Kierrätyslannoitteiden valmistus, haasteet ja mahdollisuudet

Transkriptio

1 Kierrätyslannoitteiden valmistus, haasteet ja mahdollisuudet Sari Luostarinen Erikoistutkija, FT, Dos. Kiitokset myös: Kari Ylivainio, Tapio Salo, Kristiina Regina / Luke Kiertotalouden monet mahdollisuudet seminaari

2 Kierrätyslannoitevalmisteet miksi tärkeää? Maailman mineraalifosforin riittävyys, varannot ja laatu Schröder ym. 2009; USGS (2009) and McLaughlin et al. (1996)

3 Kierrätyslannoitevalmisteet miksi tärkeää? Typpeä ilmakehässä runsaasti, mutta sitominen lannoitevalmisteisiin kuluttaa runsaasti energiaa ja tuottaa dityppioksidipäästöjä

4 Kierrätyslannoitevalmisteet miksi tärkeää? Ruokajärjestelmään ei voi tuoda jatkuvasti uusia ravinteita samalla, kun osa ravinteista karkaa hävikkinä ympäristöön ja aiheuttaa erilaisia ympäristöhaittoja Käytössä jo olevat ravinteet saatava kiertämään aiempaa paremmin

5 Kierrätettävät, ravinnerikkaat biomassat Suomessa 2 % 23 % Lannat Hävikkinurmet Lannassa 74% kierrätettävästä fosforista ja 82% typestä 2 % 3 % 70 % Biohajoavat jätteet Yhdyskuntien puhdistamoliete Yhdyskuntien biojäte Nykyisin kierrossa olevat massat, esim. nurmia hyödyntämättä runsaammin; ei sisällä teurastuksen sivuvirtoja Luke & SYKE: Ravinnelaskuri

6 Esimerkki 1: lanta Perinteinen kierrätyslannoitevalmiste, jonka fosfori riittäisi miltei yksinään Suomen kasvintuotannon tarpeisiin Mutta: kotieläintuotanto lantoineen keskittynyt alueellisesti ja osalla alueista merkittävä lantafosforin ylijäämä Haitalliset ympäristövaikutukset Tehotonta arvokkaalle massalle Kunta- ja ELY-rajat Maanmittauslaitos 2017

7 Lannan hyödyntämisen nykytila Lähes kaikki lanta hyödynnetään lannoitteena sen tuottavalla tilalla tai tilan läheisyydessä Käytössä olevasta prosessoinnista vähäinen osa jalostaa lannasta arvokkaampia, kuljetettavia tuotteita Suuri potentiaali tehokkaampaan kierrätykseen Luostarinen ym Keinoja orgaanisten lannoitevalmisteiden käytön edistämiseksi.

8 Vaihtoehtoja prosessointiin runsaasti lopputuotteina erilaisia kierrätyslannoitevalmisteita Luostarinen ym Keinoja orgaanisten lannoitevalmisteiden käytön edistämiseksi.

9 Esimerkkilaitos - massatase Luostarinen ym Lantabiokaasutuotannon tukimahdollisuudet.

10 Lannan potentiaali energiana: liikennebiokaasua? Suomessa biokaasun liikennekäytön tavoite (ILMO45) Noin 2,5 TWh vuonna 2030 Noin 10 TWh vuonna 2045 Esim. 10 % nurmilisä (w.w.) lisää energiapotentiaalia Teoreettinen: +1,8 TWh/v -> 5,76 TWh/v Teknistaloudellinen: +0,5 TWh/v -> 2,3 TWh/v Teor. BMP (TWh/v) Teknistal. BMP (TWh/v) Eläinryhmä ja lantatyyppi Naudat, liete 0,80 0,48 Naudat, kuiva 1,96 0,79 Siat, liete 0,47 0,28 Siat, kuiva 0,02 0,01 Siipikarja 0,25 0,08 Lampaat ja vuohet 0,02 0,00 Hevoset ja ponit 0,31 0,09 Turkiseläimet 0,12 0,07 YHTEENSÄ 3,96 1,80 Luostarinen ym Lantabiokaasutuotannon tukimahdollisuudet.

11 Lannasta kierrätyslannoitevalmisteita: haasteet? Kannattavuus Laitoskoko -> mitä saavutettavissa missäkin kokoluokassa Ravinteiden jalostaminen Valmisteiden tasalaatuisuus Hävikkien hallinta Luostarinen ym Lantabiokaasutuotannon tukimahdollisuudet.

12 Esimerkki 2: Puhdistamoliete Noin tonnia kuiva-ainetta vuosittain Fosforipitoisuus 3 % fosforimäärä 4,5 milj. kg Vuonna 2016 jätevesilietteen maatalouskäyttö 40 % Puhdistamolietteen maatalouskäyttöä heikentää epätietoisuus Sen sisältämien haitta-aineiden (raskasmetallit, orgaaniset haittaaineet) päätymisestä kasveihin Sen sisältämän fosforin lannoitusvaikutuksesta Raportoitu käyttökelpoisuus vaihtelee % välillä suhteessa väkilannoitefosforiin Monessa EU-maassa vaatimukset maatalouskäytölle kiristymässä

13 Suomalaisissa kokeissa testattu erilaisia puhdistamolietepohjaisia valmisteita P-lisä ja kuivaainesadot P-Producthanke Mm. maanparannuskomposti (multa), mädäte, kompostoitu mädäte, Kemicond-käsitelty liete, lietetuhka, pyrolysoitu mädäte Fosforiverranteena superfosfaatti Astiakoe ohralla ja raiheinällä

14 Fosforin käyttökelpoisuus P-Producthanke Puhdistamolietefosforin välitön käyttökelpoisuus 10 % Lämpökemialliset käsittelyt (poltto, pyrolyysi) heikentävät lietefosforin käyttökelpoisuutta Lietefosforin käyttökelpoisuus suhteessa superfosfaattiin parani kasvukausien edetessä

15 Fosforilähteiden kadmiumpitoisuudet P-Producthanke

16 Sadon raskasmetallipitoisuudet P-Producthanke Puhdistamolietteet eivät vaikuttaneet ohra- ja raiheinäsatojen raskasmetallipitoisuuksiin

17 Peltomaan hiili ja hiilen lähteet maaperään Satokasvien tähteet Oljet, naatit jne. Juuristo Juuret, juurten erittämät orgaaniset hapot ym. Lanta ja orgaaniset lannoitevalmisteet Sonta, kuivikkeet Kompostien raaka-aine ja tukiaineet Ravinnepitoiset lannoitevalmisteet, orgaaniset lannoitteet Esim. soluneste Maanparannusaineet Esim. puunjalostusteollisuuden kuidut

18 Viljelyn vaikutus hiilen pitoisuuteen 0-20 cm Hiili % 3 2,5 2 1,5 1 Alussa Ei lannoitettu Mineraali Liete Ruotsalainen pitkäaikaiskoe Aloitettu 1956, 2 x 1981 ja 1997 Lisäysmääriä (liete) Hiiltä 4 tn/ha 2 v välein Kuiva-ainetta 4-12 tn/ha joka neljäs vuosi Kuiva-ainetta 8 tn joka toinen vuosi Kevätviljoja, kyntö Savesta 14-42% 0,5 0 Ultuna Lanna Petersborg Igelösä

19 Orgaanisen aineksen positiiviset satovaikutukset Oranki-hanke, kivennäismaita Etelä-Suomessa Hiilipitoisuuden muutos, viljasadon muutos: kg / +1 % C Eli kg/ha / 1 % orgaanista ainesta 4000 Oldfield ym. 2018: Direct effects of soil organic matter on productivity mirror those observed with organic amendments. Plant Soil (2018) 423: Satotason muutos, kg/ha Hiilipitoisuuden muutos, %

20 Lisätyn orgaanisen aineksen hajoaminen ORANKIhanke Lisätyn hiilen vapautuminen hiilidioksidina Raiheinä CO2-C % lisätystä Sian lietelanta Naudan lietelanta Biojätekomposti Mädätetty puhdistamoliete Madätetty sian liete Kuivattu puhdistamoliete Kompostoitu liete 1 Kompostoitu liete

21 Maanparannusaineiden hiilen pysyvyys maassa MAHTAVAhanke

22 Mädätetyn lannan hiilestä jää maaperään yhtä paljon kuin raakalannasta Lietelanta 1000 kg kuiva-ainetta) Vaikutus maaperään 180 kg C Ilmastovaikutus mädätys vs. raakalanta -16 kg C Ilmastovaikutus verrattuna nykytilaan 0, koska lanta levitetään pellolle joka tapauksessa Lietelanta (nauta) 399 kg C Mädätys Biokaasu Lietelanta (nauta) 399 kg C 60% Mädäte 240 kg C 49% 75% 196 kg C 180 kg C Maaperä

23 Kierrätyslannoitevalmisteet pähkinänkuoressa Ravinteiden ja kierrätys Orgaanisen aineen palautus peltomaahan Prosessista riippuen uusiutuvan energian tuotanto Tuotannon ja käytön oikeilla ratkaisuilla hävikkien hallinta Kannattavuus vielä hakusessa, markkinat kehittymässä Valmisteiden tasalaatuisuus ja turvallisuus varmistettava Toimijoiden osaamisen kehittäminen välttämätöntä Logistiikan ja urakoinnin palveluiden kehityttävä Vielä teknistäkin kehittämistarvetta

24 Kiitos!

25