Jätevesilietteen eri käsittelyvaihtoehtojen kasvihuonekaasupäästöt pohjoisissa olosuhteissa

Transkriptio

1 Jätevesilietteen eri käsittelyvaihtoehtojen kasvihuonekaasupäästöt pohjoisissa olosuhteissa Heini Postila a, Maria Lauronen a, Sari Piippo b a Vesi- ja ympäristötekniikka, Oulun yliopisto b Energia- ja ympäristötekniikka, Oulun yliopisto Valtakunnalliset vesihuoltopäivät Jyväskylässä Taustaa Jätevedenpuhdistamolta tuleva koneellisesti kuivattu liete voidaan käsitellä eri tavoin esim. avokompostointi aumoissa, tunnelikompostointi, pussikompostointi, poltto ja mädätys Eri tavoin käsiteltyjen lietteiden jälkikäyttömahdollisuudet ovat erilaiset ja koko käsittelyprosessin, kuljetukset mukaan lukien, kasvihuonekaasupäästöt myös vaihtelevat Ympäristövaikutusten arvioimiseksi on tarve saada selville eri käsittelyvaihtoehtojen kasvihuonekaasupäästöjen osuus erityisesti pohjoisen erityislaatuisissa olosuhteissa. Esimerkiksi pitkät matkat ja lietteen vähäinen määrä voivat nostaa kuljetuksen aiheuttamien päästöjen osuuden suureksi hiilijalanjäljen tarkastelussa. 1

2 CO2-talous ja biotalouden innovaatiot - jätevesilietteen käsittelyvaihtoehtojen kasvihuonekaasut ja C1-kemian uudet tuotteet (CO2-BIO)- hanke Hankkeen tavoitteet: 1. Selvittää jätevesilietteen eri käsittelyvaihtoehtojen kasvihuonekaasumääriä pohjoisissa olosuhteissa 2. Arvioida kokonaisvaltaisesti erilaisten kaasumaisissa jätevirroissa (mm. savukaasut, kiertokaasut) olevien yhdisteiden (erityisesti CO 2, CH 4 ) hyötykäyttökonseptien toteutettavuutta polttoaineiden ja kemikaalien valmistamisessa ja muussa innovatiivisessa hyötykäytössä (C1-kemia) Laatia suunnitelma C1-kemian osaamiskeskittymästä Hankkeen toteutusaika oli ja budjetti Hanketta rahoitti Euroopan aluekehitysrahasto Pohjois-Pohjanmaan Elinkeino-, liikenne ja ympäristökeskuksen kautta. Muita rahoittajia olivat Lakeuden Keskuspuhdistamo Oy, Oulun Jätehuolto Oy, Oulun Vesi, NC Partnering Oy ja Gasum Biotehdas Oy. Hankkeen toteuttajina toimivat Oulun yliopiston Teknillisen tiedekunnan Ympäristö- ja kemiantekniikan, Vesi- ja ympäristötekniikan sekä Energia- ja ympäristötekniikan tutkimusyksiköt. 3 Jätevesilietteen eri käsittelyvaihtojen kasvihuonekaasupäästöt pohjoisissa olosuhteissa- tarkastelu Kolme eri lietteenkäsittelyvaihtoehtoa; aumakompostointi, mädätys/biokaasulaitos ja poltto (termisen kuivauksen jälkeen tai ilman sitä) Kasvihuonekaasupäästöistä on laskettu hiilidioksidi (myös bioperäinen), metaani ja typpioksiduuli Nämä muutetaan hiilidioksidiekvivalenteiksi ilmastonmuutosvaikutuskertoimen perusteella (Global Warming Potential=GWP) (Greenhouse Gas Protocol, 2016) Kasvihuonekaasu GWP Muuntaminen hiilidioksidiekvivalenteiksi Hiilidioksidi (CO 2 ) 1 1 g CO 2 / 1 g CO 2 -ekv. Metaani (CH 4 ) 28 1 g CH 4 / 28 g CO 2 -ekv. Typpioksiduuli (N 2 O) g N 2 O / 265 g CO 2 -ekv. 2

3 Laskennoissa tehtyjä oletuksia: -Biokaasulaitoksen, polttolaitoksen ja kompostointialueen rakentamisen päästöt eivät ole mukana laskennoissa -Laitokset tuottavat energiaa (sähkö, lämpö) itse, joten ne ovat energiaomavaraisia Tukiaineet = Kuljetukset, joista aiheutuu päästöjä Mullanvalmistusaineet Liete jätevedenpuhdistamolta Kompostointialue Mullanvalmistus Viherrakentaminen Mädätys/ biokaasulaitos Mädätteen peltokäyttö Polttoöljy ja sähkö lietteen termiseen kuivaukseen Polttolaitos Tuhka loppusijoitukseen 5 Esimerkkejä vältetyistä päästöistä: -Käyttämällä tuotettua biokaasua liikennepolttoaineena voidaan korvata fossiilisia polttoaineita -Käyttämällä lietettä polttoaineena polttolaitoksessa voidaan korvata fossiilisia polttoaineita -Käyttämällä mädätettä/kompostia lannoitteena voidaan korvata kemiallisia lannoitteita Hankkeessa mukana olevat puhdistamot: 1. Kempele: Lakeuden Keskuspuhdistamo Oy 2. Kajaani: Peuraniemen jätevedenpuhdistamo 3. Sotkamo: Mustolan jätevedenpuhdistamo 4. Ivalo: Mellanaavan jätevedenpuhdistamo 5. Kittilä: Levin jätevedenpuhdistamo 6. Oulu: Taskilan jätevedenpuhdistamo Lietteiden kompostointialueet: Sijaitsevat/ovat sijainneet jätevedenpuhdistamon lähialueella, paitsi Sotkamosta lietteet on kuljetettu n. 40 km päähän ja Oulun Taskilasta n. 15 km päähän. Muita tahoja, joiden lähtötietoja on käytetty laskentoihin mm.: VRJ Pohjois-Suomi Kajaanin kaupunki, ympäristötekninen toimiala Gasum Biotehdas Oy, Oulun tehdas, Rusko, Oulu Ekokem, jätevoimala 2, Riihimäen tehtaat Haapaveden Ympäristöpalvelut Oy:n jätevesilietteen termisen kuivainlaitos, josta yhteys Vapo Oy Voiman pienvoimalaitokselle Napapiirin Residuumin biokaasulaitos, Rovaniemi (YVA) Vasikkasuon biokaasulaitos, Oulu (YVA) 6 3

4 Aumakompostoinnin eri vaiheiden osuus kasvihuonekaasupäästöistä 7 Mädätyksen (biokaasu hyödynnetään yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa) eri vaiheiden osuus kasvihuonekaasupäästöistä 8 4

5 Polton (Haapavedellä, termiseen kuivaukseen sähköä ja prosessihöyryä) eri vaiheiden osuus kasvihuonekaasupäästöistä 9 Peuraniemen jätevedenpuhdistamon tiedoilla tehty lietteenkäsittelyvaihto-ehtojen vertailu 10 5

6 Lietteenkäsittely GHG laskuri, Excel-pohjainen 11 Johtopäätökset ja yhteenveto Vaikka pohjoisilla alueilla on pitkät kuljetusmatkat, kuljetusten osuus kasvihuonekaasupäästöistä on pieni verrattuna varsinaisen käsittelyprosessin päästöihin, kun myös bioperäiset CO 2 -päästöt ovat mukana Kehitteillä olevassa laskurissa on käytetty tällä hetkellä löydettyä parasta mahdollista tietoa päästökertoimista. Jos/kun näihin tulee tulevaisuudessa todennäköisesti tarkennuksia ja parempaa tietoa, nämä arvot suositellaan vaihdettavaksi laskuriin eli laskuri on vapaasti muokattavissa Kasvihuonekaasupäästöjen lisäksi soveltuvan menetelmän valintaan vaikuttavat mm. kustannukset ja olemassa oleva infra 6

7 Kiitoksia! Kysymyksiä? Raportteja voi kysyä suoraan esitelmän pitäjältä. 13 7