Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A70101

Hankkeen nimi: Biotuhkapohjaisten materiaalien hyödyntäminen metsämaiden lannoitteina

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2015 ja päättyy 31.12.2018

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Luonnonvarakeskus

Organisaatiotyyppi: Valtion viranomainen

Y-tunnus: 0244629-2

Jakeluosoite: Eteläranta 55, PL 16, 96301 Rovaniemi

Puhelinnumero: 0295322111

Postinumero: 96301

Postitoimipaikka: Rovaniemi

WWW-osoite: http://www.luke.fi

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: ALENIUS VIRPI

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: asiakasvastaava, tutkija

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: virpi.alenius(at)luke.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0295324529

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Hakijoita on useampi kuin yksi (yhteishanke)

Osatoteuttajat

Oulun Yliopisto Kestävän kemian ja luonnonvarojen tutkimusyksikkö, 0245895-5

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Kansallinen ja EU-tason jätelainsäädäntö on lähivuosina suurien muutosten edessä. Uusilla lainsäädännöllisillä ja muilla ohjauskeinoilla pyritään sekä vähentämään syntyvän jätteen määrää, että tehostamaan syntyvän jätteen kierrätystä. Koska ohjauskeinoihin kuuluvat mm. jätemaksujen korotukset, on uusille jätteiden hyötykäyttöä lisääville innovaatioille myös selvät taloudelliset perusteet. Toisaalta uuden lainsäädännön myötä voimaan tulee myös orgaanisen jätteen kaatopaikkakielto, joka asettaa suoraan vaatimuksen löytää orgaaniselle jätteelle hyötykäyttöä. Tässä kuvatun hankkeen tavoitteena on selvittää, voitaisiinko Rovaniemen seudulla syntyvää biolietettä ja biotuhkaa kierrättämällä saada erilaisille kasvupaikoille räätälöityjä lannoitteita. Yhdistämällä biolietettä (hygienisoitu jäteveden puhdistamon liete) ja tuhkaa eri suhteissa voidaan muokata syntyvän tuotteen ravinnekoostumus sopivaksi paitsi metsätaloudelle (kivennäis- ja turvemaille eri koostumus) myös maa- ja puutarhataloudelle. Lannoitteiden vaikutuksia tutkitaan lannoittamalla kivennäis- ja turvemaakohteita erilaisilla tuhkan ja biolietteen yhdistelmillä, ja vertaamalla lannoitettujen kohteiden puuston kasvua sekä mahdollisia muutoksia maaperässä ja maavedessä lannoittamattomiin ja kaupallisilla lannoitteilla lannoitettuihin kohteisiin. Pienemmässä mittakaavassa (taimitaso) sekä laboratoriossa tutkitaan myös muiden teollisuuden sivuvirtojen (esim. kuona ja/tai kuituliete (nollakuitu)) käyttöä lannoitteiden ominaisuuksien parantamiseen. Esim. Oulun yliopiston RAE-hankkeessa on todettu kuonan lisäävän tuhkarakeiden mekaanista stabiilisuutta. Mahdollisia ympäristövaikutuksia mitataan myös keräämällä koealueilta keruutuotteita (marjoja tai sieniä esiintymisen mukaan), joista mitataan raskasmetallipitoisuudet. Hankkeen tuloksena saadaan biotuhkapohjaisten lannoitteiden koostumus- ja määräsuosituksia kangas- ja turvemaametsille. Lannoitteiden kehittely tehdään yhteistyössä Rovaniemellä ko. sivuvirtoja tuottavien yritysten kanssa (Napapiirin Energia ja Vesi Oy, Rovaniemen kehitys ja Napapiirin Residuum Oy).

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisina kohderyhminä ovat jäte- ja energia-alan toimijat Rovaniemen alueella.
Rovaniemen kehitys Oy, Napapiirin Energia Oy ja Vesi sekä Napapiirin Residuum Oy.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Hankkeen välillisinä kohderyhminä ovat lannoitelainsäädännön valmistelijat ja viranomaiset.
Välillisesti kohderyhminä ovat myös lannoiteyritykset, jätevedenpuhdistamoita valmistavat ja energiaa tuottavat laitokset.
Marjayritykset sekä metsästä saatavien luonnontuotteita hyödyntävät yritykset.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 402 594

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 402 594

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 509 831

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 509 831

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Lappi

Seutukunnat: Rovaniemen, Kemi-Tornion, Pohjois-Lapin

Kunnat: Ranua, Rovaniemi, Sodankylä, Tervola

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite:

Postinumero:

Postitoimipaikka:

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Ei
-
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Ei
-
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
-

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 2 7
Biotalouden kiertokulun tehostaminen ja jätevirran vähentäminen.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 2 4
Lannoitteena käytettävän typen tuonti vähenisi kun käytetään omaa orgaanista typpeä, joka on hygieniasoitu.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 0 0
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 1 5
Hankkeessa tutkitaan orgaanisen aineksen käyttöä lannoitteena metsissä ja vesistövaikutuksia.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 2 10
Jätevesien, tuhkan ja biojätteiden hyödyntäminen mahdollisimman hyvin.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 0 0
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 0 0
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 0 0
Liikkuminen ja logistiikka 0 0
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 0 0
Tasa-arvon edistäminen 0 0
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Kulttuuriympäristö 0 0
Ympäristöosaaminen 6 10
Hankkeesta saadaan tietoa orgaanisen typen sekä tuhkan lannoitusvaikutuksista metsämaalla.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Kansallinen ja EU-tason jätelainsäädäntö on suurten muutosten edessä. Uusilla lainsäädännöllisillä ja muilla ohjauskeinoilla pyritään sekä vähentämään syntyvän jätteen määrää, että tehostamaan syntyvän jätteen kierrätystä. Koska ohjauskeinoihin kuuluvat mm. jätemaksujen korotukset, on uusille jätteiden hyötykäyttöä lisääville innovaatioille myös selvät taloudelliset perusteet. Toisaalta uuden lainsäädännön myötä voimaan tulee myös orgaanisen jätteen kaatopaikkakielto, joka asettaa suoraan vaatimuksen löytää orgaaniselle jätteelle hyötykäyttöä. Biotuhka -hankkeen tavoitteena oli selvittää, voitaisiinko Rovaniemen seudulla syntyvää biolietettä ja biotuhkaa kierrättämällä saada erilaisille kasvupaikoille (esim. kivennäis- ja turvemaametsät sekä pellot) räätälöityjä lannoitteita. Tuhkaan voitaisiin yhdistää esim. biokaasutuslaitoksen (jollaista Rovaniemelle hankkeen alkaessa suunniteltiin) prosessista erotettua nestemäistä typpeä (ammoniumsulfaatti), tai biokaasutuslaitoksessa syntyvää mädätysjätettä voitaisiin hyödyntää hygienisoinnin ja esim. pelletöinnin jälkeen sellaisenaan lannoitteena. Tuhkalannoitteella voisi olla myös hyödyntämiskohteita maataloudessa.

Tuhkan ja nestemäisen ammoniumsulfaatin yhdistäminen sellaisenaan yhdeksi lannoiterakeeksi ei onnistunut (typpi haihtuu pois ammoniakkina aiheuttaen myrkyllisiä pitoisuuksia), joten ammoniumsulfaatin yhdistämistä tuhkaan yritettiin säätämällä tuhkan pH:ta lisäämällä tuhkaan happoa. Myös ammoniumsulfaatin yhdistämistä muihin kiinteisiin aineisiin kokeiltiin. Ammoniumsulfaatin yhdistäminen sahanpuruun ja sidosaineena käytettyyn lignosulfonaattiin (selluteollisuuden sivuvirta) osoittautui parhaaksi yhdistelmäksi (korkea typpipitoisuus eikä tarvetta pH:n säätämiselle hapolla). Sahanpurusta, ammoniumsulfaatista ja lignosulfonaatista tehtyä "kierrätystyppilannoitetta" testattiin antamalla sitä metsäkokeessa yhdessä Rovaniemen Suosiolan polttolaitoksesta peräisin olevan tuhkapelletin kanssa. Samoilla kohteilla annettiin myös kaupallisesti saatava verrokki (Suomen salpietari eli metsälannoitteen käytettävä ammoniumnitraatti), sekä biokaasutuslaitoksen mädätysjätteestä tehty orgaaninen lannoite. Samoja lannoitteita testattiin myös laboratoriossa, jossa lannoitteiden liukenevuutta testattiin kastelukokeessa. Oulun yliopiston kestävän kemian tutkimusyksikössä tutkittaville lannoitteille tehtiin ns. sekventiaalinen uutto, jonka avulla mallinnetaan olosuhteiden vaikutusta metallien ja ravinteiden biosaatavuuteen ja täten sekventiaalista uuttoa voidaan käyttää mm. arvioitaessa materiaalin ympäristöriskiä. Lannoitteista liukenevia ravinteita ja raskasmetalleja tutkittiin myös metsään asennetuilla maavesikeräimillä (l. lysimetreillä), joilla katsottiin paljonko ravinteita ja raskasmetalleja valuu metsämaannoksen läpi. Peltokokeissa tutkittiin nestemäisen ammoniumsulfaatin sekä tuhkan tehoa verrattuna kaupallisiin lannoitteisiin. Tuhkalannoitetta tarkasteltiin myös siltä kannalta, että voitaisiinko sitä käyttämällä vaikuttaa kunnostusojitustarpeessa olevan turvamaametsän vedenpinnan tasoon ja näin välttää kunnostusojitus, kuten on joidenkin Etelä-Ruotsissa tehtyjen kokeiden perusteella ehdotettu.

Laboratoriokokeesta ja maavesikeräimien tuloksista selvisi, että sahanpurupohjainen kierrätystyppilannoite liukenee hitaammin kuin kaupallinen lannoite (salpietari). Vielä hitaammin liukeni kuitenkin orgaaninen lannoite. Sekventiaalinen uutto osoitti, että lannoiteseokset joissa oli tuhkaa, kovettuvat veden kanssa rakeistaessa niin, että sekä ravinteet ett raskasmetallit ovat rakeissa tiukemmin kiinni. Sahanpurupohjainen kierrätystyppilannoite nosti neulasten typpipitoisuutta hieman vähemmän kuin kaupallinen lannoite (salpietari), joka näkyi myös salpietarilla lannoitettujen koeruutujen hieman suurempana neulasmassana. Metsälannoitteena sahanpuruun sidottu typpilannoite antoi hieman pienemmän kasvureaktion kuin kaupallinen typpilannoite (salpietari), tosin käsittelyillä ei ollut tilastollista eroa. Orgaaninen lannoitepelletti kohotti puuston kasvua vähemmän kuin kaupallinen typpilannoite, mutta kasvun nousu jatkui koko mittausjakson toisin kuin kaupallisella lannoitteella, jolla suurin kasvureaktio tuli heti lannoitusta seuraavana vuonna. Myös orgaanisella lannoitteella lannoitetuilla ruuduilla kasvureaktio ja neulasten typpipitoisuuden nousu näytti olevan hitaampaa kuin salpietarilla lannoitetuilla käsittelyruuduilla. Orgaanisella lannoitteella tai tuhkalla ei tässä selvityksessä havaittu olevan vaikutusta esim. marjojen ja sienten raskasmetallipitoisuuksiin. Peltokäytössä ei optimaalista lannoitustasoa vielä löydetty (sopiva annostus todennäköisesti suurempi kuin nyt kokeiltu), mutta esim. raskasmetallipitoisuuksien nousua nurminäytteissä havaittu. Tuhkan sisältämä kalium ei olennaisesti lisännyt rehun kaliumpitoisuutta verrattuna kaupalliseen peltolannoitteeseen (Pellon Y4). Tuhkaa lisättiin vain kerran kokeen alussa, kun taas kaupallista lannoitetta annettiin ohjeen mukaisesti 2 kertaa kumpanakin kasvukautena, antaa tämä syyn harkita pitäisikö tuhkalannoituksen annostusta kokeilla lisätä kaliumtason lisäämiseksi. Tai vaihtoehtoisesti tuhkan kaliumpitoisuutta voidaan lisätä. Nestemäisellä ammoniumsulfaatilla lannoitetuilla peltoruuduilla kesän ensimmäinen sato oli yhtä suuri kuin salpietarilla lannoitetuilla ruuduilla mutta toinen sato jäi pienemmäksi, joka viittaisi siihen, että ammoniumsulfaatin annostusta voitaisiin lisätä. Vaihtoehtona olisi kokeilla josko ammoniumsulfaatti annettaisiin sahanpuruun kiinnitettynä kuten metsäkokeissa tehtiin. Sääskisuon turvemaakohteella pintaveden korkeudessa ei havaittu muutoksia vielä kolmen kasvukauden jälkeen tuhkalannoituksesta. Tämä tosin johtui suurelta osin siitä, että kesät olivat kuivia, jolloin myös kontrolliruudulla pohjaveden pinta oli alhaalla.