Mielipiteet

Dolomiitilla aktivoitu tuhka sopii lannoitteeksi

Mielipiteet 12.12.2018

Puuperäistä tuhkaa syntyy Suomessa satoja tuhansia tonneja vuodessa.

Ilman kaskeamista Suomi ei olisi se Suomi, mikä se nyt on – menestyvä yhteiskunta. Keski­ajalla kaskiviljely oli hengissä selviämisen perusta: kaadetun puuston tuottama tuhka takasi riittävän sadon.

Kaskeaminen loppui Suomessa vasta 1900-luvun alkuun mennessä.

Nykyaikaan siirrettynä kaskeaminen vastaisi puu­jakeiden poltosta saatavan tuhkan palauttamista pelto­viljelyyn. Kuinka ollakaan – puun oma raskasmetallisisältö estää tuhkan käytön pelto- tai luomulannoitteena.

Tuhkan käyttöä on tutkittu Suomessa kymmenissä projekteissa jo sadan vuoden ajan, ympäristövaikutuksia 1990-­luvulta lähtien.

Tuhkan ravinnearvo on kiistaton, vaikka siitä puuttuu typpi. Pääravinteet ovat fosfori, kalsium ja kalium. Lisäksi puutuhkassa on muun muassa rautaa, mangaania, magnesiumia ja hivenaineita.

Ravinnemäärät ovat kasvien tarvitsemassa suhteessa.

Puuperäistä tuhkaa syntyy Suomessa satoja tuhansia tonneja vuodessa. Määrä kasvaa, koska kivihiilenpoltto kielletään ja turpeenpoltolle asetetaan rajoituksia. Käynnistyessään biotuotetehtaat tuottavat lisää puupohjaisia sivujakeita, joista valtaosa käytetään energiana.

Voimalaitokset käyttävät prosesseissaan kuivattua hiekkaa, joka leijuu reaktorissa eli voimalaitoskattilassa poltto­aineen kanssa muodostaen prosessia tasaavan lämpöakun. Hiekan uusimistarve johtuu sen likaantumisesta; se joutuu reaktorin pohjalle, mistä se poistetaan ja korvataan uudella.

Käytetyn, niin sanottu leijupetihiekan osittainen korvaaminen dolomiitilla mahdollistaa tuhkan haitta-­ainepitoisuuden alenemisen alle pelto- ja luomuviljelyyn määritellyn tason.

Näin tapahtuu, koska dolomiitti hiekkaa pehmeämpänä jauhautuu prosessissa ja muodostaa dolomiittiperäistä tuhkaa polttoaineperäisen tuhkan joukkoon.

Tuhkan on jo prosessista erotettuna täytettävä lannoitevalmisteasetuksen vaatimukset muun muassa kadmiumin suhteen – pitoisuuden laimentaminen voimalaitosprosessin jälkeen ei ole sallittua.

Dolomiitin haitta-aine­pitoisuus on pieni, mutta se sisältää kalsiumia ja magnesiumia. Vapaan magnesiumin määrä kasvaa polttoprosessissa, jolloin tuhkan kyky neutraloida hapanta peltomaa-ainesta on hyvä. Vapaa magnesium, päinvastoin kuin vapaa kalsium (kalkki), poistaa happamuutta maltillisesti ja pitkällä aikavälillä. Liiallinen vapaan kalsiumin käyttö on haitallista.

Maaperän oikea pH-arvo mahdollistaa kasvien kyvyn ottaa ravinteita. Dolomiitti on useimmille tuttu kalkitusaine, mutta maa-alkaliaktivointiprosessin jälkeen sen vaikutus pH:n nostajana paranee, koska magnesium on maa-alkaloidussa tuhkassa aktivoitu.

Aktivoitua tuhkaa voidaan käyttää pelto-, luomupelto- sekä metsälannoitukseen. Myös leijupetiprosessi kehittyy, koska prosessia haittaavia (kloori, rikki, alkalimetallit natrium ja kalium) ja ympäristöä turmelevia komponentteja (kloori, rikki) sitoutuu tuhkaan, jolloin nämä aineet toimivat ravinteina (esiintyvät eri yhdisteissä kuin savukaasuissa).

Tämä mahdollistaa metsätähteen ja peltobiomassojen käytön polttoaineena.

Turpeen käyttöä tukipoltto­aineena (sisältää alkali­metalleja sitovaa rikkiä) voidaan vähentää, sillä prosessissa syntyvä vapaa magnesium­oksidi sitoo alkalimetallit, jolloin ne eivät pääse muodostamaan kloorin kanssa syövyttäviä yhdisteitä voimalaitoskattilaan.

Dolomiitin käyttöönotto voimalaitoksella ei vaadi juuri investointeja. Niin sanotulle caskea-tuhkalle löytyy muita käyttösovelluksia esimerkiksi ympäristötekniikan ja biokaasusovellusten joukosta.

Pienissäkin voimalaitoksissa (5 megawattia) yleistyvä savu­kaasupesuritekniikka sopii yhteen maa-alkaliaktivoinnin kanssa. Maa-alkaliaktivoinnin toimivuus on vahvistettu teollisuusmittakaavaisilla kokeilla 5–25 megawatin laitoksilla.

Saatava tuhka on käsiteltävyyden helpottamiseksi (esimerkiksi pölynesto) rakeistettava. Samalla voidaan lisätä muita lannoitevalmisteita, muun muassa fosforia, typpeä, kaliumia ja booria joko neitseellisinä tai sivutuote­pohjaisina jakeina, kunhan ne täyttävät niille asetetut vaatimukset.

Ihmiskunta kohtaa massiivisia haasteita: Hiilidioksidipäästöt, ravinnehuuhtoumat ja turvallisten lannoiteraaka-­aineiden saatavuus. Energiakysymykset, ruuantuotannon ja jätehuollon ongelmat leikkaavat koko yhteiskuntaa ja vaativat asioiden tarkastelua uusilla tavoilla.

Lannoitetuotanto on erittäin energiaintensiivistä ja lisäksi ravinteita valuu vesistöihin. Maa-alkaliaktivoidut tuhkat ja siitä valmistettavat tuotteet ja ratkaisut tarjoavat pienen mutta tärkeän mahdollisuuden torjua yllä mainittuja ongelmia ja uhkia.

Kyösti Ruotanen

FM

AIHEESEEN LIITTYVÄT ARTIKKELIT