Biojätteen erilliskeräyksen elinkaariarvio
FCG Finnish Consulting Group Oy ROSK’N ROLL OY AB BIOJÄTTEEN ERILLISKERÄYKSEN ELINKAARIARVIO LOPPURAPORTTI 15.6.2010 P11303 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ 2 1 3 2 3 4 JOHDANTO 1.1 Rosk’n Roll Oy Ab 3 1.2 Tausta 3 1.3 Lähtötiedot 4 1.4 Päästölaskennasta 5 1.5 Energiantuotannon ja kulutuksen huomioiminen 5 BIOJÄTTEEN KERÄYS JA KULJETUS MUNKKAALLE 2.1 Nykytila 2.1.1 Asukas-, kiinteistö- ja jätemäärät 2.1.2 Biojätteen keräys ja kuljetus 2.1.3 Biojätteen käsittely 7 7 8 10 2.2 Tehostettu keräys 2.2.1 Asukas-, kiinteistö- ja jätemäärät 2.2.2 Biojätteen keräys ja kuljetus 10 10 11 2.3 Erilliskeräyksen lakkauttaminen 13 2.4 Yhteenveto keräyskattavuuden vaikutuksista 13 KÄSITTELYVAIHTOEHDOT 16 3.1 Mädätys Forssassa 3.1.1 Siirtokuormaus 3.1.2 Mädätys 3.1.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset 3.1.4 Mädätteen hyötykäyttö 3.1.5 Yhteenveto: Mädätys Forssassa 17 17 17 18 19 19 3.2 Mädätys ja kompostointi Espoossa 3.2.1 Siirtokuormaus 3.2.2 Mädätys 3.2.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset 3.2.4 Mädätteen käsittely 3.2.5 Mädätteen hyötykäyttö 3.2.6 Yhteenveto: Mädätys Ämmässuolla 21 21 21 22 23 24 25 3.3 Mädätys Munkkaalla 3.3.1 Siirtokuormaus 3.3.2 Mädätys 3.3.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset 3.3.4 Mädätteen hyötykäyttö 3.3.5 Yhteenveto: Mädätys Munkkaalla 3.3.6 Yleistä mädätteen käytöstä 27 27 27 27 28 28 29 3.4 Poltto Vantaalla 3.4.1 Siirtokuormaus 3.4.2 Biojätteellä tuotettu energia 3.4.3 Korvattu sähkö ja lämpö 3.4.4 Yhteenveto: Poltto Vantaalla 30 30 31 33 34 YHTEENVETO 4.1 Biojätteen käsittelymenetelmien vertailu 4.2 Virhelähteet 4.2.1 Biojätesaanto 4.2.2 Keräys ja kuljetus 4.2.3 Käsittelymenetelmät 5 7 JOHTOPÄÄTÖKSET Lähteet 36 36 38 38 38 40 41 42 1 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi TIIVISTELMÄ Selvityksessä vertaillaan elinkaarianalyysin tapaan Länsi-Uudenmaan alueella toimivan jätehuoltoyhtiön biojätteelle soveltuvien käsittelyketjujen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä. Käsittelyvaihtoehtojen KHKpäästötaseissa on otettu huomioon myös käsittelyprosesseissa syntyvän energian hyötykäytöllä saavutettavat KHK-päästöjen hyvitykset, jotka ovat seurausta fossiilisten polttoaineiden korvaamisesta. Biojätteen erilliskäsittelyvaihtoina tarkastellaan mädätystä kolmessa eri mädätyslaitoksessa. Erilliskäsittelylle vaihtoehtoisena biojätteen käsittelymenetelmänä tarkastellaan biojätteen polttoa sekajätteen mukana arinapolttolaitoksessa. Selvityksessä on myös arvioitu biojätteen erilliskeräysjärjestelmän kattavuuden vaikutuksia keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuviin KHKpäästöihin. Biojätteen käsittelyvaihdoista poltto on ilmastovaikutuksiltaan suotuisin, sillä sen KHK-päästötase on vertailtavista käsittelyketjuista selvästi negatiivinen. Tämä johtuu siitä, että jätteenpolttolaitos on kaukolämmön peruskuormaa tuottava yhteistuotantolaitos ja sen tuottamalla sähköllä ja lämmöllä korvataan fossiilista energiantuotantoa. Biojätteen erilliskeräyksestä luopuminen vähentää myös biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvia KHK-päästöjä. Biojätteen erilliskeräyksen sisältävissä käsittelyvaihtoehdoissa keräysten ja kuljetusten osuus on merkittävin KHK-päästöjen lähde. Käsittelypaikan etäisyydellä keräysalueesta ei ole suurta merkitystä kuljetuksista syntyviin KHK-päästöihin etäisyyden ollessa alle 100 km. Polton tapaan myös mädätysprosessissa tuotettu sähkö voi korvata fossiilista sähköntuotantoa, mutta lämmölle ei aina ole paikallisesti kysyntää. Biojätteen erilliskeräyksen laajentaminen haja-asutusalueelle lisää biojätehuollosta aiheutuvia KHK-päästöjä merkittävästi. Tämä johtuu siitä, että haja-asutusalueen biojätteen keräys ja kuljetus lisäävät ajorasitusta kohtuuttomasti suhteessa biojätesaantoon. Tekijä, lisätietoja: FCG Finnish Consulting Group Oy Veera Sevander [email protected] p. 010 409 5085 2 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 1 1.1 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi JOHDANTO Rosk’n Roll Oy Ab Rosk'n Roll Oy Ab on Länsi-Uudellamaalla toimiva, kuntien omistama jätehuoltoyhtiö. Hanko, Inkoo, Karjalohja, Karkkila, Lohja, Nummi-Pusula, Raasepori, Siuntio ja Vihti omistavat 99,62 % osakkeista. Alueella asuu vakituisesti noin 133 000 ihmistä. Yhtiö on saanut tehtäväkseen hoitaa mm. pääosan kuntien jätehuollon velvoitteista säännösten ja määräysten mukaisesti. Tehtävät pyritään hoitamaan tehokkaasti ja ympäristöä säästäen kuntarajoista riippumatta. Rosk'n Rollin tehtävät ovat tiivistetysti: jätehuollon suunnittelu, kehitys ja koordinointi kierrätyksen järjestäminen ongelmajätehuollon hoitaminen yhteisen alueellisen kaatopaikan ja jätteenkäsittelylaitosten ylläpito biojätteiden erilliskeräys jätepisteverkoston rakentaminen ja ylläpito sekajätekuljetusten kilpailutus neuvonta ja tiedotus Toimintaa ohjaavat lainsäädäntö ja kunnalliset jätehuoltomääräykset. Rosk'n Roll Oy Ab:n tehtävänä on rakentaa alueensa asukkaille vuoteen 2016 mennessä pohjoismaisen mallin mukainen, maailman huipputasoa oleva jätehuoltojärjestelmä. Yhtiö pyrkii ympäristöpolitiikallaan vähentämään jätteiden ympäristöä pilaavia vaikutuksia sekä edistämään luonnonvarojen ja energian säästöä. 1.2 Tausta Valtakunnallisen jätesuunnitelman toteuttamiseksi alueellinen ympäristökeskus laatii alueellisen jätesuunnitelman (ALSU). Alueellisella jätesuunnittelulla pyritään vaikuttamaan alueiden ratkaisuihin siten, että ne edistävät valtakunnallisen jätesuunnitelman tavoitteita. Etelä- ja Länsi-Suomen jätesuunnitelmaan vuoteen 2020 on kirjattu biohajoavien jätteiden hyödyntämistä koskevia toimenpiteitä. Biojätteiden käsittelyn tavoitteita ovat mm: Selvitetään biojätekeräyksen ympäristövaikutukset sekä tarkoituksenmukaiset keräys- ja kuljetusmatkat biojätekeräyksen optimoimiseksi. Biokaasutus- ja kompostointikapasiteettia rakennetaan koko suunnittelualueelle niin, että kierrätyksen lisääminen onnistuu tavoitteiden mukaisesti. Tässä selvityksessä tarkastellaan elinkaarianalyysin tapaan LänsiUudenmaan alueen biojätehuollon vaihtoehtoisien toteutustapojen aiheuttamia ilmastovaikutuksia. Ilmastovaikutukset on arvioitu kasvihuonekaasupäästöinä, jonka yksikkönä käytetään hiilidioksidiekvivalenttia. Kioton pöytäkirjan määrittelemistä kuudesta KHK-päästökomponentista selvityk3 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi seen on sisällytetty jätehuollon kannalta merkittävimmät: CO2, CH4 ja N2O. Hiilidioksidiekvivalenttien muuntokertoimet kuvaavat ilmaston lämpenemisvaikutusta tiettynä ajanjaksona suhteessa hiilidioksidiin. Kansainvälisen ilmastopaneelin (IPCC) määrittelemät metaanin (CH4) ja dityppioksidin (N2O) muuntokertoimet CO2 ekvivalenteiksi sadan vuoden vaikutusjaksolla on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1 Kasvihuonekaasupäästöjen muuntokertoimet (Solomon ym. 2008). Päästökomponentti Kerroin (CO2 ekv) CO2 1 CH4 25 N2 O 298 Selvityksessä tarkastellaan biojätteen käsittelyn kasvihuonekaasupäästöjä neljässä eri käsittelylaitoksessa: Mädätys Ämmässuolle rakennettavassa biokaasulaitoksessa Mädätys Forssan biokaasulaitoksessa Mädätys Munkkaalle rakennettavassa biokaasulaitoksessa Poltto sekajätteen mukana Vantaalle rakennettavassa arinapolttolaitoksessa Biojätteen erilliskeräyksen kattavuutta ja sen aiheuttamia vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöihin arvioidaan kolmessa eri laajuudessa: Biojätteen erilliskeräys toteutetaan nykyisten jätehuoltomääräysten mukaisesti, eli yli 5 huoneistoa käsittäviltä kiinteistöiltä sekä suurtalouksilta, jotka tuottavat biojätettä yli 20 kg/vko. Biojätteen erilliskeräys laajennetaan käsittämään kaikki alueen vakituisessa asuinkäytössä olevat kiinteistöt, joilla ei ole omaa kompostointia tai jotka eivät ole jätepisteasiakkaita. Biojätteen erilliskeräys lakkautetaan ja biojäte kerätään sekajätteen mukana energiahyötykäyttöön. 1.3 Lähtötiedot Lähtötietoina selvityksessä käytettiin: Tilastoituja tietoja jätemääristä Tilastoituja tietoja asukas- ja kiinteistömääristä Tilastoituja tietoja biojätteen keräyksen ajokirjanpidosta Asiantuntija-arvioita Aikaisempia asiaa käsitteleviä julkaisuja (lähteet) Henkilöhaastatteluja Ominaispäästökertoimia Liite 1 Tilastokeskuksen ja energiateollisuuden määrittelemiä päästökertoimia Vantaan energian kaukolämmön ominaispäästökertoimia. 4 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 1.4 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Päästölaskennasta KHK-päästöt jaetaan suoriin ja epäsuoriin päästöihin. Suorat KHK-päästöt vapautuvat suoraan prosessista ja epäsuorat KHK-päästöt syntyvät polttoaineen, sähkön ja lämmön kulutuksen kautta. KHK-päästöhyvityksiä syntyy kun prosessissa tuotettu energia korvaa fossiilisesti tuotettua energiaa tai prosessin lopputuotteena saatu materiaali korvaa päästöintensiivistä materiaalia, kuten lannoitteita. Selvityksessä tarkasteltavien biojätteen käsittelyketjujen KHK-päästöt muodostuvat pääosin epäsuorista päästöistä. Mädätyksestä ja poltosta ei synny laskennallisesti määriteltäviä suoria KHK-päästöjä. Mädätysprosessi on periaatteessa suljettu, eli suoria prosessipäästöjä ei vapaudu lukuun ottamatta satunnaisia vuotoja esim. laitoksen huollon yhteydessä. Poltossa vapautuva CO2 on bioperäistä, mistä syystä sitä ei lasketa vallitsevan käytännön mukaisesti KHK-päästöihin kuuluvaksi. Jätteenpolton päästöjä ja poltto-olosuhteita koskevat määräykset perustuvat valtioneuvoston jätteenpolttoasetukseen, jossa ei määritellä raja-arvoja CH4- ja N2Opäästöille. Tästä syystä ne on merkityksettöminä jätetty tarkastelun ulkopuolelle. Mädätyksessä syntyvä lopputuote voidaan käsitellä usealla eri tavalla ja näin ollen myös käsittelystä aiheutuvissa KHK-päästöissä on eroja. Mädätteen kompostoinnista aiheutuu sekä suoria että epäsuoria KHKpäästöjä. Mädätteen kompostoinnin suoria prosessipäästöjä ei ole otettu huomioon tarkastelussa, sillä mädätteen aktiivisuudesta ei ole kirjallisuustietoja. Lisäksi mädätteen jälkikäsittely riippuu sen jatkokäyttökohteesta, joiden ei haluttu vaikuttavan selvityksen lopputulokseen. Biojätteen keräyksestä ja kuljetuksista aiheutuvat muut kuin KHK-päästöt voidaan laskea selvityksessä esitettyjen päästötietojen perusteella. 1.5 Energiantuotannon ja kulutuksen huomioiminen Työssä tarkastellaan biojätteen käsittelyn aiheuttamia välillisiä kasvihuonekaasupäästöjä, jotka ovat seurausta energian käytöstä sekä biojätteellä tuotetulla energialla korvattavan sähkön- ja lämmöntuotannon KHKpäästöjä. Korvattavan fossiilisen energiantuotannon KHK-päästöt on laskennassa huomioitu ns. päästöhyvityksinä eli negatiivisina päästöinä. Kuljetusten vaatimaa energiankulutusta on arvioitu polttoaineenkulutuksen ja ajoneuvotyypin mukaan VTT:n liikenteen ominaispäästötietojen perusteella. Sähkön kulutuksen ja tuotannon aiheuttamia KHK -päästöjä sekä päästöhyvityksiä on tilanteen yksinkertaistamiseksi arvioitu keskimääräisen pohjoismaisen sähköntuotantorakenteen mukaan tuotetun sähkön päästökertoimella (liite 1,taulukko 1-3). Sähkön kulutuksesta aiheutuvia khk-päästöjä on usein tarkoituksenmukaista tarkastella kunkin sähkönkuluttajan osalta erikseen. Tällöin laskenta perustuu sähkötoimittajan ilmoittamaan sähkön alkuperään ja päästökertoimiin. Näin ei kuitenkaan menetellä tässä selvityksessä, sillä biojätteenkäsittelystä vastaavia tahoja on useita eikä näiden tekemien määräaikaisten sähkösopimusten haluta vaikuttavan selvityksen lopputuloksiin. Sähkömarkkinoiden luonteen vuoksi korvattavaksi sähköntuotannoksi olisi voitu valita muunkinlainen 5 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi tuotantorakenne tai tavanomaisesti säätövoimana käytetty hiililauhdesähkö. Tarkastelua ei ole sidottu tiettyyn aikaan, joten siinä ei myöskään haluta ottaa kantaa tulevaisuudessa sähkömarkkinoilla vallitsevaan tuotantorakenteeseen ja sähkömarkkina-alueen harmonisuuteen. Pohjoismaisen sähkön tuotantorakenteen CO2-ominaispäästökerroin on Suomen keskimääräistä tuotantorakennetta vastaavaa CO2päästökerrointa lähes puolet pienempi. Tästäkin syystä pohjoismainen kerroin on valittu käytettäväksi selvityksessä, jottei lopputulos anna liian optimistisia päästövähennyspotentiaaleja. Todellisuudessa korvattavaa sähkön ja lämmöntuotantoa on hankala arvioida tarkasti, koska siihen vaikuttavat tarkasteluhetken energiantuotantorakenne sekä sähkön ja lämmön kysyntä. Sähkön tuotantorakenne vaihtelee vuosittain vallitsevien olosuhteiden mukaan ja siihen vaikuttaa oleellisesti myös muiden Pohjoismaiden energiantuotannon ja -kulutuksen tilanne, sillä markkina-alue on yhtenäinen. Oletettavasti energiantuotannon ominaispäästöt pienenevät tulevaisuudessa monien ohjauskeinojen vaikuttaessa uusiutuvien energiamuotojen lisääntymiseen sekä mahdollisesti myös hiilidioksidin talteenottomenetelmien käyttöön. Lämmöntuotanto tapahtuu aina paikallisesti, joten biojätteellä tuotettavan lämpömäärän oletetaan korvaavan alueen keskimääräistä kaukolämmöntuotannon rakennetta. Vantaan Energian vuonna 2007 tuottamasta lämmöstä noin 90 % tuotettiin sähkön ja lämmön yhteistuotannolla (liite 1, taulukko 1-4). Loput lämmöstä tuotettiin pienemmissä lämpölaitoksissa, joiden polttoaineena käytettiin maakaasua, öljyä ja biokaasua (Vantaan Energia 2007). Tästä syystä kaukolämmön peruskuormaa tuottavan jätevoimalaitoksen lämmöntuotannon KHK -päästöhyvitysten laskennassa on käytetty Vantaan Energian vuoden 2007 lämmöntuotannon ominaispäästöjä (liite 1, taulukko 1-4). Mikäli tarkasteltavalla alueella on riittävästi lämpöä, ei biojätteenkäsittelyprosesseissa syntyvälle ylijäämälämmölle lasketa syntyvän päästöhyvityksiä. 6 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 2 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi BIOJÄTTEEN KERÄYS JA KULJETUS MUNKKAALLE 2.1 2.1.1 Nykytila Asukas-, kiinteistö- ja jätemäärät Länsi-Uudenmaan jätelautakunta asettaa jätehuoltomääräykset, jotka ovat voimassa Hangossa, Inkoossa, Karkkilassa, Nummi-Pusulassa, Raaseporissa, Siuntiossa ja Vihdissä. Länsi-Uudenmaan jätehuoltomääräysten mukaan biojätteiden lajittelua edellytetään vähintään 5 huoneiston asuinkiinteistöissä, mikäli jätettä ei kompostoida kiinteistöllä. Biojätteen lajittelua edellytetään myös kiinteistöiltä, jotka tuottavat 20 kg biojätettä viikossa. Myös viittä huoneistoa pienempien kiinteistöjen tulee mahdollisuuksien mukaan kompostoida biojäte tai liittyä biojätteen kiinteistökohtaiseen keräykseen. Lohjalla on voimassa Lohjan kaupungin jätehuoltomääräykset, jotka eroavat biojätteen käsittelyn osalta ainoastaan siten, että suurkeittiössä, liike- tai muussa vastaavassa kiinteistössä on oltava biojätteen erilliskeräys, mikäli biojätettä syntyy vähintään 50 kg viikossa. Selvityksessä tarkastellaan Rosk’n Roll Oy Ab:n (myöhempänä RR) järjestämän biojätteen erilliskeräyksen piiriin kuuluvien kuntien (Hanko, Raasepori, Inkoo, Karkkila, Sammatti, Nummi-Pusula, Siuntio ja Vihti) sekä Lohjan biojätehuoltoa. RR:n alueen kunnista Karjalohja ei ole mukana tarkastelussa, koska sieltä ei ole saatavissa tarvittavia kiinteistö- ja kuljetustietoja. Karjalohjan merkitys alueen biojätteen erilliskeräyksessä on vähäinen, sillä siellä asuu ainoastaan 1 % RR:n asiakkaista. Tarkasteluun sisältyvien kuntien muodostamasta alueesta on selvityksessä käytetty nimitystä Länsi-Uudenmaan alue. Länsi-Uudenmaan alueella biojätteen erilliskeräyksen piirissä on tällä hetkellä kaikkiaan 1380 kiinteistöä ja 28 200 huoneistoa. Länsi-Uudenmaan alueen keskimääräinen asukasmäärä kiinteistöä kohden on 2,17 (RR:n tilasto ja Tilastokeskus 2008), jolloin biojätteen erilliskeräykseen kuuluvien asukkaiden määrä on yhteensä noin 62 000. Biojätettä kerättiin Länsi-Uudenmaan alueelta vuonna 2009 yhteensä 3900 tonnia. Tästä kotitalouksilta kerättyä biojätettä oli noin 2300 ja suurtalouksien osuus 1600 tonnia. RR:n alueen kotitalouksista saadaan erilliskerättyä biojätettä noin 40 kg/as/a. Biojätesaannon on arveltu olevan noin 50 – 60 % teoreettisesta saannosta. Vaikka biojätteen lajitteluaste näyttää olevan jo nyt verrattain korkea (mm. pääkaupunkiseudulla 30 kg/as/a), on tavoitteena nostaa saantoa vuoteen 2014 mennessä määrään 43 kg/as/a. Tavoitteeseen pääsemiseksi on mm. suunnitteilla erilaisia kampanjoita ja tietoiskuja. Biojätteen lajitteluaktiivisuus tulee nousemaan lähivuosina, sillä ihmisten ympäristötietoisuus ja vaikuttamishalukkuus näyttää olevan kasvussa. Toisaalta jätteen synnyn ehkäisyllä pyritään vähentämään ruokajätteen määrää, mutta toistaiseksi ei ole saatavilla luotettavaa seurantatietoa kampanjoinnin vaikutuksista. 7 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 2 Selvityksessä käytettyjä lähtötietoja Länsi-Uudenmaan biojätteen erilliskeräyksestä Asukkaita erilliskeräyksessä (kpl) 61 800 Kiinteistöjä erilliskeräyksessä (kpl) 1390 Huoneistoja erilliskeräyksessä (kpl) 28 200 Biojätettä vuodessa (t/a) 4 500 Kotitalouksien biojätemäärä yhteensä (t/a) 2 660 Suurtalousbiojäte (t/a) 1 890 Biojätesaanto kotitalouksilta (kg/as/a) 43 2.1.2 Biojätteen keräys ja kuljetus Länsi-Uudenmaan alueen biojätekuljetukset on jaettu kolmeen urakkaalueeseen. Urakka-alueilla 1 ja 2 jätekuljetukset on kilpailutettu ja Lohjan alueella on käytössä sopimusperusteiset jätekuljetukset. Biojätettä kerätään pakkaavilla jäteautolla ja suurin osa kalustosta on ajoneuvotyyppiä EURO 4. Biojätteen erilliskeräyksen vaatimat ajosuoritteet on jaettu ns. keräysajoon ja kuljetusajoon. Keräysajo tarkoittaa nyt keräysalueen sisällä tapahtuvaa ajoa, jonka aikana reitillä olevat biojäteastiat tyhjennetään pakkaavaan jäteautoon. Kuljetusajoksi kutsutaan ajoa, joka tapahtuu biojäteauton varikolta keräysreitille ja vastaavasti keräysreitiltä takaisin varikolle. Erillisenä ajosuoritteena tarkastellaan vielä biojätteen siirtokuormausta jäteasemalta käsittelylaitokselle. Keräyksestä aiheutuvia päästöjä arvioitiin kuljetusurakoitsijoilta saatujen ajokirjanpitotietojen mukaan. Urakka-alueiden 1 ja 2 ajokirjanpidosta saatiin biojätteen keräilyajoon tarvittavat ajokilometrit sekä viikoittain suoritetut astiatyhjennykset. Selvityksessä oletetaan, että kaikki kerätty biojäte siirtokuormataan Lohjan Munkkaan jätekeskuksella. Keräilyalueilta tarvittavaa kuljetusajoa Munkkaalle arvioitiin kunkin viiden keräilyalueen (Urakka-alueiden 1 ja 2 sisällä) lähimmän pisteen etäisyytenä Lohjalle. Etäisyys kerrottiin kahdella, sillä oletettiin, että jäteauto myös lähtee Munkkaalta ja reitin jälkeen palaa Munkkaalle. Urakka-alueiden 1 ja 2 biojätteen keräyksen ja kuljetuksen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä arvioitiin keräyksen ja kuljetuksen vaatimien ajokilometrien sekä biojäteauton keskimääräisen polttoaineenkulutuksen perusteella. Asiantuntijoilta saatujen arvioiden mukaan biojätteen keräyskalusto kuluttaa dieseliä keräilyajossa noin 55 litraa / 100km ja kuljetusajossa vastaava kulutus on noin 25 litraa. Dieselin ominaispäästöt on laskettu VTT:n Lipasto tietokantaan kerättyjen päästö ja kulutustietojen perusteella. Dieselin ominaispäästöt ajoneuvotyypille EURO 4 on esitetty liitteen 1 taulukossa 1-1. Vastaavia ajokirjanpitotietoja ei saatu Lohjan alueelta, mistä syystä Lohjan alueen biojätekuljetuksia on arvioitu pääkaupunkiseudun (HSY-alue) biojäteurakoitsijoilta saatujen vuoden 2008 biojätteen keräys- ja kuljetustietojen perusteella. Pääkaupunkiseudun neljältä biojätteen erilliskeräysalueelta saaduista ajokirjanpitotiedoista laskettuja ajosuoritetta kuvaavia keskiarvoja on esitetty taulukossa 3. Esitetyt ajokirjanpitotiedot ja niistä lasketut keskiarvot sisältävät sekä keräys- että kuljetusajon. Pääkaupunkiseudun biojäte kuljetettiin näissä tapauksissa käsiteltäväksi Ämmässuon jätteenkäsittelykeskukseen. Tästä syystä Lohjan alueen biojätteen erillis8 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi keräilyn aiheuttamia KHK-päästöjä arvioitaessa ei myöskään eroteltu keräysajoon ja kuljetusajoon tarvittavia kilometrejä vaan yhdistettiin ne yhdeksi ajosuoritteeksi. Taulukko 3 Biojätteen keräys- ja kuljetustietoja, keskiarvoja neljältä alueelta (Tapiolan Lämpö; L&T; 2008). Polttoaineen kulutus l/100km 56,95 Polttoainetta litraa / biojätetonni 7,40 Polttoainetta litraa / astiatyhjennys 0,22 Polttoainetta litraa / jätepiste 0,36 Kilometriä / biojätetonni 12,99 Kilometriä / biojäteastia 0,38 Kilometriä / biojätepiste 0,62 Lohjan alueen biojätteen erilliskeräykseen kuuluvien kiinteistöjen ja näiden välisten etäisyyksien sekä kiinteistöiltä kerättävän biojätesaannon oletetaan vastaavan riittävällä tarkkuudella pääkaupunkiseudun neljän biojätereitin keskiarvoa. Munkkaan jäteasema sijaitsee Lohjalla, joten kuljetusajo on urakka-alueisiin 1 ja 2 verrattuna vähäisempää. Laskentaa varten Taulukkoon 4 on koottu tietoja Länsi-Uudenmaan biojäteasiakkaista (yhteensä) sekä vastaavat tiedot lukuun ottamatta Lohjaa sekä yksistään Lohjan tiedot. Urakka-alueiden 1 ja 2 biojätteen keräyksen ja kuljetuksen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä arvioitiin keräyksen ja kuljetuksen vaatimien ajokilometrien sekä biojäteauton keskimääräisen polttoaineenkulutuksen perusteella. Lohjan alueella kerättävän biojätteen keräys- ja kuljetusajon polttoaineen kulutus on laskettu pääkaupunkiseudun biojätekuljetusten polttoaineen kulutukselle lasketulla keskiarvolla 7,4 litraa kerättyä biojätetonnia kohden. Edellä mainituin laskentaperustein saadaan Länsi-Uudenmaan alueen nykyisen keräyskattavuuden laajuisen selvityksessä tarkasteltavan biojätehuollon biojätteen keräyksen ja kuljetuksen vaatiman ajon aiheuttamiksi khk-päästöiksi 28,7 CO2 ekv kg/t biojätettä. Ajokilometrit sekä näistä aiheutuvat päästöt on esitetty myös taulukossa 4. 9 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 4 Biojätteen keräyksen ja kuljetuksen vaatimat ajosuoritteet sekä näiden aiheuttamat khk-päästöt. Ilman Lohjaa NYKYTILA Lohja Yhteensä Asukkaita (kpl) 38 693 23 068 61 761 Kiinteistöjä (kpl) Biojätettä vuodessa (t/a) Kotitalousbiojätettä (t/a) Suurtalousbiojätettä(t/a) Biojätesaanto kotitalouksilta (kg/as/a) Astiatyhjennyksiä (kpl/a) Kilometrejä keräykseen (km/a) Kilometrejä kuljetukseen (km/a) Polttoainetta keräykseen (l/a) Polttoainetta kuljetukseen (l/a) Polttoainetta yhteensä (l/a) Polttoainetta keräyksessä (l/astiatyhjennys) khk- päästöt keräys+kuljetus (t(CO2ekv.)/a) khk- päästöt biojätetonnia kohden (kg(CO2ekv)/t) 916 2 846 1 664 1 183 43 70 155 50 076 32 344 27 542 8 086 35 628 0,39 468 1 697 992 706 43 1 4 2 1 384 544 656 888 *Puuttuu *Puuttuu 12 561 48 189 96,41 33,99 130,4 33,87 20,03 28,70 2.1.3 Biojätteen käsittely Tällä hetkellä Länsi-Uudenmaan biojätteet käsitellään joko Hangon kompostointilaitoksella tai Forssan mädätyslaitoksella tai kompostointilaitoksella. Tarkastelutilanteessa vuonna 2014, jolloin jätteen poltto alkaa Vantaalla, nykyiset käsittelysopimukset eivät enää ole voimassa. 2.2 Tehostettu keräys 2.2.1 Asukas-, kiinteistö- ja jätemäärät Tehostetussa biojätteen keräyksessä ajatellaan, että jätehuoltomääräyksissä kielletään biojätteen sijoittaminen sekajätteen joukkoon. Tällöin kaikkien sekajäteasiakkaiden kiinteistölle sijoitetaan biojäteastiat, ellei kiinteistöltä tehdä ilmoitusta pienkompostoinnista. Osa Länsi-Uudenmaan alueen vakituisessa asuinkäytössä olevista kiinteistöistä ovat ns. jätepisteasiakkaita, joilta ei kerätä sekajätettä kiinteistökohtaisesti. Jätepisteasiakkaiden ei ajatella uudessakaan tilanteessa liittyvän biojätteen erilliskeräyksen piiriin. Kiinteistökohtaisen kompostoinnin osuudeksi arvioidaan 40 % keräyksen piiriin liitettävistä uusista asiakkaista. Arvio kiinteistökohtaisen kompostoinnin aktiivisuudesta perustuu Suomen Ympäristökeskuksen laatimaan selvitykseen, johon on koottu aluekohtaista tietoa biohajoavien jätejakeiden käsittelystä (Rytkönen Tuula, 2009), Tilastokeskuksen tietoon kompostoivien omakotitalojen osuudesta vuodelta 2008 sekä Rosk’n Roll Oy:n asiakastietoihin. Jätepisteasiakkaat ja kiinteistökohtaisesti kompostoivat pois lukien tehostetussa biojätteen keräysjärjestelmässä nykyiseen erilliskeräyksen piiriin 10 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi tulee liitettäväksi 16800 kiinteistöä lisää. Tämä tarkoittaa, että kaikkiaan biojätettä kerätään 18200 kiinteistöltä. Tällä hetkellä erilliskeräykseen kuulumattomia asukkaita on 72300. Tästä saadaan erilliskeräykseen kuulumatonta kiinteistöä kohden 2,3 asukasta. Näin ollen voidaan arvioida, että laajennetussa biojätteen keräysjärjestelmässä keräyksen piiriin kuuluvien asukkaiden määrä lisääntyy 38900 ja on kokonaisuudessaan siis 100 600. Kun erilliskeräykseen kuuluvilta kotitalouksilta saadaan biojätettä 43 kg/as/a, saadaan tehostetussa erilliskeräyksessä biojätettä 1 400 tonnia enemmän kuin nykyisessä tilanteessa. Suurtalouksilta kerättävän biojätemäärän oletetaan pysyvän samana, sillä uudet keräyksen piiriin liitettävät kiinteistöt ovat haja-asutusalueen kotitalouksia. Tehostetussa biojätteen erilliskeräyksessä vuosittain kerättävä biojätemäärä on täten yhteensä 6200 tonnia. Taulukko 5 Asukas-, kiinteistö- ja jätemäärät tehostetussa biojätteen erilliskeräyksessä sekä näissä tapahtuvat lisäykset siirryttäessä nykyisen laajuisesta biojätteen erilliskeräyksestä tehostettuun erilliskeräykseen. Lisää Yhteensä (lisäys) Asukkaita (kpl) Kiinteistöjä (kpl) Biojätettä vuodessa (t/a) Kotitalousbiojätettä (t/a) Suurtalousbiojätettä (t/a) Biojätesaanto kotitalouksilta (kg/as/a) 38 873 (63 %) 77 566 16 813 1672 (37 %) 1672 0 43 17 729 6215 4327 1183 43 2.2.2 Biojätteen keräys ja kuljetus Biojätteen erilliskeräyksen tehostamisen vaikutuksia keräilystä ja kuljetuksista aiheutuviin kasvihuonekaasupäästöihin arvioitiin nykyisen LänsiUudenmaan alueen bio- ja sekajätekeräilyn sekä pääkaupunkiseudun biojätteen erilliskeräyksen ajo- ja tyhjennystietojen, ja dieselin ominaispäästöjen perusteella. Selvityksessä oletetaan, että tehostetun keräilyjärjestelmään kuuluvilta kiinteistöiltä kerätään biojätettä viikoittain. Kiinteistöjen määrän lisääntyessä 16 800 on vuodessa tarvittavien lisätyhjennysten lukumäärä 874 300. Nykyisessä biojätteen keräilyajossa urakka-alueilla 1 ja 2 kuluu dieseliä noin 0,39 litraa/astiatyhjennys (taulukko 4). Asiantuntijoilta saatujen jätteenkuljetuksen polttoaineen kulutusarvioiden mukaan suuri osa polttoaineen kulutuksesta kuluu keräysauton liikkeellelähdössä ja pysähdyksessä. Näin ollen selvityksessä oletetaan, että haja-asutusalueella astiaa kohden kuluu yhtä paljon dieseliä kuin nykyisen järjestelmän urakka-alueiden 1 ja 2 keräilyajon keskiarvolla. Todellisuudessa kulutus on jonkin verran tätä suurempaa. Tehostetun järjestelmän vaatimaa kuljetusajoa arvioitiin nykyisen biojätteen kuljetustarpeen vaatimien resurssien ja ajettujen kilometrien perusteella, sekä urakka-alueiden 1 ja 2 sekajätteen keräyksen ja biojätteen keräyksen vaatimien ajokilometrien suhteena. Painotettu keskiarvo sekajätteen ja biojätteen ajosuoritteelle seitsemältä ajoreitiltä on 13. Koska 11 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi sekajäte kuljetetaan Munkkaan jätekeskukseen, kuten tehostetun biojätteen keräysjärjestelmän biojäte tarkasteltavassa tilanteessa, voidaan uudessa laajennetussa järjestelmässä olettaa, että biojätteen kuljetusajon tarve kasvaa 13-kertaiseksi. Laajennetussa järjestelmässä biojätteen kuljetusajon vastaa alueen sekajätteen kuljetusajoa, sillä reittejä tulee vastaava määrä. Toisin kuin sekajäteajossa biojätesaanto eli kuorman täyttyminen ei rajoita ajoreitin suunnittelua. Vähäisen biojätesaannon vuoksi rajoittavana tekijänä on keräilyyn kuluva aika eli urakoitsijoiden työvuorokierto. Taulukossa 6 on esitetty tehostetun biojätteen erilliskeräyksen aikaansaamat muutokset keräys- ja kuljetusjärjestelmässä ja tästä aiheutuvissa khk-päästöissä. Taulukko 6 Biojätteen keräyksen ja kuljetuksen aiheuttama polttoaineen kulutus ja KHK-päästöt nykyisen laajuisessa sekä tehostetutussa erilliskeräyksessä. Tyhjennyksiä (kpl/a) Polttoainetta keräykseen (l/a) Polttoainetta kuljetukseen (l/a) Polttoainetta yhteensä (l/a) Nykyinen 70 155* 48 189 Lisää 874 255 343 219 97 032 440 251 Yhteensä 992 042* 370 761 105 118 475 879 KHK- päästöt keräys (t(CO2ekv.)/a) 929 1003 kuljetus (t(CO2ekv.)/a) 263 284 1191 1288 556 161 157 713 45,8 207 yhteensä (t(CO2ekv.)/a) 130 keräys (kg(CO2ekv.)/t) kuljetus (kg(CO2ekv.)/t) yhteensä (kg(CO2ekv.)/t) 28,7 * Puuttuu Lohjan nykyiset tyhjennykset Edellä on tarkastelu tehostetun biojätteen erilliskeräyksen aikaansaamia KHK-päästöjä, jotka syntyvät biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta kun biojäteastiat tyhjennetään viikoittain. Jos astiat voidaan tyhjentää harvemmin kuin kerran viikossa, vähenee keräyksen ja kuljetuksen aiheuttama KHK-päästökuorma kerättyä biojätetonnia kohden. Jos haja-asutusalueen biojäte erilliskeräys talviaikaan (lokakuusta maaliskuuhun 26 viikkoa) kahdesti viikossa, lisääntyvät tyhjennykset 655 700 kpl/a. Kuljetusajo vähenee samassa suhteessa eli neljänneksen. Tämä tarkoittaa, että lisäsaannon keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHKpäästöt ovat 75 % yllä (taulukossa 6, alin rivi) esitetystä KHK-päästöstä kerättävää biojätetonnia kohden. Jos haja-asutusalueen biojätteen erilliskeräys tehdään ympäri vuoden kerran kahdessa viikossa, lisääntyvät tyhjennykset 437 100 kpl/a. Biojätteen lisäsaannon keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHK-päästöt ovat puolet yllä (taulukossa 6, alin rivi) esitetystä KHK-päästöstä kerättävää biojätetonnia kohden. Taulukkoon 7 on koottu eri tyhjennysväleille lasketut KHK-päästöt kerättyä biojätetonnia kohden. Lisäsaanto tarkoittaa haja-asutusalueelle laajennetun biojätteen erilliskeräyksen tuottamaa biojätesaantoa. Viimeisessä sarakkeessa esitetyt luvut ovat koko alueen biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHK-päästöt koko kerättävää biojätemäärää kohden. 12 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 7 Haja-asutusalueelta kerättävän biojätteen lisäsaannon sekä laajennetun biojätteen erilliskeräyksen koko alueen biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHK-päästöt eri astiatyhjennysväleillä. Haja-asutusalueen bioNykyinen Lisäsaanto Yhteensä jäteastian tyhjennysväli ((kg(CO2ekv.)/t) (kg(CO2ekv.)/t) (kg(CO2ekv.)/t) 1 krt/ vko kesällä 1 krt/vko, talvella 1 krt/ 2vko 1 krt/ 2vko 2.3 28,70 713 207 535 165 356 117 Erilliskeräyksen lakkauttaminen Biojätteen erilliskeräyksen lakkauttamista tarkastellaan tämän selvityksen biojätteen käsittelyvaihtoehdossa, kappaleessa 3.4, jossa biojäte kerätään sekajätteen mukana ja kuljetetaan Vantaan jätevoimalaitokselle. Nykyisen erilliskerättävän biojätemäärän kerääminen ja kuljettaminen Munkkaan siirtokuormausasemalle sekajätteen mukana ei merkittävästi lisää sekajätteen keräilyrasitusta. Näin voidaan olettaa, sillä sekajäteauton kapasiteetti on harvoin täysin käytössä, jolloin uusia ajoreittejä ei todennäköisesti tarvita. Lisäksi biojätteen ominaispaino on sekajätettä suurempi ja rakenne hienompi, jolloin voidaan ajatella biojätteen vievän vain vähän tilaa sekajäteastioissa ja kuljetuksissa. Länsi-Uudenmaan alueelta kerätään sekajätettä yhteensä noin 39 000 tonnia vuodessa. Biojätteen kerääminen sekajätteen mukana kasvattaa sekajätesaantoa 10 %:lla. Todellisuudessa 10 % kasvava kuormapaino aiheuttaa lisäyksen kuljetuskaluston polttoaineen kulutuksessa ja sitä kautta KHK-päästöissä. 2.4 Yhteenveto keräyskattavuuden vaikutuksista Jos haja-asutusalueella biojäte erilliskerätään ympäri vuoden kerran viikossa, ovat keräysjärjestelmän keräys- ja kuljetuspäästöt yhteensä 10kertaiset verrattuna erilliskeräykseen, joka on rajoitettu kattamaan vähintään viisi huoneistoa kattavat kiinteistöt (kuva 1). Biojätetonnia kohden kuljetusrasitus 7-kertaistuu siirryttäessä nykyisestä järjestelmästä tehostettuun järjestelmään. Lisäsaannolle laskettu KHK-päästö kerättyä biojätetonnia kohden on lähes 25-kertainen verrattuna nykyisen järjestelmän vastaaviin päästöihin. 13 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi 12 10 kertainen 8 khk- päästöt 6 biojätesaanto 4 2 0 5≥ 1≥ Huoneistoa kiinteistöllä Kuva 1 KHK-päästöjen lisäys ja biojätesaannon muutos (kerroin) vuodessa siirryttäessä nykyisestä biojätteen erilliskeräyksen laajuudesta tehostettuun keräykseen. Jos biojätteen erilliskeräys halutaan laajentaa haja-asutusalueelle, olisi biojätteen keräyksen ja kuljetuksen KHK-päästörasitusta mahdollista vähentää lähes puoleen tyhjentämällä biojäteastiat ympäri vuoden kahden viikon välein. Kesällä tämä saattaa aiheuttaa tuholaiseläin-, bakteeri- ja hajuhaittoja. Harvemminkin suoritettu biojäteastioiden tyhjennys joka tapauksessa nelinkertaistaa keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHKpäästöt. Kuvassa 2 näkyy kuinka biojätteen erilliskeräyksessä käytettävä tyhjennysvälin vaikuttaa biojätteen keräyksen ja kuljetuksen aiheuttamiin KHKpäästöihin. 14 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi khk-päästöt kg (CO2 ekv)/t biojätettä 250 1 krt/ vko 200 kesällä 1 krt/vko, talvella 1 krt/ 2vko 1 krt/ 2vko 150 100 50 0 5≥ Huoneistoa kiinteistöllä 1≥ Kuva 2 Biojäteastioiden tyhjennysvälin vaikutus koko alueelta erilliskerättävän biojätteen keräyksestä ja kuljetuksista aiheutuviin KHK-päästöihin kerättävää biojäte tonnia kohden kun siirrytään nykyisestä keräyskattavuudesta tehostettuun erilliskeräykseen. 15 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 3 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi KÄSITTELYVAIHTOEHDOT Selvityksessä tarkasteltiin seuraavia vaihtoehtoisia käsittelytapoja: Mädätys Mädätys perustuu anaerobisissa ympäristössä toimivien mikrobien kykyyn hajottaa orgaanista ainesta. Prosessissa orgaaninen aines hajoaa vaiheittain synnyttäen lopputuotteena biokaasua sekä mädätyksessä hajoamatonta orgaanista ainetta sisältävää mädätettä. Biokaasun pääkomponentit ovat metaani ja hiilidioksidi. Hajoamisessa syntyvä energia sitoutuu suurelta osin biokaasuun. Biokaasun korkea metaanipitoisuus, noin 60 %, tekee siitä hyvin käyttökelpoisen polttoaineen. Mädätysprosesseja on käytössä monenlaisia ja niitä voidaan luokitella eri tavoin. Menetelmiä luokitellaan käsiteltävän seoksen kuivaainepitoisuuden mukaan märkiin, kuiviin ja puolikuiviin menetelmiin. Mädätysmenetelmissä on mahdollista käyttää mesofiilista (33 -38 °C) tai termofiilista (50 – 60 °C) lämpötilaa. Suljettu mädätysprosessi on teoriassa päästötön, mutta metaania saattaa päästä karkaamaan venttiileistä pieniä määriä (Myllymaa ym. 2008b). Metaanipäästöt ovat enemmänkin satunnaisia ja purkautuvaa määrää on erittäin vaikea arvioida. Sen takia sitä ei ole tarkasteltu tässä työssä. Tässä selvityksessä tarkasteltavat mädätysmenetelmät eroavat toisistaan, mutta yhteistä niille on lietteenkäsittelyn mahdollistaminen samassa prosessissa. Suunniteltavien laitoksien tarkastelussa ei voida vielä ottaa kantaa käytettävään mädätysmenetelmään. Käytettävä menetelmä ei vaikuta oleellisesti mädätyksessä tuotettavan energian määrään. Poltto Jätteen polttoon ja kaasutukseen on olemassa useita erilaisia tekniikoita, joiden käytettävyys kussakin tilanteessa vaihtelee olosuhteiden mukaan. Jätettä voidaan polttaa joko yksinään tai seospolttona. Jätteenpoltossa yleisimmin käytettyjä tekniikoita ovat arinapoltto, leijukerrospoltto, kaasutus sekä rumpu-uuni. Tyypillisin ja vanhin jätteenpolttoon sopiva tekniikka on arinatekniikka. Se on polttotekniikoista ainoa, jossa jätettä ei tarvitse esikäsitellä. Jäte palaa jatkuvatoimisesti arinalla, joita on kaupallisessa käytössä jo useita erilaisia. Tässä selvityksessä tarkastellaan biojätteen polttoa sekajätteen mukana Vantaalle rakennettavassa jätevoimalaitoksessa. Jätevoimalaitos tuottaa sähköä 525 GWh ja lämpöä 750 GWh vuodessa ja sen arvioidaan olevan käytössä vuonna 2014. Polttoaineena käytetään HSY:n ja Rosk`n Roll Oy Ab:n sinne toimittamaa lajiteltua sekajätettä. Jätteet poltetaan kahdessa arinalla varustetussa höyrykattilassa. Sähköä tuotetaan maakaasukäyttöisellä kaasuturbiinilla ja höyryturbiinilla. Jätteenpoltto aiheuttaa kasvihuonekaasupäästöjä ja jätepolttoaineelle voidaan laskea päästökerroin arvioimalla sen sisältämää ei-biohajoavaa osaa. Biojäte polttoaineena on täysin bioperäinen, joten sen poltosta aiheutuvia CO2 päästöjä ei lasketa kasvihuonekaasupäästöiksi. Poltosta aiheutuvia muita KHK-päästöjä ei tarkastella tässä selvityksessä, sillä biojätteen polton CH4 tai N2O päästöistä ei ole tutkimustietoa ja päästöt voidaan jätteenpolton päästötietojen nojalla olettaa marginaalisiksi. 16 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 3.1 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Mädätys Forssassa 3.1.1 Siirtokuormaus Käsittelyyn ohjautuva erilliskerätty biojäte kuljetetaan Munkkaalta Forssaan puoliperävaunullisella yhdistelmäajoneuvolla. Ajoneuvon kuormapaino on noin 30 tonnia. Nykyisellä jätemäärällä kuormia tarvitaan vuodessa 152 kpl ja laajennetussa erilliskeräyksessä saatavalla biojätemäärällä kuormia tarvitaan 208 kpl. Ajoreitin pituus Munkkaalta Forssaan on noin 85 km. Ajoa kertyy kuormaa kohden yhteensä 170 km. Ajoneuvo ajaa puolet täydellä ja puolet tyhjällä kuormalla. Ajoneuvon varikon oletetaan sijaitsevan Munkkaan jäteasemalla. Siirtoajosta aiheutuvat päästöt on laskettu VTT:n Lipasto -tietokannan päästötiedoista maantieajossa puoliperävaunulliselle rekalle, jonka kokonaismassa on 40 t ja kuormapaino 25 t. Tämä on jätteen siirtokuormaus ajoneuvoa parhaiten kuvaava ajoneuvo ja ajoreitin tyyppi. Päästöt on esitetty taulukossa liitteessä 1 taulukossa 1- 2. Siirtokuormauksessa vuosittain syntyvät päästöt on esitetty kummallekin keräyskattavuudelle taulukossa 8. Taulukossa esitettyjen tulosten sekä kappaleen 2 jätemäärätietojen perusteella saadaan siirtokuormauksen KHK-päästöiksi biojätetonnia kohden 5,4 kg/t. Taulukko 8 Biojätteen siirtokuormauksesta Munkkaalta Forssaan vuodessa aiheutuvat päästöt (kg/a) kun erilliskeräys toteutetaan nykyisessä laajuudessa (152 kuormaa) ja laajennettuna (208 kuormaa) Päästökomponentti CO2 ekv CO HC Nox PM CH4 N2O NH3 SO2 CO2 Päästöjä kg/a kuormia vuodessa (kpl) 152 208 24651 33733 2,97 4,07 0,44 0,60 98,2 134 0,79 1,08 0,037 0,051 0,85 1,17 0,13 0,18 0,16 0,21 24393 33380 3.1.2 Mädätys Forssan biokaasulaitos käsittelee vuodessa 33 600 tonnia biojätettä ja 22 400 tonnia yhdyskuntalietteitä. Mädätysprosessi on märkä ja toimii mesofiilisella lämpötila-alueella. Laitoksesta saatavaa biokaasua hyödynnetään kokonaisuudessaan yrityksen lämmityksessä ja sähköntuotannossa. Lisäksi sähköä myydään valtakunnan verkkoon. Muita käyttömahdollisuuksia on kaasun myyminen lähialueen teollisuuslaitoksille tai käyttäminen puhdistettuna autojen polttoaineena. Myös pumppaaminen Gasumin maakaasuverkkoon voi tulevaisuudessa olla mahdollista. 17 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Biokaasulaitoksessa jätteet homogenisoidaan sekä hygienisoidaan. Tämä mahdollistaa myös EU:n sivutuoteasetuksen mukaisen 3-luokan eläinperäisen jätteen hyödyntämisen lannoitekäytössä. Tehokkaan esikäsittelyn ansiosta kaupan ja kotitalouksien elintarvikkeet voidaan käsittellä myös pakkauksineen. Laitoksen nykyisellä käsittelykapasiteetilla, 56 000 tonnia vuodessa, biokaasuntuotto noin 4 miljoonaa m³, jonka energiasisältö 26 000 MWh vastaa noin 1000 omakotitalon energiankulutusta. Kapasiteettia voidaan kasvattaa 84 000 tonniin rakentamalla kolmas reaktori. Forssan biokaasulaitos on lietteen ja biojätteen yhteiskäsittelyyn sopiva laitos. Laitokselta saatujen tietojen mukaan mädätyksen syötteen laadulla ei ole merkitystä prosessin energiataseeseen. Näin ollen syötettävää biojäte- ja lietetonnia kohden energiankulutus ja –tuotanto voidaan olettaa yhtä suureksi. Mädätyslaitos käyttää prosessissa osan tuottamastaan sähköstä ja loppu myydään valtakunnalliseen sähköverkkoon. Prosessissa syntyvä lämpö käytetään laitosalueen tilojen lämmitykseen. Taulukossa 9 on kuvattu prosessin vuotuinen energiatase sekä energiatase käsiteltävää biojäte +lietetonnia kohden. Taulukko 9 Forssan biokaasulaitoksen energiatase vuodessa ja käsiteltävää biojäte+lietetonnia kohden. Sähkötuotto Sähkönkulutus Sähkö verkkoon Lämmöntuotto Korvattu lämpömäärä Vuodessa (GWh/a) Biojätetonnia kohden (kWh/t) 4,8 1,44 3,36 10 5 85,7 25,7 60,0 179 89,3 3.1.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset Taulukossa 9 esitetyn energiataseen mukaan mädätyksessä syntyvän sähkön ajatellaan tässä tarkastelussa korvaavan keskimääräistä pohjoismaista sähköä, jonka ominaispäästökerroin on 124 kg/MWh (liite 1, taulukko 1-3). Forssan laitosalueella hyödynnetty mädätysprosessin lämpö korvaa lämmitykseen käytettävää polttoöljyllä tuotettua energiaa 5 GWh:n edestä. Tästä voidaan käsittelykapasiteettien suhteessa biojätteellä tuotettavaksi jyvittää 3 GWh/a. Tavanomaisen öljylämmityskattilan hyötysuhde on noin 87 %, mikä tarkoittaa korvattavaa öljyn energiasisältöä 3,45 GWh/a. Polttoöljyn päästökerroin on 267 kg/MWh (liite 1, taulukko 1-3), jolloin vuosittain korvataan CO2-päästöjä 921 tonnia. Forssan biokaasulaitoksen KHK-päästötase nykyisellä biojätteen käsittelykapasiteetilla vuodessa sekä käsiteltävää biojätetonnia kohden on esitetty taulukossa 10. 18 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 10 Forssan biokaasulaitoksen KHK-päästöt vuodessa ja käsiteltävää biojätetonnia kohden Korvatut päästöt Sähkö Lämpö Yhteensä Vuodessa (CO2 ekv t/a) 250 921 1171 Biojätetonnia kohden (CO2 ekv kg/t) 7,4 27,4 34,9 3.1.4 Mädätteen hyötykäyttö Mädätyksessä syntyvälle mädätteelle ei ole jälkikäsittelyä. Mädäte säilötään aumoissa, josta se lähtee hyötykäyttöön maanparannusaineeksi lähialueen viljelijöille sellaisenaan. Mädäte voidaan myös kuivata linkoamalla, kompostoida ja käyttää mullan tuotantoon. Bioreaktorissa syntyvä mädäte on lähes hajutonta, joten se soveltuu siltäkin osin normaalia lietelantaa paremmin maanparannusaineeksi. Maanparannusaineen ei suoranaisesti voida katsoa korvaavan turvetta tai keinolannoitetta. Tämän takia hyötykäytölle ei voida laskea kasvihuonekaasupäästöjen hyvitysvaikutuksia. Maanparannusaineen käytön hyötyihin lasketaan maan viljelykäytön tehostuminen. Maanparannusaineen käytöllä voidaan jopa välttää maanviljelyssä tavanomaisesti käytettävät kesantovuodet. Forssan biokaasulaitoksella biojätteen ja yhdyskuntalietteen yhteiskäsittelyssä syntyy mädätettä vuodessa noin 22 000 tonnia. Mädätettä levitetään pelloille lannanlevityskoneilla noin 150 tonnia hehtaarille. Tällöin vuosittaiseen käyttöön riittää pellonparannusainetta 147 hehtaarille. Mädätteen hyötykäyttöä yleisesti on esitelty kappaleessa 3.3.5. 3.1.5 Yhteenveto: Mädätys Forssassa Länsi-Uudenmaan alueelta erilliskerättävän biojätteen käsittelyketjusta aiheutuvat KHK-päästöt ovat lähellä nollaa, kun biojäte käsitellään Forssan mädätyslaitoksessa. Selvityksessä esitettyjen laskelmien mukaan KHK-päästötase jää hyvitysten puolelle 0,73 kg (CO2 ekv) käsiteltävää biojätetonnia kohden. KHK-päästöhyvitykset syntyvät, kun prosessissa tuotettu sähkö korvaa verkkosähköä, jonka tuotantorakenteen on ajateltu vastaavan keskimääräistä pohjoismaista sähköntuotantorakennetta. Mikäli verkkosähkön korvausvaikutus olisi laskettu Suomen keskimääräistä tuotantorakennetta vastaavalla sähköntuotannon ominaispäästöllä, olisivat sähköntuotannolla saavutetut KHK-päästöhyvitykset kaksinkertaiset tässä esitettyihin arvoihin nähden. Forssan jätteenkäsittelykeskuksen alue lämmitetään yksinomaan mädätyksessä syntyvällä lämmölllä. Koska alueen rakennukset lämmitettäisiin muuten öljyllä, aikaansaadaan KHK-päästöhyvityksiä myös lämmöntuotannolle. Forssassa ei ole mädätteelle energiaa kuluttavaa jatkokäsittelyprosessia. Mädäte säilötään aumoihin, ellei sitä toimiteta suoraan maanparannusai19 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi neeksi pelloille. Biojätteen aumakompostointi saattaa aiheuttaa KHKpäästöjä metaani- ja dityppioksidipäästöjen muodoissa, mutta mädätteen aktiivisuudesta ei ole saatavilla kirjallisuustietoja. Tästä syystä mädätteen aumaamisen KHK-päästöjä ei ole huomioitu tässä tarkastelussa. Forssassa biojätteestä tuotettua mädätettä toimitetaan hyötykäyttöön maanparannusaineeksi lähialueen pelloille. Tälle hyötykäyttökohteelle ei ole laskettavissa KHK-päästöhyvityksiä puutteellisten kirjallisuustietojen takia. Hyötykäytöstä aiheutuvia KHK-päästöhyvityksiä ei ole siis huomioitu tämän selvityksen tarkasteluissa, sillä vastaavia mädätteen hyötykäyttöön liittyviä tietoja ei ollut saatavilla muista biojätteen käsittelyn vaihtoehtoisista prosesseista. Mikäli lopputuotteen hyötykäytön KHKpäästöhyvitykset olisi huomioitu tarkastelussa, olisi vaihtoehdon KHKpäästötase vielä enemmän hyvitysten puolella. Taulukkoon 11 ja kuvaan 2 on koottu biojätteen käsittelystä Forssan biokaasulaitoksella aiheutuvat KHK-päästöt käsiteltävää biojätetonnia kohden. Taulukko 11 KHK-päästötase RR:n biojätteen käsittelystä Forssan biokaasulaitoksella Päästölähde Keräys ja kuljetus (nykyinen laajuus) Siirtokuormaus Sähköntuotanto Lämmöntuotanto Yhteensä CO2 ekv (kg/t) 28,7 5,4 - 7,4 - 27,4 -0,73 Mädätys Forssassa 40 CO 2 ekv kg/t biojätettä 30 Lämmöntuotanto 20 10 Sähköntuotanto Päästöt Siirtokuormaus 0 -10 Päästö hyvitykset 1 Keräys ja kuljetus (nykyinen laajuus) -20 -30 -40 Kuva 3 KHK-päästötase biojätteen käsittelylle Forssan biokaasulaitoksella käsiteltävää biojätetonnia kohden. 20 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 3.2 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Mädätys ja kompostointi Espoossa 3.2.1 Siirtokuormaus Käsittelyyn ohjautuva erilliskerätty biojäte kuljetetaan Munkkaalta Espoon Ämmässuon mädätyslaitokselle puoliperävaunullisella yhdistelmäajoneuvolla. Ajoneuvon kuormapaino on noin 30 tonnia. Nykyisellä jätemäärällä kuormia tarvitaan vuodessa 152 kpl ja laajennetussa erilliskeräyksessä saatavalla biojätemäärällä kuormia tarvitaan 208 kpl. Ajoreitin pituus Munkkaalta Ämmässuolle on noin 35 km. Ajoa kertyy kuormaa kohden yhteensä 70 km. Ajoneuvo ajaa puolet täydellä ja puolet tyhjällä kuormalla. Ajoneuvon varikon oletetaan sijaitsevan Munkkaan jäteasemalla. Siirtoajosta aiheutuvat päästöt on laskettu VTT:n Lipasto -tietokannan päästötiedoista maantieajossa puoliperävaunulliselle rekalle, jonka kokonaismassa on 40 t ja kuormapaino 25 t. Tämä on jätteen siirtokuormaus ajoneuvoa parhaiten kuvaava ajoneuvo ja ajoreitin tyyppi. Päästöt on esitetty liitteessä 1 taulukossa 1-2. Siirtokuormauksessa vuosittain syntyvät päästöt on esitetty kummallekin keräyskattavuudelle taulukossa 12. Siirtoajosta aiheutuu KHK-päästöjä biojätetonnia kohden 2,24 kg CO2 ekv. Taulukko 12 Siirtokuormauksessa vuosittain syntyvät päästöt kun biojäte viedään Munkkaalta Ämmässuolle. Päästöjä kg/a Päästökomponentti CO2 ekv CO HC NOX PM CH4 N2O NH3 SO2 CO2 Kuormia vuodessa (kpl) 152 208 10151 13890 1,22 1,67 0,18 0,25 40,4 55,3 0,32 55,3 1,50 0,021 0,35 0,48 0,053 0,073 0,064 0,087 10044 13745 3.2.2 Mädätys HSY rakentaa biojätteen mädätyslaitoksen Ämmässuon jätteenkäsittelykeskukseen. HSY:n hallitus hyväksyi laitoksen hankesuunnitelman 11.6.2010. Mädätyslaitoksen arvioidaan valmistuvan koekäyttöä varten vuonna 2013 ja olevan luovutusvalmis vuonna 2014. Laitoksen käsittelykapasiteeti on 80 000 tonnia. Toiminnan alkaessa laitos käsittelee ainoastaan erilliskerättyä biojätettä. Vuodesta 2020 eteenpäin Ämmässuon biokaasulaitoksella varaudutaan käsittelemään myös jätevesilietteitä. 21 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Mädätyslaitoksen vaatimasta esikäsittelystä osa voidaan tehdä nykyisellä kompostointilaitoksella. Tämä vaatii laitteistoon valittavan prosessin edellyttämiä muutoksia. Biokaasu johdetaan jätteenkäsittelykeskuksen alueella olevaan kaasuvoimalaitokseen. 3.2.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset HSY rakentaa Ämmässuon kaatopaikan yhteyteen voimalaitoksen, jossa kaatopaikalta kerättävä kaasu hyödynnetään sähkön ja lämmön tuotannossa. Voimalaitoksella on mahdollista polttaa myös mädätyksessä syntyvää biokaasua, mutta todennäköisesti kaatopaikkakaasu tulee täyttämään koko kapasiteetin. Tällöin biojätteen mädätysprosessille tarvitaan oma kaasumoottori. Tällä hetkellä kaatopaikkakaasuista puolet hyödynnetään kaukolämmön tuotannossa ja loppu poltetaan soihdussa. Uusi voimalaitos koostuu kaatopaikkakaasun käsittelylaitoksesta, voimalaitosrakennuksesta, sähköntuotantoprosessista, neljästä kaasumoottorista ja sähkönsiirtoverkosta. Lisäksi voimalaitokseen rakennetaan uutta teknologiaa edustava ORC-prosessi, jolla tuotetaan kaasumoottorien pakokaasuista sähköä ja lämpöä. Voimalaitoksen kaasumoottorit ovat sähköteholtaan 3,6 MW ja lämpöteholtaan 4,2 MW. Kaasumoottorit ja ORC-prosessi tuottaisivat vuosittain noin 120 GWh sähköä yleiseen sähköverkkoon. Kaasumoottorien vuosittain kehittämä 104 GWh lämpömäärä hyödynnetään mahdollisuuksien mukaan kaatopaikka-alueen prosesseissa ja tilojen lämmityksessä. Biokaasulaitos tuottaa mitoitusarvoilla laskien sähköä 24 GWh/a. Laitoksen oma sähkönkulutus on 4 GWh/a. Kaikki tuotettu sähkö syötetään valtakunnan verkkoon ja oma kulutus ostetaan verkosta. Tällöin prosessin aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöhyvitykset voidaan laskea sähkötaseelle, 20 GWh/a. Kuten muissakin selvityksen sähkön hyvitystarkasteluissa myös tässä oletetaan korvattavan pohjoismaista keskimääräisen tuotantorakenteen mukaan tuotettua sähköä. Näin voidaan välttää 2480 tonnin KHK-päästöt vuodessa. Taulukossa 13 on esitetty Ämmässuon biokaasulaitoksen vuosittain aikaansaamat KHK-päästöhyvitykset kun laitoksen koko käsittelykapasiteetti täyttyy biojätteellä sekä KHK-päästöjen hyvitykset jotka syntyvät käsiteltävää biojätetonniakohden. Prosessi kuluttaa tuottamastaan lämmöstä noin kolmasosan. Loppuosalle ei Ämmässuon alueella ole toistaiseksi käyttöä, joten sillä ei saavuteta myöskään päästöhyvityksiä. Taulukko 13 Ämmässuon biokaasulaitoksen sähköntuotannon aikaansaamat KHK-päästöhyvitykset kun laitos käsittelee 80 000 tonnia biojätettä vuodessa Korvatut päästöt Sähkö Lämpö Yhteensä Vuodessa (CO2 ekv t/a) 2480 0 2480 Biojätetonnia kohden (CO2 ekv kg/t) 31 0 31 22 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi 3.2.4 Mädätteen käsittely Mädätteestä poistetaan kompostoinnin kannalta liiallinen vesi jonka jälkeen kuivattu mädäte siirretään kompostointilaitokselle jälkikompostointiin. Materiaaliin lisätään tukiainetta ja seos kompostoidaan olemassa olevan kompostointilaitoksen tunneleissa. Kompostointiaika on noin kaksi viikkoa. Mädätettä syntyy vuodessa noin 22 000 tonnia. Mädätteen jälkikompostoinnin sähkökulutus on laitoksen käyttäjältä saatujen arvioiden mukaan noin 20 kWh/t mädätykseen syötettävää biojätettä (Gareis 2010). Kun ajatellaan sähkön olevan pohjoismaisen tuotantorakenteen mukaisesti tuotettua, jonka ominaispäästökerroin on esitetty liitteessä 1, aiheutuu CO2-päästöjä käsiteltävää biojätetonnia kohden 2,48 kg. Laskut on esitetty taulukossa 14. Taulukko 14 Mädätteen jälkikompostoinnin sähkönkulutus ja siitä aiheutuvat KHK-päästöt. kapasiteetti (mädätykseen) (t/a) kompostointiin mädätettä (t/a) energiankulutus biojätettä kohden (kWh/t) KHK -päästöt biojätetonnia kohden (kg/t) Energiankuluts vuodessa (MWh/a) khk-päästöt vuodessa (t/a) 80000 22 000 20 2,5 1600 198 Kompostointilaitoksen kuormien siirtämiseen käytettävän pyöräkuormaajan päästöjä on arvioitu sen kuluttaman polttoaine määrän ja käytettävän polttoaineen ominaispäästöjen mukaan. Pyöräkuormaajan polttoaineenkulutus tiedot perustuvat kompostointilaitoksen kirjanpidosta saatuihin arvoihin. Pyöräkuormaajan polttoaineen kulutus nykyisillä biojätemäärillä on 50 000 litraa vuodessa. Koska kompostointilaitokselle syötetään mädätettä puolet nykyisen biojätteen massasta, voidaan pyöräkuormaajan polttoaineen kulutuksen olettaa pienentyvän puoleen. Näin ollen polttoaineen kulutus mädätettä kompostoidessa on 25 000 litraa vuodessa. Tästä saadaan käsiteltävää biojätetonnia kohden kulutukseksi 1,14 litraa. Pyöräkuormaajan CO2 ekv päästöt on laskettu VTT:n Lipastotietokannan ”Työkoneiden keskimääräinen päästö polttoainelitraa kohden vuonna 2008, pyöräkuormaaja” mukaan, jossa CO2 ekv päästöksi on määritelty 2 685 g/l. Laskujen tulokset on esitetty taulukossa 15. Taulukko 15 Pyöräkuormaajan polttoaineen kulutus ja tästä aiheutuvat KHK-päästöt. polttoaineen kulutus (l/a) mädätetonnia kohden (l/t) biojätetonnia kohden (l/t) CO2 ekv päästö (g/l) CO2 ekv päästö vuodessa (t/a) biojätetetonnia kohden (kg/t) 25000 1,13 0,31 2685 67 0,84 Biojätteen tunnelikompostoinnissa syntyy suoria KHK-päästöjä, suuruusluokaltaan 36,5 kg/t käsiteltävää biojätettä (Myllymaa ym. 2008a). Päästöt on esitetty liitteessä 2. Mädätettä ohjautuu kompostille 22 000 tonnia 23 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi vuodessa. Jos ajatellaan mädätteen kompostoinnin aiheuttavan biojätteen kompostoinnin kaltaiset KHK-päästöt, saadaan jälkikompostoinnin KHKpäästöksi noin 10 kg (CO2 ekv)/t biojätettä. Mädätteen aktiivisuuden ei kuitenkaan useiden lähteiden perusteella voida olettaa olevan yhtä suuri kuin biojätteen, sillä suurin osa hajoamisesta on tapahtunut jo anaerobisesti mädätysvaiheessa. Tästä syystä mädätteen jälkikompostoinnista aiheutuvia KHK-päästöjä ei ole otettu huomioon tässä tarkastelussa. 3.2.5 Mädätteen hyötykäyttö Pääkaupunkiseudulle suunnitellussa mädätyslaitoksessa lopputuotteena saadaan nykyisen biojätteen kompostoinnin lopputuotteen (kompostin) kaltaista kuivaa, hyötykäytettävää materiaalia. Biojätteestä valmiiksi kompostiksi YTV:n kompostointilaitoksella päätyy 35 %. Mädätyksen ja mädätteen kompostoinnin jälkeinen valmiin hyötykäytettävän kompostin saanto alkuperäisestä biojätesyötteestä on noin 27,5 %:a. Joissakin tutkimuksissa (Hogg 2007; Skoy 2006; Schleiss 2008, Myllymaa ym. 2008 a) kompostoidun mädätteen ravinnesisällön on arvioitu vastaavan kompostin ravinnesisältöä. Nykyinen HSY:n kompostointilaitos käsittelee vuodessa noin 50 000 tonnia biojätettä, josta syntyy noin 15 000 t eli 21 000 m3 valmista kompostia. Aumoissa kompostoitava puutarhajäte tuottaa vuosittain noin 2 800 t eli 4 000 m3 valmista kompostia. Kompostia siis syntyy vuosittain noin 17 800 tonnia (Gareis 2010). Kompostia käytetään multatuotteen raakaaineena, jolloin se korvaa turvetta ja keinolannoitetta. Tällöin oletetaan, että kompostin käytöllä multatuotteessa voidaan välttää turpeen otosta ja kuljetuksesta sekä lannoitteiden valmistuksesta aiheutuvat KHK-päästöt. Nykyisen Ämmässuon kompostointilaitoksen valmiin kompostin ravinnepitoisuuksien perusteella on laskettu sen korvaavan nykyisellä kompostointikapasiteetilla NPK-lannoitetta 125 tonnia ja turvetta 8438 tonnia vuosittain. Kemiallisen lannoitteen valmistamatta jättämisellä, kuten tässä tapauksessa ajatellaan, vältetään KHK-päästöjä 118 t/a. Lannoitteen valmistuksen päästöt on esitetty liitteessä 4. Turpeen korvaamisen päästöhyvitykset ovat 816 t/a, turpeen oton päästöt on esitetty liitteessä 3. Turpeen kuljetuksesta aiheutuvat päästöt, joita aiheutuisi nyt korvattavan turpeen kuljettamisesta multaprosessiin voidaan arvioida Lipasto – tietokannan määrittelemistä KHK-päästöistä maansiirtoautolle. Korvattavan turpeen kuljettamatta jättäminen säästää KHK-päästöjä 1921 t/a. (Virtavuori 2009) Lannoitteen valmistuksen KHK-päästöstä (liite 3) sekä turpeen oton päästöistä (liite 3) ja turpeen kuljetuksista multaprosessiin (Lipasto, maansiirtoauto) perusteella lasketut vuosittain vältettävät KHK-päästöt on esitetty taulukossa 16. Valmista kompostitonnia kohden vältetään noin 160 CO2 ekv kg päästöt. 24 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 16 Nykyisen Ämmässuon kompostointilaitoksen tuottaman valmiin kompostin hyötykäytöllä multatuotteen raaka-aineena vältettävät KHK-päästöt Turpeen otto (t/a) Turpeen kuljetus (t/a) Lannoitteen valmistus (t/a) Yhteensä (t/a) Kompostitonnia kohden (kg/t) 813 1921 120 2855 160 Mädätteestä syntyy valmista kompostia noin 66 % kompostointiin menevästä massavirrasta. Tarkasteltavassa mädätysprosessissa siis vuosittain saatava kompostimäärä on 14 520 tonnia. Vuodessa vältetyt KHK-päästöt ovat näin ollen 2329 tonnia, mistä tulee käsiteltävää biojätetonnia kohden 29 (CO2 ekv) kg. Taulukko 17 Mädätteen jälkikompostoinnissa syntyvän kompostin hyötykäytöllä multatatuotteen raaka-aineena vältettävät KHK-päästöt. Kompostia vuodessa (t/a) 14 520 Vältetyt khk-päästöt (kg/a) 2329 Biojätetonnia kohden (kg/t) 29 Mädätteen kompostin hyötykäytöllä saavutettavia KHK-päästöhyvityksiä ei oteta huomioon vertailtaessa eri mädätysprosessien KHK-taseita. Näin on menetelty siitä syystä, että mädätteen hyötykäyttökohteet saattavat vaihdella vuoden aikana. Lisäksi mädätteen hyötykäytölle ei jokaisessa tapauksessa ole määriteltävissä kvantitatiivista hyötyä. 3.2.6 Yhteenveto: Mädätys Ämmässuolla Länsi-Uudenmaan alueelta erilliskerättävän biojätteen käsittelyketjusta, kun biojäte käsitellään Ämmässuolle rakenteilla olevassa mädätyslaitoksessa, syntyy KHK-päästöjä yhteensä 3,25 kg (CO2 ekv) käsiteltävää biojätetonnia kohden. KHK-päästöhyvitykset syntyvät, kun prosessissa tuotettu sähkö korvaa verkkosähköä, jonka tuotantorakenteen on ajateltu vastaavan keskimääräistä pohjoismaista sähköntuotantorakennetta. Mikäli verkkosähkön korvausvaikutus olisi laskettu Suomen keskimääräistä tuotantorakennetta vastaavalla sähköntuotannon ominaispäästöllä, olisi KHKpäästöhyvitykset kaksinkertaiset tässä esitettyihin arvoihin nähden. Ämmässuolla ei toistaiseksi ole käyttöä prosessissa syntyvälle lämmölle, joten tuotetulle lämmölle ei myöskään voida laskea KHKpäästöhyvityksiä. Ämmässuon mädätyslaitoksella mädäte jatkokäsitellään kompostoimalla se tunnelikompostointilaitoksessa, jonka sähkönkulutus ja massan liikutteluun käytettävä pyöräkuormaaja aiheuttavat välillisiä KHK-päästöjä. Biojätteen tunnelikompostointi aiheuttaa myös suoria prosessipäästöjä, joiden aktiivisuudesta mädätteen kompostoinnissa ei ole kirjallisuustietoja. Koska mädätteen aktiivisuuden ei voida ajatella olevan läheskään bio25 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi jätteen kaltainen, ei biojätteen kompostoinnin päästöjä voida käyttää tarkastelun lähtötietona. Ämmässuolla biojätteestä tuotettua kompostia toimitetaan hyötykäyttöön mullan raaka-aineeksi, jolloin komposti korvaa muutoin mullassa käytettäviä raaka-aineita: turvetta ja keinotekoisesti tuotettua lannoitetta. Hyötykäytöstä aiheutuvia KHK-päästöhyvityksiä ei ole otettu huomioon, sillä vastaavia mädätteen hyötykäyttöön liittyviä tietoja ei ollut saatavilla muista biojätteen käsittelyn vaihtoehtoisista prosesseista. Mikäli lopputuotteen hyötykäytön KHK-päästöhyvitykset olisi otettu huomioon tarkastelussa, olisi vaihtoehdon KHK-päästötase negatiivinen. Taulukko 18 Länsi-Uudenmaan alueen biojätteen käsittelyn KHK-päästötase käsiteltävää biojätetonnia kohden, kun se käsitellään Ämmässuon mädätyslaitoksella Espoossa. Päästölähde CO2 ekv (kg/t) Keräys ja kuljetus (nykyinen laajuus) 28,7 Siirtokuormaus 2,2 Sähköntuotanto - 31 Jälkikompostointi 2,48 Pyöräkuormaaja 0,81 Yhteensä 3,25 Mädätys Espoossa 40 CO 2 ekv kg/t biojätettä 30 20 10 Pyöräkuormaaja Päästöt Jälkikompostointi Sähköntuotanto 0 1 -10 -20 Päästö hyvitykset Siirtokuormaus Keräys ja kuljetus (nykyinen laajuus) -30 -40 Kuva 4 Länsi-Uudenmaan alueen biojätteen käsittelyn KHK-päästötase käsiteltävää biojätetonnia kohden, kun se käsitellään Ämmässuon mädätyslaitoksella Espoossa. 26 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 3.3 3.3.1 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Mädätys Munkkaalla Siirtokuormaus Siirtokuormausta ei tarvita, mikäli erilliskerätty biojäte voidaan käsitellä Munkkaalla. Biojäte voidaan syöttää suoraan jatkuvatoimiseen mädätysprosessiin, jolloin siirtokuormauskontteja tai muita biojätteen säilytyksen välivarastoja ei tarvita. 3.3.2 Mädätys Tässä selvityksessä tarkastellaan biojätteen käsittelyä Munkkaalle rakennettavassa biokaasulaitoksessa. Tarkastelu on täysin teoreettinen, sillä suunnitelmia biokaasulaitoksesta ei toistaiseksi ole tehty. Mädätyslaitosinvestoinnin taloudelliseen kannattavuuteen vaikuttaa merkittävästi biokaasulle kaavailtu syöttötariffi. Työ- ja elinkeinoministeriön asettaman syöttötariffityöryhmän loppuraportti syyskuulta 2009 ehdottaa jopa 133,50 €/MWh syöttötariffia biokaasulla tuotetulle sähkölle 12 vuoden ajalla. Syöttötariffin tavoitehinta olisi 83,5 €/MWh ja biokaasulla tuotetulle sähkölle maksettaisiin lisätukea 50 €/MWh, kun kyseessä on yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto ja laitoksen kokonaishyötysuhde on vähintään 50 %. Munkkaalle ajatellaan rakennettavan biojätteen ja lietteen yhteiskäsittelyyn sopiva biokaasulaitos. Laitos on tyypiltään samankaltainen kuin Forssassa sijaitseva toiminnassa oleva biokaasulaitos. Näin ollen Forssan biokaasulaitoksen energia- ja massataseita on käytetty vastaamaan Munkaalle sijoitettavaa biokaasulaitosta. Koska Munkkaan biokaasulaitoksen käsittelykapasiteettia ei tiedetä eikä käsiteltävien lietteiden ja biojätteen suhteellisia osuuksia tunneta, käytetään laskennassa Forssan vastaavan laitoksen arvoja syötettyä biojätetonnia kohden. Munkkaan kaatopaikalla on kaatopaikkakaasun polttoon tarkoitettu mikroturbiini, jonka tuottamaa sähköä hyödynnetään mädätysprosessin sähkönkulutuksen kattamiseksi. Näin ollen mädätysprosessin tuottama sähkö syötetään kokonaisuudessaan valtakunnan verkkoon. Taulukossa 19 on esitetty Munkkaan mädätysprosessin energiatase käsiteltävää biojätetonnia kohden. Taulukko 19 Munkkaan mädätyslaitoksen teoreettinen energiatase Sähkötuotto (kWh/t) Sähkönkulutus(kWh/t) 85,7 25,7 Lämmöntuotto (kWh/t) 179 3.3.3 Energiantuotannon päästöhyvitykset Koska Munkkaan biokaasulaitos käyttää viereisen kaatopaikan kaatopaikkakaasusta tuotettua sähköä, joka luokitellaan hiilidioksidineutraaliksi (päästökerroin on nolla), voidaan koko biokaasulaitoksen tuottama sähkö syöttää verkkoon. Tällöin koko biokaasulaitoksen sähköntuotannolle voidaan laskea KHK-päästöhyvitykset. Kuten muissakin tämän tarkastelun vaihtoehdoissa, ajatellaan myös tässä verkkosähkön olevan tuotettu pohjoismaisen keskimääräisen tuotantorakenteen mukaan. Verkkoon syötetyn sähkön siis lasketaan korvaavan pohjoismaista verkkosähköä, jonka CO2-päästökerroin on 124 g/KWh. Näin saadaan sähköntuotannon KHKpäästöhyvitykseksi käsiteltävää biojätetonnia kohden 7,4 kg (CO2 ekv). 27 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Mädätysprosessissa tuotettu lämpö käytetään Munkkaan jäteasemalla omien rakennusten lämmitykseen. Vuonna 2009 rakennusten lämmitykseen tarvittiin energiaa noin 1,1 GWh, josta tuotettiin kaatopaikkakaasulla 0,8 GWh ja polttoöljyllä 0,3 GWh. Näin ollen kaikelle prosessissa syntyvälle lämmölle ei ole kysyntää tulevaisuudessakaan. Laskelmissa ajatellaan, että mädätyksessä syntyvällä lämmöllä korvataan öljylämmityksen osuus, eli 300 MWh/a. Kun lämmityskattilan hyötysuhde on 87 %, voidaan mädätysprosessi syntyvällä lämmöllä korvata öljyn sisältämää energiaa 340 MWh/a. Polttoölollessa 267 g/kWh, saadaan KHKjyn CO2-päästökertoimen päästöhyvityksiksi käsiteltävää biojätetonnia kohden 1,6 (CO2 ekv) kg. Taulukko 20 Korvatut KHK-päästöt biojätetonnia kohden Sähköntuotanto (CO2 kg/t) Lämmöntuotanto (CO2 kg/t) 7,4 1,6 3.3.4 Mädätteen hyötykäyttö Kuten Forssan, myös Munkkaalle teoreettisesti sijoitettavan mädätysprosessin lopputuotetteena syntyvää mädätettä hyötykäytetään todennäköisesti maanparannusaineena lähialueen pelloilla. Maanparannusaineen käytöllä vältettävää keinolannoitteiden tai turpeen käyttöä ei voida kvantitaavisesti analysoida. Yleisesti mädätteen hyötykäyttöä on esitelty kappaleessa 3.3.6. 3.3.5 Yhteenveto: Mädätys Munkkaalla Mikäli Länsi-Uudenmaan alueelta erilliskerätty biojäte käsitellään Munkkaalle rakennettavassa biokaasulaitoksesta, on käsittelyketjun aiheuttamat KHK-päästöt yhteensä noin 20 kg (CO2 ekv) biojätetonnia kohden. Käsittelemällä biojäte Munkkaalla vältetään siirtokuormauksesta aiheutuvat KHK-päästöt. Koska Munkkaan biokaasulaitosta on tarkasteltu teoreettisesti Forssan laitoksen energia- ja massataseiden perusteella, on sähköntuotannolle lasketut KHK-päästöhyvitykset yhtäsuuret kuin Forssassa tapahtuvassa mädätyksessä. Sähkötuotannon KHKpäästöhyvitykset on laskettu olettaen että korvattava verkkosähkö on pohjoismaisen sähköntuotantorakenteen mukaisesti tuotettua. Mikäli selvityksen laskelmissa olisi käytetty Suomen keskimääräisen sähköntuotantorakenteen mukaisia ominaispäästöjä, olisi korvattavat KHK-päästöt käsiteltävää biojätetonnia kohden kaksinkertaiset selvityksessä esitettyihin arvoihin nähden. Mädätysprosessin lämmöntuotannon KHK-päästöhyvitykset ovat esitettyjen laskelmien mukaan vähäisemmät kuin vastaavassa tilanteessa Forssan mädätyslaitoksella. Tämä on seurausta siitä, että Munkkaan jäteasemalla ei ole toistaiseksi kulutuskohteita lämmölle, joka syntyy mädätysprosessissa. Munkkaalla tuotetaan lämpöä kaatopaikkakaasusta, jonka saanto saattaa jossain vaiheessa heiketä. Kaatopaikkakaasun lisäksi Munkkaan jäteaseman lämmityksessä käytetään öljyä, jonka korvauksesta syntyvät tässä selvityksessä esitetyt KHK-päästöhyvitykset. Mikäli Munkkaan alueen lämmönkulutus lisääntyy ja kaatopaikan metaanintotanto ehtyy, päästään tulevaisuudessa merkittävämpiin lämmöntuotannon päästöhyvityksiin. Mädätysprosessissa syntyy lämpöä yhteensä 179 kWh/t käsiteltävää biojätettä. Jos ajatellaan kaikelle lämmölle löytyvän öljyä korvaava kulutuskohde, päästään KHK-päästöhyvitykseen 55 kg (CO2 ekv)/t käsiteltävää biojätettä. 28 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Laskelmissa ei otettu huomioon biojätteen käsittelyn lopputuotteena syntyvän mädätteen hyötykäytöllä saavutettavia KHK-päästöhyvityksiä. Mädäte voitaisiin käyttää ilman energiaa kuluttavaa prosessointia esimerkiksi peltolannoitteena, jolloin sillä korvataan keinotekoisia lannoitevalmisteita. Tällöin mädätteen hyötykäytölle laskettavat KHK-päästöhyvitykset vaikuttaisivat KHK-päästötaseeseen vähentämällä KHK-päästörasitusta. Taulukossa 21 ja kuvassa 5 on esitetty biojätteen käsittelyn KHK-päästötase, kun biojäte käsitellään Munkkaan teoreettisessa mädätyslaitoksessa. Taulukko 21 biojätteen käsittelyn KHK-päästötase, kun biojäte käsitellään Munkkaan teoreettisessa mädätyslaitoksessa. Päästölähde CO2 ekv (kg/t) Keräys ja kuljetus (nykyinen laajuus) Siirtokuormaus Sähköntuotanto Lämmöntuotanto Yhteensä 28,7 0 - 7,4 - 1,6 19,6 Mädätys Munkkaalla 35 30 CO 2 ekv kg/t biojätettä 25 20 15 10 Lämmöntuotanto Sähköntuotanto Päästöt Keräys ja kuljetus (nykyinen lajuus) 5 0 -5 Päästö hyvitykset 1 -10 -15 Kuva 5 biojätteen käsittelyn KHK-päästötase, kun biojäte käsitellään Munkkaan teoreettisessa mädätyslaitoksessa. 3.3.6 Yleistä mädätteen käytöstä Yleisesti mädätysprosesseissa syntyvä mädäte on ravinnepitoista ja soveltuu erinomaisesti käytettäväksi lannoitteena tai raaka-aineena erilaisissa maanparannusaineissa ja multatuotteissa. Ravinnesisällöltään mädätteen on todettu vastaavan tavanomaista biojätekompostia. Mädäte voidaan hyödyntää suoraan mädätysprosessin jälkeen, mikäli mädätys tapahtuu 29 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi termisellä lämpötila-alueella tai mikäli mädätysprosesissa on erillinen hygienisointiyksikkö. Hygienisointi on mahdollista suorittaa myös jälkikompostoinnissa. Biomassan käytöllä maanparannusaineena on monia positiivisia vaikutuksia. Biojätteestä valmistetulla humuksella voidaan korvata luonnon omia humusvaroja kuten multaa ja turvetta ja näin edistää luonnontalouden kannalta tärkeiden humusvarojen säilymistä. Näiden hyötyjen arviointiin ei kuitenkaan toistaiseksi ole löydettävissä teollisesti valmistettujen ravinteiden korvaamisen kaltaisia, kvantitatiivisia laskenta- ja arviointitapoja (Myllymaa ym. 2008a). Humuksen avulla peltojen kyky pidättää ravinteita ja estää niiden joutumista vesistöihin paranee. Lopullisia lannoitekäytön ympäristövaikutuksia arvioitaessa tulee ottaa erityisesti huomioon myös kompostin käytön pitkäaikaiset vaikutukset maaperään ja vesistöihin tarkempien ravinneanalyysien avulla. Erottelematonta, kosteaa, mädätysprosessin lopputuotetta on mahdollista kuivata termisesti ja tarvittaessa myös rakeistaa lannoitekäyttöön sopivaksi. Kuivausprosessi vaatii runsaasti lämpöä, jolloin mädätysprosessin synnyttämästä energiasta merkittävä osa voi kulua mädätteen jalostukseen jatkokäyttöä varten. Suomessa on toistaiseksi verrattain vähän ison kokoluokan yhdyskunnan biojätettä käsitteleviä mädätyslaitoksia. Tästä syystä Suomessa ei toistaiseksi ole syntynyt markkinoita mädätysprosessin lopputuotteille. Tilanne saattaa muuttua lähivuosina, kun biokaasun syöttötariffin voimaantulo kannustaa biojätteen mädätykseen perinteisen kompostoinnin sijaan. Maatilakokoluokan mädätys on jo yleistynyt Suomessa. Maaseudulla mädätettä hyödynnetään paikallisesti. Suomen ympäristökeskuksen POLKU-hankkeessa on ajateltu biojätekompostia käytettävän viherrakentamisessa, jossa sen on laskettu korvaavan kasvuturvetta. Tutkimusraportissa esitetyn laskennan mukaan turpeen korvauksella saavutetaan 37 CO2 ekv kg/t biojätettä päästövähennys (Myllymaa ym. 2008a). Mädätteen kompostin päästövähennys on mädätykseen syötettävää biojätetonnia kohden vähäisempi, sillä mädätykseen syötettävästä biojätteestä noin 30 % päätyy kompostoitavaksi, josta edelleen hyötykäytettävää kompostia saadaan noin 65 % mädäte syötteestä. 3.4 Poltto Vantaalla Kaikki Länsi-Uudenmaan sekajätteet toimitetaan energiahyötykäyttöön arviolta vuodesta 2014 lähtien, kun jätevoimala valmistuu Vantaalle. Vantaan Energian voimala tuottaa kaukolämpöä ja sähköä pääkaupunkiseudun ja Länsi-Uudenmaan jätteistä. 3.4.1 Siirtokuormaus Biojäte kerätään ja siirtokuormataan Munkkaan jäteasemalla sekajätteen mukana. Sekajätettä kerätään Länsi-Uudenmaan alueelta nykyisin noin 39 000 tonnia vuodessa. Biojätettä erilliskerätään alueella nykyisin noin 3900 tonnia vuodessa, joten siirtokuormattavan sekajätemäärän voidaan olettaa kasvavan 42 900 tonniin vuodessa. 30 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Sekajäte kuljetetaan Munkkaalta Vantaan Långmåssebergenissä sijaitsevalle jätteenpolttolaitokselle puoliperävaunullisella yhdistelmäajoneuvolla. Ajoneuvon kuormapaino on noin 30 tonnia. Nykyistä sekajätemäärää vastaavaan tilanteeseen nähden biojätteen kerääminen sekajätteen mukana aiheuttaa sekajätteen siirtokuormia lisää 131 kpl vuosittain. Ajoreitin pituus Munkkaalta Långmåssebergiin on noin 68 km. Ajoa kertyy kuormaa kohden yhteensä 136 km. Ajoneuvo ajaa puolet täydellä ja puolet tyhjällä kuormalla. Ajoneuvon varikon oletetaan sijaitsevan Munkkaan jäteasemalla. Siirtoajosta aiheutuvat päästöt on laskettu VTT:n Lipasto -tietokannan päästötiedoista maantieajossa puoliperävaunulliselle rekalle, jonka kokonaismassa on 40 t ja kuormapaino 25 t. Tämä on jätteen siirtokuormaus ajoneuvoa parhaiten kuvaava ajoneuvo ja ajoreitin tyyppi. Päästöt on esitetty taulukossa liitteessä 1 taulukossa 1-2. Siirtokuormauksen lisäyksestä aiheutuvat vuosittaiset päästöt on esitetty taulukossa 19. Sekajätteen siirtokuormauksen lisätarve aiheuttaa KHKpäästöjä 4,3 (CO2 ekv) kg biojätetonnia kohden. Taulukko 22 Biojätteen keräämisen sekajätteen mukana aikaansaama siirtokuormauksen tarve Vantaan jätteenpolttolaitokselle. Sekajätteen siirtoajoon kuormia lisää 131 kpl/a Päästökomponentti Päästöjä kg/a CO2 ekv 16951 CO 2,04 HC 0,30 Nox 67,5 PM 0,54 CH4 0,026 N2O 0,59 NH3 0,089 SO2 0,11 CO2 16774 3.4.2 Biojätteellä tuotettu energia Biojätteen merkitys energiantuotannossa polttoprosessissa on vähäinen sen kosteuspitoisuuden takia. Tavanomaisen yhdyskuntajätteen lämpöarvo on noin 11 MJ/kg. (YTV 2006). Kuvassa 6 on esitetty biojätteen lämpöarvon lasku kosteuspitoisuuden funktiona. Tavanomaisen erilliskerätyn biojätteen kosteus vaihtelee 65 prosentista 80 prosenttiin epähomogeenisuuden vuoksi. Sen takia biojätteen lämpöarvo on keskimäärin 3 MJ/kg. Biojätteen kosteus helpottaa arinan pitämisessä oikealla lämpötilaalueella, varsinkin jos syötteessä on esim. runsaasti korkean energiatiheyden muovijätettä. 31 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Kuva 6 Biojätteen lämpöarvo kosteuspitoisuuden funktiona (Wellinger ym. 2006) Taulukossa 23 on esitetty Vantaalle suunniteltavan jätteenpolttolaitoksen tuottama energia, kun laitoksessa poltetaan nykyisin Länsi-Uudenmaan alueella erilliskerättävä biojätemäärä, 3902 tonnia. Taulukko 23 Polttoprosessin parametrit ja Läni-Uudenmaan alueelta nyt erilliskerättävällä biojätteellä tuotettavissa oleva energia Biojätemäärä (t/a) Lämpöarvo (MJ/kg) Lämpöarvo (MWh/t) PA energia (MWh/a) Käyttöaika (h/a) Polttoteho (MW) Kattilan hyötysuhde Kattilan lämpöteho (MW) Kattilan Energia (GWh/a) Sähkö hyötysuhde Sähköteho (MW) Sähköteho (GWh/a) Lämpöteho (MW) Lämpöteho (GWh/a) 3902 3 0,83 3251 8000 0,41 0,85 0,35 2,76 0,25 0,086 0,69 0,26 2,07 Jätteen polttamisessa syntyy CO2-päästöjä sekä muita kasvihuonekaasupäästöjä. Jätteenpolton CO2-päästöt ovat osin bioperäisiä ja osin fosiilisia. Biojätteen poltosta syntyvät CO2-päästöt ovat bioperäisiä, joten niitä ei lasketa KHK-päästöiksi. Biojätteen polton CH4 ja N2O –päästöistä ei ole tutkimustietoa, joten niitä ei ole otettu huomioon tarkastelussa. Jätteenpolton CH4 –päästöt ovat noin 20 t/a, kun poltettava sekajätemäärä on 250 000 tonnia ja tämän energiasisältö 764 GWh/a (YTV 2006). Biojätteen energiasisältö on 3,25 GWh/a, eli 0,4 % sekajätteen sisältämästä 32 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi energiasta. Metaanipäästöt syntyvät polttoaine-energioiden suhteessa ja silloin 3900 tonnin biojätemäärän polttamisesta vapautuva CH4 päästö on 0,085 t/a. Tästä saadaan biojätetonnia kohden 0,02 kg, joka CO2 ekvivalenteiksi muutettuna on 0,5 kg. Biojätteen polton metaanipäästöt voidaan siis vähämerkityksellisinä jättää ottamatta huomioon. 3.4.3 Korvattu sähkö ja lämpö Pääkaupunkiseudun arinatekniikkaa käyttävä jätevoimalaitos tulee olemaan sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos. Laitos toimii lämmöntuotannon peruskuormalaitoksena, eli sen tuottamalla lämmöllä tullaan korvaamaan nykyistä alueen kaukolämmöntuotantoa. Voimala tuottaa lämpöä noin 750 GWh ja sähköä noin 525 GWh vuodessa. Lämmöntuotanto vastaa noin puolta Vantaan vuotuisesta lämmöntarpeesta. Polttoaineena voimalassa tullaan käyttämään HSY:n ja Rosk`n Roll Oy:n sinne toimittamaa syntypaikkalajiteltua sekajätettä. Lisäksi polttoaineena käytetään maakaasua, jolla lisätään voimalan energiatehokkuutta. Tässä on oletettu, että Länsi-Uudenmaan alueen biojätemäärän poltosta vapautuvalla energialla (0,69 GWh/a) korvataan keskimääräisen Pohjoismaisen sähköntuotantorakenteen mukaista sähköä, jonka CO2päästökerroin on 124 g/kWh. Tästä syntyvät päästöhyvitykset on esitetty taulukossa 24. Todellisuudessa korvattava tuotantomuoto riippuu aina vallitsevasta kuormitustilanteesta sekä perus- ja varavoimantuotannon rakenteesta. Sähköntuotannon korvausvaikutusta on pohdittu kappaleessa 1.5. Jätevoimalassa Länsi-Uudenmaan alueen biojätteen polton osuudella tuottaman lämmön (2,07 GWh/a) oletetaan korvaavan Vantaan Energian kaukolämmöntuotannon keskimääräistä rakennetta (liite 1), jonka CO2päästäkerroin on 284 g/kWh. Tästä syntyvät päästöhyvitykset on esitetty taulukossa 24. Näin menetellään siitä syystä, että tuotettu lämpö edustaa Vantaan Energian kaukolämmön peruskuormaa vuodesta 2014 alkaen. Peruskuorman kapasiteettilisäyksen ansiosta saatetaan pienempiä lämpölaitoksia käyttää harvemmin. Tämän takia ei voida olettaa korvattavaksi ainoastaan tavanomaista yhteistuotannolla tuotettua lämpöä. Todellisuudessa korvausvaikutukseen vaikuttaa myös alueen lämmönkysyntä, jota on mahdotonta ennustaa. Taulukko 24 Biojätteen poltosta saatava energia ja energiantuotannon aikaansaamat CO2-päästöhyvitykset Tuotettu energia GWh/a Päästövähennykset CO2 kg/t biojätettä CO2 (t/a) Sähkö 0,69 86 22 Lämpö 2,07 589 151 Yhteensä 2,76 675 173 33 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi 3.4.4 Yhteenveto: Poltto Vantaalla Jos Länsi-Uudenmaan alueen biojäte kerätään ja käsitellään Vantaan jätevoimalaitoksessa alueen sekajätteen mukana, on käsittelyketjulle laskettu KHK-päästötase hyvitysten puolella 169 kg (CO2 ekv) käsiteltävää biojätetonnia kohden. Tämä on seurausta biojätteen poltolla tuotettavan sähkön ja lämmön synnyttämistä päästöhyvityksistä. Sähköntuotannon päästöhyvitykset on laskettu oletuksella, että biojätteen poltolla tuotettu sähkö korvaa keskimääräisen pohjoismaisen tuotantorakenteen mukaisesti tuotettu sähköä. Jos korvausvaikutus olisi laskettu Suomen keskimääräistä sähköntuotantorakennetta vastaavilla ominaispäästöillä, olisivat sähköntuotannon aikaansaamat KHK-päästöhyvitykset kaksi kertaa suuremmat kuin tässä esitetyissä laskelmissa. Lämmöntuotannon päästöhyvitykset on laskettu oletuksella, että jätevoimalaitos tulee olemaan kaukolämmöntuotannon peruskuormalaitos ja tuotettu lämpö korvaa nykyistä Vantaan kaukolämmön tuotannon rakennetta. Jos jätevoimalan lämmöntuotannon ajatellaan korvaavan alueen lämmöntuotantoa koko kapasiteetillaan, syntyy tästä nykyiseen lähtötilanteeseen verrattuna sähköntuotantoon vajausta. Vajaus syntyy siitä, kun lämmönperuskuormaa tuottavan yhteistuotantolaitoksen sähköntuotannon ja lämmöntuotannon suhde (rakennusaste) on suurempi kuin jätevoimalalla. Tilanteessa, jossa kaikelle alueella tuotetulle lämmölle ei ole kysyntää joudutaan peruskuormaa tuottavan yhteistuotantolaitoksen lämpökuormaa lauhduttamaan mereen tai ilmaan tai vaihtoehtoisesti koko yhteistuotantoa supistamaan ylimääräisen lämmöntuotannon verran. Yhteistuotannon supistamisesta aiheutuu sähköntuotantoon vajausta, joka on tuotettava jollakin menetelmällä. Tätä yhteistuotannolla menetettyä sähköntuotantoa ei ole otettu huomioon tässä selvityksessä puitteissa. Siihen vaikuttaa tarkasteluhetkellä vallitseva tasapaino sähkömarkkinoiden tuotantorakenteessa ja lämmönkysyntä. Tarkastelua ei ole sidottu tiettyyn ajanhetkeen, joten tilannetta ei ole mahdollista arvioida riittävällä tarkkuudella. Jos lämmön- ja sähkötuotannon tasapainottaminen johtaa sähkövajeeseen, syntyy tämän seurauksena sähköntuotannosta KHKpäästöjä, jolloin tarkasteltavan käsittelyketjun KHK-päästötase jää esitettyä vähemmän hyvitysten puolelle. Tämä ei kuitenkaan ole oleellista vertailtaessa eri biojätteen käsittelyn vaihtoehtoja. Tämän työn tarkasteluissa jätteenpolttolaitoksessa tuotetulle sähkölle ja lämmölle oletetaan rajaton kysyntä. Vantaan Energian jätevoimalaitos tulee olemaan kaukolämmön peruskuormalaitos. Todellisuudessa pääkaupunkiseudun kaukolämmön kysyntää on vaikeaa ennustaa edes lähitulevaisuuteen, mutta sen voidaan olettaa kasvavan monestakin syystä. Lämpökuorman tarvetta kasvattaa alueen jatkuvasti lisääntyvä asukasmäärä, eli pääkaupunkiseudun yhteiskuntarakenteen tiivistyminen. Yhä useammat pientaloalueet ovat kiinnostuneita kaukolämpöverkkoon liittymisestä sähkön ja öljyn hintojen noustessa, mikä edelleen kasvattaa kaukolämmön peruskuorman tarvetta. Kaukolämmön peruskuormaa tuottavat lauhdevoimalat alkavat saavuttaa käyttöikänsä lähivuosina, jolloin uutta korvaavaa tuotantoa tarvitaan. Lisäksi on vielä hyvin mahdollista, että energiayhtiöt lisäävät tulevaisuudessa kaukojäähdytyksen tuotantoa, jolloin lauhteen ympärivuotinen tarve lisääntyy. Biojätteen sisältämällä energialla tuotetun lämmön voidaan kokonaisuudessaan ajatella korvaavan pääkaupunkiseudun keskimääräistä lämmöntuotantoa. Biojätteen käsittelyketjussa, jossa biojäte toimitetaan sekajätteen mukana polttoon, KHK-päästöjä syntyy ainoastaan siirtokuormauksesta. Biojätteen keräämisestä ja kuljettamisesta sekajätteen Munkkaan siirtokuormausasemalle ei ajatella aiheutuvan ylimääräisiä KHK-päästöjä. Todelli34 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi suudessa noin 10 % lisääntynyt sekajäteajon kuormapaino lisää jonkin verran keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvia KHK-päästöjä. Sekajätteen siirtokuormauksen ajatellaan tarkastelussa lisääntyvän biojätteen painoa vastaavan kuormamäärän verran. Taulukko 25 Biojätteen käsittelyketjun KHK-päästötase käsiteltävää biojätetonnia kohden, kun käsittely tapahtuu Vantaan jätevoimalaitoksessa. CO2 ekv kg/t biojätettä Päästölähde Keräys Kuljetus Siirtokuormaus (131 kuorman lisäys sekajäteajoon) Sähköntuotanto Lämmöntuotanto 0 0 4,36 - 22 -151 Yhteensä -169 Poltto Vantaalla 20 Päästöt 0 CO2 kg/t biojätettä -20 Päästö hyvitykset 1 -40 -60 -80 -100 -120 Lämmöntuotanto Sähköntuotanto Siirtokuormaus (131 kuorman lisäys sekajäteajoon) -140 -160 -180 -200 Kuva 7 Biojätteen käsittelyketjun KHK-päästötase käsiteltävää biojätetonnia kohden, kun käsittely tapahtuu Vantaan jätevoimalaitoksessa. 35 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 4 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi YHTEENVETO 4.1 Biojätteen käsittelymenetelmien vertailu Selvityksessä vertailtujen biojätteen käsittelyketjujen KHK-päästötaseet päästölähteittäin käsiteltävää biojätetonnia kohden on esitetty taulukossa 26 ja kuvassa 8. Taulukko 26 Vaihtoehtoisten biojätteenkäsittelyprosessien aiheuttamat KHKpäästöt lähteittäin (CO2 ekv) kg käsiteltävää biojätetonnia kohden. Keräys+kuljetus siirtokuormaus sähkö (sis polttoaineet) lämpötase Yhteensä Mädätys Forssa 28,7 5,4 -7,4 -27 -0,73 Mädätys Espoo 28,7 2,2 -28 0 3,3 Mädätys Munkkaa 28,7 0 -7,4 -1,6 19,6 Poltto Vantaa 0 3,7 -22,0 -151 -169 Poltto Vantaa Mädätys Munkkaa Keräys+kuljetus siirtokuormaus sähkö (sis polttoaineet) lämpötase Mädätys Espoo Mädätys Forssa -200 -150 -100 -50 0 50 CO2 ekv kg/t biojätettä Kuva 8 Vaihtoehtoisten biojätteenkäsittelyprosessien aiheuttamat KHK-päästöt lähteittäin (CO2 ekv) kg käsiteltävää biojätetonnia kohden. 36 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Selvityksessä tarkasteltiin neljän erilaisen biojätteen käsittelyketjun aiheuttamia KHK-päästöjä. Kolmessa tarkasteluun valitussa käsittelyketjussa biojätteen käsittely tapahtuu mädättämällä ja neljäs käsittelyketju johtaa biojätteen polttoon sekajätteen mukana jätevoimalaitoksessa. Kaikissa vaihtoehdoissa biojäte kerätään ja kuljetetaan Munkkaan jäteasemalle, josta se tarvittaessa siirtokuormataan käsittelylaitokselle. Ilmaston kannalta edullisimpaan KHK-päästötaseeseen päästiin vaihtoehdossa, jossa biojätteen erilliskeräys lakkautetaan ja biojäte kerätään ja kuljetetaan sekajätteen mukana polttoon Vantaalle rakennettavaan jätevoimalaitokseen. Tämä on seurausta jätevoimalaitoksen sähkön- ja lämmöntuotannosta, joilla korvataan fossiilisia polttoaineita ja aikaansaadaan KHK-päästöhyvityksiä. Erityisesti kaukolämmöntuotannon KHKpäästöhyvitykset ovat merkittävät biojätteen polton sisältävän käsittelyketjun KHK-päästötaseessa. Koska Vantaan jätevoimalaitos rakennetaan kaukolämmöntuotannon peruskuormalaitokseksi, ajatellaan siinä tuotettavan lämmön korvaavan nykyistä Vantaan kaukolämmön tuotantoa, joka tapahtuu pääosin fossiilisilla polttoaineilla. Biojätteen keräys- ja kuljetusajo on kaikissa biojätteen erilliskeräyksen sisältävissä käsittelyketjuissa suurin KHK-päästöjä aiheuttava käsittelyketjun osa. Biojätteen erilliskeräyksen lakkauttaminen ei aiheuta keräysja kuljetustarpeen lisäystä sekajäteajoon, mistä syystä polton KHKpäästötase jää reilusti hyvitysten puolelle. Siirtokuormauksen osuus käsittelyketjujen KHK-päästöistä jää huomattavasti varsinaista keräys- ja kuljetusajoa pienemmäksi. Tämä on seurausta siitä, että siirtokuormauksessa ajetaan aina täysiä kuormia ja ajosuorite koostuu pääosin maantieajosta, jolloin polttoainetta kuluttavia pysähdyksiä ja liikkeelle lähtöjä ei ole. Munkkaalla tapahtuvassa mädätyksessä ei siirtokuormausta tarvita, sillä erilliskerätty biojäte syötetään suoraan prosessiin. Biojätteen käsittelyketju, jossa käsittely tapahtuu mädättämällä Espoon mädätyslaitoksella, on mädätysvaihtoehdon sisältävistä käsittelyketjuista ilmaston kannalta edullisin. Erot mädätysprosessien KHK-päästötaseiden välillä johtuvat prosessin sähköntuotannosta sekä hyötykäyttöön päätyvästä lämmöntuotannosta. Selvityksessä haluttiin arvottaa sähköntuotantoa jokaisessa prosessissa siten, että verkkoon syötetyn sähkön ajateltiin korvaavan pohjoismaisen keskimääräisen tuotantorakenteen mukaista sähköä. Näin pyrittiin välttämään kovin suureksi muodostuvat KHKpäästöhyvitykset, joita saadaan korvattavan sähkön ollessa hiililauhteella tuotettua tai Suomen keskimääräisen tuotantorakenteen mukaista sähköä. Selvityksessä ei ole otettu huomioon biojätteen mädätyksen lopputuotteen hyötykäytöllä saavutettavia KHK-päästöhyvityksiä, joiden vaikutus mädätyksen KHK-päästötaseeseen on laskentatavasta riippuen kertaluokaltaan 4-60 CO2 ekv kg/t käsiteltävää biojätettä. Biojätteen käsittely mädättämällä mahdollistaa biojätteen käsittelyketjulle negatiivisen KHKpäästötaseen. Mädätteen hyötykäyttö tukee myös ravinteiden suljettua kiertoa maapallolla. 37 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 4.2 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Virhelähteet 4.2.1 Biojätesaanto Selvityksessä on oletettu, että Länsi-Uudenmaan alueen asukkailta erilliskerättävä biojätesaanto tulee kasvamaan 16 % nykyisestä. Oletuksen takana on tavoite nostaa saanto tälle tasolle. Toisaalta ruokajätteen määrää pyritään vähentämään samanaikaisesti, mikä saattaa vaikuttaa biojätteen kokonaissaantoa pienentävästi. Biojätesaannon lisääntyminen ei oletettavasti aiheuta muutostarpeita ja ajoreittien uutta suunnittelua, sillä nykyisessä tilanteessa biojäteautoja ei kerätä vuorojen aikana täyteen. Tehostettuun biojätteen keräykseen liitettäväksi tulevia uusia kiinteistöjä on arvioitu RR:n nykyisten sekajätteen keräyksen asiakastietojen perusteella. Biojätteen erilliskeräyksestä perittävä maksu saattaa vaikuttaa kotikompostointia lisäävästi eli oletettua biojätesaantoa vähentävästi, mitä ei ole otettu huomioon tarkasteluissa. 4.2.2 Keräys ja kuljetus Länsi-Uudenmaan alueen biojätteen erilliskeräysjärjestelmän ajosuorituksia arvioitiin ajokirjanpitotietojen perusteella. Käytössä oli tiedot biojätteen keräilyn vaatimista viikoittaisista ajokilometreistä reittiajossa urakka-alueilla 1 ja 2. Kuljetusajoa kultakin reitiltä Munkkaan jäteasemalle arvioitiin jokaisen reitin lähimmän pisteen etäisyytenä Munkkaalle. Todellisuudessa kuljetusajoon käytettävät kilometrit voivat olla jopa suuremmat, sillä kuljettajat saattavat tulla reitille kauempaakin. Biojätteen keräyksen ja kuljetuksen aiheuttamia KHK-päästöjä arvioitiin asiantuntijoilta saaduilla arvioilla biojätteen kuljetuskaluston keskimääräisestä dieselin kulutuksesta. Mukana oli myös keskiarvotietoja Espoon alueella biojäteautoon kytketystä polttoaineen kulutuksen seurantalaitteesta. Todellisuudessa polttoaineen kulutukseen sekä tätä kautta aiheutuviin KHK-päästöihin vaikuttaa oleellisesti myös kuljettajan ajotapa, jota ei ole voitu ottaa huomioon tarkasteluissa. Lohjan alueelta ei saatu tietoja biojätteen keräyksestä ja kuljetuksesta. Tästä syystä selvityksessä käytettiin pääkaupunkiseudun neljän urakkaalueen biojätteen kuljetusurakoitsijoilta saatuja ajokirjanpitotietoja ja näistä laskettuja keskiarvoja. Pääkaupunkiseudulla biojätteen keräys ja kuljetus kuluttaa dieseliä keskimäärin 7,4 litraa kerättyä biojätetonnia kohden. Tässä luvussa on mukana biojätteen kuljetus Ämmässuolle. Koska keskiarvot on laskettu neljältä alueelta, joiden sijainti Ämmässuohon nähden vaihtelee, voidaan sen olettaa kuvaavan biojäteurakoinnin keskimääräistä polttoaineen kulutusta koko pääkaupunkiseudun alueella. Selvityksessä on lähdetty oletuksesta, että Lohjan biojätteen erilliskeräykseen kuuluva kiinteistökanta, kaupunkirakenne sekä kiinteistökohtainen biojätesaanto vastaavat pääkaupunkiseutua. Lohjalla biojätteen keräykseen kuuluvien kiinteistöjen velvoiteraja on kuitenkin pienempi kuin pääkaupunkiseudulla. Sen takia kerättävää biojätetonnia kohden joudutaan ajamaan pidempi matka. Tämä johtaa siihen, että Lohjan alueen biojätekuljetuksista aiheutuvat KHK-päästöt on laskennassa arvioitu hieman alakanttiin. Toisaalta Munkkaan jäteasema sijaitsee Lohjalla, joten ajosuoritteesta kuljetusajon osuus voi olla pienempi kuin pääkaupunkiseudun tilanteessa, jossa biojäte ajetaan Ämmässuolle. 38 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Biojätteen erilliskeräyskattavuuden laajentamisen vaikutuksia keräilystä ja kuljetuksesta aiheutuviin päästöihin tarkasteltiin urakka-alueiden 1 ja 2 ajotietojen sekä polttoaineenkulutusarvioista lasketuilla keskiarvoilla. Urakka-alueilta 1 ja 2 saatiin nykyisten biojäteastioiden tyhjennystiedot, jolloin voitiin laskea keräysajon polttoaineen kulutus astiatyhjennystä kohden. Kun tiedettiin tehostetun biojätteen erilliskeräyksen tapauksessa mukaan liitettävien uusien kiinteistöjen lukumäärä ja oletettiin biojäteastioiden tyhjennys viikoittain, saatiin erilliskeräyksen tehostamisesta aiheuttama polttoaineen kulutuksen lisäys biojätteen keräilyajossa. Tässä siis oletettiin, että suurin osa polttoaineen kulutuksesta syntyy ajoneuvon liikkeelle lähdössä ja pysähdyksessä. Haja-asutusalueella biojäteastioiden välimatka on taajamaa pidempi, eikä tämän pidemmän astiavälin ajamisen polttoaineen kulutusta ole otettu huomioon laskennassa. Tämä johtaa siihen, että tehostetun biojätteen erilliskeräyksen haja-asutusalueen keräysajon päästöt on arvioitu hyvin maltillisesti, jopa alakanttiin. Tehostetun biojätteen erilliskeräyksen vaatimaa biojätteen kuljetustarve (keräysreitiltä Munkkaalle ja Munkkaalta keräysreitille) arvioitiin nykyisen sekajäteajon ja biojäteajon keräys- ja kuljetusajon ajokilometrien suhteena. Urakka-alueilta 1 ja 2 saatujen urakoitsijoiden ajokirjanpitotietojen mukaan sekajäteajoon kuluu kilometrejä keskimäärin 13-kertaisesti verrattuna biojäteajoon vastaavalla alueella. Tehostetussa biojätteen erilliskeräyksessä biojäteauto kiertää keräys- ja kuljetusajossa samat kiinteistöjen jätepisteet kuin sekajäteauto. Poikkeuksena tähän ovat kiinteistöt, joilta on tehty ilmoitus kotikompostoinnista. Tehostetun biojätteen erilliskeräyksen vaatiman keräysajon polttoaineen kulutusta arvioitiin jo edellä tyhjennettävien jäteastioiden lukumäärän ja astiaa kohden keskimäärin kuluvan polttoaineen perusteella. Kuljetusajoa arvioitaessa ajatellaan, että kotikompostoivat kiinteistöt sijaitsevat sekaisin alueella, jolloin biojäteauto joutuu ajamaan kuljetusajoa vastaavan määrän kuin saman alueen sekajäteauto. Todellisuudessa biojäteauto joutuu ajamaan jopa enemmän, sillä sekajäteastiat tyhjennetään osalta alueen kiinteistöistä kolmen viikon välein. Biojäteastiat tulee tyhjentää viikoittain tai talvella vähintään kahden viikon välein. Edellä esitetyin perusteluin oletettiin, että kuljetusajo Munkkaalta hajaasutusalueelle ja haja-asutusalueelta Munkkaalle on vähintään 12kertainen nykyiseen biojätteen kuljetusajoon verrattuna. Koko biojätteen erilliskeräyksestä aiheutuu näin ollen 13-kertaa enemmän ajorasitusta kuin nykytilanteessa. Biojätteen erilliskeräyksen keräyskattavuuden laajentaminen haja-asutusalueelle vaatii koko keräysjärjestelmän uudelleen optimointia. Selvityksessä käytettiin oletusta, että biojätteen kerääminen sekajätteen mukana ei lisää sekajätteen keräys- ja kuljetusrasitusta. Näin on oletettu, sillä biojätteen kerääminen sekajätteen mukana ei todennäköisesti lisää kerättävän jätteen tilavuutta, koska biojätteen ominaistiheys on korkean kosteuspitoisuuden ansiosta huomattavasti sekajätettä korkeampi. Sen sijaan yhden työvuoron ajoreitillä kerättävän sekajätteen kuormapaino kasvaa ja tästä aiheutuu lisäys kyseisien kuljetussuoritteen KHKpäästöihin. Tätä ei kuitenkaan huomioitu selvityksen tarkasteluissa, sillä se olisi vaatinut sekajäteajon reittien ja kuormapainojen tarkkaa analysointia koko Länsi-Uudenmaan alueella. Biojätteen erilliskeräyksestä luovuttaessa sekajätteen keräys- ja kuljetusreittien uudelleenoptimointi lienee tarpeellista. 39 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi 4.2.3 Käsittelymenetelmät Selvityksessä tarkastelluista mädätysprosesseita ainoastaan Forssan mädätyslaitos on todellisuudessa toiminnassa. Munkkaan mädätyslaitoksen oletettiin olevan Forssan laitosta vastaava ja Espoon mädätyslaitoksen prosessitiedot perustuvat alustaviin suunnitelmiin. Kaikista mädätysprosesseita saattaa vapautua metaania satunnaisina vuotoina. Näitä satunnaisia metaanipäästöjä ei ole huomioitu puutteellisten lähtötietojen takia tarkastelussa. Biojätteen polton metaanipäästöt on myös jätetty ottamatta huomioon, sillä ne on todettu sekajätteen polton metaanipäästöjä tarkastelemalla olevan häviävän pienet. Mädätysprosessien KHK-päästötaseessa merkittävintä on se, miten tuotettu sähkö ja lämpö käytetään hyödyksi ja erityisesti se, mitkä ajatellaan olevan korvattavan tuotannon KHK-päästöt. Sähköntuotannon ominaispäästöinä on tässä selvityksessä käytetty pohjaismaisen sähköntuotantorakenteen mukaisia CO2-päästöjä. Sähköntuotannon osalta ei ole huomioitu muita KHK-päästöjä, sillä kaikissa käsittelyketjuissa on käytetty sähköntuotannon ja kulutuksen päästölaskennassa samoja kertoimia. Näin ollen ne eivät muodostu selvityksen kannalta oleellisiksi. Korvattavan lämmöntuotannon, eli öljylämmityksen ja kaukolämmön, päästöistä on huomioitu puutteellisten lähtötietojen takia myös ainoastaan CO2-päästöt. Sähkön ja lämmön kulutuksen ja tuotannon KHK-päästölaskennassa CH4 ja N2O -päästöt ovat marginaalisia verrattuna näistä aiheutuviin CO2päästöihin. Tästä syystä niiden tarkastelun rajaaminen pois selvityksestä on perusteltua. Mädätyksessä syntyvän lopputuotteen käsittelyn tai sen prosessoinnin hyötykäytettäväksi materiaaliksi KHK-päästöjä ei ole sisällytetty KHKpäästötaseisiin. Näistä aiheutuvia päästöjä ei haluttu ottaa mukaan käsittelyketjujen vertailuun, sillä käyttökohteita on lukuisia ja tuotteen markkina on vasta muodostumassa. Mikäli mädätettä käytetään lannoitteena kohteessa, jossa sen käytöllä vältetään esimerkiksi keinolannoitteen tai turpeen käyttöä, voi KHK-päästöhyvitykisä syntyä laskentatavasta riippuen 4-60 (CO2 ekv) kg/t käsiteltävää biojätettä. 40 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy 5 Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi JOHTOPÄÄTÖKSET Selvityksessä arvioitiin biojätteen keräyskattavuuden vaikutuksia keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuviin KHK-päästöihin. KHK-päästöt laskettiin sekä nykyisten jätehuoltomääräysten mukaisella keräyskattavuudella että tehostetulla keräyskattavuudella, jossa biojätteen sijoittaminen sekajätteen sekaan kielletään kokonaan. Biojätteen erilliskeräyksen laajentaminen haja-asutusalueelle 7-kertaistaa keräyksestä ja kuljetuksesta aiheutuvat KHK-päästöt kerättävää biojätetonnia kohden. Ajosuoritteista aiheutuvaa KHK-päästökuormaa voidaan vähentää pidentämällä biojäteastioiden tyhjennysväliä. Biojätteen poltto sekajätteen mukana on ilmaston kannalta mädätysvaihtoehtoja parempi. Biojätteen poltto mahdollistaa biojätteen käsittelyketjulle negatiivisen KHK-päästötaseen. Tämä on seurausta poltossa syntyvän energian korvaamasta fossiilista energiantuotannosta. Kun jätteenpolttolaitos on energiantuotannon peruskuormalaitos, vaikuttaa sen KHKpäästöhyvityksiin alueen lämmönkysyntä. Pääkaupunkiseudun kaukolämmön kysyntä todennäköisesti kasvaa lähitulevaisuudessa, joten tässä tarkastelussa kysyntä on oletettu rajattomaksi. Biojätteen poltto ei aiheuta KHK-päästöjä juuri lainkaan, sillä poltossa vapautuvat CO2-päästöt ovat bioperäisiä eikä niitä sen vuoksi lasketa KHK-päästöihin. Biojätteen kuljetus sekajätteen mukana on mahdollista hoitaa nykyisellä järjestelmällä ilman lisäajoa, jolloin biojätteen erilliskeräyksen ajorasituksen KHKpäästöt vähenevät. Tarkasteltaessa biojätteen erilliskeräystä ja käsittelyä mädätyslaitoksessa, muodostavat biojätteen keräys ja kuljetus suurimman osan käsittelyketjun KHK-päästöistä. Jos biojäte siirtokuormataan jäteasemalla ja kuljetetaan suurina erinä käsittelylaitokselle alle 100 km etäisyydelle, ovat tästä aiheutuvat KHK-päästöt korkeintaan viidennes koko käsittelyketjun päästöistä. Mädätysvaihtoehtojen KHK-päästöissä suurimmat erot syntyvät siitä, miten prosessissa syntyvää sähköä ja lämpöä voidaan hyödyntää ja miten tämän tuotannon korvausvaikutus lasketaan. Jos biojätteen mädätyksessä syntyvää lämpöä voidaan hyötykäyttää paikallisesti lämmitykseen ja jos tällä korvataan fossiilista lämmöntuotantoa, on mädätyksen sisältävälle biojätteen käsittelyketjulle saavutettavissa negatiivinen KHKpäästötase. Jos tarkastelussa olisi otettu huomioon myös mädätteen hyötykäytöllä saavutettevat KHK-päästöhyvitykset, olisi mädätysprosesseille laskettavissa vieläkin negatiivisempi KHK-päästötase. Mädätteen hyötykäytöllä saavutetaan KHK-päästöhyvityksiä, kun mädäte korvaa keinotekoisesti valmistettuja lannoitteita tai turvetta esimerkiksi multatuotteen raakaaineena. Biojätteen mädätys mahdollistaa myös ravinteiden suljetun kierron maapallolla, joka on edellytys tulevaisuuden ravinnontuotannolle. Biojätteen käsittelymenetelmän valinnassa tärkeintä on sen taloudellinen kannattavuus. Usein mm. jätteenkuljetuksissa edullisin vaihtoehto johtaa suoraan myös pienempään polttoaineenkulutukseen ja tätä kautta pienempään päästökuormaan. Uusien laitosinvestointien kannattavuus ja toteutettavuus täytyy arvioida perusteellisesti kannattavuuslaskelmin. Biojätteen käsittelylaitokselle tarvitaan useimmiten myös YVA-menettely, jossa laitoksen koko elinkaaren ympäristövaikutukset selvitetään ja arvioidaan laajasti. 41 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Lähteet Asiantuntijahaastattelut: EC Tools Oy, SITA Finland Oy, Tapiolan Lämpö Oy Gareis Christoph (HSY), kirjallinen tiedonanto 03/2010. Hogg Dominic, Barth Josef, Schleiss Konrad, Favoino Enzo, (2007). Dealing with the food waste in UK. Eunomia. 65 s Länsi-Uudenmaan jätehuoltomääräykset 28.2.2007 Myllymaa Tuuli, Moliis Katja, Tohka Antti, Isoaho Simo, Zevenhoven Maria, Ollikainen Markku, Dahlbo Helena, (2008a). Jätteiden kierrätyksen ja polton ympäristövaikutukset ja kustannukset – jätehuollon vaihtoehtojen tarkastelua alueellisesta näkökulmasta. 192 s. Suomen ympäristö 39/2008. Myllymaa Tuuli, Moliis Katja, Tohka Antti, Rantanen Pirjo, Ollikainen Markku, Dahlbo Helena (2008b). Jätteiden kierrätyksen ja polton käsittelyketjujen ympäristökuormitus ja kustannukset, Inventaarioraportti. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 28/2008. 82 s. Rytkönen Tuula, 2009. Selvitys biohajoavista yhdyskuntajätteistä ja muista kaatopaikka-asetuksen täytäntöönpanoon liittyvistä seikoista vuodelta 2008. Suomen ympäristökeskus. Schleiss Konrad (2008). GHG savings from biological treatment and application of compost. ORBIT 2008 conference. Wageningeng, Netherlands. Skoy Oy (2006). Biojätteen käsittelyn yleissuunnitelma. 1282-C5805. Suunnittelukeskus Oy Solomon Susan, Qin Dahe, Manning Martin, ym. (2008). IPCC report. http://www.ipcc.ch/pdf/assessment[Verkkojulkaisu]. Saatavilla: report/ar4/wg1/ar4-wg1-ts.pdf Virtavuori (2009). Biojätteen käsittelyvaihtoehdot pääkaupunkiseudulla – Kasvihuonekaasupäästöjen vertailu. Diplomityö. VTT TYKO (Työkoneiden päästöt), saatavilla: http://lipasto.vtt.fi/yksikkopaastot/muut/tyokoneet/diesel_a_k.htm Wellinger Arthur, Edelmann Werner, Schmid Martin, Wochele Jörg, Angele Hans-Christian. (2006). Energieproduktion aus Küchenabfällen, Ein Vergleich der Vergärung mit der Verbrennung in KVA. Biomasse Schweiz. 31 s. YTV (2006). Jätteiden energiakäytön mahdollisuudet pääkaupunkiseudulla ja sen lähialueilla, Pääkaupunkiseudun julkaisusarja C2006:1 42 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi LIITE 1 PÄÄSTÖKERTOIMIA Taulukko 1-1 Dieselin ominaispäästö (g/l) katuajossa EURO 4 ajoneuvotyypeillä eri kuormilla (Mäkelä 2010). CO HC Nox PM CH4 N2O NH3 SO2 CO2 CO2 ekv. tyhjä 0,7 0,0 12,6 0,2 0,0 0,2 0,0 0,0 2666,7 2715,8 50 % 0,6 0,1 13,2 0,2 0,0 0,1 0,0 0,0 2662,3 2706,1 täysi 0,5 0,1 13,6 0,1 0,0 0,1 0,0 0,0 2655,7 2699,6 Taulukko 1-2 Puoliperävaunu (EURO 4: massa 40 t, kantavuus 25 t) päästöt (g/km) (Lipasto-tietokanta, VTT) CO HC Nox PM CH4 N2O NH3 SO2 CO2 CO2 ekv. tyhjä 0,1 0,017 3,6 0,026 0,0014 0,028 0,005 0,0051 800 809 70 % 0,121 0,017 3,9 0,032 0,0015 0,035 0,005 0,0064 1001 1012 täysi 0,13 0,017 4 0,035 0,0015 0,038 0,005 0,0069 1088 1099 Taulukko 1-3 Ominaispäästöjä (kg/MWh) Suomen ka. sähköntuotanto 274 Pohjoismainen ka. sähköntuotanto Kevyt polttoöljy (lämmitysöljy) 124 267 (Tilastokeskus, Kurnitski 2009) (Energiateollisuus) Labelling- Suositus sähkön tuoteselosteeksi 2008 (Tilastokeskus) 43 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi Taulukko 1-4 Vantaan Energian kaukolämmön tuotannon CO2-ominaispäästöt vuodelta 2007 (Vantaan Energia 2007) Voimalaitos Lämpö (GWh) Sähkö (GWh) CO2 (t) Lämmönt. CO2(t) Martinlaakso Oma käyttö Hakunila Koivukylä Katriina Fazer Maarinkunnas Metsola Pähkinärinne Viinikkala HK-Ruokatalo Yhteensä 1535 738773 438810 67 2 6 29 65 0 0 3 17 1724 1024 25,3 0 0 0,2 0 0 0 0 0 0 1050 15030 6807 3114 6875 14328 0 0 1217 3643 789787 15030 6807 3013,5 6875 14328 0 0 1217 3643 489723 CHP Lämpöä 89 % Lämmöntuotannon ominaispäästö g/kWh 284,1 Koko energiantuotannon ominaispäästö g/kWh 284,8 44 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi LIITE 2 Taulukko 2-1 Kompostoinnin suorat KHK-päästöt ja bioperäiset CO2-päästöt biojätetonnia kohden (Myllymaa ym. 2008b). Päästölähde Päästö (kg/t) CO2 ekv (kg/t) 87,3 0 CH4 0,987 20,7 N2 O 0,051 15,81 CO2 (Bioperäinen) Yhteensä 36,5 45 ROSK’N ROLL OY AB FCG Finnish Consulting Group Oy Biojätteen erilliskeräyksen elinkaarianalyysi LIITE 3 Taulukko 3-1 Turpeen oton KHK-päästöt( kg/t) (Myllymaa ym. 2008b) CO2 87,287 CH4 0,138 N2 O 0,02 CO2 ekv. 96,385 Taulukko 3-2 Yhdistelmälannoitteen (Y4 )valmistuksen KHK päästöt (kg/t)(Grönroos & Voutilainen 2001) CO2 493 CH4 0,127 N2 O 1,51 CO2 ekv 946,36 Taulukko 3-3 Salpietarin valmistuksen päästöt (kg/t) (Grönroos & Voutilainen 2001) CO2 447,9 CH4 0,0006 N2 O 1,7 CO2 ekv 954,52 46
© Copyright 2024