*

Viljamikinnunen Jos jokin asia pyörii päässä niin kiusallisesti että se on laitettava paperille, niin laitetaan sitten samalla tänne. Yleensä asia on sellainen että siitä olisi mukava oppia lisää muilta.

Kannattaako biojätteen erilliskeräys ja mädätys?

  • Kuva 1. Konsulttiselvityksen tulos. Kuvissa olevat KHK-taseet eivät ole todellisia arvoja, mutta vertautuvat toisiinsa.
    Kuva 1. Konsulttiselvityksen tulos. Kuvissa olevat KHK-taseet eivät ole todellisia arvoja, mutta vertautuvat toisiinsa.
  • Kuva 2. Kun erilliskeräys hoidetaan samalla ajokerralla.
    Kuva 2. Kun erilliskeräys hoidetaan samalla ajokerralla.
  • Kuva 3. Mädätteen lannoitekäytön energiasäästöistä saatavat päästövähenykset huomioitu.
    Kuva 3. Mädätteen lannoitekäytön energiasäästöistä saatavat päästövähenykset huomioitu.
  • Kuva 4. Kun mädätyslaitoksen CHP-voimalan lämpö saadaan hyödynnettyä.
    Kuva 4. Kun mädätyslaitoksen CHP-voimalan lämpö saadaan hyödynnettyä.
  • Kuva 5. Kun metaani puhdistetaan ja syötetään kaasuverkkoon.
    Kuva 5. Kun metaani puhdistetaan ja syötetään kaasuverkkoon.
  • Kuva 6. Jos metaani käytetään liikennepolttoaineeksi, KHK-tase onkin lähes kaksi kertaa parempi kuin poltossa.
    Kuva 6. Jos metaani käytetään liikennepolttoaineeksi, KHK-tase onkin lähes kaksi kertaa parempi kuin poltossa.
  • Metaanilla kulkeva jäteauto (www.chron.com)
    Metaanilla kulkeva jäteauto (www.chron.com)

Kokoomuspoliitikko ja HSY:n hallituksen jäsen Terhi Koulumies on blogikirjoituksissaan [1,2] arvostellut kärjekkäästi biojätteen erilliskeräystä ja erityisesti mädätystä, kannattaen voimakkaasti biojätteen polttamista yhdessä sekajätteen kanssa.

Viimeisessä kirjoituksessaan hän peräänkuuluttaa ”järkeviä ympäristöpolitiikan osaajia”, ja viittaa erityisesti Finnish consulting group:n (FCG) selvitykseen, jossa biojätteen polttamisen todettiin huomattavasti erilliskeräystä ja mädätystä edullisemmaksi kasvihuonekaasutaseen (KHK) kannalta. Hieman aiheeseen perehtyneenä tähänastinen kantani on ollut että nimenomaan mädätys on monin tavoin polttamista kannattavampaa niin taloudellisista kuin ympäristönäkökulmistakin katsoen. Päätin tutustua Koulumiehen väittämiin hieman tarkemmin, valmiina muuttamaan omaa kantaani mikäli perustelut ovat pitävät. Ei jätteenpolttoa kannata minään mörkönä pitää, ja olisihan se yksinkertaista jos lajittelua ei tarvita. Koska Koulumies vetoaa FCG:n konsulttityöhön, pohjaan myös oman tarkasteluni kyseiseen raporttiin jossa vertaillaan biojätteen (seka)polttoa ja erilliskerätyn biojätteen mädätystä rakenteilla olevassa Ämmänsuon biokaasulaitoksessa.

Selvityksen oleellisin tulos on että erilliskeräys ja biojätteen mädätys Ämmänsuolla aiheuttaa KHK-päästöjä 3,3 kg/t CO2 ekv., kun taas pistämällä biojäte kotitalouksissa samaan sekajätepussiin ja polttamalla jätteenpolttolaitoksessa saavutettiin peräti -169 kg/t CO2 ekv. vähennys KHK-päästöissä (Kuva 1). Vaikka olisi pahastikin allerginen kaikkeen ilmastonmuutokseen liittyvään, on KHK-tase tässä ihan toimiva vertailuluku, koska se kertoo kohtuullisesti myös energiataseesta. Toisin sanoen KHK-päästöt muodostuvat energian käytöstä ja vähennykset (uusiutuvan) energian tuotosta.

Kuvaa 1 vilkaistaessa näyttäisi siis että Koulumies on väitteineen oikeassa. Tarkastellaan selvityksen lukuja kuitenkin  hieman lähemmin, koska tiedän, että kiireisiltä konsultteilta jää usein jotain huomaamatta...

 

1. Kuljetuksen energiankäyttö

Kuten kuvasta 1 nähdään, biojätteen erilliskeräyksen suurimmat KHK-päästöt (energiankulutus) johtuvat biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta, siis jäteautojen dieselin kulutuksesta. Polttolaitosvaihtoehdossa ne on laskettu nollaksi, koska siinä biojäte kerättäään samalla kertaa joka tapauksessa kerättävän sekajätteen kanssa. Erilliskeräyksessä jäteautot taas kiertävät erikseen "uudelleen" hakemassa biojätteet.

Mutta hetkinen, jos biojäte ja sekajäte mahtuvat yhdessä pussissa jäteauton lavalle, eivätkö ne mahtuisi myös erikseen? Ja kappas, biojätteen ja sekajätteen yhtäaikaiseen erilliskeräykseen kykeneviä jäteautoja on tänäkin päivänä käytössä ainakin Oulussa,  Mikkelissä ja Vammalassa. Täältä taas HSY:kin voi ostaa omansa. FCG:n raportissa mahdollisuutta kerätä bio-ja sekajätefraktiot samalla kertaa ei edes mainita. Tämä jo käytössä oleva tekniikka huomioimalla erilliskeräyksen polttoainekulut kutistuvat siis nollaan raportin laskutavalla (todellisuudessahan polttoainetta kuluu saman verran molemmissa malleissa). Erilliskeräyksen KHK-tase ponnahtaa näin paremmalle puolelle. Mutta kuvasta 2 nähdään, että yhä ollaan todella kaukana jätteenpoltosta.

 

2. Biokaasulaitoksen mädätteen lannoitekäyttö

FCG:n raportissa on ihan ansiokkaasti spekuloitu biokaasulaitoksen mädätteen potentiaalia KHK-päästövähennyksiin silloin kun mädäte käytetään lannoitteena ja se korvaa energiaintensiivistä lannoiteivalmistusta. Raportissa on jopa laskettu KHK vähennyspotentiaali Ämmänsuon biokaasulaitoksen mädätteelle (-29 kg/t CO2 ekv), mutta sitä ei lopullisissa tuloksissa huomioida koska: ”Vastaavia mädätteen hyötykäyttöön liittyviä tietoja ei ollut saatavilla muista biojätteenkäsittelyn vaihtoehtoisista prosesseista”. Voisin antaa konsultille tämän puuttuvan tiedon: Jos biojäte poltetaan, sen typpi haihtuu ilmakehään NOx päästöinä. Tuhkalla ei ole typpilannoitusarvoa. Fosfori ja kalium säilyvät tuhkassa, mutta koska yhdyskuntajätteessä on myös paljon raskasmetalleja, on sen lannoitekäyttö hyvin epätodennäköistä.

Terhi Koulumies toteaa että ”Muutenkin mädäte on huonolaatuisena päätynyt lähinnä kaatopaikkojen jälkihoitoon”. On totta, että mädätteen ravinteiden käytössä on paljon parannettavaa. Silti Koulumiehen lause on puppua. Jopa FCG:n raportissa (onkohan Koulumies sitä lukenut) todetaan Forssan biokaasulaitoksen mädätteen lähtevän lähialueen viljelijöille sellaisenaan. Lisäksi tänäkin päivänä mm. Vambion ja Biotehtaan biokaasulaitosten mädätteet ihan oikeasti menevät pelloille maanparannusaineeksi ja lannoitteiksi. Voidaan siis perustellusti katsoa mädätteen korvaavan fossiilisesti tuotettua typpeä ja fosforia ja lisätä laskelmaan KHK-päästövähennys. FCG:n raportissa päästövähennystä laskettaessa on muuten kokonaan jätetty huomioimatta mädätteen nestejae, joka on erityisen typpirikas. Lisäksi mädätteen lannoitekäytön KHK-vähennyksistä (energian säästöstä) on olemassa myös huomattavasti suurempia arvioita, mutta käytetään tässä FCG:n lukua (-29 kg/t). Huomaamme, että erilliskeräys on yhä selvästi polttoa huonompi vaihtoehto (Kuva 3).

 

3. Energiantuotanto

Tähän saakka on pelattu napeilla, mutta nyt päästään asian ytimeen. Suurin ero polton ja mädätyksen välillä tulee sähkön ja lämmöntuotannossa saatavasta uusiutuvasta energiasta (korvaa fossiilisia polttoaineita, ja johtaa näin KHK-päästövähennyksiin). Polttovaihtoehto näyttäisi pesevän biokaasulaitoksen mennen tullen energiantuotossa.

Kuitenkin raportissakin todetaan: ”Biojätteen merkitys energiantuotannossa (polttamalla) on vähäinen sen kosteuspitoisuuden takia”. Raportissa biojätteen lämpöarvoksi poltettaessa annetaan noin 3 MJ/kg kun sen kuiva-aine pitoisuus on suunnilleen 28% (arvioitu raportin kuvaajasta). Mädätykseen märkä biojäte soveltuu erinomaisesti ja laskin hieman varovaisesti vastaavan lämpöarvon mädätysvaihtoehdolle. Ja oho: 4,1 MJ/kg on 37% enemmän kuin polttovaihtoehdossa (laskelma lopussa). Eräässä laajassa tutkimuksessa biojätteen lämpöarvo raportoidaan yli 60% paremmaksi mädätettäessä kuin poltettaessa. Silti jo edellisillä, pienemmilläkin luvuilla laskettuna Helsingin 80 000 t biojätteestä (FCG:n raportista) voitaisiin mädättämällä tuottaa joka vuosi 23 GWh enemmän energiaa kuin polttamalla sama jäte (ero vastaa yli tuhannen omakotitalon sähkönkulutusta). Herääkin kysymys kuinka polton huomattavasti suuremmat KHK-vähennykset ovat ylipäätään mahdollisia, ne kun tulevat suoraan energiantuotosta?

Vastaus löytyy raportissa tehdystä oletuksesta, jossa polttolaitoksen kaikki lämpö ja sähkö saadaan hyödynnettyä. Oletuksessa biokaasulaitoksen tuottama kaasulla tuotetaan lämpöä ja sähköä, mutta vain sähkö hyödynntetään. Lämmölle ei ole löydetty käyttökohdetta ja tuotetulla biokaasulla lämmitettäisiin siis suurimmalta osin harakoita. Edellisen kappaleen oletuksilla laskettuna Ämmänsuolla tuotetun biokaasun energiasisältö on 90 GWh/a ja FCG:n raportin mukaan siitä tuotetaan sähköä 24 GWh/a, eli hukkalämpöä syntyisi 66 GWh/a. Sanomattakin on selvää, että tuhlauksessa ei ole järkeä.  

On kuitenkin tosiasia, että lämmölle voi olla vaikea keksiä käyttökohdetta paikan päällä, koska Ämmänsuolla lämpöä saadaan rutkasti jo kaatopaikkakaasun poltosta. Kuvassa 4 on silti laskettu KHK-vähennykset mikäli myös biokaasun CHP-poltosta saatava lämmölle löydetään käyttökohde vaikkapa lähistölle tulevan teollisuuslaitoksen prosessissa. Laskussa on huomioitu että kolmasosa lämmöstä käytetään biokaasureaktorin lämmittämiseen. Tällöin erilliskeräys menisikin jo heittämällä polton ohitse!

Koska lämpö on joka tapauksessa huono energiankantaja, voisi olla biokaasu olla järkevää puhdistaa metaaniksi ja syöttää maakaasuverkkoon. Kartan perusteella Gasumin kaasuputki ei kulje mahdottoman kaukana Ämmänsuolta. Tällöin energia- ja KHK-taseet muuttuisivat jälleen huomattavasti, Kuvassa 5 on laskettu KHK-vähennykset jos biokaasu jalostetaan metaaniksi (puhdistuksen oletetaan kuluttavan n. 5 % energiasta) ja poltetaan kaasuvoimalassa (hyötysuhde 90 %)  sähköksi (30 %) ja kaukolämmöksi (70 %). Tällä strategialla erilliskeräys alkaakin näyttää jo aika hyvältä idealta, mutta jatketaan laskuharjoituksia vielä hieman.

Jalostettu kaasu voidaan myös käyttää liikennepolttoaineena henkilöautoissa, busseissa, laivoissa tai jopa jäteautojen polttoaineena kuten Oremin kaupungissa USA:ssa. HSY voisi siis tuottaa itse kaiken jätteiden keräämiseen kuluvan polttoaineen. Siitä saattaisi saada jopa pientä säästöä, dieselin hinta kun tuskin on laskemassa. Jos metaani käytetään liikennepolttoaineena, korvaa se suoraan rajojemme ulkopuolelta tuotuja fossiilisia polttoaineita ja myös KHK-vähennykset olisivat huomattavat. Kuvassa 6 on esitetty KHK-tase jos biokaasu puhdistetaan ja käytetään liikennepolttoaineen korvaamassa bensiiniä ja dieseliä. Huomaamme että täysin realistisilla, käytössä olevilla teknologioilla erilliskeräyksen +3,3 kg/t CO2 ekv. KHK päästöt (Kuva 1) ovatkin muuttuneet -311 kg/t CO2 ekv. vähennyksiksi (Kuva 6). Energiatase muuttuisi samassa suhteessa. Taikuutta vai konsultointia?

 

Yhteenveto:

Ydinkysymys oli onko biojätteen erilliskeräys silkkaa tyhmyyttä, kuten Terhi Koulumies väittää. Selvää on, että erilliskerätystä biojätteestä voidaan tuottaa mädättämällä huomattavasti enemmän energiaa kuin sitä polttamalla.  Mutta jos mädätyksessä tuotetulla biokaasulla joudutaan lämmittämään kirjaimellisesti Helsingin ilmastoa,  voisi erilliskeräyksen lopettaminen ja biojätteen polttaminen sekajätteen mukana ollakin parempi vaihtoehto energiataseen, kasvihuonekaasupäästöjen ja kustannusten kannalta.

Polttomallissa ei kuitenkaan ole käytännössä lainkaan parantamisen varaa, energiaa ei saada lisää, saati typpeä tai fosforia hyötykäyttöön. Sen sijaan erilliskerätyn biojätteen mädätyksellä on potentiaalia jo varovaisillakin arvoilla tehdyillä laskelmilla nousta energia- ja KHK-taseeltaan tuplasti polttoa kannattavammaksi jätteenkäsittelymenetelmäksi.

Tekniikka potentiaalin käyttöönottoon on jo olemassa, mutta vaatii toki melko kalliita investointeja. Koulumies tietääkin:  ”Biojätteen mädättäminen kaasuksi on niin kallista, että mädättämön rakentamista ei voi kutsua edes investoinniksi - voimalalla ei ole takaisinmaksuaikaa, vaan se tuottaa kustannuksia käytössäkin”. Kuitenkin MTT on laskenut että tekniikka nimenomaan on myös taloudellisesti kannattavaa, kunhan kaikki kaasu saadaan hyödynnettyä. Hyödyntämismahdollisuuksien edistäminen taas mielestäni olisi nimen omaan sitä järkevää ympäristöpolitiikaa. Mielelläni näkisin aiheesta muitakin kannattavuuslaskelmia.

Koska näkisin maailman menevän mieluumin eteenpäin kun polkevan paikallaan, pysyn toistaiseksi kannassani: Biojätteen lajittelu kannattaa, eikä sitä tulisi polttaa. Haastan Terhi Koulumiehen (ja kaikki muutkin) osoittamaan laskelmani virheellisiksi. Lupaan myös kannattaa Koulumiestä tulevissa vaaleissa jos hän pystyy vedenpitävästi perustelemaan jätteenpolton olevan se oikea vaihtoehto, tähänastiset bloginsa eivät siihen mielestäni pysty, mutta jätän sen lukijoiden arvioitavaksi.

 

----

Biojätteen mädätyksellä tuotetun metaanin lämpöarvo jätekiloa kohden:

Kuiva-aine (TS) 28% (FCG), Josta orgaanista ainesta (VS) 85% (VS: 23,8%), metaanintuotto 450 L CH4/kg VS, metaanin lämpöarvo: 38 MJ/m3  

0,238 (%)x 1 (kg) x 450 (L CH4/kg VS) /1000 x 38 MJ/m3 = 4,07 MJ/kg biojäte

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

6Suosittele

6 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (34 kommenttia)

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Lisätään vielä pieni taloudellinen nyanssi: Ensimmäisessä blogissaan Koulumies vihjailee biokaasun elävän saamistaan tuista.

Syöttötariffin tähänastisena reilu kolmen vuoden voimassaoloaikana 2011-2014 (maaliskuu) maksetut tuet:

84,4 miljoonaa euroa metsähakkeelle
56,5 miljoonaa euroa tuulivoimalle
0,17 miljoonaa euroa (170 000e) biokaasulle

Tammi-maaliskuussa 2014 vastaavat tuet olivat:

13,9 miljoonaa euroa tuulivoimalle
7,9 miljoonaa euroa metsähakkeelle
0,02 miljonaa euroa (20 000) biokaasulle

Melkoinen tukirohmu siis.

http://www.energiavirasto.fi/documents/10179/0/tar...

Käyttäjän jperttula kuva
Juhani Perttu

Lopetetaan ihmisten kiusaaminen jätteiden lajittelulla ja rakennetaan pari ylimääräistä tuulimyllyä kompensoimaan kasvihuonekaasuja. Rahoitus voidaan järjestää vaikka biojätteen polttomaksusta.

Käyttäjän JaakkoJuhaniOjaniemi kuva
Jaakko Ojaniemi

Voitko kertoa miten tuulimyllyt liittyisivät tähän jätteenpolttoyhtälöön, kun ne eivät Suomessa poista yhtään ainoata grammaa Co2-päästöjä.

Käyttäjän arojouni kuva
Jouni Aro

Suomessakin tulisi seurata todellisuutta ja päivittää tiedot tuulivoimaloiden suhteen, eikä vain toistaa tuulivoimateollisuuden yksipuolista sanomaa, että tuulivoimalloilla voidaan vähentää CO2 -päästöjä ilmakehään, kun ei voida!

"The proliferation of wind turbines over the past few years has not, and will not, result in statistically significant reductions in global carbon dioxide emissions. That point can easily be proven with a bit of simple math, which I’ll do in a moment." http://www.nationalreview.com/nro-energy/364885/wi...

[The letter, which was clearly aimed at anti-nuclear environmental groups such as the Sierra Club, Greenpeace, and the Natural Resources Defense Council, was signed by James Hansen, a former NASA scientist; Kerry Emanuel of the Massachusetts Institute of Technology; Tom Wigley of the University of Adelaide in Australia; and Ken Caldeira of the Carnegie Institution. The letter says that while renewables “like wind and solar and biomass” are growing, those sources “cannot scale up fast enough to deliver cheap and reliable power at the scale the global economy requires.” It went on, saying that “in the real world there is no credible path to climate stabilization that does not include a substantial role for nuclear power.”

The four concluded their epistle by saying that if environmental activists have “real concern about risks from climate change,” then they should begin “calling for the development and deployment of advanced nuclear energy.”]

Käyttäjän jperttula kuva
Juhani Perttu

No ydinvoimaa sitten. Kommenttini pointti oli siinä, että kannattaa käyttää helpomia tapoja vähentää kasvihuonekaasuja kuin jätteiden lajittelu.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen Vastaus kommenttiin #6

Mutta jos jätteiden avulla voidaan kannattavasti tuottaa energiaa ja samalla kierrättää ravinteita (saada siitä ehkä jopa voittoa), niin miksi se resurssi pitäisi jättää käyttämättä?

Mitä ihmisten kiusaamiseen lajittelulla tulee, niin lajittelu tosiaankin tulisi tehdä mahdollisimman helpoksi.

Jos pääkaupunkiseudun biojätteestä tuotetaan 90 GWh edestä metaania ja käytetään se liikennepolttoaineena, korvattaisiin 90 miljoonaa litraa (mm. venäläisestä öljystä jalostettua) bensiiniä kotimaisella polttoaineella.

Tuon mädätteen rahallinen tuotto lienee tällä hetkellä +-0, mutta ei liene kovin kaukaa haettua, että fosforivarantojen ehtyessä ja typpilannoitteiden kallistuessa siitä alettaisiin saamaan voittoa muutaman kymmenen vuoden aikajänteellä.

Käyttäjän jperttula kuva
Juhani Perttu Vastaus kommenttiin #10

Energian kannalta lajittelu voi olla hieno juttu, mutta se perustuu pakkotyön teettämiseen. Ihan sama kun kansalaiset määrättäisiin metsään keräämää risuja ja käpyjä voimalaitoksiin.

Käyttäjän heikkitoivonen kuva
Heikki Toivonen Vastaus kommenttiin #14

Harvoin törmää tämänkään asian yhteydessä näin hölmöön "väitteeseen" eli tuohon pakkotyöväitteeseen. Vaikka provoilemistahan Juhani nyt vain harrastaa.

Kaikkien, joiden tiedän enemmän tai vähemmän lajittelevan kotonaan tai muualla tiedän tekevän sen ihan vapaaehtoisesti. Ne jotka eivät lajittele saavat myös vapaaehtoisesti olla lajittelematta. Suomessa moni asia on vapaaehtoista - myös lajittelu.

Käyttäjän ollivaisala kuva
Olli Väisälä

"Ihmisten kiusaaminen"? Siis kiusaako tosiaan jotakuta aikuista ihmistä tosiaan jätteiden lajittelu??? Kaikenlaisa sukankuluttajia!

Käyttäjän pekkakorvenniemi kuva
Pekka Korvenniemi

Suomi on iso maa. Nykyinen lajittelu on järkevää jossakin suurkaupungeissa, tiheään asutuissa maissa ja Suomessa pienellä läntillä kehäkolmosen sisäpuolella. Tätä pitää tutkia niiden, joilla ongelma on. Mutta pitkien välimatkojen ja harvaan asutun Suomen ei kannata uhrata resurssejaan tällaiseen näpräämiseen eikä pitää palkolllisia siitä kinastelemassa ja viisastelemassa. Tutkittakoon meillä ennemmin vaikka hyttysen paskan vaikutusta Itämereen. Blah.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Luulen kyllä että lajittelu pysyy järkevänä ihan Suomessakin kaikilla kaupunkiseuduilla.

Olet oikeassa että haja-asutusalueelta ei biojätettä tosiaan kannattane lähteä hakemaan. Mietinkin onko haja-asutusalueilla vertailtu energia- ja KHK-taseita kotikompostoinnin ja kaatopaikkasijoituksen välillä. Tätähän ei ehkä ääneen saisi sanoa, mutta nykyisillä kaatopaikoilla biojäte tuottaa myös metaania, joka myös kerätään talteen.

Vaikka biojäte ei Suomen energiaongelmia ratkaise, on sille kuitenkin jotain tehtävä ja omasta mielestäni kyseessä on nimen omaan resurssien hyödyntäminen, ei uhraaminen. Eikä edes aivan pieni näpertely. Asialla muuten on myös suora vaikutus siihen itämereen ravinteiden kiertojen muodossa. Vaikutus on luultavasti suurempi kuin hyttysen paskalla.

Käyttäjän akinieminen kuva
Aki Nieminen

Hyvä selvitys ottaen huomioon konsulttien käyttämän ajan ja tiedon määrän. Mielestäni Suomen pitää mennä kärkikastissa uusiin asioihin ja myydä konsultaatiota ja palveluita sen jälkeen maailmalle.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Näköjään oli Kuva 1. Eli FCG:n selvityksen tulos unohtunut jonnekin blogista. Lisäsin sen.

Käyttäjän JuhaKinnunen kuva
Juha Kinnunen

Hyvä ja tarpeellinen vastine Koulumiehelle. Hyvin pitkälti olen samaa mieltä.

Yksi asia liittyen tuohon lopussa olevan laskelmaan jäi pyörimään mielen päälle. Pitäisikö biojätteen polton ja mädätyksen energiantuotantoa vertailtaessa huomioida lämpöarvon lisäksi se, että metaanin tuottamiseksi tarvitaan energiaa. Orgaanisen jakeen konversio metaaniksi ei ole siis 100%, vaan niin kuin toisaalla sanot, kolmasosa tuotetusta lämmöstä käytetään biokaasun tuotannossa.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Tarvittava energia pitää ehdottomasti huomioida. Laskemassani lämpöarvossa on otettu huomioon se, että 100% orgaanisesta aineesta ei mene metaaniksi (katso lasku blogin lopussa). Se on siis todellinen saanto kyseisillä oletuksilla.

Eli tässä esimerkissä saataisiin tosiaan tuon 90 GWh edestä metaania, josta tuotettiin (FCG:n selvityksestä) 24 GWh sähköä. Siitä puolestaan 4 GWh menee biokaasureaktorin pyörittämiseen. Jos taas jäljelle jäävästä 66 GWh kerrotaan vaikka hyötysuhteella 0,9 ja kolmasosa menee reaktorin lämmitykseen, jää "ulosmyytäväksi" 40 GWh lämpöä.

Eli yhteensä biokaasusta huomioiden reaktorin kulutus 20 GWh + 40 GWh = 60 GWh

Jätteenpolttolaitoksen arinapolton hyötysuhteet ovat huonompia kuin kaasun polton. Polttolaitoksen energiantuoto kattilan hyötysuhteella 0,85 ja sähköntuoton hyötysuhteella 0,25 (Nämä ovat myös FCG:n selvityksestä) 14 GWh sähköä ja 42 GWh lämpöä = 56 GWh.

Eli biokaasu näyttäisi tuottavan niukasti enemmän energiaa vaikka reaktorin oma kulutus huomioidaan. CHP- poltto ei kuitenkaan tosiaan vaikuttaisi olevan paras tapa hyödyntää kaasua. Jos biokaasu jalostetaan liikennepolttoaineeksi, periaatteessa saadaan hyödynnettyä koko sen energia. Lisäksi koska Ämmänsuolla on jo ennestään ylimääräistä lämmöntuottoa, reaktorin lämmitystä ei tarvitsisi laskea kuluna.

Täytyy myös muistaa, että biokaasun tuotto on laskettu suht varovaisilla luvuilla, se on todennäköisesti hieman enemmän. Ja sitten ne ravinteet...

Käyttäjän JuhaKinnunen kuva
Juha Kinnunen

Jep. Paljon on liikkuvia osia ja tuo arinapolttolaitoksen huono hyötysuhde sähköntuotanniossa on hyvä pointti sekin.

Metaanin saanto biomassasta ja se, että osa jo tuotetusta metaanista pitää palauttaa omakäyttöenergiaksi ovat kaksi eri asiaa, jota en itse eritellyt tarpeeksi tarkasti. Kokonaisenergiataseessa olit tehnyt oikeaoppiset laskelmat noista.

Käyttäjän karirosenlof kuva
Kari Rosenlöf

Kiitos Viljami. Erittäin hyvä kirjoitus. Panin itse myös merkille tuon alkperäisen väitteen, joka oli todella kummallinen jopa syventymättä paremmin. Ehkä pitäisi antaa nämä energia-asiat enempi niiden hoitoon jotka niistä oikeasti ymmärtävät.

Käyttäjän roopeluhtala kuva
Roope Luhtala

Muutama kysymys:

- Otetaanko laskelmissasi huomioon että jos biojäte kerätään samoilla autoilla kuin sekajäte, niin biojäte pitää silti erikseen kuljettaa Ämmässuolle?

- Entä otetaanko huomioon sitä että jos biojäte ja sekajäte kerätään samalla autolla, mahtuu autoon kokonaisuutena vähemmän jätettä, sillä auto ei voi enää kerätä uutta jätettä jomman kumman säiliöistä täyttyessä.

- Pitäisikö jätekuljettajille biojäteastioiden tyhjentämisestä koituva aika huomioida lisäkustannuksena verrattuna vain sekajätelaatikon tyhjentämiseen?

- Vaikka biojätteen erilliskeräämisestä voitaisiin tulevaisuudessa saada kannattavaa, niin onko tämä hyvä peruste jatkaa biojätteen erilliskeräämistä tällä hetkellä? Eikö biojätteen erittely kannata aloittaa vasta sitten kun se on kannattavaa?

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Ihan hyviä pointteja.

Laskelmissa ei oteta huomioon erikseen polttoon ja ämmänsuolle kuljetusta, ja tästä varmasti tulee energiakuluja. Kuitenkin kun huomioidaan koko keräyksen kustannus (kuva 1.) voidaan olettaa että tämä lisä on selvästi pienempi, ja ei siis vaikuttaisi kokonaiskuvaan oleellisesti.

-Säiliöiden koko lienee optimoitavissa kokemusperäisen jätedatan perusteella niin ettei tällaista ongelmaa tulisi. FCG:n raportissa on hieman spekuloitu yhteiskeräyksen lisääntyvää ajotarvetta täyteen tulevan auton vuoksi, eikä kovin suurta lisäajotarvetta tullut.

-Pidempi työaika erilliskeräyksen vuoksi on kyllä lisäkulu. Kuinka suuri, sitä en osaa arvioida. Erilliskeräyksestä syntyy myös lisäkuluja mm. ihmisten valistamisesta erityisesti alkupainotteisesti. Nämä kyllä tulee huomioida lisäkustannuksina.

-Jos erilliskeräyksellä on potentiaalia olla selvästi kannattavampaa lähitulevaisuudessa esitetyillä muutoksilla, niin oma mielipiteeni on että lajittelua kannattaa tehdä jo nyt (etenkin kun mädätysvaihtoehto on suhteellisen kilpailukykyinen myös nykyoletuksilla). Ihmisten lajittelutottumusten muuttaminen vie vuosia, joten lajittelun lopetaminen vaikeuttaisi huomattavasti jatkoa vaikka hetkellistä säästöä saataisiinkin. Tämänhän kyllä voisi myös jotenkin laskea...

Käyttäjän roopeluhtala kuva
Roope Luhtala

"Ihmisten lajittelutottumusten muuttaminen vie vuosia, joten lajittelun lopetaminen vaikeuttaisi huomattavasti jatkoa vaikka hetkellistä säästöä saataisiinkin. Tämänhän kyllä voisi myös jotenkin laskea."

Kannatan laskelmien tekemistä.

Itse en lajittele biojätteitä juuri siitä syystä että en pidä lajittelua kannattavana. Lajittelutottumusten syntymistä kenties edesauttaisi se että lajittelusta olisi oikeasti hyötyä.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen Vastaus kommenttiin #25

No nyt kannattaa ehkä alkaa lajittelemaan, sillä HSY on päättänyt rakentaa uuden kaasumoottorivoimalan. Sen kokonaishyötysuhteen (sähkö+lämpö) tavoite on >75% (käytetty), jolloin energiatase olisi parempi kuin mikäli pistät jätteesi polttoon.

Sinänsä asia vähän mietityttää, koska kaasumoottorivoimalan hankintapäätöksen teki kannattavimmaksi sähköstä ja lämmöstä maksettavat tuet (syöttötariffit), jotka esim. sähkölle ovat yli kaksinkertaiset markkinahintaan... Kaasun myynti liikennekäyttöön markkinahintaan, 20-30% investointituilla oli silti lähes kilpailukykyinen. Koska liikennekäyttö on energia- ja kasvihuonekaasutaseiltaan luultavasti paras ratkaisu, voi olla että tariffit ohjaavat kaasun käyttöä väärään suuntaan.

Toisaalta päätöksen perusteluna oli myös kasvava lämmöntarve Ämmänsuon alueella.

http://dsjulkaisu.tjhosting.com/~hsy01/kokous/2014...

Käyttäjän JuhaKinnunen kuva
Juha Kinnunen Vastaus kommenttiin #31

Liikennekäyttö olisi ollut varteenotettava vaihtoehto. Etelässä lienee kuitenkin jo riittävästi kaasuautoja menekin varmistamiseksi. Jos ei tällä hetkellä ole, busseja ja jäteautoja uusittaessa voidaan valita kaasuversio.

Jos kaasu käytetään syntypaikallaan, oikeasti järkevintä ja halvinta olisi ollut käyttää uuden mädätyslaitoksen kaasu vanhassa kaasumoottorivoimalassa. Syöttötariffin ehdoksi on kuitenkin keksitty laittaa se, että energiantuotantolaitoksen täytyy olla 100% uusi.

Näin ollen kannattavimmaksi jäi kokonaan uusien biokaasulaitoksen ja moottorivoimalaitoksen rakentaminen. Ja kyllähän lämmölle aina joku käyttökohde löytyy, kun sen ansiosta saa vielä 50 €/MWh lämpöpreemiota. Se on tuo lämpöpreemio, joka ratkaisi pelin uuden voimlaitoksen eduksi muita vaihtoehtoja vastaan.

Olen kuullut, että Saksassa maksetaan niin ikään jonkunlaista lämpöpreemiota. Niinpä osa tuottajista on varta vasten rakentanut mahdollisimman halvalla hallin, jota sitten lämmitetään. Ilman lämpöpreemiota koko hallia ei olisi olemassakaan.

Käyttäjän heikkitoivonen kuva
Heikki Toivonen

"Otetaanko laskelmissasi huomioon että jos biojäte kerätään samoilla autoilla kuin sekajäte, niin biojäte pitää silti erikseen kuljettaa Ämmässuolle?"

En ole noita laskelmia tehnyt, joten sikäli minun ei pitäisi vastatakaan eikä minulla ole laskelmia seuraavassa esittämääni liittyen.

Vastaan kuitenkin sen verran, että biojätteet voisi kerätä muidenkin jakeiden kuten kartongin ja pahvin keräämisen yhteydessä. Ämmässuolle on muuten kehitteillä ympäristöalan yrityksistä rakentuva yrityspuisto, joten jos Ämmässuo tulisi toimimaan välivarastona esim. kartongille, olisi biojäte todennäköisesti järkevintä kuljettaa pahvinkeräyksen yhteydessä.

Siinäkin tapauksessa, että biojäte kerättäisiin erilliskonteissa Vantaan jätevoimalaan kulkeutuvissa sekajäteautoissa voisin kuvitella, että biojätesäiliöiden tyhjentäminen jätevoimalan pihalla ko. jakeen kootusti Ämmässuolle vievään isompaan kuorma-autoon olisi järkevämpää kuin nykyinen erilliskeräys.

edit: Kuten Viljami yllä toteaa, jo saavutettua lajittelun tasoa tuskin kannattaa lyhytnäköisellä päätöksellä tuhota. Nähdäkseni meidän sen sijaan pitäisi viimeistään nyt kunnolla saada esimerkiksi päiväkodeissa ja peruskouluissa jätteiden lajittelu päivittäiseksi, normaaliksi osaksi lasten kasvatusta. Se työ kun kantaa hedelmää. Tämänhetkiset kuljetuslogistiset ongelmat ovat minor-tyyppisiä lajittelutottmuskysymyksen ohella, ja ne voidaan vielä suhteellisen vaivatta ratkaista.

Käyttäjän jperttula kuva
Juhani Perttu

Biojätteen erottelu perustuu kotitalouksien tekemään käsityöhön. Mikään nykyaikainen teollinen prosessi ei voi perustua käsin tehtävään lajitteluun. Niinpä ehdotan, että kaikki jätteet samaan läjään ja prosessi-insinöörit suunnittelevat systeemit, miten jätteistä otetaan energia parhaiten talteen.

Käyttäjän heikkitoivonen kuva
Heikki Toivonen

Juhani nyt nähdäkseni sortuu tavalliseen poissulkevuus-argumenttiin. Sen että kehitämme jätteenkäsittelyn teknisiä prosesseja ei tarvitse poissulkea hyvinkin järkevää ihmisten kodeissaan, työpaikoillaan jne. suorittamaa esi- ja syntypaikkalajittelua. Eikä toisinpäinkään.

Miksi tarkoituksella lisätä entropian ja epäjärjestyksen määrää, kun samalla vaivalla voi käsissä olevan jakeen laittaa myös erilliseen, sille varattuun astiaan? Epäjärjestyksen vähentäminen jälkeenpäin jo epäjärjestykseen päästetystä systeemistä kuluttaa huomattavasti energiaa sekä resursseja, ja on joiltain osin jopa mahdotonta.

Tapani Lahnakoski

"Fosfori ja kalium säilyvät tuhkassa, mutta koska yhdyskuntajätteessä on myös paljon raskasmetalleja, on sen lannoitekäyttö hyvin epätodennäköistä."

Fosfori on tosiaan hyvin rajallinen luonnonvara, typpeä pitäisi riittää, en kyllä tiedä kuinka vaikeaa sitä on ottaa ilmakehästä käyttökelpoiseen muotoon.

Yksi asia jäi kuitenkin ihmetyttämään ja ihmetyttää sekin, että kukaan muu ei ole asiaa kommentoinut.

Jos kerran tuhkaa ei voida käyttää lannoitteena raskasmetallisiällön takia, niin mihin ihmeeseen ne raskasmetallit oikein menevät mädätyksessä, jos sitä tavaraa kuitenkin pelloille levitetään?

Käyttäjän JuhaKinnunen kuva
Juha Kinnunen

Jättenpoltossa biojätteen tuhkat sekoittuvat kaikkien muiden jätejakeiden tuhkien kanssa. Tällöin tuhka on riippumatta siitä, miten puhtaita jakeita seassa on poltettu, liian vaarallista lannoitekäyttöön.

Silti kysymyksesi on yleisesti ottaen aiheellinen. Turvetta ja puuta polttavien voimalaitosten tuhkan käyttöä säädellään tarkasti ja raja-arvot ovat olemassa. Olisi mielenkiintoista kuulla, mihin nuo raja-arvot perustuvat. Yksinkertaisempi, kuten minä, voisi ihmetellä miksi tuhkia ei saa palauttaa sinne mistä ne ovat tulleetkin eli suolle ja metsään.

Käyttäjän arojouni kuva
Jouni Aro

Teollisuuden tuhkaa läjitetään esim. Porin Peittoonkorven alueella, sinne tuodaan Vironkin tuhkat läjitettäväksi, jonkunlaisen ohuen kelmun päälle vaan? Ja virtaukset ovat Pohjanlahteen päin, alueen sijaitessa muuta ympäristöä korkeammalla, mistä virtaukset johtuvat mereen. Kelmu taitaa kuitenkin pidättää tuhkan ainakin siihen asti, että tuhka jatkokäsitellään? Saadaanko siitä fosfori talteen, raskasmetallit erilleen jne., en tiedä onko tekniikka käytössä?

Valvova viranomainen on Hämeenlinnassa, herää kysymys valvotaanko paikanpäällä toimintaa.

Teollisuuden tuhkaa myöskin rakeistetaan ja voidaan käyttää metsän lannoitukseen.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Typpeä riittää ilmakehässä, mutta sen saaminen lannoitemuotoon on vaatii todella paljon energiaa. On arvioitu että yli 1% kaikesta maapallon energiankulutuksesta käytetään ammoniumtypen valmistukseen ilmakehän typestä (linkki alla). Biokaasureaktorissa n. 50% syötteen typestä muuttuu juurikin ammoniumtypeksi.

Polttotuhka raskasmetallit tulevat nähdäkseni siitä sekajätteestä, jota poltossa on valtaosa. Lajiteltu biojäte on puhdasta, pääosin ruokajätettä. Raskasmetallit eivät siis päädy biokaasureaktoriin.

http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg3/e...

Käyttäjän heikkitoivonen kuva
Heikki Toivonen

Viljami vastaa tuossa aivan oikein eli jätteenpolton jäännöstuhkan raskasmetallit eivät missään määrin ensisijaisesti tule sekajätteen sisältämästä orgaanisesta aineksesta, vaan sekajätteeseen ihmisten laittamista muista mielivaltaisista tavaroista, aineksista jne.

Jos taas raskasmetalleja on orgaanisessa aineksessa, on ongelma jossain kohdin ruokaketjun aiemmassa osassa, ja sitä pitää sitten erikseen yrittää ratkoa. Esimerkiksi Itämerestä pyydetyistä kaloista on ajoittain löytynyt haitallisia määriä elohopeaa, johtuen ainakin osin Itämereen aikanaan dumpatuista elohopeatynnyreistä.

Tässä taas tullaan lajittelukysymykseen: Itämeri ei ole ollut aivan oikea lajittelusäiliö elohopeajätteelle.

Käyttäjän heikkitoivonen kuva
Heikki Toivonen

Kiitos Viljamille hyvin paneutuneesta kirjoituksesta!

Käyttäjän JuhaKinnunen kuva
Juha Kinnunen

Mietin vain, että jos vietäisiin koulumiehen logiikkaa vielä pitemmälle. Lopetettaisiin lajittelu kokonaan ja palattaisiin 1970-luvulle. Kaikki jätteet vaan Ämmässuolle ja muille kaatopaikoille. Toki nykyoppeja voisi soveltaa sen verran, että kaikki vesi- ja ilmpäästöt eliminoidaan. Näin meillä olisi valtavia suljettuja biokaasureaktoreita, joisa kaasu voitaisiin kerätä ja hyödyntää keskitetysti. Isommissa CHP-yksiköissä hyötysuhdekin olisi parempi. Tai kaasu voitaisiin puhdistaa maakaasuverkkoon syötettäväksi tai puhdistaa ja komprimoida nestekaasuksi, mittakaavaetu toimisi niissäkin.

Luonnonvarojen käydessä riittävän niukoiksi ja kaasuntuotannon ehdyttyä, kaatopaikat voitaisiin avata ja arvokkaat jakeet lajitella ja jatkojalostaa paikan päällä. Näin vasta valmiit kierrätystuotteet kuljetettaisiin asiakkaille.

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

Kaatopaikkareaktorissa kaasupäästöt ovat todennäköisesti huomattavasti hallittua mädätystä suuremmat ja myös jätevedet voivat muodostua ongelmaksi (epäpuhtauksien vuoksi ei ravinnearvoa). Sekajätteen haitta-aineiden vuoksi myös tuo biojätteen ravinnearvo menetettäisiin.

Veikkaisin että arvokkaat lajikkeet on kuitenkin helpompi ja halvempi erotella ennen kaatopaikalle vientiä kuin kaivaa sieltä myöhemmin esiin ja lajitella sitten. Tuo "landfill mining" vuosikymmeniä vanhoista kaatopaikoista kyllä herättää tällä hetkellä runsaasti kiinnostusta...

Käyttäjän Viljamikinnunen kuva
Viljami Kinnunen

HSY on siis päättänyt rakentaa kaasumoottorivoimalan biokaasun polttoon sen yhdistetty sähkön ja lämmöntuoton (käytetty) hyötysuhteen pitäisi olla yli 75%, ja tämän ylläpitämmiseen kannustaa korotettu syöttötariffi (lämpöpreemio), 50e/MWh kun ehto täyttyy.

Täällä mielenkiintoista tekstiä:
http://dsjulkaisu.tjhosting.com/~hsy01/kokous/2014...

Toimituksen poiminnat