Ajankohtaisia tuhkan käytön kehittämistarpeita metsälannoituksessa ja maarakennuksessa

Vaikka tuhkan käyttöä on pitkään kehitetty eri kiertotalouden tarkoituksiin maarakennuksessa ja metsälannoituksessa, kehittämistarpeelle ei näy päätepistettä. Kiertotalouden kannalta olisi hyvä, että mahdollisimman suuri määrä puun poltosta syntyvästä tuhkasta päätyisi lannoitteena takaisin hyödyttämään puuston kasvua ja hiilensidontaa. Samoin olisi järkevää, että mahdollisimman suuri osa lannoitukseen kelpaamattomasta tuhkasta hyödynnettäisiin maarakennuksessa.

Metsälannoitus on kiertotaloutta parhaimmillaan

Viimeaikaisten lehtitietojen mukaan typpilannoitteilla tehtävä kasvatuslannoitus herättää tällä hetkellä vain hyvin laimeasti kiinnostusta. Syynä ovat voimakkaasti kohonneet kustannukset. Sen sijaan tuhkalannoituksille olisi nyt tilausta. Tämä näkyy Yaran myyntipäällikkö Henry Mantsisen mukaan kysynnän kasvuna. Erityisesti Metsähallitus Metsätalous Oy ja isot metsäfirmat toimivat tällä hetkellä tuhkalannoituksen lisäämisen vetureina. Yksityismetsätaloudessa taas Kemera-tuen merkitys on suuri suometsien terveyslannoituksen lisääjänä. Suometsätaloudessa tuhkalannoituksen etuina voidaan nähdä sen merkitys puuston kasvun ja samalla hiilensidonnan lisääntymisessä. Samalla kuivatusta ylläpitävä puuston haihduntapotentiaali kasvaa, jolloin on mahdollista esimerkiksi siirtää ojien kunnostusväliä pidemmälle ja siten vaikuttaa metsätalouden vesiensuojeluun.

Tuhkapohjaisten kierrätyslannoitteiden valmistuksessa käytetään bioenergian tuotannossa syntyviä tuhkia. Tuhkan lannoitekäyttökelpoisuutta valvotaan lannoiteasetuksen edellyttämillä analyyseillä. Tuhkan tuottajilta edellytetään vuosittaista tuhkan tarkkailua analyysein, kun tuhkaa tarjotaan lannoitekäyttöön. Useimmat tuhkapohjaisia lannoitteita valmistavat tuottajat teettävät vastaanottamistaan tuhkista vastaavia analyysejä ennen lannoitteiden valmistamista varmistuakseen tarvittavista lisäravinteista lannoitteiden valmistusprosessissa. Laadunvalvonnalla pystytään näin varmistamaan lopputuotteen ravinnesisältö ja käyttökohdesoveltuvuus.

Markkinoilla on jo tällä hetkellä Yaran kasvatuslannoitteita ja terveyslannoitukseen soveltuvia tuhkapohjaisia kierrätyslannoitteita metsiin. Lisäksi kehitteillä on tuhkapohjaisia orgaanisia lannoitteita, joissa typpilisäys saadaan aikaan lisäämällä kompostia tuhkan joukkoon. Tuotteen rekisteröity tavaramerkki on nimeltään Putretti. Tuotteen pääraaka-aine on komposti, johon lisätään puun polton yhteydessä syntyvää tuhkaa. Nämä aineet yhdistämällä syntyy orgaaninen lannoite, jonka laatu vastaa kaupallista NPK-lannoitetta. Putrettia kehitetään edelleen kahdessa hankkeessa Aalto-yliopiston ja Lahden kehitysyhtiön, LADEKin vetäminä. ”Tällä hetkellä ovat meneillään taimikasvatuskokeet”, kuvaa kehittämisvaihetta tutkija Hanna Vanhanen, Aalto-yliopistosta.

Tuhkan käytön pullonkaulat maarakennuksessa

Tuhkan taloudellinen käyttö maarakennuksessa on riippuvainen kuljetuksista. Tuhka ei siedä pitkiä kuljetusetäisyyksiä. Taloudellinen maksimi tulee helposti vastaan jo 30-50 kilometrin etäisyydellä. Sata kilometriä on ehdoton kipuraja siitäkin huolimatta, että itse raaka-aine – tuhka olisi ilmaista. Kuljetuskustannukset sanelevat käytön kannattavuuden. Tuhkan tarve määräytyy käyttötavan mukaan.

Mikäli tuhkaa käytetään tierungon päällä massiivirakenteena, tiivistettynä tuhkapatjana, on varauduttava useiden satojen tuhkatonnien kuljetukseen tiekilometriä kohti. Jos taas käytetään metsätien päällysrakenteessa tuhka-murske-seosta, tuhkan tarve on huomattavasti vähäisempi tiekilometriä kohti. Seos saa sisältää enintään 30 paino-% tuhkaa. Tuhkan sekoittamista murskeeseen kannattaa harkita tehtäväksi murskeasemalla. Toimenpide helpottuu MARA-asetuksen soveltamisohjeen päivityksen myötä. Asetusta ollaan päivittämässä siten, että satunnainen tuhka-murske-seoksen valmistaminen murskeasemalla voisi sisältyä MARA-asetuksen mukaiseen rekisteröinti-ilmoitukseen välivarastoinnista. Mikäli tuhka-murske-seoksen valmistus on jatkuvaa, tarvitaan murskeasemalle tuhkan käyttöä koskeva ympäristölupa.

Sähköinen uusi MARA-ilmoitus saa käyttäjiltä kehuja. Ilmoituksen laadinta käy tottuneelta käyttäjältä nopeasti. ”Ilmoituslomake ohjaa käyttäjää erinomaisesti. Jos tuhka on kelvollista ja asiat lomakkeella kunnossa sekä tarvittavat liitteet kohdallaan, ilmoituksen tekee parissa tunnissa ja kuittauksen ilmoituksen vastaanottamisesta saa ELY-keskukselta vuorokaudessa” kertoo Yaran myyntipäällikkö Ari Petäjistö.

Maarakentamiseen liittyviä tuhkan käytön pullonkauloja jää silti edelleen. Tuhka-mursketien MARA-asetuksen mukaiset raskasmetallipitoisuuksien raja-arvot ovat edelleen tiukat. Läheskään kaikkien pienten lämpölaitosten tuhkat eivät täytä kyseisen käyttötarkoituksen mukaisia vaatimuksia. Tästä syystä ns. ”lähituhka -periaate” ei kaikilta osin toimi. Vaikka lämpölaitoksia on runsaasti, käyttökohteen lähialueelta saattaa löytyä vain yksi tai parhaassa tapauksessa muutama laitos, joidenka tuhka täyttää asetuksen mukaiset vaatimukset. Tämän takia kohteella hyödynnettävän tuhkan määrä voi jäädä todella pieneksi. Toisaalta osa MARA-asetuksen mukaiseen käyttöön kelpaamattomista tuhkista saattaa soveltua lannoitekäyttöön, jolla on suhteessa lievemmät raskasmetallipitoisuusvaatimukset.

Perinteisen tie- ja kenttärakentamisen lisäksi on tullut viime vuosina yhä kasvava alue eli tuhkan käyttö hallikohteiden rakentamisessa. Näissä kohteissa on usein isot piha-/varasto-/pysäköintialueet, jotka vaativat pohjarakentamiselta hyvää routaeristävyyttä ja tietenkin edullista hintaa. Rakeistetulla tuhkalla on toteutettu Pirkanmaalla vuonna 2021 tusinan verran halliprojekteja, joissa tätä materiaalia on hyödynnetty hallikohteen väylissä, kentissä ja myös hallien alapohjien täytöissä. Hyödyntäminen vaatii vain MARA-ilmoituksen paikalliselle ELY-keskukselle. Tarvittaessa tuhkan jalostaja voi hoitaa tämän ilmoituksen täyttämisen.

Viime vuonna käyttöön otettu Materiaalitori -sovellus voi auttaa toimijoita löytämään oikeaa tuhkalaatua oikeaan paikkaan. Materiaalitoria kehitetään vuoden 2022 aikana siten, että se hyödyntää paikkaan sidottua tietoa paremmin. Tämä ominaisuus parantaa sovelluksen käyttömahdollisuuksia. Materiaalitori-sovellusta pitää tehdä entistä enemmän tunnetuksi erityisesti tuhkan käytöstä kiinnostuneiden maarakennusurakoitsijoiden keskuudessa.

Viime aikoina on kehitetty myös tuhkapohjaisia sideaineita maarakennukseen. Toistaiseksi aineet eivät ole yrityksistä huolimatta saaneet statusta MARA-asetuksen mukaiseen ilmoitusmenettelyyn ja niiden käyttö edellyttää ympäristölupaa. Mielenkiintoinen kokeilu on ollut meneillään Porin satamassa Ecolan Oy:n entisen toimitusjohtajan, Hannu Tukiaisen vetämänä. Hän on muutaman yhteistyökumppanin kanssa kehittänyt sideainetta sorateiden kunnostukseen. Sideaine on tuhkapohjainen, johon on lisätty kalkkia ja tarpeen mukaan kipsiä. Sideaine levitetään tien pinnalle ja jyrsitään rakenteeseen 20-30 cm syvyyteen. Päälle levitetään normien mukainen kerros mursketta päällysrakenteeksi. Lopputuloksena on kehittäjän mukaan erittäin kantava rakenne. Sideaineen käyttö edellyttää vielä kehitystyötä ja seurantatutkimuksia, jotta se täyttäisi esimerkiksi käytettävyyttä helpottavan MARA-asetuksen mukaiset vaatimukset.

Miten tuhkaa raaka-aineena voitaisiin kehittää?

Tuhka on lämpölaitoksilla vain sivutuote, jonka kehittämiseen on mahdollista panostaa vain rajallisesti. Pelkän tuhkanlaadun parantamisen vuoksi polttoprosessia ei hevin muuteta. Lämmöntuotannon polttoainevalikoima on murroksessa. Turve on ollut tähän saakka erinomainen polttoaine ja poltossa katalyytti hakkeen seassa. Turvetuotantoa ollaan ajamassa voimakkaasti alas. Tällä hetkellä turvetta nostetaan vain ehkä kymmenes osa siitä, mikä määrä oli vielä pari-kolme vuotta sitten. Esimerkiksi valtakunnan johtava turvetuottaja Neova Oy, entinen Vapo Oy, on lopettamassa energiaturpeen noston kokonaan vuoden 2022 aikana.

Puupolttoaineen suhteellisen määrän kasvaessa syntyvän tuhkan määrä pienenee, koska turvetta poltettaessa tuhkaa on syntynyt monin verroin enemmän. Turpeen käytön vähentäminen johtaa siihen, että ulkopuolisen rikin tarve kasvaa polton yhteydessä. Puupolttoaineen lisääntyminen näyttää johtavan liukoisen sulfaatin lisääntymiseen tuhkassa. Tällä taas on heijastusvaikutuksia tuhkan MARA-kelpoisuuteen ja voi johtaa siihen, että tuhka ei enää kelpaa maarakennustarkoituksiin pelkällä MARA-ilmoituksella vaan tarvitaan ympäristölupa. Puupolttoaineen lisääntyminen toisaalta kasvattaa lannoitukseen soveltuvan tuhkan määrää, mikä on kiertotalouden kannalta positiivista.

Viime aikoina on ollut nähtävissä, että jalostuskäyttöön vastaanotettavan tuhkan laatuvaatimukset ovat kiristymässä. Tuhkan tuottajan on reagoitava tilanteeseen varmistaakseen tuhkan hyödyntämismahdollisuuksien säilymisen. Tämä vaikuttaa lämpölaitosten toimintaan ja johtaa polttoprosessien muutoksiin, jotta pystyttäisiin vastaamaan kiristyneisiin laatuvaatimuksiin.

Turpeen osuuden väheneminen lisää puun kysyntää ja samalla energiapuun sekä ainespuun välisen hintakilpailun kovenemista. Polttoaineen saatavuuden varmistamiseksi on laajennettava hankintaympyrää lämpölaitoksen ympärillä. Tämä johtaa väistämättä tilanteeseen, jossa eri laitosten ympärille piirretyt ympyrät leikkaavat toisiaan ja syntyy uudenlaista kilpailua laitosten välille raaka-ainejaosta. Kaikissa tapauksissa edellä mainituilla toimilla on heijastusvaikutuksia tuotettavan energian hintaan, toteaa polttoaineiden hankintapäällikkö Matti Voutilainen Kuopion Energia Oy:stä.

Turpeen väheneminen polttoainevalikoimassa näkyy myös siten, että tulevaisuudessa on pakko lisätä kierrätyspuun osuutta polttoaineena. Kierrätyspuuraaka-aine on laadultaan erittäin heterogeenista. Pienikin kyllästetyn puun kappale voi aiheuttaa, että tuhkaerä ei kelpaa esimerkiksi lannoitekäyttöön. Jo polttoaineena käytettävä materiaali on lajiteltava. Lisäksi polton seurauksena syntyvä tuhka on lajiteltava ja varastoitava muusta tuhkasta erilliseen varastoon. On jopa mahdollista, että tulevaisuudessa syntyy nykyistä paljon enemmän sellaisia tuhkia, jotka eivät kelpaa mihinkään jatkokäyttöön – eivät edes kaatopaikoille ilman jatkokäsittelyä. Kaikissa tapauksissa lämpölaitosten tuhkakustannukset tulevat kasvamaan lisääntyneinä kaatopaikkaveroina tai ongelmajätteiden puhdistusmaksuina. Edellä kuvattu tarkoittaa sitä, että tuhkan ympärillä pitää jatkuvasti olla käynnissä kehittämishankkeita, joilla tuhkan käyttöä voidaan edistää.

Tuhkan tuottajien ja tuhkan käyttäjien pitäisi paremmin tuntea toisensa ja tuhkan käytön tarpeet niin metsälannoitteena kuin maarakennuksen materiaalina. Maanomistajaa ei neuvonnan yhteydessä pidä unohtaa. Hän viime kädessä ratkaisee, osallistuuko hänen tilansa tuhkalannoitushankkeeseen tai hyödyntääkö hän tuhkaa metsätien rakennusmateriaalina. Erityisesti Tapion vetämillä tuhkahankkeilla on haluttu saada aikaan vuoropuhelua tuhkan tuottajien ja tuhkan käyttäjien kesken sekä parannusta maanomistajien neuvontaan. Vuoropuhelu toimijoiden ja tuhkan tuottajien kesken on tarpeen siksi, että se voisi herättää kiinnostuksen siitä, olisiko mahdollista kehittää tuhkaan liittyvää tuotantoketjua siten, että eri käyttötarkoituksiin soveltuvaa tuhkaa olisi mahdollista tuottaa kustannustehokkaasti ja siten, että kaikki hyötyvät.