3. PAPERINJALOSTEIDEN RAAKA-AINEIDEN
3.1. Puuraaka-ainetta koskevat ympäristökysymykset.5
3.1.3. Uusiomassaan liittyvät
Uusiomassasta valmistettu paperi luokitellaan yleensä ympäristöystävälliseksi. Euroopassa suunnitellaan mm.
ekomerkkiä, joka annettaisiin mahdollisesti vain sellaisille paperituotteille, jotka sisältävät merkittävästi kierrätettyä raaka-ainetta /10/.
Uusiomassan käytöllä onkin monia ympäristöön
vaikuttavia etuja verrattuna neitseellisen kuidun käyttöön. Näitä etuja ovat mm. /11/:
- Metsävarojen säästyminen.
- Kaatopaikkojen tarpeen väheneminen.
- Energian kulutus on vähäisempää, jonka vuoksi myös höyrykattilan päästöt ilmaan ovat pienemmät.
- Hajupäästöt ovat pienemmät.
- Jätevesivirta on yleensä pienempi.
Vaikka uusiomassa onkin monessa suhteessa ympäristö
ystävällistä, liittyy siihen kuitenkin myös ympäristölle haitallisia vaikutuksia.
Uusiomassan valmistuksesta aiheutuu paljon kiinteää jätettä. Sekalaista kiinteää jätettä muodostuu
keräyspaperin vastaanotto- ja käsittelyalueilla
olevista paalinaruista, kuormalavoista ja laatikoista.
Kiinteää jätettä aiheutuu myös rejektiksi joutuvasta kierrätykseen kelpaamamattomasta paperista. Myös
lajittamopoiste eli rejekti on kiinteää jätettä. Liete, joka syntyy aikakauslehtipaperin siistauksessa eli
painovärin poistossa, sisältää yleensä kuituja, painoväriä sekä suuria määriä pigmenttiaineita.
Siistauksessa syntyvä liete on yleensä vaaratonta, mutta tästä ei voida kuitenkaan aina olla täysin varmoja /11/.
Siistauslaitosten jätevedet eroavat neitseellistä kuitua käyttävien tehtaiden jätevesistä monella
tavalla. Siistaamoiden jätevedet sisältävät vähemmän väriaineita ja suurempia konsentraatioita raskas
metalleja ja kokonaiskiintoainesta. Siistaamoiden jätevedet saattavat sisältää myös polykloorattuja bifenyylejä (PCB). Siistausjätevesillä ei yleensä ole myrkkyongelmia, jos ne on kunnolla käsitelty, mutta
sääntöjen tiukentuessa tietyt myrkyt saattavat tulla ongelmiksi /11/.
Eräs uusiomassaan liittyvä ympäristökysymys koskee veden kulutusta, koska paperin valmistus uusiomassasta kuluttaa enemmän vettä kuin neitseellisestä kuidusta valmistaminen /12/.
4.1.4. Paperin ia kartonkiin liittyvät ympäristöasiat
Paperin ja kartongin valmistus aiheuttaa jossain määrin vesistökuormitusta. Kiintoainekuormitus aiheutuu mm.
kuidun palasten ja täyte- sekä päällystysaineiden joutumisesta vesistöön /5/.
Paperin valmistuksessa käytettävistä lisäaineista ovat suurin ryhmä täyteainepigmentit; talkki, kaoliini, CaCO, ja Ti02. Nämä saadaan yleensä poistettua jätevesistä mekaanisella ja kemiallisella selkeytyksellä, mutta vesistöön joutuessaan ne aiheuttavat hienoa kiinto
ainetta. Erityisesti titaanidioksidi aiheuttaa jo erittäin pieninä pitoisuuksina esteettistä haittaa veden värimuutoksena. Muut pigmentit aiheuttavat veden samentumista ja pöhjakerrossedimentin muutoksia, joka saattaa haitata kalojen kutua ja muita elinolosuhteita.
Pigmenttien joutuessa vesistöön niiden vaikutus ulottuu kuitenkin yleensä pienelle alueelle /13/.
Tärkeitä paperin valmistuksessa käytettyjä kemikaaleja ovat myös tärkkelys ja muut orgaaniset vesiliukoiset kemikaalit, kuten CMC. Tärkkelystä esiintyy päällystys- pastassa ja sitä voidaan käyttää myös pintaliimana.
Nämä kemikaalit liukenevat helposti jäteveteen ja aiheuttavat biologista hapen kulutusta /13/.
Hydrofobisuuden vähentämiseen käytetyt massaliimat, kuten AKD, ASA ja hartsiliimat, samoin kuin märkä-
lujaliimat aiheuttavat ongelmia lähinnä vain satunnais
päästöjen yhteydessä. Muutoin ne sitoutuvat kuituun eivätkä joudu jätevesiin. Satunnaispäästöinä nämä kemikaalit aiheuttavat kalakuolemia ja lisäksi on huomioitava, että näiden kemikaalien hartsi- ja rasvahapot ovat toksisia aineita /13/.
Paperin valmistuksessa käytettävissä vesissä olevia metalleja ja raskasmetalleja pyritään sitomaan kelaatin muodostajilla, joita ovat EDTA ja DTPA. Nämä kemikaalit saattavat epäpuhtautena sisältää fosforia, josta
aiheutuu fosfori— 1. ravinnepäästöjen kasvaminen /13/.
Muita paperin valmistuksessa käytettyjä kemikaaleja käytetään vähäisemmässä määrin ja ne aiheuttavat ongelmia lähinnä satunnaisina päästöinä, jolloin ongelmat voivat olla hyvinkin vakavia. Esimerkiksi 1imantorjunta-aineet tappavat bakteereja, joten ne
sekoittavat biologisen puhdistuksen ja aiheuttavat näin vesistöhaittoja /13/.
Paperi- ja kartonkitehtailla syntyviä jätevesi-
emissioita voidaan vähentää siirtymällä mahdollisimman suljettuihin vesikiertoihin ja vähentämällä muutenkin veden käyttöä.
Paperiteollisuuden ilmaan joutuvat päästöt eli rikki
dioksidipäästöt ovat peräisin energian tuotannosta /5/.
Monet paperi- ja kartonkilajit soveltuvat käytön jälkeen erinomaisesti kierrätettäväksi. Suomessa otettiin vuonna 1991 keräyspaperia talteen
455 500 tonnia. Talteenottoprosentti talteenotto- kelpoisesta paperista ja kartongista oli 51 % /14/.
Suomen keräysaste on kansainvälisesti varsin korkea, mutta maamme pieni kansa ei pysty käyttämään sellaista osuutta tuottamastaan paperista, jotta keräyskuidun osuus tuotetusta paperi- ja kartonkimäärästä saataisiin Keski-Euroopan ja USA:n tasolle /10/.
Paperinkeräys Oy luokittelee mm. sanomalehdet,
aikakauslehdet, mainospaperit, ruskeat pahvit, ruskeat kartongit, ruskeat voimapaperit, atk-paperit, kopio- paperit ja konekirjoituspaperit erinomaisesti
kierrätettäviksi. Sen sijaan keräyspaperiksi
kelpaamattomia Paperinkeräys Oy:n mukaan ovat mm. märät ja likaiset paperit, maitotölkit, vahatut paperit ja pahvit, kirjekuoret ja alumiinipaperit /14/.
Se osa paperista, joka on huonosti muokattavissa uudelleenkäyttöön, on taloudellisinta ja ympäristön- suojeluperustein tarkoituksenmukaisinta käyttää
polttoaineena energian tuotannossa, sillä paperin
polttaminen tuottaa samoja aineita kuin puun palaminen.
Toisaalta puuvapaa paperi voidaan luokitella jopa puuta
"puhtaammaksi", sillä siitä puuttuvat pihka ja
ligniini. Märkä ja likainen paperi voidaan kompostoida, sillä kuidut hajoavat luonnossa /15,16,17/.
3.2. Öljy-, kaasu- ja hii1iperustaisten raaka-aineiden ympäristövaikutukset
Öljy, maakaasu ja hiili ovat uusiutumattomia
luonnonvaroja. Öljyn määrä maapallolla on rajallinen, mutta se ei tarkoita, että öljy olisi maailmasta
loppumassa. Ei ole olemassa tarkkaa tietoa siitä, kuinka paljon maapallolla kaikkiaan on öljyä. Koska öljyä jatkuvasti etsitään ja löydetään lisää, ja
merkitään sitten todettujen öljyvarojen joukkoon, tämä
"käsivarasto" - todetut öljyvarat - on muuttuva suure /18/.
3.2.1. Muovit ia ympäristö
Muovien perusraaka-aineita ovat öljy, maakaasu ja hiili. Kuten todettiin, nämä kaikki ovat
uusiutumattomia luonnonvaroja. Lähteen /19/ mukaan kuitenkin vain kolmea prosenttia maailmassa tuotetusta öljystä ja kaasusta käytetään muovien valmistukseen.
Kun muovia valmistetaan, tapahtuu päästöjä ilmaan ja veteen. Muovin tuotanto aiheuttaa hiilivetypäästöjä sekä ilmaan että veteen. Muovin valmistuksessa syntyy lisäksi veteen pieniä fenolipäästöjä. Jos verrataan paperin ja muovin valmistuksessa syntyviä päästöjä on todettava, että paperin valmistuksessa ei synny
hiilivetypäästöjä veteen lainkaan ja ilmaankin ne ovat hyvin pieniä. Fenolipäästöjä ei paperin valmistuksessa synny lainkaan. Sen sijaan paperin valmistuksessa
syntyy yli sata-kertainen vesistön happea kuluttava kuormitus ja lisäksi veteen pääsee paperin
valmistuksesta orgaanisia klooriyhdisteitä. Sekä polyeteenin että paperin valmistus aiheuttaa ilmaan rikkidioksidi-, typpioksidi-, hiilimonoksidi- ja pöly- päästöjä /20/. Ekstruusiopäällystys ja -laminointi ei juuri aiheuta päästöjä /17/.
Ympäristövaikutuksia tutkittaessa on huomioitava myös muovin kierrätettävyys. Puhdasta muovijätettä pystytään
jossain määrin kierrättämään. Paperinjalosteissa muovi on laminoitu tai päällystetty paperin tai kartongin päälle, jolloin muovijätteen kierrätys on hankalampaa.
Jalostusprosessissa pystytään mm. ekstruusiossa syntyvä reunanauha käyttämään uudelleen sekoittamalla se alku
peräisen polymeerin sekaan tai reunanauha voidaan ottaa talteen ja käyttää muiden valmisteiden raaka-aineena /21/. Muovituotteiden tuotannossa puhdas muovijäte menee takaisin tuotantoon /17/.
Muovin ja paperin erottaminen toisistaan pulpperoimalla ja sen jälkeen suoritettavalla lajittelulla alkaa olla teknologisesti mahdollista, mutta käytännössä tätä ei vielä juuri tapahdu, koska kierrätyskuidun käyttäjillä on parempaa jätettä saatavilla /22/. Saksassa on muovi- päällysteiset paperit hyväksytty keräyspaperin joukkoon /17/.
Muovin ja paperin yhdistelmämateriaalin uudelleen- käyttökohteet ovat vähäisiä. Paperin ja polyeteenin yhdistelmäjätettä on käytetty kukkaruukkujen, paperi
rullien hylsyjen, huonekalujen tukiosien ja kuorma- lava jalkojen valmistukseen /23/.
Eräs muovijätteen käsittelytapa on poltto. Muovien
polttoon liittyvät ympäristövaikutukset koskevat muovin palamistuotteita. Muovien palaminen on erittäin
monimutkainen tapahtuma ja poltto-olosuhteilla on ratkaiseva merkitys palamisen täydellisyyteen. Eri muovien palamisessa muodostuvien palamistuotteiden määrä ja koostumus ovat riippuvaisia palamisolo- suhteista.
Polyeteenin täydellisen palamisen tuloksena syntyy hiilidioksidia ja vettä, mutta epätäydellisessä
palamisessa syntyy monia pienimolekyylisiä hiilivetyjä ja hapettuneita yhdisteitä /24/.
Polypropeenia poltettaessa hapen läsnäollessa ovat päähajoamistuotteet pienimolekyylisiä hiilivetyjä. Yli 1000°C:n lämpötilassa palamistuotteina on etupäässä hiilidioksidia ja vähemmässä määrin aromaattisia yhdisteitä. Alhaisissa lämpötiloissa ( 300°C...400°C) syntyy palamistuloksena myös haihtuvia rasvahappoja, formaldehydiä ja akroleiinia /24/.
Muoveista PVC:n (polyvinyylikloridin) poltto aiheuttaa eniten ympäristöhaittoja. PVC:n palamisen päätuotteet ovat kloorivety, hiilidioksidi, hiilimonoksidi ja vesi.
Vapautuva kloorivety liukenee savukaasuissa olevaan kosteuteen tai ilman kosteuteen muodostaen suolahappoa,
joka aiheuttaa happosateita. Nykyisillä jätteenpoltto- laitosten savukaasunpuhdistuslaitteilla pystytään
kuitenkin poistamaan parhaassa tapauksessa jopa 99 % kloorivedystä. PVC:n palamistuotteina on tavattu myös pieniä määriä myrkyllisiä dioksiineja /24/.
Suomen luonnonsuojeluliiton /25/ julkaisussa on
eteenimuovit ja propeenimuovit luokiteltu suhteellisen haitattomasti poltettaviksi. Savun muodostuksen takia on edellistä hankalammiksi poltettaviksi luokiteltu styreeni- ja PET-muovit (polyeteenitereftalaatti).
PVC:n lisäksi julkaisussa ei suositella myöskään amidi- ja uretaanimuovien polttoa, koska ne sisältävät typpeä, joka poltettaessa vapautuu haitallisissa muodoissa, mm.
typen oksideina ja vetysyanidina.
Poltettaessa muovia yhdyskuntajätteen mukana muovit parantavat yhdyskuntajätteen polttoarvoa. Muovit voivat nostaa jätteen lämpöarvoa 3-6 MJ/kg jätettä. Muovijäte laskee yhdyskuntajätteen kosteuspitoisuutta, mikä
edesauttaa palamista. Muovit voivat nostaa palamis- lämpötilaa ja parantaa näin ollen palamistulosta. Liian suuret määrät muovia voivat osaltaan aiheuttaa epä
täydellistä palamista, koska muovien nopea syttyminen ja palaminen aiheuttavat hapen nopean kulumisen tuli- pesän palamisilmassa. Lisäksi sulavat muovit voivat tukkia arinan ja estää näin hapen pääsyn tulipesään /24/.
Muovien sijoittaminen kaatopaikoille ei ole niiden oikea hävittämistapa. Muovit ovat hajoamattomia ja niiden lisäaineita, kuten pehmittimiä, saattaa uuttua kaatopaikan suotoveteen /26/.
Nykyisin on kehitetty hajoavia muoveja, joiden on
tarkoitus olla ympäristöystävällisempiä kuin tavalliset hajoamattomat muovit. Hajoavat muovit jaetaan neljään luokkaan; valossa hajoavat polymeerit, tärkkelys
pitoiset lämpömuovit, tärkkelyspitoiset muovit ja luonnollisesti hajoavat biopolymeerit.
Lähteessä /27/ on esitetty, että hajoaviin muoveihin liittyy kuitenkin seikkoja, jotka asettavat niiden ympäristöystävällisyyden osittain kyseenalaiseksi.
Ensinnäkään hajoavat muovit eivät ole ratkaisu kasvavaan kiinteän jätteen ongelmaan ja niiden kehittäminen saattaa viedä resursseja pois muovien kierrätyksen kehittämiseltä. Toiseksi hajoavat muovit eivät itse asiassa hajoa niin nopeasti kuin arvellaan
ja hajoamisessa syntyviä sivutuotteita ei ole vielä tutkittu riittävästi. Voi olla, että hajoamisessa syntyy myrkyllisiä yhdisteitä muoveissa olevista katalysaattoreista, stabilisaattoreista ja
polymeroitumattomista monomeereista.
3.3. Alumiinin aiheuttamat ympäristövaikutukset
Alumiinia valmistetaan bauksiitista, jota esiintyy vuoristoissa troopisella ilmastovyöhykkeellä. Raaka- ainevaroja riittää lähes rajattomasti, koska niitä on arvoitu olevan n. 25 miljardia tonnia /28/.
Huomattavin alumiinin aiheuttama ympäristövaikutus on sen valmistukseen kuluva suuri energiamäärä. Yhden alumiinitonnin valmistus vaatii 13 000...17 500 kWh/t sähköenergiaa /28/. Vertailukohteeksi voidaan ottaa paljon energiaa kuluttavan TMP:n tuotanto, jonka valmistus vaatii energiaa 2 360 kWh/tonni /9/.
Toisaalta on kuitenkin huomattava, että alumiini on kevyt materiaali ja sen käyttökohteissa sitä tarvitaan vain hyvin pieniä painomääriä. Nykyisin valmistettavan alumiinifolion paksuus on jopa vain 6 mikronia
(0,006mm). Nestepakkauskartongeissa käytettävän
alumiinifolion paksuus on yleensä 6,65 mikronia, joka tarkoittaa, että yhdestä kilosta alumiinia voidaan valmistaa 55 m3 foliota /28/.
Taulukossa 1. selvitetään alumiinifolion ympäristöprofiilia.
Taulukko 1. Yhden alumiinifoliokilon valmistus bauksiitista Ruotsissa /28/.
Energia Polttoaine Sähkö (kWh)
(kWh) 14,2
24,9
Raaka-aine (esimerkki)
Bauksiitti (kg) 5,0
Hiilianodit (kg) 0,5
Öljy (kg) 0,07
Poistuu ilmaan (esimerkki)
Pöly (g) 0,02
N0X (g) 0,02
SO, (g) 0,04
CO (g) 0,02
C02 (g) 2,8
Hiilivety (g) 0,05
Puhdasta alumiinia voidaan kierrättää rajattoman monta kertaa, koska sulatetun materiaalin ominaisuudet ovat täsmälleen samat kuin alkuperäisellä materiaalilla lukuunottamatta sen likaantumista. Jos kyseessä on paperinjaloste, on muistettava, että alumiini- laminaattia ei voi sulattaa /28/.
Lähteen /28/ mukaan alumiini palaa hyvin
kontrolloidussa jätteenpolttolaitoksessa, ja alumiini
folion lämpöarvo on sama kuin hiilen. Jos polttolämpö
tila on tarpeeksi korkea ja happea on riittävästi
saatavilla, poltossa syntyy vaaratonta alumiinioksidia (Al,Oj), joka on yksi maaperän tavallisimmista aineista.
3.4. Päällystyspastojen aiheuttamat ympäristö
vaikutukset
Päällystyspastat koostuvat pigmenteistä ja side
aineista. Päällystyspigmentit ovat samoja kuin paperin valmistuksessa käytettävät täyteainepigmentit (näitä on käsitelty luvussa 3.1.4.).
Sideaineina päällystyspastoissa käytetään tärkkelystä, latekseja ja muita apukemikaaleja. Tärkkelys liukenee helposti jäteveteen ja aiheuttaa biologista hapen kulutusta. Lateksien joutuessa veteen ne aiheuttavat kalakuoleraia /13/.
Päällystyspastojen kuiva-ainepitoisuus on korkea,
jolloin pienikin määrä pastaa aiheuttaa suuren päästön.
Tämän vuoksi pastoilla on oltava talteenotto-
järjestelmät. Pastat aiheuttavat vesistöön päästessään ennen kaikkea esteettistä haittaa. Pastojen käsittely aiheuttaa myös laitteiston pesutarvetta, jolloin on myös huomattava pesuvesien talteenotto ja niiden erilliskäsittely /13/.
3.5. Liimojen aiheuttamat ympäristövaikutukset
Yksi paperin kierrätyksen suurimmista ongelmista on paperinjalosteissa käytettävät liimat, kuten kartonki- koteloiden sivuliimat. Ne eivät hajoa vedessä
pulpperoitäessä ja huonontavat näin ollen
kierrätettävien paperien ja kartonkien laatua /29/.
Lähteen /30/ mukaan on olemassa vähintään
seuraavanlaiset kolme tapaa ratkaista tahmo-ongelma (tahmojen pääkomponentteja ovat hot-melt ja muut liimat):
A. Lajitella keräyspaperi ennen prosessia ja poistaa kaikki tahmoaineita sisältävä materiaali.
B. Tehdä kaikki tahmoaineet pulpperoitaviksi.
C. Jatkaa nykyistä lajittelu- ja puhdistustapaa, mutta yrittää parantaa sitä. Tahmojen erottelutapoja ovat:
uuttaminen liuottimena, levyerottelu,
sakeuttaminen, lajittelu, vaahdotus, pesu ja hajottaminen.
Näistä lajittelu- ja puhdistustavan parantaminen on nykyinen suuntaus /30/.
Merkittävä liimojen aiheuttama ympäristövaikutus koskee niissä käytettäviä liuottimia. Liuotinpohjäisten
liimojen käytössä syntyy ilmaa saastuttavia päästöjä.
Lisäksi liuotinpohjäiset liimat saattavat olla helposti syttyviä ja myrkyllisiä /31/.
Liuotinpohjäisten liimojen käyttö on nopeasti
vähenemässä. Niiden sijalle on kehitetty erilaisia ympäristöystävällisempiä liimoja. Tällaisia ovat
esimerkiksi UV-valon tai elektronisuihkun vaikutuksesta verkkoutuvat liimat. Näiden liimojen saastuttamis-
vaikutus, myrkyllisyys ja syttyvyys on vähäisempi kuin konventionaalisilla liuotinpohjäisillä liimoilla.
Taulukossa 2. on vertailtu UV/EB-liimalaminoinnin ympäristövaikutuksia muihin konventionaalisiin liimalaminointisysteemeihin /31/.
Taulukko 2. UV/EB-liimalaminoinnin ympäristöhaittojen vertailu muiden konventionaalisten
liimalaminointimeneteImien kanssa /31/.
Liimalaminointityyppi Ympäristöhaitta
UV/EB Vähäinen
Epoksi-pohj ainen Vähäinen
Polyuretaani-pohjäinen Isosyanaatin
aiheuttama terveys
riski
Kumi-pohjainen Liuottimen
aiheuttamat päästöt
Hot-melt Vähäinen
Myös polyuretaani-pohjäisiä liimoja on kehitetty ympäristöystävällisemmiksi tekemällä niistä vesi
pohjaisia. Tämä on tapahtunut siten, että hydrofiilisen ryhmän paikalle on sijoitettu polyuretaanin esi—
polymeeri, jolloin liukeneminen veteen on mahdollista /32/.
Veden käyttö liuottimen sijasta vähentää haihtuvia orgaanisia emissioita ja hajuongelmia. Vesipohjainen liima voidaan puhdistaa pinnoilta usein vedellä ja saippualla, eivätkä vesipohjaiset liimat aiheuta syttymisvaaraa /32/.
3.6. Lakkojen ja vahojen aiheuttamat ympäristö
vaikutukset
Lakkojen ympäristövaikutukset liittyvät lähinnä lakoissa käytettävien liuotinaineiden ympäristö
vaikutuksiin. Myös lakkoja on nykyisin kehitetty yhä enenevässä määrin vesipohjaisiksi. Lisäksi lakat aiheuttavat tahmo-ongelmia paperia kierrätettäessä.
Vahojen ympäristövaikutukset liittyvät myös paperin kierrätykseen. Vahoja sisältävät kartongit eivät kelpaa kierrätykseen, koska vahattu keräyspahvi on aiheuttanut huomattavia tahmo-ongelmia sitä raaka-aineenaan
käyttävillä paperitehtailla /33/.
4. ENERGIAN KULUTUS JA TALTEENOTTO
Yli 90 % maailman energian tuotannosta perustuu fossiilisten polttoaineiden - kivihiilen, öljyn, maakaasun ja turpeen käyttöön. Niiden alati kasvavan kulutuksen johdosta on maapallon ilmastotasapaino alkanut horjua. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on 1800-luvun alusta kasvanut kolmanneksella ja tulee nykyisellä kasvuvauhdilla kaksinkertaistumaan
v.2030-2050 mennessä. Tämä merkitsee maapallon ilmaston lämpenemistä 2-5°C /4/.
4.1. Metsäteollisuuden energian käyttö
Massan- ja paperinvalmistus vaativat runsaasti energiaa. Metsäteollisuus on Suomen suurin
energiankuluttuja. Metsäteollisuuden (sisältää myös mekaanisen metsäteollisuuden) osuus kokonaisenergian- kulutuksesta on noin neljännes ja sähkönkulutuksesta noin kolmannes, v.1989 n.18,8 TWh. Kolmannes metsä
teollisuuden käyttämästä sähköstä tuotetaan kuitenkin sellutehtaiden vastapainevoimana. Metsäteollisuuden prosessit ovatkin suuri yksittäinen kotimainen energian tuottajaryhmä, suurempi kuin esimerkiksi vesivoima
laitokset /34,5/.
Metsäteollisuuden energiankäytön rakenteessa korostuu ympäristöä vähiten kuormittavien lähteiden, puun sekä vesivoiman ja ydinvoiman osuus. Fossiilisista poltto
aineista hiilen ja etenkin öljyn osuus on vähentynyt, maakaasun ja turpeen käyttö taas on kasvanut
(taulukko 3) /5/.
Taulukko 3. Metsäteollisuuden energiankäytön
rakennemuutos (%) vuosien 1973 ja 1989 välisenä aikana /5/.
1973 1989
Puuperäinen 37 40
öljy 37 5
Maakaasu - 9
Hiili 6 4
Turve - 3
Vesivoima 8 14
Ydinvoima - 25
Muu ostosähkö 12
Tulevaisuudessa sähköä tarvitaan yhä enemmän mm.
paperinvalmistuksen kasvun vuoksi. Tuotannon kehitys
arvioihin perustuva todennäköisin sähköntarpeen taso V. 1995 on noin 23 TWh /4/.
Suomen metsäteollisuuden prosessit ovat suunnittelultaan, laitteistoltaan ja ohjaus
järjestelmiltään huippuluokkaa maailmassa. Myös energian käytön tehokkuuden osalta ne ovat yleensä parhaan tunnetun tekniikan mukaisia. On ilmeistä, että suurin osa ns. helposta energiansäästöstä on jo tehty ja oleellisten energiankulutussäästöjen saavuttaminen edellyttää perusteellista tutkimusta ja suuria
tutkimuspanoksia /34/.
Metsäteollisuuden energiankäytön - erityisesti sähköenergian kulutuksen - ja säästöpotentiaalin kannalta tärkeimmät kokonaisuudet ovat mekaanisen massan valmistus ja varsinainen paperinvalmistus- prosessi. Vuonna 1989 metsäteollisuuden tuotanto
laitosten sähkönkulutus jakautui seuraavasti /34/:
Mekaanisen massan valmistus 39 % Kemiallisen massan valmistus 22 % Paperin valmistus 34 % Mekaaninen metsäteollisuus 5 %
Taulukossa 4 on esitetty pumppumassanvalmistuksen ja paperinvalmistuksen energiatarpeita ja prosessien tuottamia energiamääriä.
Taulukko 4. Pumppumassan ja paperinvalmistuksen ostoenergiatarpeet /35/.
Polttoaineet, kWh/t Sähköenergia, kWh/t
Höyrynkehitys
Tarve Oma keh. Osto(+) Tarve Oma keh. Osto Myynti(-)
Pumppumassa Hioke
Hierre Puolikem.
V-ton havusulfaat.
V-tu havusulfaatti V-tu koivusulfaat.
Uusiomassa
-588 528 -1116
2026 1250 776
3747 5278 -1531
5353 5556 -203
4588 5556 -968
191 0 191
1450 0 1450
2100 0 2100
520 238 282
490 440 50
760 628 132
760 539 221
350 22 328
700 294 406
700 333 367
610 355 255
900 416 484
1000 421 579
440 277 163
4.2. Muoveja koskevat energiakysymykset
Muoveja pidetään energiataloutensa suhteen
positiivisina. Vaikka muovien tuotanto kuluttaa
energiaa, saadaan suuri osa energiasta takaisin muoveja poltettaessa muovien suuren lämpöarvon vuoksi ja
toisaalta säästetään energiaa myös kuljetuksissa muovin alhaisen painon vuoksi.
Statoilin tehtaalla /18/ on eri muovien energiasisällöiksi esitetty seuraavaa:
High density polyeteeni
(HDPE) 68,600 MJ/tonni
Low density polyeteeni
(LDPE) 71,000 MJ/tonni
Polypropeeni
(PP) 68,800 MJ/tonni
Luvut sisältävät raaka-aineen energiasisällön, raaka- aineiden tuotannon energiankulutuksen ja kuljetuksen sekä polymerisoinnin ja muovin tuotannon energian
kulutuksen .
Taulukko 5. Eri raaka-aineiden lämpöarvot /36/.
KctibkLis|üi
Pip*
PVC
Kevyt pcttoOlly
Роу eteeni
Роу styreeni
0 10 SO 30 40 5
UÜUPÖARVO MJ*j
4.3. Alumiinin energiakysymykset
Kuten alumiiniraaka-ainetta koskevassa luvussa
todettiin, alumiinin valmistus kuluttaa suuria määriä energiaa. Alumiinin valmistus vaatii 47 — 63 MJ/kg sähköenergiaa /37/.
Alumiinin valmistuksessa kulutettavasta energiasta voidaan kuitenkin saada osa takaisin, jos alumiinijäte poltetaan. Ympäristönsuojelullisista syistä polton on tapahduttava kontrolloidussa jätteenpolttolaitoksessa.
Tällöin alumiinin poltosta vapautuu energiaa
seuraavasti verrattuna muihin energialähteisiin /37/:
Alumiini 31 MJ/kg Polttoöljy 34 MJ/kg Talousjäte 10 MJ/kg
5. PAPERITUOTTEEN PÄÄTUOTERYHMÄT
Tämä työ on tehty Yhtyneiden Paperitehtaiden
Paperituotteella, joka on halunnut perehtyä niin omien tuotteidensa kuin muidenkin heidän tuotevalikoimaansa lähellä olevien tuotteiden ympäristöasiohin. Siksi on syytä tutustua tämän yrityksen valmistamiin
tuotteisiin.
5.1. Raskaat teol1isuuskääreet
Paperituotteella valmistettavia raskaita teollisuus kääreitä ovat paperiteollisuuden kääreet, teräs
tuotteiden-, sahatavara- ja rakennusteollisuuden levytavaroiden kääreet. Näistä paperiteollisuuden kääreet muodostavat suurimman Paperituotteen
valmistaman tuoteryhmän /38,39/.
Paperiteollisuuden rullakääreiden raaka-aineena on polyeteenilaminoitu voimapaperi. Paperirullien ulkopäätylaput ovat polyeteenipäällystettyjä
kartonkeja. Paperiteollisuuden kääreiden tehtävänä on suojata tuotetta kosteudelta, mekaanisilta vaurioilta
ja lialta /40/.
Terästuotteiden kääreet on valmistettu paperista, jonka päälle on laminoitu PE-kalvo. Lujuutta antamassa
paperin ja laminaatin välissä on polyesteri- tai
lasikuituverkko ja lisäksi laminaatin pintaan saattaa olla imeytetty korroosionestoainetta. Myös teräs
tuotteiden kääreiden tehtävänä on suojata tuotetta kosteudelta ja mekaanisilta vaurioilta /38/.
Sahatavarakääreiden perusmateriaalina on bitumi- laminoitu voimapaperi, joka on päällystetty
polyeteenillä. Lisäksi väliin on vedetty polyesteri- verkko. Sahatavarakääreiden tehtävänä on suojata
sahatavaraa kosteuden kondensoitumisvaurioilta. Lisäksi kääreen on suojattava tuotetta myös mekaanisilta
kolhuilta kuljetuksen ja siirtojen aikana /38,41/.
Levykääre valmistetaan polyeteenillä laminoiduista kraftlainereista, joiden väliin on liimattu oksa- tai kierrätyskuitupohjäinen kartonki. Myös levykääreiden tehtävänä on antaa kosteussuoja ja suoja mekaanisia kolhuja vastaan /38,41/.
5.2. Kuluttajapakkaukset
5.2.1.Joustopakkaukset
Joustopakkauksissa oleva perusraaka-aine on paperi. Se voidaan päällystää tai laminoida muovilla. Joissakin pakkauksissa halutaan yhdistää kahden eri muovin hyvät ominaisuudet, jolloin muovikerrokset laminoidaan
paperin pinnalle koekstruuderissa /42/.
Joustopakkauksissa käytetään usein myös paperialumiini- folioyhdistelmää, jolloin alumiinifolio liima-
laminoidaan paperin pinnalle /42/.
Usein käytetään näiden kaikkien materiaalien yhdistelmää, jolloin saadaan yhdistettyä kunkin materiaalin hyvät ominaisuudet. Paperilla saadaan
aikaan hyvä painoalasta ja riittävä jäykkyys. Muovi ja alumiini tekevät pakkausmateriaaleista vesi-, höyry-, kaasu- ja aromitiiviitä. Alumiinifolio estää lisäksi valon läpäisyn.
Alumiinifolio voidaan päällystää lakalla, jolloin saadaan aikaan hyvä painatuspinta. Lisäksi lakkaus estää alumiinin suoran kosketuksen tuotteen kanssa,
jolloin pakkauksesta saadaan elintarvikekelpoinen /42/.
Paperituotteen joustopakkausmateriaaleissaan käyttämät paperit ovat usein pigmenttipäällystettyjä hyvän
painettavuuden saavuttamiseksi. Joustopakkauksissa
käytetään kuitenkin myös päällystämättömiä papereita ja yhä enemmän pyritään siirtymään uusiopaperin käyttöön /42/.
Paperituote käyttää muoveista eniten polyeteeniä. Se soveltuu kuumasaumaukseen ja antaa usein riittävän
vesitiiveyden. Rasvan kestävyyttä vaativissa tuotteissa käytetään myös polypropeenia ja muutamissa muissa
tuotteissa eteeni-akryylihappo-kopolymeeriin perustuvaa ionomeeria /42/.
5.2.2. Kartonkipakkaukset
Paperituotteen valmistamat kartonkipakkausmateriaalit ovat muovilla päällystettyjä tai laminoituja, lakattuja tai alumiinifoliolla laminoituja. Myös kartonki-
pakkauksissa käytetään usein näiden kaikkien yhdistelmää /42/.
Kartonki on usein pigmenttipäällystettyä. Joissakin kartonkipakkauksissa käytetään uusiomassasta
valmistettua kartonkia sellukartongin sijasta /42/.
5.3. Rakennusteollisuuden paperit
Paperituotteella valmistetaan rakennusteollisuuden
käyttöön eristepinnoitteita. Näillä eristepinnoitteilla parannetaan mineraalivillan, lasivillan ja
polyuretaanin eristyskykyä, mekaanista kestävyyttä ja lämpösäteilyn heijastavuutta /43/.
Pinnoitteiden perusmateriaalina on voimapaperi, joka on pinnoitettu alumiinilaminaatilla tai polyeteenillä tai näiden yhdistelmällä. Lisäksi alumiinin päällä on usein
lakkaus, joka suojaa alumiinipintaa ja parantaa ulko
näköä. Lujuuden lisäämiseksi pinnoitteessa on usein lasikuitu- tai polyuretaaniverkko. Lisäksi paperiin on usein impregnoitu palonestoainetta. Paperituotteella käytettävät palonestoaineet ovat epäorgaanisia suoloja.
Alumiinilaminaatin ja paperin välissä käytettävät liimat ovat vesipohjaisia /44/.
5.4. Sairaalatuotteet
Paperituotteella valmistetaan erilaisia paperipohjaisia materiaaleja, joita voidaan edelleen jalostaa sairaala-
Paperituotteella valmistetaan erilaisia paperipohjaisia materiaaleja, joita voidaan edelleen jalostaa sairaala-