Tuhkan hyödyntäminen maa- ja metsätaloudessa

Transkriptio

1 Tuhkan hyödyntäminen maa- ja metsätaloudessa , Pietarsaari Jani Metsä-Turja, Thermopolis Oy

2 Thermopolis Oy Etelä-Pohjanmaan Energiatoimisto Toimii kestävän kehityksen ja energia-asioiden asiantuntijana Etelä-pohjanmaalla Parantaa yritysten ja teollisuuden toimintaedellytyksiä alueella Lisätä uusiutuvan energian käyttöä ja energiaomavaraisuutta Etelä-Pohjanmaalla Jakaa puolueetonta tietoa ympäristöystävällisistä energiaratkaisuista ja energiantuotantotavoista 2

3 Lannoitevalmisteiden lainsäädäntö Lannoitevalmistelaki 539/2006 (muutokset 1498/2009 ja 340/2010) Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista 24/11: säädetään lannoitevalmisteiden tyypeistä, tyyppinimiryhmistä ja tyyppinimiryhmäkohtaisista vaatimuksista sekä lannoitevalmisteiden laatu-, merkintä-, pakkaus-, kuljetus-, varastointi-, käyttö- ja muista vaatimuksista sekä lannoitevalmisteiden raaka-aineista Maa- ja metsätalousministeriön asetus 11/12 lannoitevalmisteita koskevan toiminnan harjoittamisesta ja sen valvonnasta säädetään toiminnanharjoittajan ilmoitusvelvollisuudesta, tiedostonpitämisvelvollisuudesta, omavalvontavelvollisuudesta, ennakkoilmoitusvelvollisuudesta, laboratoriohyväksynnästä, orgaanisia lannoitevalmisteita tai niiden raaka-aineita valmistavan tai teknisesti käsittelevän laitoksen hyväksynnästä sekä lannoitevalmisteita koskevan valvonnan järjestämisestä. 3

4 Lannoitevalmistelaki Lannoitevalmistelaki 539/2006 säätelee lannoitevalmisteiden valmistusta, markkinoille saattamista, tuontia ja vientiä. Laki edellyttää mm. kaikilta toimijoilta omavalvonnan järjestämistä ja orgaanisia lannoitevalmisteita valmistavilta laitoksilta laitoshyväksyntää. Lain tavoitteena on turvata markkinoille saatettavien lannoitevalmisteiden puhtaus ja turvallisuus. 4

5 Tuhkalannoitteet Lannoitteena saa käyttää puun, turpeen, peltobiomassan ja eläinperäisen aineksen poltosta muodostuvaa tuhkaa Tuhkalannoitteiden täytettävä lannoitevalmisteille asetetut yleiset ja tyyppinimikohtaiset vaatimukset Pohja- ja lentotuhkaa voidaan käyttää samaan lannoitetuotteeseen, mikäli molempien ravinne- ja haittaainepitoisuudet ovat sallituissa rajoissa Myös turvetuhkaa voidaan yhdistää viljankuorituhkan sekaan ja käyttää seosta lannoitteena, mikäli seoksen ravinne- ja haitta-ainepitoisuudet ovat sallituissa rajoissa 5

6 Yleiset laatuvaatimukset Puun ja turpeen tuhkalla tarkoitetaan sivutuotetta, joka muodostuu poltettaessa: turvetta puuhaketta kuorijätettä ensiömassan tai massasta valmistettavan paperin tuotannon yhteydessä syntyvää kuituainetta sisältävää kasviperäistä jätettä käsittelemätöntä puujätettä peltobiomassoja, kuten ruokohelpi, olki, vilja, öljykasvit, paju ja järviruoko näiden seosta sekä puu-, turve- tai kasvibiomassapohjaisen polttoaineen valmistuksessa syntyvää tuhkaa. Rakeistettuun tuhkalannoitteeseen saa lisätä epäorgaanisia lannoitevalmisteita käyttökelpoisuuden lisäämiseksi tai vähimmäisvaatimusten täyttymiseksi (vaatii laitoshyväksynnän). 6

7 Tyyppinimikohtaiset vaatimukset Markkinoille valmistettavien ja saatettavien tuhkien ja tuhkatuotteiden on kuuluttava lannoitevalmisteiden tyyppinimiluetteloon Tuhkalannoitteen vaatimukset: Metsäkäytössä P + K vähintään 2,0 % ja neutraloiva kyky 6,0 % (Ca) Muussa käytössä neutraloiva kyky vähintään 10 % (Ca) Kuva 1. Ote Eviran tyyppinimiluetteosta. 7

8 Haitalliset aineet Tuhkalannoitteiden haitallisten aineiden enimmäispitoisuudet, mg/kg ka Alkuaine Metsäkäyttö Muu käyttö* Arseeni, As Elohopea, Hg 1,0 1,0 Kadmium, Cd 25 1,5 (puun ja turpeen tuhka 2,5 ) Kromi, Cr (teräskuona Cr6+ 2,0 mg/kg ka) Kupari, Cu Huom! Raja-arvot eivät koske tuhkan käyttöä aidattujen, yleisöltä suojattujen alueiden, kuten teollisuusalueiden ja kaatopaikkojen maisemoinnissa Lyijy, Pb Nikkeli, Ni Sinkki, Zn *käyttö pelto- ja puutarhataloudessa, viherrakentamisessa 8 ja maisemoinnissa

9 Haitta-aineiden valvonta Haitta-aineiden raja-arvojen valvonta kuuluu Eviralle Toimii myös virallisena laboratoriona lannoite- sekä sivuoteasetuksessa ja lannoitelain vaatimuksissa. Laitosten omavalvontaan liittyvät analyysit on mahdollista tehdä myös Eviran hyväksymissä laboratorioissa. Lista hyväksytyistä laboratorioista löytyy Eviran nettisivuilta: 9

10 Näytteenotto ja ravinneanalyysit Viranomaisvalvonnassa käytetyt analyysimenetelmät on listattu lannoitevalmisteiden tyyppinimiluettelossa Lainsäädännössä ei ole vaatimuksia näytteenottotiheydelle omavalvonnassa. Näytteenottofrekvenssi riippuu tuhkan laadusta ja tuotannon määrästä. Toimija määrittelee itse näytteenottotiheyden ja toiminnan omavalvontasuunnitelmassaan 10

11 Lannoitevalmisteiden valvonta Lannoitevalmisteita valvoo Eviran lannoitevalmistejaosto. Yhteistyössä Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskusten tarkastajia sekä valtuutettuja tarkastajia kanssa. Valvonnan tarkoituksena on varmistaa markkinoille saatettavien lannoitevalmisteiden vaatimustenmukaisuus ja turvallisuus: Seurataan ympäristön raskasmetallikertymää Ei aiheuteta ihmisille, eläimille, kasveille tai maaperälle haittaa. Valvonta suoritetaan vuosittain laadittavan valvontasuunnitelman mukaisesti omavalvonnan, valmistuksen ja maahantuonnin valvontana. Markkinavalvontanäytteitä vähittäiskaupoissa myynnissä olevista lannoitevalmisteista. Lannoitevalmisteiden valmistuksen, markkinoinnin ja maahantuonnin sekä niiden valvonnan yleinen ohjaus kuuluu maa- ja metsätalousministeriölle (MMM). 11

12 Omavalvonta Toimijalla on oltava omavalvontajärjestelmä, jolla toimija varmistaa, että lannoitevalmiste ja sen käsittely täyttävät niille lainsäädännössä asetetut vaatimukset. Toimijan on tunnettava lannoitevalmisteiden laadun kannalta kriittiset valmistus- ja käsittelyvaiheet ja valvottava niitä. Omavalvonnasta on laadittava kirjallinen suunnitelma, joka toimitetaan Eviran lannoitevalmistevalvonnalle toiminnan aloitusilmoituksen liitteenä. Omavalvontasuunnitelma on pidettävä ajan tasalla. Jos toiminnassa tapahtuu olennaisia muutoksia, niin on päivitetty omavalvontasuunnitelma toimitettava Eviraan. 12

13 Kirjanpito ja raportointi Omavalvonnan toteuttamisesta on pidettävä kirjaa. Kirjanpidon tulee sisältää lannoitevalmisteiden tai niiden raaka-aineiden laadun ja turvallisuuden varmistamiseen ja kriittisiin maahantuonti-, valmistus- ja käsittelyvaiheisiin liittyvät tulokset ja viralliset todistukset sekä asiakirjat poikkeamatilanteista ja niiden korjaamiseksi tehdyistä toimenpiteistä. Kaikkien edellä mainittujen asiakirjojen on tarvittaessa oltava helposti saatavilla valvontaviranomaisen tarkastaessa yrityksen toimintaa ja valvovan viranomaisen on tarvittaessa saatava asiakirjoista kopiot. Orgaanisia lannoitevalmisteita valmistavan hyväksytyn laitoksen on laadittava kalenterivuosittain omavalvontaraportti, josta käy ilmi kriittisten valmistus- ja käsittelyvaiheiden valvonnan tulokset sekä omavalvonnassa havaitut ongelmat ja puutteet sekä se, kuinka ne on ratkaistu. Omavalvontaraportti toimitetaan Eviran lannoitevalmistevalvontaan viimeistään seuraavan vuoden maaliskuun loppuun mennessä. Hyväksytyn laitoksen on lisäksi ilmoitettava välittömästi valvovalle viranomaiselle kaikista toiminnan poikkeavuuksista, jotka merkittävästi vaikuttavat lopputuotteen laatuun. 13

14 Tuoteseloste Tuhkalla, jota luovutetaan tai myydään lannoitteeksi, on oltava tuoteseloste annettava ostajalle ja käyttäjälle aina myynnin tai luovutuksen yhteydessä Lannoitevalmisteen tuoteselosteessa on oltava tiedot lannoitevalmisteen tyyppi- ja kauppanimestä ominaisuuksista koostumuksesta käytöstä valmistajasta ja maahantuojasta Tuoteseloste on painettava tai kiinnitettävä lannoitevalmistepakkaukseen. Irtotavarassa tuoteseloste voidaan liittää lannoitevalmisteen mukana seuraaviin asiakirjoihin. 14

15 Tuhkan levitys Tuhkaa ei tarvitse rakeistaa levitystä varten. Pöly ei saa aiheuttaa ongelmia, tarvittaessa tuhka on voidaan kovettaa veden avulla. Vaatimukset täyttävää tuhkaa voi sekoittaa lietelantaan ja levittää pellolle samanaikaisesti. Talvilevityslupa-asiat eivät kuulu Eviran toimialaan. 15

16 Tuhkan rakeistus Kuljetuksen ja levityksen helpottamiseksi sekä pölyämisen vähentämiseksi tuhka voidaan esikäsitellä ennen käyttöä ƒrakeistaminen on tehokkain käytössä oleva menetelmä Tuhka kostutetaan ja sekoitetaan, jolloin se muodostaa rakeita ennen kovettumistaan ƒrakeet ovat helppokäyttöisiä ja niillä päästään parempaan levitystarkkuuteen kuin irtotuhkalla ƒrakeistaminen antaa myös mahdollisuuden muuttaa tuhkan ravinnesuhteita lisäämällä siihen epäorgaanisia lannoitevalmisteita Rakeistamisessa käytettyjä tekniikoita: Lautasrakeistus Rumpurakeistus Valssausmenetelmä Tukitaan helposti lannoitteen valmistamiseksi, lisää lainsäädäntöä (laitoshyväksyntä) 16 Lähde: Tuhkan lannoitekäyttö ja sen vaikutukset Noora Huotari Jätehuollon kevätpäivä

17 Case: Altia Oyj Pohjoismaiden ja Baltian johtava alkoholijuomatalo Valmistaa, maahantuo ja vie laadukkaita viinejä sekä väkeviä alkoholijuomia. Vastuullisuus keskeinen liiketoiminnan tekijä Edistää modernia, vastuullista pohjoismaista juomakulttuuria Ympäristövastuuta toteutamme muun muassa omalla Koskenkorvan biovoimalaitoksella Liikevaihto 356,6 miljoonaa euroa vuonna 2016 Työllistämme noin 800 henkeä Lähde: 17

18 Lähde: 18

19 Altia, Koskenkorvan tehdas Tislaamo Etelä-Pohjanmaalla Koskenkorvan kylässä Puhdas suomalainen ohra on keskeinen raaka-aine Vastaanotetaan vuosittain milj. kg ohraa Noin 85 % ohrasta 150 kilometrin etäisyydeltä tehtaasta Hyödyntää ohranjyvän sataprosenttisesti Maailman ainoa ohrasta tärkkelystä valmistava tehdas Eläinrehujen raaka-ainetta teollisille asiakkaillemme Prosessissa syntyvä hiilidioksidi otetaan talteen ja hyödynnetään edelleen esimerkiksi kasvihuoneviljelyssä. Lähde: 19

20 Biovoimalaitos Suomen Teollisuuden Energiapalvelut - STEP Oy vastaa toiminnasta Laitos käyttöön vuonna 2014, kattilan nimellisteho on 10 MW Ensisijaisena polttoaineena Altian tehtaan ohran kuorta, (kaurankuorta) ja viljan vastaanoton esipuhdistuspölyä Biokattilalla tuotetaan 100 % höyry ohran kuorella Vain alas ja ylösajoissa muutama kerran vuodessa käytetään haketta Hakkeen vastaanottoon ja varastointiin on erillinen kolapohjainen vastaanottoasema Höyryä toimitetaan tehtaalle noin 90 GWh/a Saavuttanut yli 60 %:n omavaraisuuden höyryntuotannossa noin 50 % pienemmät hiilidioksidipäästöt. 20

21 21

22 Poltto- ja tuhkaprosessi Polttoaine (viljankuori) toimitetaan voimalaitokselle pneumaattisesti suljettuja putkia pitkin. Suljetun järjestelmän avulla varmistetaan polttoaine on tasalaatuisuus Tasalaatuinen polttoaine vaikuttaa, syntyvän tuhkan koostumukseen Voimalaitoksessa syntyvän tuhkan hallintaprosessi on kaksivaiheinen Poltettavasta materiaalista jää kattilan arinalle jäljelle pohjatuhka Savukaasujen puhdistuksessa otetaan pussisuodattimilla talteen lentotuhka Tuhkaa syntyy noin 1000 t/a, (noin 500 t pohja- ja 500 t lentotuhkaa) Tuhkat kerätään kahteen erilliseen suljettuun tuhkakonttiin Tuhkat kierrätetään lannoitteena takaisin pellolle 22

23 Tuhkan hyödyntäminen Vaaditaan viranomaisen hyväksymän omavalvontasuunnitelman noudattamista Hyödynnetään vain voimalaitoksen kattilassa valvotussa polttoprosessissa syntynyttä tuhkaa. Tuhkaan ei mahdollisen veden lisäksi lisätä muita aineita tai ainesosia Tuhkan ominaisuuksia seurataan ja tehdään analyysejä (kokoomanäytteitä) etukäteen sovitun suunnitelman mukaisesti Uuden polttoaineen tai polttoaineseoksen käyttö edellyttää siten uusien kemiallisten analyysien tekemistä 23

24 Tuhkan varastointi ja kuljetus Tuhkat on kerättään tehdas alueella suljettuihin omiin metallisiin kontteihin. Paikallinen kuljetusyritys vastaa, tuhkankuljetuksesta ja purkamisesta varastoon Polttoprosessi on jatkuva, tuhkaa syntyy tasaisesti Tuhka välivarastoidaan, vaatii kohtuullista varastointitilaa Tuhka määrät vuodessa pohjatuhka (500 tn) ja lentotuhka (500 tn) 24

25 1A6 Viljaprosessoinnin sivujakeiden tuhka 25

26 Tuotekehitys- ja koetoiminta Koekäytöstä ja koelevityksestä on ilmoitettu viranomaisille levitettiin kaikki varastoidut pohjatuhkat kg, joka riitti noin 14 hehtaarin alalle Koelevitystä on suoritettu ensivaiheessa pintalevityksenä ennen peltomuokkausta Levitys Pro Agria Etelä-Pohjanmaan laatiman viljelysuunnitelman mukaan Tuhkaa levitettiin noin 1,9 tonnia hehtaarille 26

27 27

28 28

29 Koetoiminnan seuranta Kolme käyntiä, havainnointiin kasvustojen tasaisuutta ja kehitystä sekä mahdollisia ravinnepuutoksia tai kasvitauteja Lehtivihreä pitoisuuden kautta arvioitiin typpilannoituksen lisätarvetta Tuhkalannoitteella ja kemiallisilla lannoitettujen lohkojen osalta kasvustoissa ei ollut havaittavissa eroja Lohkot olivat samassa kehitysvaiheessa. Tasaisuuden ja tiheyden osalta ei ollut havaittavissa eroja Satunnaisotannalla molemmissa lohkoissa tähkät olivat samankokoisia ja tähkissä oli yhtä paljon jyviä Tuhkalannoitetun lohkon osalta satomäärät olivat lupaavat, kemiallisesti lannoitetun lohkoon verrattuna. Tuhka lannoitteena on hitaasti liukeneva, joten tuhkalannoituksen vaikutukset ovat monivuotiset 29

30 Tuhkalannoitteen soveltuvuus ja kehitystyö Yhden vuoden tuhkalannoituskokeen perusteella ei voida tehdä varmoja johtopäätöksiä tuhkalannoituksen vaikutuksesta sadon määrään ja laatuun koetoiminnan perusteella tuhka soveltuu maanparannusaineeksi lohkoille, joilla halutaan nostaa maan kalsium-, fosfori-, kalium-, magnesium- ja rikkiarvoja. Tuhkalannoite (pohjatuhka) on melko kiinteää ja sen vuoksi hidasliukoista Tuhkan leviämis- ja pölyämisominaisuuksia selvitettiin ja tuhkan pölyäminen todettiin jonkinlaiseksi ongelmaksi Voimakkaasti pölyävän lentotuhkan osalta levittämisen toteutukseen pitää kiinnittää vielä enemmän huomiota. Uudenlaisten kustannustehokkaiden levitystekniikoiden löytäminen vaatii työtä 30

31 Voimalaitostuhkien hyödyntäminen Voimalaitostuhkia on hyödyntämättä Tuhkia hyödyntämällä kohti kehittyvää kiertotaloutta Tuhkat ovat osalle toimijoista ongelmallisia Tuhkaerien koostumus vaihtelee, erät ovat pieniä Tuhkaerien hajautuminen asettaa vaatimuksia logistiikkaan Tuhkaerille pitäisi olla keskitetty toimija joka pystyisi hyödyntämään pieniä tuhkaeriä tehokkaasti Lainsäädäntö ja asetukset asettavat tietyt rajat toiminnalle Levittäminen asettaa toiminnalle ja kalustolle vaatimuksia Saadaanko toiminnasta kannattavaa 31

32 Digitalisaation hyödyntäminen Mahdollistaisi reaaliaikaisen ja luotettavan datan keräämisen materiaalivirroista ja määristä (tuhka) Monet pienet erät saataisiin tietoisuuteen kartalle paikkatieto Mahdollistaisi avoimen kanavan tuottajan ja hyödyntäjän välille tuotto ja tarve kohtaisivat toisensa Mahdollistaisi suunnittelun ja taloudellisen toiminnan Auttaisi ratkaisemaan logistisia haasteita Mahdollistaisi uutta yritystoimintaa Mahdollistaisi suorien tuhkaerien (vaatimusten mukaisia) käytön suoraan laitokselta, ravinteet takaisin kiertoon Vähennettäisiin (vaatimusten mukaisia) tuhkan joutumista jätteenkäsittelyyn, säästöjä voimalaitostoimijalle Toiminta vaatii tahon joka koordinoisi kiertotalouden digitalisaation selvittämistä, kehittämistä ja käyttöönottoa 32

33 Kiitos! Jani Metsä-Turja, p jani.metsa-turja@thermopolis.fi 33