiiliyksikkö, hiilikrediitti, hillintäyksikkö tai päästöhyvitys (EU)): Vapaaehtoisilla päästökompensaatiomarkkinoilla käytettävä yksikkö, joka edustaa yhden hiilidioksidiekvivalenttitonnin suuruista hiilenpoistoa tai vältettyjä päästöjä. 

CCS (Carbon Capture and Storage): Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi. Tekniikka jonka tarkoitus on vähentää erilaisten prosessien hiilidioksidipäästöjä ottamalla hiilidioksidi talteen joko ennen prosessoimista tai prosessoinnin jälkeen, ja varastoimalla talteenotettu hiilidioksidi pysyvästi johonkin soveltuvaan kohteeseen. Hiilidioksidia voi ottaa talteen esim. savukaasuista tai suoraan ilmasta (ks. DACCS). Ja hiilidioksidin pysyvä varastointi voi tapahtua entisille öljy- tai maakaasukentille tai muihin geologisiin muodostumiin, kuten akfivereihin (pohjavesiallas). 

CCU (Carbon Capture and Utilization): Hiilidioksidin talteenotto ja hyödyntäminen esimerkiksi polttoaineiden, kemikaalien ja rakennusmateriaalien valmistuksessa.  

CCUS: Hiilidioksidin talteenotto, hyödyntäminen ja varastointi. Yhdistelmä termeistä CCS ja CCU. Käytetään yleensä, kun ei haluta erotella kumpaa tehdään. 

CRCF ja CRCM (Carbon Removal Certificate Framework, Carbon Removal Certification Mechanism): Hiilenpoistojen sertifiointikehikko ja hiilenpoistojen sertifioinnin mekanismi. 

D

DACCS (Direct Air Carbon Capture and Storage): Hiilidioksidin talteenotto suoraan ilmasta ja varastointi johonkin soveltuvaan kohteeseen.

E

EBC (European Biochar Certificate): Eurooppalainen Biohiilisertifikaatti. Lisää aiheesta täältä: https://www.european-biochar.org/en/. Viitattu 1.12.2022. 

EGR (Enhanced Gas Recovery): Tehostettu kaasun talteenotto eli hankalasti talteenotettavan maakaasun talteenoton tehostamista pumppaamalla esim. hiilidioksidia kaasukentän sisään. Maakaasu voi olla hankalasti kaasuhiekoissa, liuskeissa tai saumoissa, ja hiilidioksidin pumppaamisella voidaan tehostaa kaasun talteenottoa nopeuttamalla sitä ja ylläpitämällä säiliön painetta. EGR:n yhteydessä hiilidioksidi voidaan varastoida entisiin maakaasusäiliöihin pysyvästi, jos säiliö sinetöidään tiiviisti kivellä. Ks. myös EOR.  

EOR (Enhanced Oil Recovery): Öljyn talteenoton tehostaminen eli öljykenttien käytön jatkamista tai tehostamista injektoimalla öljyvarastoon kaasua, nestettä, lämpöä tai mikrobeja. Hiilidioksidia pumpataan öljyvarastoon joko kaasuna tai nestemäisenä riippuen sen faasin muuttumisesta maan alla. EOR:n voidaan yhdistää hiilidioksidin pysyvä varastointi samaan tapaan, kuin öljy on pysynyt koskemattomana maan alla hyvin pitkiä aikoja. Ks. myös EGR. 

H

Hiilenpoisto (Carbon Removal tai Carbon Dioxide Removal = CDR): Hiilidioksidin määrä ilmakehässä vähenee ihmisen tekemillä toimilla. Esimerkkeinä hiiliviljely, biohiili, (BE)CCS ja metsittäminen. On olemassa lyhytaikaisia ja pitkäaikaisia hiilenpoistoja. 

Hiilensidonta: Hiilen talteenoton ja varastoinnin prosessi. Eli hiilensidonta kasvattaa hiilivarastoa. Hiilensidonnan kattotermin alle määritellään mm. hiilenpoistot, biohiili. Lisää hiilensidonnasta tarkemmin: Hiilensidonta – Bioenergia ry. 

Hiilidioksidiekvivalentti (CO2-ekv. tai CO2e): Kasvihuonekaasupäästöjen yhteismitta suhteutettuna hiilidioksidin vaikutukseen ilmaston lämpenemiseen. 

Hiilijalanjälki: Ihmisen toiminnan aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt. Määritellään yleensä toimijan tai tuotteen tasolla. 

Hiilikädenjälki: Yrityksen oman hiilijalanjäljen pienentäminen ei tarkoita vielä positiivista hiilikädenjälkeä. Hiilikädenjälki tarkoittaa tuotteen tai palvelun positiivisia ilmastovaikutuksia, mitkä tulevat jollekin toiselle toimijalle, kuten palvelun ostaneelle yritykselle. Lisää tietoa: https://www.handprint.fi/carbon-handprint/. 

Hiilineutraalisuus: Ihmisperäisten hiilidioksidipäästöjen tasapaino hiilenpoistojen kanssa jossain määritellyssä kohteessa, kuten yhtiön tai tuotteen hiilineutraalisuus. Hiilineutraalisuus määritellään eri tavalla eri tilanteissa. IPCC määrittelee hiilineutraalisuuden nettonollan synonyyminä. Hiilineutraalisuudelle löytyy ISO standardi: https://www.iso.org/standard/43279.html. Viitattu 21.12.2022. 

Hiilinielu (Sink): Hiilinielu tarkoittaa mitä tahansa prosessia, toimintaa tai mekanismia, joka sitoo hiilidioksidia aktiivisesti ilmakehästä. Metsän tai muun biotoopin (eliöyhteisö) toimiessa hiilinieluna, siihen sitoutuu enemmän hiilidioksidia kuin sieltä vapautuu ilmakehään. Jos metsä tai muu biotooppi toimii hiilinieluna, varastoituneen hiilen määrä eli hiilivarasto kasvaa. 

Hiilitase: Hiilivaraston hiilen määrän muutos aikayksikköä kohden. Positiivinen hiilitase tarkoittaa hiilivaraston kasvua.

Hiilivarasto: Puuston tai muun biomassan hiilivarasto lisääntyy, kun sen vuotuinen kasvu on suurempi kuin sen vuotuinen poistuma. Metsämaaperän hiilivaraston suuruus vaihtelee kasvillisuuden kariketuotannon, sääolojen ja hakkuiden muutosten myötä. Suomessa metsäkasvillisuuden ja metsien maaperän hiilivarastot ovat kasvaneet eli metsät ovat toimineet hiilinieluna, vaikka samanaikaisesti metsien kasvusta osa on käytetty puutuotteiden valmistukseen ja bioenergiaksi. 

Hiilivarastotuotteet (Carbon Storage Products): Hiilidioksidia voi varastoida myös erilaisissa mielellään pitkäikäisissä tuotteissa. Hiilivarastotuotteita ovat mm. puupohjaiset tuotteet tai karbonaattiin sidotut rakennusmateriaalit. 

Hiiliviljely (Carbon Farming): Hiiltä voi sitoa enemmän pois ilmakehästä hiiliviljelyllä. Hiiliviljelyä on esimerkiksi metsittäminen, metsän lannoittaminen, ns. peltometsäviljely, soiden ennallistaminen. Ks. myös agroekologiset viljelymenetelmät. 

Hiilivuoto: Tuotannon siirtyminen muualle, missä on löyhempi ympäristölainsäädäntö hiilidioksidipäästöjen osalta. Myös esimerkiksi hakkuun siirtyminen viereiseen metsään. 

HTC-hiili (Hydrohiili, märkähiili, Hydrochar): Korkeassa paineessa märkänä hydrotermaalisessa reaktiossa tuotettu hiili. Sitä voidaan käyttää esim. polttoaineeksi. HTC-hiili on lannoitteen kaltainen, eikä se säily maaperässä, joten se ei toimi hiilivarastona. Ks. myös HTC alla. 

HTC (Hydrothermal Carbonization): Hydrotermaalinen hiilletys on kemiallinen prosessi, jossa biomassaa hajotetaan paineistetun kuuman veden avulla (1 MPa, 180 ºC). Lopputuotteena ruskohiilen kaltainen huokoinen kiinteä hiilivety.  

HTL (Hydrothermal Liquefaction): Termokemiallinen prosessi, jossa kostea biomassa hajotetaan kovassa paineessa (5-25 MPa) ja lämpötilassa (250-550 ºC) öljytuotteiksi. 

I

IBI (International Biochar Initiative): Kansainvälinen Biohiiliverkosto, maailmanlaajuisesti laajin biohiiliverkosto, n. vuodesta 2008. Kansainvälistä vapaaehtoista biohiilisertifikaattia ylläpitävä organisaatio. Lisää aiheesta täältä: International Biochar Initiative (biochar-international.org) 

K

Kaskadi-periaate: Tarkoittaa raaka-aineen käyttökohteiden asettamista tärkeysjärjestykseen, jotta saavutettaisiin mahdollisimman korkea resurssitehokkuus. Eli esimerkiksi puusta tehdään korkean jalostusasteen tuotteita ensisijaisesti, kuten biohiiltä.

L

Lisäisyys (Additionality): Lisäisyys määritellään vertaamalla jotain toimintoa sen perusuraan (baseline).  

N

Negatiiviset päästöt (Negative Emissions): Negatiivisia päästöjä syntyy tilanteessa, missä hiilidioksidia sidotaan pois ilmakehästä enemmän, kuin sitä pääsee ilmakehään. 

NETs (Negative Emissions Technologies): Negatiivisten päästöjen teknologiat. Keinot, joilla voidaan poistaa hiilidioksidia ilmakehästä enemmän kuin sitä päästetään ilmakehään, esim. biohiili, BECCS ja DACCS. 

Nettonolla: Eli tilanne, jossa ihmisen aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt ovat yhtä suuret kasvihuonekaasujen poistojen kanssa. IPCC on määritellyt nettonollan synonyymiksi hiilineutraalisuuden kanssa. ISO standardi julkaisi loppuvuodesta 2022 nettonollalle poikkeuksellisesti julkisesti saatavilla olevan ohjeistuksen. Se löytyy täältä: IWA 42:2022(en), Net zero guidelines (iso.org). Viitattu 1.12.2022. 

Nielu: Prosessi, toiminta tai mekanismi, joka sitoo kasvihuonekaasun, aerosolin tai niiden esiasteen ilmakehästä.

P

PyCCS (Pyrogenic Carbon Capture and Storage): Hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin prosessi, missä pyrolyysillä tuotettu biohiili toimii pitkäaikaisena hiilivarastona. 

Pyrolyysi: Termokemiallinen reaktio, voidaan puhua myös kuivatislauksesta. Pyrolyysissä orgaanisia kiinteitä aineita hajotetaan kuumentamalla hapen pääsemättä vaikuttamaan prosessiin.  

Pysyvä poisto (Permanent removal): Hiilidioksidin pysyvä poisto ilmakehästä.

Pysyvä varasto (Permanent storage): Hiilidioksidin pysyvä varastointi, esimerkiksi BECCS.

Päästöjen kompensointi: Päästövähennysyksiköiden (esim. hiiliyksiköiden tai hiilikrediittien) ostaminen toiminnasta syntyvien päästöjen kompensoimiseksi. Päästökompensaation tarkoituksena on ilmastonmuutoksen hillitseminen vähentämällä päästöjä päästövähennysyksiköiden suuruisen määrän.

T

Tehostettu rapautuminen (Enhanced Weathering): Hiilidioksidin pysyvän varastoinnin tapa, missä tehostetaan kiinteiden karbonaattimineraalien muodostumista tai merien emäksisyyden lisääntymistä levittämällä jauhettua silikaattikiveä, kuten basalttia pinnoille maaperässä, merenrannoilla tai merissä. 

Torrefionti: Biomassan paahtamista hapettomissa olosuhteissa 220-300 ºC:ssa tarkoituksena tuottaa raaka-ainetta energiatuotantoon. Torrefioinnissa massasta saadaan poistettua vesi ja osa ligniinistä sekä haihtuvia ainesosia ja uuteaineita. Torrefioitu massa on alkuperäistä ainesta kevyempää, poltettaessa vähemmän savuavaa ja sillä on pienemmät hiukkaspäästöt.