Lannan ravinteet talteen pyrolyysillä ja energia biokaasutuksella – alueellisia koelaitoksia tarvitaan ratkomaan lannan keskittymistä

Luken biopajassa tutkitaan pyrolyysia ja biokaasutusta rinnan. ”Biomassojen osaaminen kuuluu kyllä meidän voimavaroihin. Luken teema on ’yhdessä enemmän’, ja tämä tutkijaverkosto toteuttaa sitä mainiosti”, erikoistutkija Kimmo Rasa tuumii pyrolyysiuunin edessä. Kuva: Kari Salonen

Ennen ja jälkeen pyrolyysin: pajua, hamppua ja mäntyä. Raaka-aineet tuottavat hyvin erirakenteista biohiiltä. 

Kierrätyslannoitteita valmistetaan kuivaamalla lantaa tai biokaasulaitoksen kuivajaetta. Luonnonvarakeskus (Luke) etsii tarkoitukseen kehittyneempää teknologiaa, kuten pyrolyysiä eli kuivatislausta, ja eri teknologiavaihto­ehtojen yhdistelmiä.

”Meillä selvitetään, miten biomassojen käsittelyn eri palikat menevät niin sanotusti yhteen. Pian on pakko ottaa myös pilottisteppejä, jos asioissa halutaan päästä eteenpäin”, katsoo erikoistutkija Kimmo Rasa.

Yhdyskuntalietteen ravinteiden kierrättämisessä on omat haasteensa esimerkiksi lääkejäämien ja kemikaalien vuoksi. Mutta esimerkiksi jätevesilietteen pyrolyysiä tutkitaan jo käytännön mittakaavassa Luken, Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY:n ja Gasumin yhteisessä hankkeessa.

Pilottilaitos voisi olla jotain kaavion kaltaista. Laitos tuottaisi biokaasua ja valmistaisi pyrolyysillä kierrätyslannoitteeksi sopivia ravinne­eriä. Pyrolyysistä syntyvää nestettä voitaisiin käyttää vahvistamaan biokaasun syntymistä.

Laitos voisi käyttää karjatalouden lannan lisäksi syötteinä esimerkiksi hevosten kuivikelantaa ja olkia, ruokohelpeä tai puubiomassaa.

Jotta laitos toimisi käytännössä, kuljetusvälimatkat eivät voi olla kovin pitkiä.

Parhaat edellytykset tällaiselle laitokselle olisivat joko Saaristomeren valuma-alueella sijaitsevassa broileritilojen keskittymässä Varsinais-Suomessa tai Keski-Pohjanmaalla, jossa samalta alueelta löytyy niin turkis- kuin muita kotieläintiloja.

Käytäntöä ajatellen on yhä kehitettävää siinä, miten saadaan talteen prosessissa vapautuva typpi ja miten minimoida energiankulutus. Laboratoriotuloksia olisi kuitenkin ylipäätään välttämätöntä testata, jotta nähdään, soveltuuko teknologia kaupalliseen kokoluokkaan.

”En näe, että sellainen laitos toteutuisi ilman, että valtiovalta on jollain tavalla rahoittamassa”, Kimmo Rasa arvioi.

Toinen keskeinen tarve julkisen vallan suuntaan on kehittää lainsäädäntöä. Kierrätyslannoitteiden markkinatkin ovat vasta kehittymässä.

”Yhdessä nämä tekijät ovat hidastaneet tutkimuksen etenemistä, eikä ole liioin ollut järkevää tehdä kunnon peltokokeita pyrolysoidulla lannalla.”

Pyrolyysiin perustuvaa kierrätyslannoitetehdasta hahmoteltiin jo vuonna 2012, kun silloinen Maatalouden tutkimuskeskus (nykyisin Luke) teki hakemusta tutkimushankkeeksi Makeralle.

Silloisessa hakemuksessa hahmoteltiin kokonaisuutta, jolla ratkaista karjavaltaisen alueen fosforiylijäämä. Kun kokonaisuuteen lisättiin myöhemmin biokaasulaitos, talteen saataisiin myös energia.

”Onneksi se ei silloin mennyt läpi. Olisi siinä aika isoihin saappaisiin joutunut. Makeran palaute taisi silloin olla, että hyvin innovatiivista mutta turhan rohkeaa”, erikoistutkija muistelee virnistäen.

2010-luvun alussa lannan pyrolyysi oli vielä ihan uutta. Siitä oli laadittu maailmalla joitain julkaisuja, ja Suomessa menetelmää oli käytetty ennen kaikkea puupohjaisille raaka-aineille.

Rasa tuumaa, että aika oikeaan kuitenkin osuttiin. Viime vuosina kiinnostusta ravinteiden kierrättämiseen on lisännyt tarve sitoa hiiltä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi sekä halu ehkäistä ravinteiden huuhtoutumista vesistöihin.

Maailmalla on pyrolysoitu eniten broilerin lantaa, koska se on kuivaa ja broilereita tuotetaan usein isoissa yksiköissä samoilla alueilla.

Luke on tutkinut broilerin lannan lisäksi turkiseläinten lantaa.

”Se on alueellisesti keskittynyt korkean fosforin maille, ja samalla alueella on paljon eläintuotantoa muutenkin. Tarvittaisiin alueellinen ratkaisu, jonka turvin ravinteet saadaan helpommin kuljetettua kauemmas.”

Kimmo Rasa painottaa, että pyrolyysi ei ole ainoa oikea ratkaisu. Pilottilaitokseen käy yhtä hyvin joku muukin prosessointiteknologia, kunhan ravinteiden ohessa myös energia saadaan hyödynnettyä.

”Tärkeintä on tuottaa puolueetonta tietoa, jonka avulla yritykset sekä hallinto ja lainsäätäjät voivat suunnata ratkaisuja kestävään suuntaan.”

Lue myös:

Tässäkö seuraavan kasvinsuojeluaineen raaka-aine? – suoraan suomalaisesta metsästä

Oljen ympärille voisi rakentaa biohiili- ja energiaosuuskuntia

Biohiilellä monta käyttöä ravinteiden suodatuksessa ja talteenotossa

• 1 Pyrolyysi eli kuivatislaus on lämpökemiallinen reaktio, jossa biomassaa kuumennetaan hapettomassa tilassa 550–600 asteessa.
• 2 Nopea pyrolyysi tapahtuu korkeassa, hidas alhaisemmassa lämpötilassa.
• 3 Raaka-aineena on perinteisesti käytetty puupohjaisia materiaaleja kuten metsähaketta, sahan tasauspätkiä tai hakkuutähteitä.
• 4 Tuloksena syntyy biohiiltä, kaasuseosta, jossa on häkää, vetyä ja metaania, sekä pyrolyysinestettä.
• 5 Pyrolyysineste, jota kutsutaan myös pyrolyysi­tisleeksi ja -öljyksi, ei ole lainsäädännössä määritelty kauppatuotteeksi.