Vesihuoltolaitosten vaikutus ilmastonmuutokseen

Transkriptio

1 Vesihuoltolaitosten vaikutus ilmastonmuutokseen Vesihuoltonuoret , Tampere Tuija Tukiainen Teknillinen korkeakoulu

2 Diplomityö Aihe: Vesihuoltolaitosten kasvihuonekaasupäästöt Suomessa Esiselvitys: kasvihuonekaasupäästöjen kokoluokka ja vähentäminen lähinnä energiatehokkuutta parantamalla Teettäjinä VVY ja VTT

3 Tavoitteet Ilmastonmuutoksen torjuminen Velvoitteiden täyttäminen: EU:n päästökauppaan kuuluvat alat Suomessa: 21 % 2005 => 2020, päästökauppaan kuulumattomat 16 % Energiatehokkuuden parantaminen 20 %

4 Vesihuollon kasvihuonekaasupäästöt Energiantuotannon päästöt: Hiilidioksidi (CO 2 ) (fossiilinen) Lähteet: sähkön ja lämmönkäyttö Haihduntapäästöt: Metaani (CH 4 ), dityppioksidi (N 2 O) Lähteet: jäteveden ja lietteen käsittely

5 Päästökertoimet Kasvihuonekaasut: IPCC 2007, 100 v.: CH 4 : 25 CO 2 ekv N 2 O: 298 CO 2 ekv Energiantuotanto: Energiatilasto 2007, keskimääräiset kertoimet (hyödynjakomenetelmä, häviöt huomioitu): Sähkö: 250 g CO 2 /kwh Kaukolämpö: 240 g CO 2 /kwh

6 Tutkimuksen tekeminen Kysely energiankäytöstä (2007) 11 laitosta 24 % Suomessa tuotettavasta talousvedestä 34 % Suomen jätevesistä Energiatietojen yleistäminen Laitoskoon perusteella: käsitelty vesimäärä 10 milj. m 3 erotteluperusteena Rajaus: vain käytetty energia ja suorat haihduntapäästöt

7 Vesihuoltolaitosten energiankäyttö (netto) 4 % Jätevedenpuhdistamot: (erillis)lämpö, netto 45 % 44 % Vesilaitokset ja vesijohtoverkosto: sähkö Vesilaitokset: (erillis)lämpö Jätevedenpuhdistamot ja viemäriverkosto: sähkö, netto 7 %

8 Päästöjen merkittävyys Laitosten (ml. verkostot) sähkönkäyttö 500 GWh/a eli 0,6 % Suomen sähkön loppukäytöstä (2007) Kasvihuonekaasupäästöt t CO 2 ekv/a (vrt. veden lämmitys kotitalouksissa 1,3 Mt CO 2 ekv/a), hyvitykset t CO 2 ekv/a (2006) Alle 0,5 % Suomen khk päästöistä (2007) Arviossa % haihduntapäästöjä!

9 Päästöt lähteittäin Päästöjen jakautuminen Vesilaitokset: energiankäyttö Kasvihuonekaasupäästöt, t CO2 ekv/a Energiankäyttö: 160,000 t CO 2 ekv 18, ,000 t CO 2 ekv Haihduntapäästöt: 150, ,000 t CO 2 ekv Jätevedenpuhdistamot: energiankäyttö (kaikkiaan) Kompostointi: energia Lietteen kuljetus: polttoaine Jätevedenpuhdistus ja biokaasun tuotanto: haihduntapäästöt Jäteveden purkaminen: haihduntapäästöt Lietteen kompostointi: haihduntapäästöt Lietteen kaatopaikkasijoitus: haihduntapäästöt 0

10 CH 4 :n ja N 2 O:n merkitys Haihduntapäästöjen muodostuminen: Painoarvo CO 2 ekv päästöissä Jätevedenpuhdistus ja biokaasutus Puhdistetun jäteveden purkaminen Lietteen kaatopaikkasijoitus Lietteen kompostointi CH % 100 % 58 % N 2 O 0 59 % 100 % 42 %

11 Energiantuotantopotentiaali Lietteenkäsittely: Mädätys + biokaasun ajoneuvopolttoainekäyttö tai sähkön ja lämmöntuotanto Lietteenpoltto Jäteveden lämpösisältö hyödyntäminen lähinnä keskitetysti teoriassa potentiaali 3,5 TWh/a

12 Lietteen hyödyntämistavat Päästöhyvitykset t CO 2 ekv/a Päästöt t CO 2 ekv/a Erotus t CO 2 ekv/a Biokaasutus + sähkön ja lämmön tuotanto biokaasusta Biokaasutus + jalostetun kaasun ajoneuvopolttoainekäyttö Lietteenpoltto Huom! Taulukossa huomioitu vain energiantuotanto ja käyttö, ei haihduntapäästöjä eikä poltossa syntyvää N 2 O:a

13 Energiatehostaminen Energiankäytön vähentämisen mahdollisuudet laitoksilla ja verkostoissa: Verkostojen kunto => Valmistettavan veden määrä Jätevedenpuhdistamoille tulevan jäteveden määrä Pumppaus ja ilmastus Maankäytön suunnittelu

14 Laitoskohtaisia energiatietoja 1/4 Vesilaitoksen ja vesijohtoverkoston ominaisenergiankulutus Energiankulutus, kwh/m 3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Valmistettu vesimäärä, 1000 m 3 /a Pohjavesilaitos Pohjavesi tekopohjavesilaitos Pintavesilaitos

15 Laitoskohtaisia energiatietoja 2/4 Jätevedenpuhdistamon ominaisenergiankulutus (5 laitosta) 1,40 Energiankulutus, kwh/m 3 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0, Käsitelty vesimäärä, 1000 m 3 /a Ei mädättämöä Mädättämö

16 Laitoskohtaisia energiatietoja 3/4 Jätevedenpuhdistamon energiankulutus (5 laitosta) Energiankulutus, kwh/kg poistettua BOD 7 :a 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Käsitelty vesimäärä, 1000 m 3 /a Ei mädättämöä Mädättämö

17 Laitoskohtaisia energiatietoja 4/4 Energiankulutus suhteessa typpireduktioon Energiankulutus, kwh/m 3 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 % 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Kokonaistyppireduktio, % Mädättämö Ei mädättämöä

18 Jatkotutkimustarpeet Jätevedenpuhdistuksen haihduntapäästöt Mitattuja tietoja erilaisilta laitoksilta Lietteenkäsittelyn ketjujen kasvihuonekaasutaseet vertailu haihduntapäästöt huomioiden Laitosten sähkön ja lämmityksentarve Jäteveden lämpösisällön hyödyntäminen