Jätteen keräys ja jalostus polttoaineeksi

2.3 Jätteen keräys ja jalostus polttoaineeksi

2.3.1 Jätteen keräys Suomessa

Suomen syntypaikkalajitteluun perustuvissa keräysjärjestelmissä jätteet lajitellaan 1-5 ja-keeseen riippuen kiinteistöjen asuntojen lukumäärästä. Erikseen lajiteltavia jakeita ovat lasi, metalli, biojäte, paperi, kartonki, pahvi sekä ongelmajätteet. Lajittelun jälkeen jäljelle jäänyt jäte on sekajätettä. Lajittelukäytännöt voivat vaihdella suuresti eri jätehuoltoaluei-den kesken. Erot johtuvat muun muassa alueijätehuoltoaluei-den erilaisista väestötiheyksistä, kiinteistö-kannoista sekä jätteen hyödyntämiskapasiteeteista. Jätehuoltomääräyksiä laadittaessa tulisi hakea siis optimiratkaisua jätteen materiaali- ja energiahyödyntämiselle, niin että jätteenke-räysjärjestelmä olisi mahdollisimman energia- ja kustannustehokas. Taulukkoon 5 on koot-tu erilaisia jätteen keräyskäytäntöjä eri puolilta Suomea.

Taulukko 5. Erilaisia jätteenkeräyskäytäntöjä Suomessa.

2.3.2 Kierrätyspolttoaineen valmistus

Kierrätyspolttoaineita valmistetaan jalostamalla niin sanotusta huonolaatuisesta jätteestä erilaisilla prosesseilla parempilaatuista, eli paremmin polttoon sopivaa jätettä. Näihin pro-sesseihin kuuluu muun muassa jätteen murskaus polttotekniikoille sopivampaan palako-koon, metallien ja muiden polttoon sopimattomien aineiden erottelu ja biohajoavien

aines-Jätteen keräysalue Käytäntö

Etelä-Karjala Jäte lajitellaan bio- ja kuivajäteastiaan. Keräyspaperi kerätään erikseen yli kolmen huoneiston kiinteistöissä ja muita hyödynnettäviä jakeita aletaan kerätä erikseen syntyvän jätemäärän mukaan. (Lappeenrannan kaupungin jätehuoltomääräykset 1.1.2002.)

Kymenlaakso ja Lapinjärvi

Rivi- ja kerrostalokiinteistöillä lajitellaan biojäte- ja sekajäte omiin keräysastioihin.

Lisäksi, jos kiinteistöllä on yli kymmenen asuinhuoneistoa, tulee keräyskartonki ja metalli kerätä omiin keräysastioihin. Omakoti- ja paritaloilla tai vapaa-ajankiinteistöillä ei sen sijaan biojätteen keräysvelvoitetta ole, vaan biojäte tulee laittaa sekajätteeseen. Sekajäte toimitetaan sekajätteenpolttolaitokselle Kotkan Hyötyvoimalaan. (Kymenlaakson ja Lapinjärven jätehuoltomääräykset 1.1. 2011.)

Lahti Jätteet lajitellaan alle kymmenen hengen kiinteistössä energiajätteeseen ja

kaatopaikkajätteeseen. Yli kolmen hengen kiinteistössä myös paperi kerätään omaan astiaan. Yli kymmenen hengen kiinteistössä tulee olla myös keräysastiat pahvi- ja paperipakkausjätteelle sekä biojätteelle. Energiajäte hyödynnetään energiana kaasuttamalla Kymijärven voimalaitoksessa. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Tampere Viiden asunnon ja sitä suuremmilla kiinteistöillä lajitellaan erikseen biojäte, paperi ja kuivajäte. Keräysastioita on siis kolme. Pienemmillä kiinteistöillä sen sijaan vaaditaan keräysastia vain sekajätteille. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Turku ja Jyväskylä Lajittelu tapahtuu kiinteistöjen koon perusteella seuraaviin jakeisiin: biojäte, lasi, metalli, paperi ja sekajäte. Turussa sekajäte poltetaan sekajätteenpolttolaitoksessa. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Pietarsaaren Ekorosk Oy:n

keräysalue

Jätteet lajitellaan kotitalouksissa kahteen jakeeseen: biojäte mustaan muovipussiin ja sekajäte valkoiseen muovipussiin ja pussit laitetaan samaan keräysastiaan. Hyötyjakeille ja ongelmajätteille on omat keräysasemansa. Pussit erotellaan värin perusteella. Biojäte menee mädätykseen Vaasan Stormossenin laitokseen ja sekajätteestä valmistetaan kierrätyspolttoainepellettejä Ewapowerin pelletöintilaitoksessa, jotka toimitetaan rinnakkaispolttoon Pietarsaaren voimalaitokseen. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

Vaasa Vaasan alueella jätteet lajitellaan sekajätteeseen ja keittiöjätteeseen, johon kuuluvat biojäte ja pakkaukset. Viiden asunnon ja sitä suuremmille kiinteistölle tulee olla myös keräysastiat lasille, metallille ja keräyspaperille. Keittiöjakeesta erotellaan biojäte mädätysprosessiin ja pakkausjäte kuljetetaan Ewapowerin pellettitehtaan raaka-aineeksi.

Sekajäte päätyy kaatopaikalle. (Ajanko et al 2005, 13-14.)

ten erottelu. Prosessin jälkeinen tuote voidaan lisäksi pelletoida, jolloin siitä saadaan kulje-tukseen paremmin sopivaa kierrätyspolttoainetta. Eroteltua ainesta, jota prosessien jälkeen jää jäljelle, kutsutaan alitteeksi. Teoriassa alitteesta erotetusta biohajoavasta aineesta voi-daan saada energiaa mädättämällä tai se voivoi-daan kompostoida. Erotetut metallit voivoi-daan hyödyntää materiaalina ja jäljelle jäänyt hyödyntämiskelvoton rejekti täytyy loppusijoittaa kaatopaikalle. (Tchobanoglous et al. 1993, 286-287.) Todellisuudessa valmistusprosessin alite päätyy metalleja lukuun ottamatta usein kokonaisuudessaan kaatopaikalle loppusijoi-tukseen.

Kierrätyspolttoaineiden valmistusprosesseja on useita, riippuen minkälaisesta jätteestä valmistetaan ja kuinka laadukasta kierrätyspolttoainetta halutaan valmistaa. Hyvälaatuista kaupan ja teollisuuden energiajätettä (REF I-II) voidaan polttaa sellaisenaan, mutta tavalli-sempaa on, että se prosessoidaan kierrätyspolttoainelaitoksessa ennen myymistä ja voima-laitokselle toimittamista. Voimalaitoksellakin voi olla erikseen murskaimet, seulat ja erot-timet, joiden läpi kierrätyspolttoaine kulkee ennen kattilaan syöttämistä. RDF:n valmistuk-sessa jalostusprosessilta vaaditaan kuitenkin enemmän ja murskainten ja erottimien on ol-tava varsin tehokkaita. (Tchobanoglous et al 1993, 591-592.) Sekajätettä polttavissa arina-laitoksissa sekajäte tarvittaessa myös murskataan ennen polttoon syöttämistä. Tavoitteena on kuitenkin vain saada sekajäte sopivampaan palakokoon ennen polttoa, ei niinkään pa-rantaa jätteen laatua.

2.3.3 Kierrätyspolttoaineiden valmistuksen ja polton materiaali- ja energiavirrat

Kierrätyspolttoaineen valmistuksessa kuluu energiaa ja syntynyt alite ohjataan useimmiten kaatopaikalle. Sivuainevirtojen määrät vaihtelevat tapauskohtaisesti. Esimerkkinä hyvälaa-tuisen kierrätyspolttoaineen (REF I-II) materiaali- ja energiavirroista kuvissa 1 ja 2.

Kuva 1. Esimerkki materiaalivirroista hyvälaatuisen jätteen valmistuksessa ja rinnakkaispoltossa. Polttoai-neen valmistuksessa erotettavien materiaalien määrä ja muodostuvien tuhkien määrät riippuvat lähtöaiPolttoai-neena käytettävän jätteen koostumuksesta. Prosenttiosuuksien perustana on kierrätyspolttoaineen massa. (Novox Oy 2009, 10.)

Kuva 2. Esimerkki hyvälaatuisen jätteen rinnakkaispolton energiavirroista yhdistetyssä sähkön- ja lämmön tuotannossa. (Novox Oy 2009, 10.)

Jos huonolaatuisesta jätteestä, esimerkiksi sekajätteestä, valmistetaan kierrätyspolttoainetta (RDF, REF III), saanto on usein 60 %:n luokkaa, jolloin alitteen määrä on 40 % sekajät-teen massasta (Myllymaa et al 2008a, 36). Sekajätsekajät-teen energiahyödyntämisen kannalta on alitteen kautta hukkaan menevän energiavirran vuoksi järkevämpää polttaa sekajäte sellai-senaan sekajätteenpolttolaitoksessa (arinakattilassa) kuin jalostaa siitä RDF kierrätyspolt-toainetta. Tilanne muuttuu, jos alite hyödynnetään materiaalina tai energiana, mutta siinä tapauksessa vastaan saattaa tulla käytännön ongelmat, kuten tekninen ja taloudellinen mie-lekkyys. Sekajätteestä valmistetun kierrätyspolttoaineen käyttö rinnakkaispolttona

leijupe-tikattiloissa on Suomessa tosin hyvin vähäistä epäpuhtauksista aiheutuvien ongelmien ta-kia.

3 JÄTTEEN ENERGIAHYÖDYNTÄMISMENETELMÄT

Höyryvoimalaitosprosessi on maailman yleisin energiantuotantomenetelmä suuressa mitta-kaavassa, johon valtaosa energiantuotantolaitosten tekniikoista perustuu. Höyryvoimalai-toksen tärkeimmät komponentit ovat lämmön lähde, höyryturbiini ja lämmön poisto. Jär-jestelmä perustuu Clausius-Rankine -prosessiin tai sen paranneltuun versioon. Lämmön-lähde on yleisimmin kattila, jossa poltetaan tiettyä polttoainetta ja tuotetaan tulistettua höy-ryä. (Kaikko 2009, 4) Sähköä tuottavia höyryvoimalaitoksia kutsutaan lauhdevoimalaitok-siksi, koska niissä paineistettu höyry lauhdutetaan mahdollisimman alhaiseen paineeseen ja lämpötilaan esimerkiksi kylmän meriveden avulla. Paineen alenemisesta saadulla höyryn entalpiavirralla pyöritetään sähköä tuottavaa lauhdeturbiinia.

Suomen energiantuotantojärjestelmä perustuu pää-asiassa lämmön ja sähkön yhteistuotan-toon eli suurin osa Suomessa tuotetussa energiasta tuotetaan CHP-laitoksissa. CHPstä on monia eri konstruktioita, mutta kaikkien laitosten perusperiaatteena on kuitenkin edellä mainittu Clausius-Rankine -prosessi. Vastapainevoimalaitos on yleisin näistä konstruktios-ta. Siinä höyry johdetaan turbiinista ulostulon jälkeen lämmittämään lämmitettävää proses-sia eikä lämpöä ohjata ympäristöön, toisin kuin lauhdevoimalaitoksessa. Höyry tulee ulos vastapaineturbiinista lämmitettävän prosessin paineessa. Turbiinin ulostulopaine, ja näin ollen myös turbiinia pyörittävän entalpiavirran suuruus, riippuu siis lämmitettävän proses-sin lämpökuormasta. Toinen yleinen konstruktio on väliottolauhdutusturbiiniin perustuva järjestelmä. Siinä lauhdevoimalaitoksen tavoin höyry lauhdutetaan ulkopuolisesta lähteestä otetun veden avulla. Erona tavalliseen lauhdevoimalaitokseen on, että turbiinin keski-paineosasta voidaan ottaa yksi tai useampi väliotto sopivassa paineessa ja lämpötilassa ja toimittaa ulkopuoliseen prosessikiertoon luovuttamaan lämpöenergiaa. (Kaikko 2009, 5-6.) Suomessa lähes kaikki jäteperäistä polttoainetta polttavat energiantuotantolaitokset perus-tuvat CHP-tuotantoon ja joihinkin edellä mainittuun konstruktioon tai niiden yhdistelmiin.

Jätepolttoaine sen sijaan poltetaan erilaisin tekniikoin erityyppisissä kattiloissa. Seuraavis-sa kappaleisSeuraavis-sa on kerrottu tärkeimmistä jätteenpolttotekniikoista.