Vierasblogi: Hyvälaatuiset tuhkat tarvitaan lannoituskäyttöön

Suomessa tuhkalannoitetaan vuosittain noin 12 000 hehtaaria metsää ja menossa on useita hankkeita, joilla määrää pyritään entisestään kasvattamaan. Kaliumia, kalsiumia ja fosforia sisältävät puutuhkat ovat tunnettuja ja hyväksi havaittuja turvemaametsien lannoitteita, joilla saadaan aikaan pitkäaikainen lannoitusvaikutus. Tuhkalannoitus onkin erinomainen tapa kierrättää puutuhkan sisältämät ravinteet takaisin metsään, ja edistää näin metsien kasvua ja hiilensidontaa. Ruokaviraston tilastojen mukaan Suomessa valmistettiin 165 000 tonnia tuhkalannoitteita vuonna 2021. Riittääkö tuhkaa lannoituskäyttöön vielä jatkossakin, kun sähkön- ja lämmöntuotannon polttoaineet ovat murroksessa ja tuhkalla halutaan korvata neitseellisiä raaka-aineita myös monessa muussa käyttökohteessa?

Suomessa on muodostunut vuosittain noin 500 000 tonnia tuhkia biomassan eli lähinnä puun ja turpeen poltosta. Tarkkoja tilastotietoja tuhkamääristä ei ole saatavilla, mutta määriä voidaan arvioida energiantuotannon polttoainekäytön pohjalta. Tuhkia muodostuu eri kokoluokan laitoksilla ympäri Suomen. Eniten, 10 000–50 000 t/a, tuhkaa muodostuu suurilla yli 100 MWpa laitoksilla, joita on Suomessa noin 30 kappaletta. Keskikokoisia polttoaineteholtaan 10–100 MW laitoksia on Suomessa noin 140, joissa tuhkaa muodostuu 200–12 000 t/a. Pieniä alle 10 MWpa laitoksia on Suomessa arvoitu olevan noin 400 kappaletta. Muodostuvien tuhkien määrään ja laatuun vaikuttavat etenkin käytetyt polttoaineet. Laatuun vaikuttaa merkittävästi myös käytetty polttotekniikka ja tuhkien talteenottotapa. Suuret ja keskikokoiset laitokset käyttävät yleensä leijupolttotekniikkaa, jolloin pääosa tuhkasta kerätään lentotuhkana ja pohjatuhka on lähinnä hiekkaa. Pienillä laitoksilla on yleisesti käytössä arinapolttotekniikka, jolloin suurin osa tuhkasta kerätään pohjatuhkana ja raskasmetallit kertyvät lentotuhkaan. Lannoitekäytössä hyödynnettäviä tuhkajakeita ovat siis leijupolton lentotuhkat ja arinapolton pohjatuhkat.

Biomassan polton tuhkia hyödynnetään lähinnä maarakentamisessa sekä lannoitevalmisteina metsä- ja maataloudessa. Lähtökohtaisesti tuhkat luokitellaan jätteiksi, joiden hyötykäyttö edellyttää ympäristölupaa. Maarakentamisessa tuhkia voidaan hyödyntää ilmoitusmenettelyllä, jos nk. MARA-asetuksen vaatimukset täyttyvät. Käyttö lannoitevalmisteena on mahdollista, jos lannoitelainsäädännön vaatimukset täyttyvät. Muita mahdollisia käyttökohteita on ovat muun muassa rakennustuotteet tuhkien ominaisuuksista ja tuotevaatimuksista riippuen.

Polttoainemuutokset voivat tuoda haasteita tuhkan saatavuuteen

Sähkön ja lämmöntuotannon polttoaineet ovat olleet murroksessa viime vuosina. Muutos käynnistyi siirtymisellä turpeen ja kiinteiden biopolttoaineiden käyttöön, koska kivihiiltä ei saa käyttää sähkön ja lämmön tuotannossa 1.5.2029 jälkeen. Päästöoikeuden hinnan nousun myötä turpeen käyttö on puolestaan nopeasti vähentynyt ja useat toimijat ovat ilmoittaneet luopuvansa kokonaan turpeen poltosta tietyn ajan kuluessa. Turve on yleisesti ajateltu korvattavan puupolttoaineilla, mutta myös puun saatavuudessa on tullut vastaan uusia haasteita. Muuttuneen maailmantilanteen myötä haketta ei tuoda enää Venäjältä, ja puun käytölle sähkön- ja lämmöntuotannossa voi tulla rajoituksia EU:n tasolta. Haasteellisessa tilanteessa laitokset saattavat lisätä polttoainevalikoimaansa myös kierrätyspolttoaineet, minkä jälkeen tuhkien hyötykäyttö lannoitevalmisteina ei ole enää mahdollista.

Ravinnerikkaiden puutuhkien määrän pitäisi ainakin teoriassa pysyä ennallaan tai jopa kasvaa jatkossa, mikäli turvetta korvataan puupolttoaineilla. Muodostuvien tuhkien kokonaismäärä sen sijaan laskee, koska puun tuhkapitoisuus on huomattavasti alhaisempi kuin turpeella. Kaikki tuhkat eivät kuitenkaan tule täyttämään lannoitelainsäädännön vaatimuksia tai niiden lannoitekäyttö ei ole taloudellisesti kannattavaa sijainnin, määrän ja laadun näkökulmasta. Hyödyntäminen lannoitevalmisteena edellyttää myös huolellista tuhkan laadun seurantaa ja tietoa polttoaineiden sekä niiden vaihtelun vaikutuksesta laatuun. Valitettavan usein tuhkien sisältämät ravinteet päätyvät metsän sijaan maarakentamiseen, sillä tuhkien hyödyntäminen maarakentamisessa on usein tuhkan tuottajalle edullisempi vaihtoehto, etenkin jos hyödyntäminen MARA-asetuksen mukaisella ilmoitusmenettelyllä on mahdollista. Puun polttoaineosuuden kasvaessa liukoisten aineiden määrä tuhkissa kasvaa, minkä vuoksi myös maarakennuskäyttö saattaa olla haasteellista.

EU:n lannoiteasetus antaa tiukat vaatimukset tuhkalannoitteille, mutta mahdollistaa laajemman hyötykäytön

Suomessa tuhkia on käytetty lannoitevalmisteina pitkään, mutta nyt tuhkat on hyväksytty myös CE-merkittyjen EU-lannoitteiden raaka-aineiksi. Kesällä 2022 täysimääräisesti voimaan tulleessa EU:n lannoiteasetuksessa tuhkien täytyy täyttää raaka-aineluokan ”Termisessä hapetuksessa muodostuvat materiaalit tai niiden johdannaiset” vaatimukset, ja lisäksi tuotettavalle lannoitevalmisteelle on tuoteluokkakohtaisia vaatimuksia. Kyseisen EU-asetuksen nojalla hyödynnettävien tuhkien jätestatus päättyy ja niistä tulee tuotteita, joilla on oltava REACH-rekisteröinti. Asetus ei varmastikaan tule helpottamaan tuhkien käyttöä lannoitevalmisteina, mutta mahdollistaa hyvälaatuisten tuhkien laajemman hyötykäytön ja markkinat. Tuhkien jalostaminen myös typpeä sisältäviksi kierrätyslannoitevalmisteiksi laajentaisi niiden käyttömahdollisuuden kangasmetsien lannoitukseen, joissa typpi voisi olla joko epäorgaanisessa tai orgaanisessa muodossa. EU:n lannoiteasetus ei ota kantaa lannoitevalmisteiden käyttökohteisiin, mahdolliset rajoitukset annetaan kansallisesti.  Kansallisen lannoitelainsäädännön kokonaisuudistus on edennyt vaiheeseen, jossa uusi lannoitelaki on jo olemassa ja asetukset ovat valmistelussa. Orgaanisia lannoitevalmisteita ei tällä hetkellä saa levittää metsiin, mutta uudelta lannoiteasetukselta tällaista mahdollisuutta toivotaan.

VTT:n, Tapio ja LUKEn yhteisessä VaMeLa-hankkeessa suoritettujen tuhkaskenaariotarkastelujen mukaan puutuhkia pitäisi riittää metsälannoitukseen jatkossakin, kunhan muodostuvat hyvälaatuiset tuhkat saadaan ohjattua lannoitekäyttöön. Tämä edellyttää kuitenkin tuhkan tuottajilta tahtoa ja sitoutumista tuhkien laadun seurantaan sekä toimijoita, jotka pystyvät luomaan kestävää liiketoimintaa tuhkien vastaanotosta, tuotteistuksesta ja toimituksesta lannoitekäyttöön.

Kirsi Korpijärvi
Senior Scientist, VTT

Jyrki Raitila
Senior Scientist, VTT