RUSKON KOMPOSTOINTILAITOKSEN JA MÄDÄTYSLAITOSTEN TEKNIS- TALOUDELLINEN VERTAILU

2009 RUSKON KOMPOSTOINTILAITOKSEN JA MÄDÄTYSLAITOSTEN TEKNIS- TALOUDELLINEN VERTAILU 3 Markku Illikainen Oulun Jätehuolto 14.5.2009

OULUN SEUDUN AMMATTIKORKEAKOULU TIIVISTELMÄ Koulutusohjelma Opinnäytetyö Sivuja Liitteitä Rakentamistekniikan ylempi AMK Opinnäytetyö 72 - Suuntautumisvaihtoehto Aika Ympäristötekniikka 14.5.2009 Työn tilaaja Oulun Jätehuolto Työn tekijä Markku Illikainen Työn nimi Ruskon kompostointilaitoksen laajennuksen ja mädätyslaitosten teknis-taloudellinen vertailu Asiasanat Kompostointi, mädätys, biokaasu, jätehuolto Työssä selvitettiin teknis-taloudellisesti toimivin ratkaisu Oulun Jätehuollon toimialueelta kerätyn biojätteen käsittelemiseksi. Nykyisen kompostointilaitoksen kapasiteetti on käymässä pieneksi, joten sitä on laajennettava tai biojätteen käsittelyssä on siirryttävä mädätysratkaisuun, mikä edellyttäisi kokonaan uuden laitoksen rakentamista. Työn lähtökohtana oli vertailla Ruskon jätekeskuksen nykyisen kompostointilaitoksen laajennusta kahteen tarjolla olevaan kotimaiseen mädätyslaitokseen, joista oli saatu alustavat tarjoukset. Työn kirjallisuusosiossa kerrotaan biojätteen aiheuttamista paikallisista ja globaaleista ympäristövaikutuksista. Kaatopaikkaolosuhteissa biojäte mätänee ja tuottaa metaania, joka on haitallinen kasvihuonekaasu. Paikallinen haitta on biojätteestä liukenevat ravinteet sekä hajuhaitat. Kirjallisuusosiossa on myös kerrottu EU:n jätteitä koskevista direktiiveistä ja asetuksista sekä kansallisesta lainsäädännöstä ja jätesuunnitelmista. Biohajoavien jätteiden ja etenkin biojätteiden käsittelyssä on huomattavia eroja eri EU-maiden kesken. Niissä maissa, joissa on runsaasti jätteenpolttolaitoksia, kuten Ruotsissa ja Tanskassa, biojäte menee usein polttoon. Saksassa ja Itävallassa on runsaasti kompostointilaitoksia, mutta myös jonkin verran mädätyslaitoksia. Mädätyslaitosten määrä on lisääntymässä. Yleisimmin biojäte menee kuitenkin edelleen kaatopaikoille. Vaihtoehtojen vertailussa nykyisen kompostointilaitoksen laajennus osoittautui taloudellisesti kannattavimmaksi vaihtoehdoksi. Mikäli mädätykseen saadaan nykyisen biojätemäärän lisäksi vastaava määrä muuta mädätettävää, esimerkiksi jätevesilietettä, mädätysratkaisu on varsin kilpailukykyinen kompostointilaitoksen laajennukselle. Mädätystä puoltaa myös se, että sen aiheuttamat haitalliset ympäristövaikutukset ovat huomattavasti kompostointilaitosta pienemmät. 4

OULU UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES ABSTRACT Degree programme Pages Enclosures Civil Engineering Master s Thesis. 72 - Department Date Construction department / Environmental Technology 14.5.2009 Commissioned by Oulun Jätehuolto / Oulu Waste Management Author Markku Illikainen Thesis title Technical and economical comparison of biowaste composting plant of Rusko and digestion plants Keywords Composting, anaerobic digestion, biogas, waste management The objective of this study was to examine the techno-economically best solution to process biowaste collected from territory under the jurisdiction of Oulu Waste Management. The current composting plant capacity is inadequate, so either an expansion of the present facility or the construction of a new anaerobic digestion facility has been under consideration. This study was based on the comparison of extending Rusko s Waste Centre existing composting facility as against acquiring a locally available anaerobic digestion plant, for which there were two (2) offers. Local and global environmental effects caused by bio-waste have been mentioned. At landfills biowastes decay and produce methane, which is a harmful greenhouse gas. Local drawbacks are leachate and odour from the bio-waste. EU waste directives and regulations, national legislation and waste plans are handled under the section on legislation in the literature review. The literature review section of this study describes how biodegradable waste is handle in EU countries, including Finland. There are considerable differences in the handling of biodegradable waste, especially bio-waste, amongst EU countries. In countries such as Demark and Sweden with a predominance of waste incineration facilities bio-waste is incinerated. In Germany and Austria there are plenty of composting facilities but there are some digesting-facilities also. The number of digesting facilities is increasing, however most commonly bio-waste ends up at landfill. The environmental impact of anaerobic digestion and composting and the difference between the two processes are briefly estimated in the latter part of the literature review. In comparing the two alternatives, expanding the present composting plant proved to be the most economically viable alternative. However If in addition to the present amount of bio-waste a similar amount of digestible waste such as sewage sludge can be had, the anaerobic digestion option can be competitive. This is also supported by the fact that harmful environmental effects caused by anaerobic digestion are considerably smaller than that of composting. 5

SISÄLTÖ TIIVISTELMÄ ABSTRACT ALKUSANAT SISÄLTÖ LYHENTEET JA MÄÄRITELMÄT 1 JOHDANTO... 9 2 BIOJÄTTEEN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET JA LAINSÄÄDÄNTÖ... 11 2.1 Biojätteen ympäristövaikutukset... 11 2.2 Biojätettä koskeva lainsäädäntö... 12 3 BIOJÄTTEEN KÄSITTELYN NYKYTILANNE... 15 3.1 Biojätteen käsittely eräissä Euroopan maissa... 15 3.2 Biojätteen käsittely Suomessa... 19 3.3 Biojätteen käsittely Oulussa... 24 3.3.1 Biojätteen kompostointi... 24 3.3.2 Biojätteen käsittely kaatopaikalla... 27 3.3.3 Biojätteen käsittely polttamalla... 29 4 BIOJÄTTEEN KOMPOSTOINTI JA MÄDÄTYS... 30 4.1 Kompostointikäsittelyn toimintaperiaate... 30 4.2 Kompostointilaitoksen suunnittelu... 32 4.3 Mädätyslaitoksen toimintaperiaate... 33 4.4 Mädätyslaitoksen prosessivaihtoehdot... 36 5 BIOKAASUPOTENTIAALI JA PROSESSIEHDOTUS... 41 5.1 Biokaasupotentiaalin selvittäminen... 41 5.2 Prosessiehdotus... 43 6 RUSKON KOMPOSTOINTILAITOKSEN SANEERAUS JA LAAJENNUS... 45 6.1 Prosessikuvaus ja tekniset muutokset... 45 6.2 Kompostointilaitoksen investointi- ja käyttökustannukset... 47 6

7 VERTAILTAVAT MÄDÄTYSLAITOKSET 49 7.1 Preseco Oy:n mädätyslaitos... 49 7.2 MK Protech Oy:n mädätyslaitos... 51 8 LAITOSTEN TEKNIS-TALOUDELLINEN VERTAILU... 54 8.1 Laitosten prosessien vertailu... 54 8.2 Taloudellisuusvertailu... 56 8.2.1 Hintavertailu... 56 8.2.2 Investoinnin kannattavuus... 57 8.2.3 Vaihtoehtojen vertailu eri käsittelymaksuilla ja -määrillä... 58 8.3 Ympäristövaikutusten vertailu... 61 9 JOHTOPÄÄTÖKSET... 65 LÄHTEET... 67 7

LYHENTEET JA MÄÄRITELMÄT Aerobinen prosessi Hapellisissa olosuhteissa tapahtuva biologinen hajoaminen, kompostointi Anaerobinen prosessi Hapettomissa olosuhteissa tapahtuva biologinen hajoaminen, mädätys Biohajoava jäte Jätteen sisältämä orgaaninen jäte Biojäte Kotitalouksien, koulujen, ravintoloiden, suurtalouksien ja kaupan tuottama ruokajäte COD Chemical oxygen demand, kemiallinen hapenkulutus Mesofiilinen Biologinen hajoamisprosessi lämpötila-alueella 15 45 o C Reduktio Vähenemä Termofiilinen Biologinen hajoamisprosessi lämpötila-alueella 50 75 o C TS Total solids, kuiva-aineen kokonaismäärä VS Volatile solids, kuiva-aineen orgaanisen aineksen määrä 8

1 JOHDANTO Euroopan Unionin uuden jätedirektiivin mukaan kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi on tärkeää helpottaa biojätteen erilliskeräystä ja asianmukaista käsittelyä. Direktiivi edellyttää kansallisilta valtioilta toimenpiteitä, jotka edistävät biohajoavan jätteen käsittelyä kompostoimalla tai mädättämällä (EU:n direktiivi 2008). EU:n kaatopaikkadirektiivi (EU:n neuvosto 1999) ja sen nojalla annettu kansallinen päätös kaatopaikoista (Valtioneuvoston päätös kaatopaikoista 1997) edellyttävät puolestaan biohajoavan jätteen kaatopaikkasijoittamisen radikaalia vähentämistä vuoteen 2016 mennessä. Biojätteeksi luetaan kotitalouksien ruokajätteiden lisäksi koulujen, ravintoloiden, suurtalouksien ja kauppojen tuottama ruokajäte. Biohajoavalla jätteellä tarkoitetaan biojätteen lisäksi kaikkea muuta orgaanista jätettä, kuten paperia, pahvia ja muuta puu- tai kasvisperäistä jätettä. Tässä työssä tarkastellaan vain biojätteen käsittelyvaihtoehtoja. Erilliskerätty biojäte on mahdollista kompostoida kompostointilaitoksessa tai mädättää mädätyslaitoksessa. Tietysti biojäte voidaan myös polttaa tai sijoittaa kaatopaikalle, mutta tällöin biojätteen erilliskeräys ei ole mielekästä. Biojätteen sijoittaminen kaatopaikalle sekajätteen mukana ei myöskään ole suositeltavaa, koska sadeveteen liuetessaan jäte tuottaa välittömästi ravinnekuormitusta ympäristöön. Myöhemmin, jätteen hajotessa kaatopaikan hapettomissa olosuhteissa, syntyy ilmaston lämpenemisen kannalta haitallisia metaanipäästöjä sekä hajuhaittoja. Oulussa biojätettä on kompostoitu vuodesta 1995. Alkuvuosina kompostointi tapahtui pelkästään aumoissa asfaltoidulla kentällä. Vuonna 2000 valmistui biojätteen kompostointia varten kompostointilaitos, jonka reaktorirummuissa kompostointi tapahtuu. Nyt kompostointilaitos on jäämässä pieneksi kasvaneen biojätemäärän takia. 9

Jotta kasvanut määrä voidaan kokonaisuudessaan käsitellä laitosmaisesti, kompostointilaitokseen olisi tehtävä laajennus ja samanaikaisesti koko laitos tulisi saneerata kokonaisuudessaan. Biojätteen mädätys on noussut varteenotettavaksi vaihtoehdoksi kompostoinnille. Mädätysprosessin tuottama metaani on laadukas polttoaine, jota kannattaa hyödyntää fossiilisia polttoaineita korvaavana ja ympäristöystävällisenä polttoaineena. Mikäli Ruskoon rakennettaisiin mädätyslaitos, voitaisiin talteen saatava metaani pumpata samaan jakeluputkeen, johon kerätään kaatopaikalta pumpattu biokaasu. Biokaasu myydään polttoaineeksi Paroc Oy:n mineraalivillatehtaalle sekä Oulun Energialle hyödynnettäväksi Oulun yliopistollisessa sairaalassa ja Keskuspesula Oy:ssä. Kompostointilaitoksen laajennus ja täydellinen saneeraus sisältävät epävarmuustekijöitä, kuten saneerattujen rumpujen käyttöiän arvioinnin vaikeuden ja kompostointilaitoksen hajuhaittojen lisääntymismahdollisuuden. Laitosmaisen kompostoinnin työhygieenisiä olosuhteita on Suomessa tutkittu vasta viime vuosina. Jätehuoltotöiden työhygieenisten olosuhteiden parantaminen on varmasti edessä lähitulevaisuudessa. Mädätyslaitoksen epävarmuustekijöitä ovat suomalaisten käyttökokemuksien puute sekä kannattavuuteen vaikuttavat seikat, kuten mädätettävän jätteen määrä ja jätteenkäsittelyhinta. Tässä työssä on vertailtu laajennettua ja saneerattua kompostointilaitosta kahteen kotimaiseen mädätyslaitokseen, joista on saatu tarjoukset, jotka eivät kuitenkaan sido tarjousten antajia. Vertailun toivotaan auttavan Oulun Jätehuoltoa ja sen päätöksentekoelimiä biojätteen käsittelymenetelmän ratkaisemiseksi. 10

2 BIOJÄTTEEN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET JA LAINSÄÄ- DÄNTÖ 2.1 Biojätteen ympäristövaikutukset Orgaanisen jätteen hajoaminen tapahtuu biologisten ja kemiallisten prosessien kautta. Biologinen prosessi on joko aerobinen tai anaerobinen taikka molempia yhtä aikaa. Anaerobinen hajoaminen vaatii runsaasti happea. Mikäli happea ei ole käytettävissä, hajoaminen tapahtuu anaerobisesti. Molemmat hajoamisprosessit aiheuttavat ympäristövaikutuksia, mutta hallitsematon anaerobinen hajoaminen esimerkiksi kaatopaikkaolosuhteissa on ympäristövaikutuksiltaan aerobista prosessia haitallisempi. Tämä johtuu ilmakehään vapautuvasta metaanista. (Pipatti ym. 1996, 78.) Biohajoava jäte hajoaa kaatopaikkaolosuhteissa mätänemällä hitaasti ja monivaiheisesti. Mätänemisen seurauksena syntyy kaatopaikkakaasua (biokaasua), joka sisältää hiilidioksidin ja typen lisäksi metaania sekä pieniä määriä erilaisia rikin yhdisteitä, jotka aiheuttavat paikallisesti pahaa hajua. Metaani on palava kaasu, joka on myös maakaasun pääpolttoaine. Vaikka mätänemisestä syntyvät kaasut voidaan kerätä kohtuullisen tehokkaasti talteen, osa kaasusta pääsee haihtumaan ilmaan ja aiheuttaa paikallisesti hajuhaittaa ja globaalissa merkityksessä kasvihuoneilmiötä. Metaanin on arvioitu olevan kasvihuonevaikutuksiltaan monikymmenkertainen hiilidioksidiin verrattuna (Pipatti ym.10).. Kun metaanipäästöt halutaan ilmoittaa hiilidioksidiekvivalentteina, käytetään yleensä kerrointa 21. Kaatopaikalla biokaasu lisää kaatopaikan penkkapalovaaraa. Penkkapalossa saattaa ilmaan vapautua myrkyllisiä yhdisteitä, koska palaminen ei ole täydellistä. Biohajoavan jätteen hajoamisessa kaatopaikalla syntyy aina ravinnepäästöjä, jotka kulkeutuvat kaatopaikkavesiin. Kaatopaikkojen jätetäytön läpi suotautuvat vedet on nykyisin kerättävä talteen ja puhdistettava. Oulussa Ruskon kaatopaikan vedet johdetaan viemäriverkoston avulla Oulun Veden Taskilan jätevedenpuhdistamolle. 11

Oulun Jätehuollon teettämien tutkimusten mukaan kaatopaikkavedet sisältävät runsaasti typpiravinteita, jotka Taskilan puhdistamossa voidaan nykyisin poistaa. Kaatopaikkavesien sisältämä fosforimäärä on sen sijaan vähäinen. 2.2 Biojätettä koskeva lainsäädäntö Suomen jätehuoltoa ja yhdyskuntajätehuoltoa ohjataan Suomen jätelailla ja - asetuksella sekä niiden perusteella annetuilla valtioneuvoston tai ministeriöiden päätöksillä ja asetuksilla. Valtakunnallisella jätesuunnitelmalla on myös oma ohjausvaikutuksensa yhdyskuntajätehuoltoon. Kansallinen lainsäädäntö perustuu pitkälle EU:n jätteitä koskeviin direktiiveihin tai asetuksiin. Tärkeimmät niistä ovat EU:n direktiivi jätteistä sekä direktiivi kaatopaikoista. Jätelain perusteella annetuilla kunnallisilla jätehuoltomääräyksillä voidaan vaikuttaa myös yhdyskuntajätteisiin, niiden lajitteluun ja keräysmääriin. Suomen jätelaissa ei varsinaisesti puhuta biojätteestä, mutta se luetaan osaksi asumisessa syntynyttä ja siihen rinnastettavaa jätettä. Yhdyskuntajätteen yleisin käsittelytapa Suomessa on kaatopaikkakäsittely. Yhdyskuntajätteestä saadaan kuitenkin hyvin eroteltua eräät materiaalihyötykäyttöön soveltuvat jakeet, kuten paperi, keräyskartonki, metalli ja lasi. Muovi ja materiaalihyötykäyttöön kelpaamaton paperi ja kartonki soveltuvat hyvin polttoaineeksi energialaitoksiin, joilla on lupa jätteen polttoon. Pelkästään yhdyskuntajätteen polttoon tarkoitettuja jätteenpolttolaitoksia oli Suomessa vuonna 2009 ainoastaan Turussa, Riihimäellä ja Kotkassa. Biojätteen erilliskeräys on yleistä suurimpien kunnallisten jätelaitosten toimialueilla, mutta niilläkin paikkakunnilla biojätettä ajautuu paljon kaatopaikoille sekajätteen seassa. EU:n kaatopaikkadirektiivi edellyttää, että biohajoavan jätteen kaatopaikkasijoitusta vähennetään asteittain niin, että vuonna 2016 tulee biohajoavaa jätettä saada pois kaatopaikalta 65 % enemmän kuin mitä sitä oli sijoitettu referenssivuonna 1994. Biohajoavaksi jätteeksi luetaan kaikki sekajätteen sisältämä orgaaninen aines ja sen määrä sekalaisessa yhdyskuntajätteessä on arvioitu olevan 12

jopa 83 %. (Biojätestrategiatyöryhmän ehdotus kansalliseksi biojätestrategiaksi sekä sihteeristön muistio perusteluista 2003, 13.) Pääkaupunkiseudun YTV:n tekemän tutkimuksen mukaan biojätteen osuus yhdyskuntajätteessä on 40 % (Tanskanen 2008, 27). EU:n uusi jätedirektiivi on ns. puitedirektiivi, jolla vaikutetaan kansalliseen lainsäädäntöön. Direktiivillä halutaan vähentää kaatopaikkojen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä. Direktiivi haluaa edistää biojätteen kompostointia tai mädätystä tavoilla, jotka täyttävät korkeatasoisen ympäristönsuojelun vaatimukset ja tuottavat ympäristön kannalta turvallisia lopputuotteita (EU:n parlamentin ja neuvoston direktiivi jätteistä ja tiettyjen direktiivien kumoamisesta 2008). Kansallinen strategia biohajoavasta jätteestä hyväksyttiin vuonna 2004. Strategiassa määritellään toimet EU:n kaatopaikkadirektiivin velvoitteiden toimeenpanemiseksi. Kaatopaikkadirektiivin vaihtoehtoina tarkastellaan biohajoavan jätteiden kierrätystä, kompostointia ja energiahyödyntämistä. Biojätteen mädätyskäsittely on lähinnä energiahyödyntämistä, mutta myös mädätejäännös voidaan hyödyntää maanparannusaineena. (Kansallinen strategia biohajoavan jätteen kaatopaikkasijoituksen vähentämiseksi 2004.) Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, jota syntyy paljon jätehuollossa. Jätteiden käsittelyn on laskettu tuottavan noin puolet Suomen metaanipäästöistä. Kioton sopimus, jonka Suomi on allekirjoittanut yhdessä muiden EU-maiden kanssa, asettaa sitovia tavoitteita lämpenemistä lisäävien päästöjen vähentämiseksi. EUmaille on kollektiivisesti asetettu 8 %:n vähentämistavoite. Vuoden 2008 alussa annettu EU:n ilmasto- ja energiapaketti edellyttää päästökaupan ulkopuolisten toimijoiden vähentävän ilmastonmuutosta aiheuttavia päästöjä peräti 16 % vuoteen 2016 mennessä. Ilmaston lämpenemisen hillitsemiseksi biohajoavan jätteen kaasutus tai poltto on kannatettavaa, koska jätepolttoaineessa katsotaan olevan yli puolet ns. ei-fossiilista polttoainetta. Sivutuoteasetus koskee muiden kuin ihmisravinnoksi tarkoitettujen eläimistä saatavien tuotteiden terveyssäännöksiä. Käytännössä tähän ryhmään kuuluvat mm. 13

kaupan myynnistä poistettavat eläinperäiset elintarvikkeet, ruoanjalostustehtaiden sivutuotteet sekä karjanlanta. Asetuksessa säädetään sivutuotteiden keräämisestä, kuljetuksesta ja käsittelystä. (EU:n parlamentin ja neuvoston eläinperäisiä jätteitä koskeva sivutuoteasetus 2000). Nyttemmin maa- ja metsätalousministeriö ja sosiaali- ja terveysministeriö ovat ohjekirjeellään määränneet, että sivutuote on aina poltettava, mikäli jätteen syntyalueella on jätteenpolttolaitos (Sosiaali- ja terveysministeriön ja maa- ja metsätalousministeriön kirje päivittäistavarakauppa ry:lle ja muulle kaupalle 2007). Mikäli kompostoinnin ja biokaasutuksen jälkeistä lopputuotetta aiotaan kaupallistaa, toiminnan ja tuotteen tulee täyttää lannoitevalmistuslain ja lannoitevalmisteasetuksen määräykset. Lisäksi kompostointi- tai biokaasulaitoksella on oltava Suomen elintarviketurvallisuudesta vastaavan viranomaisen, Eviran, laitoshyväksyntä. Vasta sen jälkeen laitoskäsittelystä peräisin olevaa lopputuotetta voidaan myydä ja käyttää viherrakentamisessa tai maanparannusaineena muuallakin kuin kaatopaikalla. Maa- ja metsätalousministeriön asetuksella säädetään yksityiskohtaisesti laatu- ja käyttövaatimuksista. Lannoitelainsäädäntö määrää, että maanparannusaineen on oltava hajoamisasteeltaan sellaista, että tuote voidaan laskea markkinoille eikä sen käytöstä aiheudu haittaa kasvien kasvulle tai ympäristölle (Lannoitevalmistelaki 2006; lannoitevalmistusasetus 2007). Muita kompostointia tai mädätystä sivuavia lakeja ovat terveydensuojelulaki, työturvallisuuslaki, ympäristönsuojelulaki sekä vesihuolto- ja vesilaki. 14

3 BIOJÄTTEEN KÄSITTELYN NYKYTILANNE 3.1 Biojätteen käsittely eräissä Euroopan maissa Euroopan Unionin jäsenvaltioissa sovelletaan varsin kirjavaa biojätehuoltopolitiikkaa. Eräät jäsenvaltiot eivät toteuta biojätehuollossa minkäänlaisia erityistoimenpiteitä, kun taas toisilla mailla on käytössä hyvin kunnianhimoisia menetelmiä. Biojätteeksi luokitellaan puutarha- ja puistojätteen lisäksi kotitalouksista, ravintoloista, kaupoista ja elintarviketehtaista peräisin oleva elintarvikejäte. Koko määrän arvioidaan olevan lähes 140 miljoonaa tonnia vuodessa. Etenkin viherjätteen erilliskeräys on menestyksekästä. Keittiöjäte kerätään osana yhdyskuntajätettä. Vaikka yhdyskuntajätteen energiakäyttö, kompostoiminen ja mädätys ovat lisääntyneet, kaatopaikkakäsittely on edelleen yleisimmin käytetty kiinteän yhdyskuntajätteen käsittelymenetelmä EU:ssa. (Biojätehuolto Euroopan Unionissa 2008, 3.) Biojätteen kompostoiminen ja mädätys voidaan lukea kierrätykseksi, jos tuotettu komposti käytetään kasvualustana. Kompostoiminen on yleisin biologinen käsittelymuoto ja se käsittää 95 % kaikista biologisista käsittelymenetelmistä. Mädätystä pidetään energian talteenottona. Anaerobinen mädätys sopii erityisesti märän ja rasvaisen keittiöjätteen käsittelymenetelmäksi. Kaatopaikalle joutuvan biojätteen osuus yhdyskuntajätteestä on 30-40 %. Kaikesta Euroopan yhdyskuntajätteestä päätyy kaatopaikalle 41 %. (Biojätehuolto Euroopan Unionissa 2008, 5.) Orgaanisen jätteen käsittelylaitoksia on laskettu EU:n alueella olevan noin 6000, joista 3500:ssa kompostoidaan ja 2500:ssa mädätetään. Näistä useimmat ovat pieniä maatilakohtaisia yksiköitä. Vuonna 2006 oli toiminnassa 124 biojätteen tai yhdyskuntajätteen käsittelyyn erikoistunutta mädätyslaitosta, joiden mädätyskapasiteetti oli 3,9 miljoonaa tonnia. Määrän uskotaan kasvavan. (Biojätehuolto Euroopan Unionissa 2008, 5.) 15

Biojätteen erilliskeräys ja -käsittely on varsin yleistä monessa läntisen Euroopan maassa, kuten Saksassa, Itävallassa ja Hollannissa, joissa biojäte joko kompostoidaan tai mädätetään. Esimerkiksi Saksassa on 580 kompostointilaitosta biojätteen ja viherjätteen käsittelemiseksi. Hollannissa on paljon kompostointilaitoksia ja peräti 92 % kotitalouksista on biojätekeräyksen piirissä. Itävallassa kerätään eloperäistä jätettä keskimäärin 70 kg vuodessa asukasta kohti laskettuna. Määrästä noin kolmannes käsitellään yksityisillä tai kunnallisilla kompostointi- tai mädätyslaitoksilla. (Tuovinen 2002, 67.) Työn aikana tehty vierailukäynti Ranskan Poitiersin alueelle osoitti, että biohajoavaa jätettä menee Ranskassa paljon jätteenpolttolaitoksiin, mutta siellä on myös lukuisia pieniä ja keskisuuria jätevesilietteen, viherjätteen ja biojätteen kompostointilaitoksia. Energian kulutuksen lisääntyminen on kuitenkin lisännyt kiinnostusta rakentaa mädättämöitä. Esimerkiksi Itävallan Salzburissa on biojätteen kompostointilaitoksen yhteyteen rakennettu myöhemmin myös anaerobireaktori, jossa biojäte, noin 20 000 tonnia vuodessa, mädätetään ennen kompostointikäsittelyä. (Tuovinen 2002, 68.) Saksan Münchenissä on v. 2007 valmistunut biojätteelle tarkoitettu kuivatekniikkaan ja mesofiiliseen prosessiin perustuva biokaasulaitos, jossa mädätetään 25 000 tonnia biojätettä ja puutarhajätettä vuodessa (kuva 1). Laitoksen sähköteho on 570 kw. Laitoksen tuottamaa sähköä käyttää 1900 kotitaloutta. (Innovative Lösungen fur Kommunen und Landwirtschaft 2009.) 16

KUVA 1. Bekonin Münchenin kuivamädättämölaitoksen prosessi (New BEKON Biogastechnology for dry fermentation in batch process 2009) Ruotsissa ja Tanskassa biojätettä kompostoidaan yhdyskuntajätemäärään nähden vähän, Ruotsissa noin 100 000 tonnia ja Tanskassa vain noin 30 000 tonnia (Tuovinen 2002, 65 66.) Vähäinen määrä selittyy sillä, että molemmissa maissa on paljon jätteenpolttolaitoksia, joihin biojäte joutuu sekajätteen mukana. Ruotsissa on 223 erilaista biohajoavan jätteen mädätyslaitosta tai kaatopaikkakaasulaitoksia, joissa mädätetään jätevesilietteitä, elintarviketeollisuuden jätteitä ja viherjätteitä mutta myös jonkin verran biojätettä (taulukko 1). Laitoksista 60 on kaatopaikkakaasulaitoksia. Ruotsin mädättämöistä valtaosa toimii mesofiilisia bakteereja suosivalla lämpötila-alueella (alle 45 o C). Biokaasulaitosten vuotuinen kaasuntuotto on 204 miljoonaa m 3, josta saadaan energiaa 1213 GWh. Tästä määrästä käytetään lämmöntuotannossa 56 % ja liikennepolttoaineena 19 %. Loput käytetään mm. laitoksissa sisäisesti, sähköntuotannossa tai soihtupolttimissa. (Produktion och användning av biogas år 2006. 2008, 24.) Ruotsissa on 90 yleistä biokaasun tankkausasemaa, joista voi tankata luonnonkaasua tai biokaasua taikka molempia (Fordongas 2009). Liikennekäyttöön biokaasua tuotetaan 22 kunnassa. 17

(Biokaasuyhdistyksen jäsentiedote 2006). Vuonna 2007 käytettiin Ruotsissa biokaasua liikennekäytössä 28 miljoonaa m 3, mikä vastaa n. 31 miljoonaa litraa bensiiniä (Fordongas 2009). TAULUKKO 1. Biokaasulaitokset Ruotsissa 2006 (Produktion och användning av biogas år 2006) Mädätys-kohde Laitosten Mesofiilinen Termofiilinen Metaani- Reaktori- lkm prosessi prosessi pitoisuus volyymi m 3 Teollisuusjäte 3 3 0 71,2 55 200 Maatalous 8 7 1 64,9 10 810 Yhteismädätys 14 6 6 67,7 47 000 (esim. jätevesiliete, biojäte, olki, elintarviketuotanto) Jätevesiliete 138 130 4 64,5 343 351 Kaatopaikka 60 ei määrit. n. 50 Yhteensä 223 146 11 456 361 Ruotsin Bodenissa on vuonna 2007 valmistunut jätevesilietteen ja biojätteen yhteismädättämö, joka maksoi 46 miljoonaa kruunua eli noin 4 miljoonaa euroa. Reaktorin koko on 1300 m 3 ja siinä mädätetään termofiilisesti 24 000 tonnia jätevesilietettä ja 1200 tonnia biojätettä vuodessa. Biojätteen viipymä reaktorissa on 14-16 päivää. Laitos tuottaa energiaa 5500 MWh vuodessa. Jätelaitoksen oma tarve on 3500 MWh. Laitoksen tuottamaa kaasua myydään sellaisenaan Svedjamin kaukolämpölaitokseen (1600 MWh). Osa kaasusta puhdistetaan liikennepolttoaineeksi (400 MWh), jolloin kaasun metaanipitoisuus on 97 %. Biokaasusta saadaan liikennepolttoainetta 600 000 m 3 vuodessa. Se vastaa 0,7:ää miljoonaa litraa nestemäistä liikennepolttoainetta (Biogas ur gödsel, avfall och restprodukter goda svenska excempel 2009, 35.) 18

Västeråsissa on v. 2004 valmistunut yhteismädättämö, jonka kapasiteetti on 21 000 tonnia. Mädättämössä käsitellään 14 000 tonnia kotitalouksien erilliskerättyä orgaanista jätettä, 2000 tonnia rasvanerotuskaivojen jätettä ja 5000 tonnia olkia. Prosessi on mesofiilinen ja sen energiantuotto on 23 000 MWh/a. (Biogas ur gödsel, avfall och restprodukter goda svenska excempel 2009, 55-56.) 3.2 Biojätteen käsittely Suomessa Biojätteen nykymuotoinen erilliskeräys on Suomessa aloitettu vasta noin 15 vuotta sitten. Vuonna 2007 biojätettä kerättiin Suomessa 277 000 tonnia, josta kompostoimalla käsiteltiin 262 000 tonnia. Muu käsittely tapahtui mädättämällä tai polttamalla. Sekajätettä sijoitettiin kaatopaikalle samana vuonna 1 387 000 tonnia (taulukko 2). Sekajätteen mukana kaatopaikalle joutuvalle biojätteelle on ainoa käsittelytapa jätteen tiivistäminen ja kaatopaikalla muodostuvan biokaasun talteenotto. Pääkaupunkiseudulla tehtiin vuonna 2007 tutkimus, kuinka paljon biojätettä on kotitalouksien sekajätteessä. Määrän todettiin oleva 40 %. (Tanskanen 2007, 27.) 19

TAULUKKO 2. Yhdyskuntajätteet Suomessa 2007 (Tilastokeskus 2009) Jätemäärä Käsittely Kierrätys Energia- Poltto jäte- Sijoitus käyttö voimalassa kaato- paikalle tonnia Sekajäte yhteensä Erilliskerätyt yhteensä josta: Paperi- ja kartonkijäte 1 599 034 65 991 73 602 72 149 1 387 292 1 075 884 887 283 162 299 2 300 24 002 389 736 389 500 72 108 56 Biojäte 277 426 261 873 7 339 13 8 201 Lasijäte 136 396 135 322 0 0 1 074 Metallijäte 28 454 28 441 0 8 5 Puujäte 48 811 8 905 38 574 30 1 302 Muovijäte 31 585 9 698 21 426 11 450 Sähkö- ja elektroniikkaromu Muut ja erittelemättömät 50 528 50 381 0 26 121 112 948 3 163 94 888 2 104 12 793 Kaikki yhteensä 2 674 918 953 274 235 901 74 449 1 411 294 Biojätteen kompostointikäsittelyä tehdään Suomessa noin kymmenessä kunnallisessa jätelaitoksessa. Monin paikoin biojäte kompostoidaan vielä ulkona au- 20

moissa, jolloin laitosmaisesta käsittelystä ei voida puhua. Biojätteelle tarkoitettua laitosmaista kompostointia tehdään mm. Espoossa (YTV), Tampereella (Pirkanmaan Jätehuolto Oy), Lahdessa (Päijät-Hämeen Jätehuolto Oy) ja Oulussa (Oulun Jätehuolto). Kompostointilaitoksista yleisin on tunnelikompostointilaitos, jossa kompostoitava jäte sijoitetaan tunneliin, jonka lattiatilasta puhalletaan ilmaa kompostoitavan massa läpi. Tunnelikompostoinnin eräs sovellus on siilokompostori. Pystysuorassa siilokompostorissa kompostoitavaa massaa syötetään siilon yläpäähän, josta se valuu omalla painollaan alas (Virtanen 1997, 32 34.). Myös membraanikompostointilaitos on sovellus tunnelikompostoinnista. Siinä kompostiaumat peitetään geomembraanikankaalla ja ilmastetaan altapäin. Näin kompostoi esimerkiksi Pirkanmaan Jätehuolto Oy Tampereella. Oulun kompostointilaitos perustuu rumputekniikkaan. Rumpukompostoinnissa kompostointi tapahtuu kolmessa pyörivässä teräsrummussa. Kompostoitumista tehostetaan puhaltamalla ilmaan rumpuun. Rumpukompostoinnin ja tunnelikompostoinnin yhdistelmästä on myös kokemusta biojätteen kompostoinnissa Suomessa. Näin on tehty Hyvinkäällä Kiertokapulassa ja Forssassa Suomen Multaravinteella. Molemmilla paikkakunnilla kompostoinnista aiotaan vähitellen luopua. (Mäkinen 2009; Laine 2008.) Biojätteen mädätyskäsittely on harvinaista Suomessa. Biojätteen mädätystä harjoitetaan vain kolmessa kunnallisessa jätelaitoksessa Stormossenilla Mustasaaressa, Lakeuden Etapilla Ilmajoella ja Satakierrossa Säkylässä. Kiinnostus mädätyskäsittelyyn on kuitenkin lisääntymässä. Pohjoismaiden ensimmäinen jätevesilietteen mädättämö valmistui Helsinkiin 1930 luvulla (Rintala 2008). Mikkelin ja Tampereen jätevesilietteitä ryhdyttiin mädättämään 1962. Suurin osa Suomen mädättämöistä on rakennettu 1980- luvulla. Yhdyskuntien jätevesilietteen mädättämöjä on Suomessa nykyisin 14. (Paavola 2007.) 21

Vuonna 2006 Suomessa oli 60 biokaasulaitosta, joista 18 yhdyskuntien tai teollisuuden jätevedenpuhdistamojen lietteille, kolme kiinteille yhdyskuntajätteille, kuusi maatilan lannoille. Loput 33 laitosta olivat kaatopaikkakaasujen keräyslaitoksia (taulukko 3). Kaatopaikkakaasulaitosten energiantuotto oli 243 GWh ja reaktorilaitosten 132 GWh (Suomen biokaasuyhdistys 2007, s. 811). Yhteensä laitokset tuottivat 375 GWh. Kuten edellä mainittiin, Ruotsin vastaava luku on 1213 GWh. TAULUKKO 3. Suomen ja Ruotsin biokaasulaitokset v. 2006 Lähteet: Suomen biokaasuyhdistys 2006, Svenska biogasföreningen 2009 Suomi Ruotsi Jätevesiliete + teollisuusliete yht. 18 138 + 3 Jätevesiliete + biojäte 3 14 Maatalousjäte 6 8 Kaatopaikan biokaasulaitos 33 60 Yhteensä 60 223 Tuotantomäärä GWh 375 1213 Lakeuden Etappi Oy:lle Seinäjoelle on juuri valmistunut suuri mädättämö (kuva 2), jossa mädätetään kahdessa 2300 m 3 :n reaktorissa jätevesilietteen lisäksi biojätettä ja teollisuuden lietteitä 55 000 tonnia vuodessa. Laitoksen mädätysprosessi on mesofiilinen. Biokaasusta saatavalla energialla kuivataan lietejäännös, jonka jälkeen se puristetaan pelletiksi. (YIT Infra 2009.) 22

KUVA 2. Lakeuden Etapin mädättämö Ilmajoella (YIT Infra 2009) Biovakka Oy on yksityinen yritys Vehmaalla, joka mädättää elintarviketeollisuuden, maatalouden ja yhdyskuntien jätteitä. Yhtiö mädättää maatilojen, elintarviketeollisuuden ja yhdyskuntien jätteitä laitoksessa, jonka kapasiteetti on yhteensä 120 000 tonnia vuodessa. Biokaasulla tuotetaan myös sähköä, jota yhtiö myi vuonna 2007 Fortumille 4000 MWh (Heilä 2008). Biovakka on avannut 2009 toisen vastaavankokoisen mädätyslaitoksen Turun Topinojan kaatopaikalla. Turussa mädätetään Kakolan jätevedenpuhdistamon lietettä.(biovakka 2009.) Satakierto Oy on kunnallinen jätehuoltoyhtiö Säkylässä. Yhtiöllä on biokaasulaitos, joka käsittelee 19 000 tonnia elintarviketeollisuuden lietteitä, erilliskerättyä biojätettä sekä jätevedenpuhdistamon lietteitä. Täydellä teholla toimiessaan laitos tuottaa 1,4 miljoonaa kuutiometriä biokaasua vuodessa. Kaasu hyödynnetään Lännen tehtaiden teollisuusalueella toimivalla Voimavasu Oy:llä. (Satakierto Oy 2009.) 23