Karhulan biolämpölaitoksen lentotuhkan hyötykäyttövaihtoehdot Kotkan Energia Oy:lle

Abstract

TIIVISTELMÄ

KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU Metsätalous KARIKORPI, JUUSO Karhulan biolämpölaitoksen lentotuhkan hyötykäyttövaihtoehdot Kotkan Energia Oy:lle Opinnäytetyö 72 sivua + 8 liitesivua Työn ohjaaja lehtori Jyri Mulari Toimeksiantaja Kotkan Energia Oy Syyskuu 2013 Avainsanat hyötykäyttö, puutuhka, biopolttoaineet, lannoitus

Tämän tutkimuksen aiheena on Kotkan Energia Oy:n vuonna 2013 käynnistyneen Karhulan biolämpölaitoksen lentotuhkan hyötykäyttö. Työn tavoitteena on selvittää laitoksen lentotuhkan kelpoisuus lannoitevalmisteeksi ja rakennuskäyttöön, sekä löytää tuhkaa hyödyntäviä toimijoita. Tuhkan soveltuvuuden lannoitevalmisteeksi määrittelee maa- ja metsätalousministeriön asetus 24/11 lannoitevalmisteista, joka sisältää mm. tuhkalannoitteille sallitut haitta-ainepitoisuuksien rajat. Tuhkien käyttöä maanrakennuksessa ohjaa valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maanrakentamisessa (591/2006), joka määrittelee tuhkille sallitut haitta-ainepitoisuudet ja liukoisuudet rakentamisessa. Lentotuhkan hyötykäyttökelpoisuutta tutkittiin analysoimalla kuukausittaisia kokoomanäytteitä ja vertaamalla tuloksia asetusten raja-arvoihin. Lämpölaitoksella poltettavasta puun kuoresta tehtiin alkuaineanalyysi ja lisäksi selvitettiin ilmaluokittelun vaikutusta tuhkan sisältämiin haitta-ainepitoisuuksiin. Tuhkan hyödyntäjiä kartoitettiin vapaamuotoisten haastattelujen avulla kevään ja kesän 2013 aikana. Tutkimuksessa selvisi, ettei Karhulan biolämpölaitoksen lentotuhka kelpaa kevään 2013 näytteiden perusteella lannoitekäyttöön. Myös tuhkan rakennuskäyttö vaatii ympäristöluvan. Syynä ovat lentotuhkan korkeat haitta-ainepitoisuudet ja -liukoisuudet, jotka eivät täytä kaikkia vaatimuksia. Ilmaluokittelun havaittiin vähentävän tuhkan raskasmetalleja, mutta niiden tarkka lähde ei tutkimuksessa selvinnyt. Haastattelujen perusteella puutuhkan lannoitekäyttö Kaakkois-Suomessa on vähäistä, mutta valtatie 7:n rakennustyöt saattavat tarjota tuhkille käyttökohteen meluvallien täytemateriaalina. Tuhkien käyttömahdollisuuksien parantamiseksi tulisi lämpölaitokselle kuljetettava polttoainevirta tutkia kokonaan, jotta voitaisiin varmistua haitta-aineiden lähteestä. Lisäksi jatkoselvityksenä voisi tutkia tuhkan laadun parantamista lämpölaitoksen sähkösuodattimella tapahtuvan luokittelun avulla.

ABSTRACT

KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU University of Applied Sciences Forestry

KARIKORPI, JUUSO Recycling possibilities of fly ash from the bioenergy plant of Karhula for Kotkan Energia Ltd Bachelor’s Thesis 72 pages + 8 pages of appendices Supervisor Jyri Mulari, MSc (For.) Commissioned by Kotkan Energia Ltd September 2013 Keywords recycling, wood ash, biofuels, fertilization

The bioenergy plant of Karhula, owned by Kotkan Energia Ltd, began to function in January 2013. The subject of this thesis is the recycling of the fly ash formed in that plant. The objectives were to investigate whether the fly ash is suitable for use as a fertilizer and as a material in earth construction and to find parties who are able to recycle wood-based ash. Ministry of agriculture and forestry has set a decree (24/11) concerning fertilizers and it contains the limiting values for concentration of heavy metals allowed for ash fertilizers. The usage of ash in earth construction is guided by the governments decree concerning the recovery of certain wastes in earth construction (591/2006), which contains the limiting values for concentration and solubility of heavy metals allowed for ash material. Suitability of ash for recycling was examined by analyzing monthly composite samples of fly ash and comparing the results to the limiting values presented in the decrees. An elementary analysis of the bark used in the plant was made and also the effect of fractioning on the concentration of heavy metals was examined. Parties, who would be able to recycle the ash, were mapped through free-form interviews during spring and summer 2013. The samples taken during the spring of 2013 indicate that the fly ash from the bioenergy plant is not suitable for use as a fertilizer. Also the use in earth construction requires an environmental license. This is due to some heavy metal concentrations in the ash, which exceed the limiting values. Fractioning reduced the amount of heavy metals effectively, but their exact source was not confirmed. According to the interviews the use of ash fertilizers in the South-East Finland is slight, but the construction work on highway 7 might provide a recycling opportunity for the ash as a filling material of noise embankments. To determine the exact source of the heavy metals in the fly ash all biofuels used in the plant should be analyzed in future studies. Also the possibilities to use the plants electric filter to fraction and to reduce the concentrations in the fly ash should be investigated.