Energialähteet ja polttoaineet (Kierrätyspolttoaineet, jätteet)
Paloittelujäte murskalaitoksilta hyötykäyttöön
Oletko miettinyt, mikä on autosi, jääkaappisi tai pesukoneesi kohtalo sen tultua käyttöikänsä päähän? Koneet ja laitteet murskataan ja paloitellaan, jotta metalli saadaan otettua talteen mahdollisimman tehokkaasti. Sen jälkeen jäljellä on vielä paljon jätemateriaalia, jonka hävittäminen on kallista.
KAATOPAIKALLE SIJOITETTAVAKSI jäte sisältää liikaa orgaanista ainesta. Jätteen polttaminenkin on kallista, sillä paloittelujätettä ei voida tällä hetkellä toimittaa tavanomaisiin jätteenpolttolaitoksiin. Lisäksi vaatimukset materiaalien uudelleenkäytöstä ja kierrätyksestä kiristyvät ja lisäävät jätteen käsittelyyn liittyviä ongelmia ja kustannuksia.
Mitä jos jätteen voisi muuttaa harmillisesta kustannuserästä tulonlähteeksi?
Metallin ottaminen talteen autoista ja kookkaista kodinkoneista tapahtuu pääasiassa mekaanisesti: laite paloitellaan, ja käyttökelpoiset metallit erotellaan muusta aineksesta esimerkiksi magneetti- ja pyörrevirtaerotteluilla. Nykyaikaisissa ajoneuvoissa käytetään muovi- ja komposiittimateriaaleja, jotta ajoneuvot olisivat kevyempiä ja polttoaineen kulutus pienempää. Metallin erottaminen orgaanisista materiaaleista on vaikeampaa ja siksi suuri osa talteenottokelpoisesta metallista hävitetään paloittelujätteenä.
Paljon orgaanista ainesta sisältävää paloittelujätettä ei saa sijoittaa kaatopaikalle. Pieniä määriä paloittelujätettä voi hävittää polttamalla, mutta prosessi on kallis. Se palaa korkeammassa lämpötilassa kuin tavallinen kotitalousjäte, joten vain pieniä määriä voidaan polttaa kerrallaan: (alle 5 % painosta). Näin ollen polttaminen on liian hidas menetelmä kasvavan paloittelujätemäärän hävittämiseen.
Kierrätystä koskevien määräysten tiukentuessa toimintaympäristö muuttuu kierrättäjille entistä haastavammaksi. Esimerkiksi EU:n romuajoneuvodirektiivissä vaaditaan romutetuille ajoneuvoille pelkkää metallien talteenottoa tehokkaampaa hyötykäyttöä. Lisäksi Euroopan komission uuden kiertotalouspaketin tavoitteena on pyrkiä pois nykyisestä lineaarisesta käytä-ja-heitä-pois-taloudesta kiertotalouteen, jossa materiaaleilla on arvoa mahdollisimman kauan. Tämä siirtymä edellyttää myös tehokkaampia kierrätysprosesseja ja lähes kaikkien jätevirtojen ja prosessijätteiden hyödyntämistä.
Kaasuttimet avuksi
Orgaanisen aineksen, erityisesti komposiittimateriaalin, erottelu paloittelujätteestä ei yleensä onnistu mekaanisin menetelmin. Tavallinen polttaminen, eli lämpökäsittely hapettavassa ympäristössä, aiheuttaa alumiinin ja raudan kaltaisten metallien hapettumisen, mikä estää niiden talteenoton.
Kaasutuksen avulla paloittelujätteestä voidaan ottaa talteen enemmän metalleja. Samalla orgaaninen aines muuttuu polttokelpoiseksi kaasuksi, jota voidaan hyödyntää energiantuotannossa. Prosessi vähentää jätteen määrää ja lisää kierrätystoiminnan kannattavuutta ja ympäristötehokkuutta.
Kaasutuksessa käytetään vähemmän happea kuin jätteen polttamisessa, jolloin käsiteltävä materiaali ei täysin pala, vaan merkittävä osa orgaanisesta aineksesta muuttuu polttokelpoiseksi kaasuksi. Puhdistuksen jälkeen kaasu voidaan hyödyntää energian tuottamiseksi. Jäljelle jäävän erittäin metallipitoisen tuhkan jatkokäsittelyllä metallit saadaan talteen. Näin tuotetaan energiaa vähemmillä päästöillä ja taloudellisesti kannattavammin. Kaasutusmenetelmää voidaan tietyin varauksin käyttää myös kaatopaikoille sijoitetun jätteen hyödyntämiseen, toisin sanoen jätteen uudelleenkäsittelyyn, orgaanisen aineksen poistamiseen ja metallien talteenottoon.
Räätälöidyillä ratkaisuilla parempaa
kannattavuutta ja ympäristömyönteisyyttä VTT:n ratkaisut helpottavat murskalaitoksia saavuttamaan nykyistä korkeamman materiaalien talteenotto- ja energiahyötykäyttöasteen. Jokainen laitoskokonaisuus on kuitenkin erilainen ja tarvitsee räätälöidyn ratkaisun, jotta toiminta voisi olla taloudellisesti kannattavaa.
"Murskalaitokset ovat erilaisia, joten ratkaisut on kehitettävä yksilöllisesti pala palalta. Kehitämme ja toteutamme yhdessä laitevalmistajien kanssa räätälöidyn ratkaisun tapauskohtaisesti", sanoo VTT:n johtava tutkija Matti Nieminen.
Ratkaisun tarkoitus on auttaa murskalaitoksia pääsemään ympäristötavoitteisiinsa ja samalla varmistamaan toiminnan kannattavuus. Prosessi alkaa murskalaitoksen nykyisen menetelmän ja sen tarpeiden arvioinnilla. Tavoitteena on suunnitella ratkaisu, jolla poistetaan orgaaninen aines ja puhdistetaan tuotettu kaasu, jotta sitä voidaan käyttää energian tuotantoon. Kaasuja voidaan käyttää myös muihin tarkoituksiin. Joillakin murskalaitoksilla on esimerkiksi oma metallisulatto.
"Eräälle asiakkaalle kehitimme kaasutusprosessin, joka tuottaa energiaa 50 megawatin teholla", kertoo Nieminen.
VTT:ltä löytyy ratkaisu myös kaasutusprosessissa jäljelle jäävän tuhkan käsittelyyn.
"Meillä on niin kaasutusprosessin kuin metallin erottelun osaamista. Erilaisia teknologioita yhdistelemällä autamme asiakkaita tehostamaan heidän jätteen hyötykäyttömenetelmiään. Meiltä saa myös apua erilaisten vaihtoehtojen kannattavuuden arvioimiseen sekä liiketoimintaesimerkin rakentamiseen sijoittajia varten", toteaa Nieminen.
Nyt on aika ryhtyä toimeen ja muuttaa paloittelujäte harmillisesta kuluerästä tulonlähteeksi.
"Mielestämme asiakkaalle pitää tarjota taloudellisesti kannattava vaihtoehto paloittelujätteen käsittelyyn. Keskitymme pitämään asiakkaan investointi- ja käyttökulut mahdollisimman pieninä ja lopputuotteen arvon mahdollisimman suurena", sanoo Nieminen.
Teksti ja kuvat: VTT
