Jätteiden synty

Valtakunnallisen jätesuunnitelman tavoitteena on vakiinnuttaa yhdyskuntajätemäärää 2000-luvun tasolle (2,3–2,5 miljoonaa tonnia/vuosi) ja kääntää jätemäärä vuoteen 2016 mennessä laskuun. Tavoitteena on jätteiden synnyn vähentäminen materiaalihyötykäyttöä kehittämällä ja energiakäyttöä lisäämällä kaato-paikkakuormituksen vähentämiseksi. Jätteitä muodostuu vuosittain noin 97 miljoonaa tonnia. Jätteiden kokonaismäärään luetaan tilastollisesti mukaan kaikki alkutuotannon jätemateriaalit lukuun ottamatta met-sään jääviä puunkorjuutähteitä. Suurimmat jätemäärät (noin 90 %) syntyvät teollisessa toiminnassa ja maataloudessa sekä rakennustoiminnassa. EU:n ja Suomen lainsäädännöt edellyttävät, että syntyvät jätteet ensisijaisesti hyödynnetään ja jos näin ei voida tehdä, voidaan jätteet loppukäsitellä esimerkiksi sijoittamalla ne kaatopaikoille. Hyödyntämisessä etusijalle asetetaan hyödyntäminen aineena, mutta jos näin ei voida taloudellisista tai ympäristösyistä tehdä, jätteet voidaan hyödyntää polttamalla (Häkkinen et al. 2014).

Kierrätyspolttoaineet voivat olla teollisuuden, yritysten ja yhdyskuntien syntypistelajiteltuja, kuivia ja polt-tokelpoisia materiaaleja sellaisenaan tai niistä valmistettuja polttoaineita, joilla korvataan olemassa olevien lämpö- ja voimalaitosten tai muiden termisten prosessien kiinteitä polttoaineita. Kuva 8.1 havainnollistaa, mitkä fraktiot ovat sopivia energiantuotantoon joko kiinteänä polttoaineena tai jalostettuna joko pelleteiksi tai orgaaniset jätteet biokaasuksi (kohta 12.4).

Kuva 8.1. Jätteiden hyötykäytön ja energiakäytön vaihtoehdot. Kuva: VTT.

Lähes 50 % Suomessa vuonna 2014 kertyneestä yhdyskuntajätteestä poltettiin (kuva 8.2). Polton osuus on kasvanut erittäin nopeasti, sillä kymmenen vuotta aiemmin jätteestä poltettiin vain 12 %. Jätteiden kaa-topaikkasijoitus on sitä vastoin laskenut kutakuinkin samalla nopeudella eli käytännössä kaikki polttoon toimitettu yhdyskuntajäte on pois kaatopaikoilta. Kaatopaikoille vietiin enää alle viidennes jätteiden koko-naismäärästä (Jätetilasto 2014).

Vuonna 2014 yhdyskuntajätettä kertyi yhteensä 2,6 miljoonaa tonnia. Verrattaessa syntyneitä yhdys-kuntajätemääriä asukasta kohden vuodessa, jätemäärä on pysytellyt noin 500 kg/asukas/v koko 2000-luvun ajan. Yhdyskuntajätteet syntyvät kotitalouksissa ja palvelualoilla, ja suurimmat erät ovat paperi- ja kartonkijätettä, biohajoavaa keittiö- ja ruokalajätettä sekä pakkauksia ja romua. Kotitalouksien osuus yh-dyskuntajätteiden kokonaismäärästä on arvioitu olevan vajaat 60 %. Lajittelemattoman, palavan sekajät-teen määrä on kuitenkin suurin ja kasvamassa polttokäsittelyn yleistyessä (Jätetilasto 2014, Salmenperä et al. 2015).

Yhdyskuntajätteiden energiahyödynnykseen toimitettu määrä oli 1,3 miljoonaa tonnia ja kaatopaikoille vietiin 460 000 tonnia vuonna 2014. Loppuosa eli 856 000 tonnia kierrätettiin eli hyödynnettiin materiaali-na, josta suurimmat erät olivat paperia, biohajoavaa keittiöjätettä ja metalli- ja sähkölaiteromua. Kierrätys-määrät ovat pitkään pysyneet melko samoina, mutta trendi näyttäisi kuitenkin olevan lievästi nouseva (kuva 8.2).

Kuva 8.2. Yhdyskuntajätteiden hyödyntäminen vuonna 2014. Lähde: Jätetilasto 2014. Kuva: VTT.

Jätteenpolttolaitoksia toimii kuudella paikkakunnalla ja lähivuosina valmistuu laitos kolmelle uudelle paik-kakunnalle. Jätteenpolton yleistyminen on ollut nopeaa ja suurin osa kapasiteetista on valmistunut vuoden 2012 jälkeen. Seitsemässä teollisuusyrityksien ja yhdyskuntien voimalaitoksessa on kierrätyspolttoaineen käyttö rinnakkaispolttona merkittävää. Lisäksi 19 laitosta voi käyttää kierrätyspolttoaineita murskattuna muiden polttoaineiden seospolttoaineena 5–30 % polttoaineen käyttömäärästä (Pöyry 2015).

Energiakäyttöön soveltuvat helpoimmin teollisuuden ja kaupan pakkaus-, paperi- ja muovijätteet sekä rakennusjätteet. Yhdyskuntajätteistä soveltuvat metalli- ja lasijätteen erottelun jälkeen termiseen energia-tuotantoon parhaiten kuivat jätteet. Märät biojätteet yleensä kompostoidaan tai käytetään biokaasun val-mistukseen.

Energiantuottajaa kiinnostavat kaikki polttoaineet, joiden polttaminen on virallisesti hyväksyttyä, tekni-sesti mahdollista ja hallittua, riskeiltään hallinnassa sekä taloudellitekni-sesti mielekästä. Kierrätyspolttoaineiden käytön taloudellisina haittapuolina voivat olla polttoaineen vastaanottoon ja käsittelyyn tarvittavat inves-toinnit sekä em. polttoaineiden laatuvaihtelusta johtuvat tekniset riskit. Kierrätyspolttoaine ja sen ominai-suudet on siten tunnettava, jotta tehokas ja puhdas polttoprosessi voidaan toteuttaa kattilalaitoksessa vaarantamatta laitoksen toiminnan ympäristövaikutuksiin liittyviä, teknisiä ja/tai taloudellisia edellytyksiä (Juvonen 1998).

Kierrätyspolttoaineiden tuotantoketju muodostuu energiajakeen syntypaikkalajittelusta, erilliskeräykses-tä, kuljetuksesta sekä kierrätyspolttoaineen valmistuksesta, varastoinnista ja toimituksesta käyttäjälle.

Kullakin tuotantoketjun osalla on oltava vastuullinen toimija, joka omalta osaltaan vastaa toimintansa tek-nisistä ja laadullisista ominaisuuksista. Kierrätyspolttoaineiden tuoteselosteessa ilmoitetaan laatuluokka, alkuaineiden ja ominaisuuksien raja-arvot sekä syntypaikalla lajitellun energiajakeen syntypaikat ja eri materiaaliosuudet. Kierrätyspolttoaineiden turvallinen käyttö edellyttää vähän haitta-aineita ja epäpuhtauk-sia, hyvää syntypaikkalajittelua sekä asianmukaista valmistusprosessia.

Kierrätyspolttoaineiden raaka-aineet ovat peräisin useista eri lähteistä (taulukko 8.1), mistä johtuen nii-den laatu vaihtelee (taulukko 8.2). Kierrätyspolttoaineen laatukriteereistä tärkeimmät ovat

· palakoko

· kosteus

· epäpuhtaudet (kuten metalli, lasi) ja tuhkapitoisuus

· kemiallinen koostumus (mm. klooripitoisuus, metallinen alumiini ja raskasmetallit).

Taulukko 8.1. Energiajätteen keskimääräinen koostumus (Salmenperä et al. 2015).

Jätejae Osuus, p-%

Palakoko on kaikissa mursketta (irtojätettä, fluffia) polttavissa laitoksissa osoittautunut ratkaisevaksi tasa-laatuisuuden, syötettävyyden ja palamisen onnistumisen kannalta. Kierrätyspolttoaineen nimellinen pala-koko 63 mm ja maksimipalapala-koko 300 mm ovat sopivia polttoaineen syöttölaitteille. Tiettyjen fraktioiden, kuten muovin, tekstiilien ja kumin silppuaminen/murskaaminen vaadittuun palakokoon on enemmän on-gelma käytännön kokemusten perusteella (Hiltunen 1998, Juvonen 1998).

Kierrätyspolttoaineen laatuun vaikuttavat alkuperä ja materiaalipohja. Yleensä kierrätyspolttoaineet koostuvat useista eri jätefraktioista (muovista, puusta, paperista tai pakkauksista, alumiinifolioista jne.). Jos polttoaine sisältää runsaasti muovia, sen kosteus on alhainen ja lämpöarvo on korkeampi suuremman vety- ja hiilipitoisuuden takia. Jos polttoaineessa on puuta, on kosteus suurempi ja lämpöarvo alhaisempi.

Jos polttoaine sisältää PVC-muovia, kasvaa seoksen klooripitoisuus. Toimittaessa korkeissa höyryntulis-tuslämpötiloissa sähköntuotannon yhteydessä tulee ottaa huomioon polttoaineen klooripitoisuuden mah-dollisesti aiheuttama kuumakorroosioriski (kun tulistuslämpötila on yli 480 ºC). Kierrätyspolttoaine saattaa sisältää myös muita polttoaineita korkeampia natrium-, kalium- ja alumiinipitoisuuksia, jolloin on huomioita-va näistä aiheutuhuomioita-va kattilan likaantumisriski. Raskasmetallit voihuomioita-vat aiheuttaa ympäristöpäästöjä sekä huomioita- vai-keuttaa tuhkan hyötykäyttöä. Kierrätyspolttoaineet saattavat myös muuttaa polttoaineseosten tuhkien

sulamiskäyttäytymistä (Juvonen 1998, Hiltunen 1998). Taulukossa 8.2 on esitetty VTT:n mittauksia kierrä-tyspolttoaineiden ominaisuuksista.

Alumiinin määrää lisäävät kotitalouden foliotuotteet sekä rakennusjätteen mukana tuleva alumiini. Pol-ton kannalta haitallista on metallinen alumiini. Alumiinin sulamispiste on matala (660 ºC) ja siitä huolimatta se hapettuu huonosti. Polttoaineessa oleva alumiini sulaa ja muodostaa ohuen oksidikalvon peittämiä pisaroita, jotka tarttuvat tehokkaasti ensimmäiseen kylmempään pintaan, joka tavallisesti on hila tai tulis-tinpinta. Polttoaineessa oleva alumiini on eräissä tapauksissa johtanut jopa kattilan tukkeutumiseen. Alu-miinilla on myös muita haittavaikutuksia. Kierrätyspolttoaineet voivat sisältää lisäksi lyijyä, jonka yhdisteet ovat voimakkaasti likaavia ja korrodoivia. Suodintuhkien eräiden raskasmetallien pitoisuudet (Cr, Cu, Pb ja Zn) yleensä hieman nousevat verrattuna biopolttoaineisiin (Hiltunen 1998).

Kierrätyspolttoaineen valmistukseen, varastointiin ja käsittelyyn voi liittyä terveysriski, jonka suuruutta kuvaa työhygieeninen laatu. Työhygieenisen laadun tärkeimmät kriteerit ovat mikrobien määrä ja lajisto, joita määräävät erilaiset ympäristötekijät: kosteus (materiaalikosteus ja suhteellinen ilman kosteus), lämpö-tila, ravinteet, pH, varastointiaika ja vuodenaika (Juvonen 1998).

Taulukko 8.2. Kierrätyspolttoaineiden ominaisuuksien vaihtelu (Alakangas 2000).

Ominaisuus

Kosteus, % 5–30 9,1 irtotavara

3,2 pelletit

28,5 irtotavara 3,2 pelletit Irtotiheys saapumistilassa, kg/m³ 180 irtotavara

300 pelletit

210 irtotavara 300 pelletit

Tuhka, % kuiva-aineessa 1–16 5,9 9,5

Haihtuvat aineet, % kuiva-aineessa 70–86 Lämpöarvot, MJ/kg

Hapettavat / pelkistävät olosuhteet 1 150–1 220 / 1 100–1 200 ºC 1 200–1 260 / 1 200–1 250 ºC 1 210–1 265 / 1 220–1 270 ºC SRF I = syntypistelajiteltu pakkauksia ja puujätettä sisältävä seos

SRF III = syntypistelajiteltu kotitalouden jäte

Lassila & Tikanoja on tutkinut kierrätyspolttoaineen laatua ja ominaisuuksia ja vuosilta 2006–2014 on noin 400 analyysitulosta (Hannula 2014). Niiden perusteella kierrätyspolttoaine-erien keskimääräinen tehollinen lämpöarvo saapumistilassa oli 17,9 MJ/kg. Kosteuspitoisuus oli näytteissä keskimäärin 20,2 %. Rikkipitoi-suutta (näytteiden keskiarvo 0,24 %) nostaa erityisesti rakennusjätteen joukossa oleva kipsi ja

klooripitoi-suutta (keskiarvo 0,5 %) kovat muovit, kumi ja tekstiilit. Muita keskimääräisiä ominaisuuksia kuiva-aineessa: bromi 0,013 %, Na+K summa 0,34 %. Seuraavat ominaisuudet on ilmoitettu mediaaneina kierrä-tyspolttoainestandardin SFS-EN 15358:2011 mukaisesti: elohopea 0,12 mg/kg, kadmium 0,4 mg/kg, kupa-ri 85 mg/kg, lyijy 35 mg/kg ja sinkki 250 mg/kg. Kierrätyspolttoaineen matekupa-riaalikoostumus ja laatuominai-suudet muuttuvat kierrätyksen ja uudelleenkäytön lisääntyessä. Kun teknologia kehittyy, voi olla että pahvi, paperit ja muovit ohjautuvatkin kierrätykseen. Silloin kierrätyspolttoaineen koostumus ja lämpöarvo ovat hyvinkin erilaiset. Materiaalikierrätyksen sivuvirroista ja käsittelyrejekteistä löytyy jatkossa hyvin kierrätys-polttoaineen raaka-aineeksi soveltuvia virtoja (Hannula 2014).