Sellu- ja paperitehtaiden lietteiden käsittely ja hyötykäyttö sekä niitä rajoittavat tekijät

Alueelliset ympäristöjulkaisut 223 Tämän raportin tarkoituksena oli tarkastella erilaisia metsäteollisuuslietteiden käsittely- ja hyötykäyttötapoja. Raportin alussa esitellään lietteiden syntymekanismit ja ominaisuudet sekä lähtökohdat niiden käsittelylle ja hyötykäytölle. Tämän jälkeen käydään läpi käytettävissä olevat lietteenkäsittelymenetelmät sekä mahdolliset energia- ja muut hyötykäyttötavat. Tällä hetkellä yleisimpiä lietteenkäsittelymenetelmiä ovat mekaaniset vedenpoistotekniikat. Niitä käyttämällä on tähän asti päästy riittävään kuiva-ainepitoisuuteen lietteen polttoa varten. Poltto kuorikattilassa kuoren ja muun puujätteen seassa on tällä hetkellä selvästi yleisin hyötykäyttömenetelmä. Yli puolet lietteistä poltetaan, minkä lisäksi osa niistä käytetään raaka-aineena esimerkiksi maanrakentamisessa. Kaatopaikkasijoittaminen kielletään määräajan jälkeen. Tulevaisuudessa lietteen käsittelylle tulee uusia vaatimuksia, sillä tuotannon muutoksista johtuvan lietteen koostumuksen muuttumisen takia vedenpoisto-ominaisuudet heikkenevät. Tämän vuoksi jatkossa todennäköisesti yleistyvät termiset ja biotermiset kuivausmenetelmät. Hyötykäyttöä varten on kehitelty vaihtoehtoisia menetelmiä, kuten biolietteen poltto sellutehtaan soodakattilassa sekä toisaalta erilaisten lietettä sisältävien seosten käyttö eri maanrakennussovellusten raaka-aineena. Lisäksi mädätyksestä ja kaatopaikoilta voidaan ottaa talteen biokaasua, jota voidaan käyttää energian tuottamiseen.

Rankahakkeen laadunhallinta aumavarastoinnissa

Diplomityössä selvitettiin rankahakeaumojen peittämisen vaikutuksia laatuun voimalaitoksen polttoaineena. Selvityksen kohteena olivat aumojen sisälämpötilat eri kohdissa aumoja sekä hakkeen kosteuden muutos ja kuiva-ainetappiot varastoinnin aikana. Tutkimuksen kohteena olivat Etelä-Savon Energian polttoaineterminaaliin kootut hakeaumat. Aumojen sisäistä lämpötilaa asennettiin mittaamaan yhdeksän lämpötilasensoria kuhunkin aumaan. Hakkeiden kokonaismassat tutkimuksen alussa laskettiin aumoihin purettujen kuormien massoista. Kuormista määritettiin kosteudet ja lämpöarvot standardien mukaisesti. Näytteiden käsittely tapahtui terminaalilla ja niiden kosteus selvitettiin uunikuivausmenetelmällä. Käyttöpaikalle kuljetuksen yhteydessä kuormat punnittiin ja kosteudet mitattiin uudestaan. Tutkimuksen aikana havaittiin langattomien lämpötilasensorien lukemisen hakeaumojen sisältä olevan vaikeaa. Sensorit olivat kuitenkin pääsääntöisesti säilyneet toimintakuntoisina varastoinnin aikana ja niiden sisältämät lämpötilatiedot päästiin lukemaan aumojen purkamisen jälkeen. Tutkimuksen perusteella hakeaumojen peittäminen on kannattavaa. Hake säilyi tutkimuksen ajankohtana peitetyssä aumassa kuivempana kuin peittämättömässä. Hake ei myöskään jäädy peitteen alla yhtä paljon kuin peittämättömänä, mikä parantaa hakkeen käsiteltävyyttä kuormaa tehdessä ja voimalaitoksella. Kuiva-ainetappioista ei voitu esittää luotettavia tuloksia kokeen keskeydyttyä sään takia.

Hakkuutähteen arvoketjun analysointi ja kannattavuuden tehostaminen

Suomen tavoitteena on nostaa metsähakkeen käyttö 25 TWh:iin vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen saavuttaminen edellyttää, että metsähakkeen käyttö ja tuotanto on kannatta-vuudeltaan houkuttelevaa. Suuri osa Suomen energiapuusta saadaan ainespuun hakkuun yhteydessä kerättävistä hakkuutähteistä, josta valmistetaan haketta lämpölaitosten tarpee-seen. Tämän työn tavoitteena oli tarkastella suomalaisen metsäteollisuusyrityksen metsähak-keen tuottamiseen liittyvää arvoketjua ja löytää sieltä ne prosessin osat, joissa arvoa syn-tyy eniten sekä ne prosessin osat, joissa arvoa mahdollisesti menetetään. Arvoketjun tarkastelun lisäksi työn tavoitteena oli selvittää mahdollisuuksia latvusmassa-hakkeen kannattavuuden parantamiseen case yrityksessä. Arvoketju analyysiin perustuen tutkimuksessa voitiin todeta suurimman metsäenergian arvon syntyvän hakkuutähteen kuivumisen seurauksena. Liian pitkä varastointiaika sitä vastoin aiheuttaa kuiva-ainetappiosta johtuvaa arvon menetystä hankintaketjussa. Suurin vaikutus hakkuutähdehakkeen kannattavuuteen on hakkeen alhaisella kosteudella. Tutkimuksessa todettiin lisäksi kaukokuljetuskustannusten vaikuttavan erityisen suuresti haketuotannon kannattavuuteen.

Optimization of a steel plant utilizing converted biomass

Inom nära framtid kan det vara ekonomiskt lönsamt att investera i träbaserad biomassa-användning inom stålproduktion. En förutsättning är att biomassans bränsle-egenskaper förbättras genom en sorts förkolning, närmare sagt långsam pyrolysering. Som biomassakälla duger skogsrester och dylikt. Nyttan med att använda biomassa är att man reducerar fossila CO2-utsläpp och på så vis minskar på den globala uppvärmningen; detta kräver dock att återplantering görs för att fånga de frigjorda CO2-utsläppen som härstammar från biomassans skörd, transport, processering och förbränning. En investering i en pyrolyseringsanläggning integrerad i ett stålverk kan vara lönsam ifall utsläppskatten är över 20 € per ton CO2 då biomassakostnaden är 40 € per ton torr substans. Detta är dock inte fallet i dagens läge och i Finland är dessa avgifter beroende av politiska beslut på Europeisk nivå. Det kunde dock vara av politiskt intresse att stödja biomassa-användningen inom stålindustrin eftersom detta skulle skapa nya arbetsplatser såväl inom själva stålindustrin som inom skogsindustrin och möjligen även inom kemi-industrin, beroende på hur de resulterande pyrolysprodukterna (träkol, gas och bio-oljor) utnyttjas. Med tanke på att närmare en femtedel av alla CO2-utsläpp härstammande från industrin kommer från stålindustrin så är det uppenbart att mera miljövänligare alternativ kommer att krävas i framtiden. Lähitulevaisuudessa voi olla taloudellisesti kannattavaa käyttää puuperäistä biomassaa teräksen valmistuksessa. Tämä vaatii kuitenkin sen, että biomassa läpikäy eräänlaisen hiillostuksen, eli pyrolyysin, ja tässä tapauksessa, hitaan pyrolyysin. Biomassalähteeksi kelpaavat esimerkiksi hakkuujätteet ja muu puujäte. Hyöty biomassankäytöstä syntyy siitä, kun se osittain korvaa perinteisesti käytettyjä fossiilisia polttoaineita, jolloin fossiiliset hiilidioksidipäästöt vähenevät ja tällöin myös vaikutus ilmaston lämpenemiseen vähenee. Edellytyksenä on tietysti se, että uusia puita ja kasveja istutetaan, jotta biomassan keräyksestä, kuljetuksesta, käsittelystä sekä poltosta vapautunut hiilidioksidi saadaan jälleen talteen. Arvion mukaan pyrolyysiyksikön integroiminen terästehtaaseen tulee taloudellisesti kannattavaksi, kun hiilidioksidivero nousee yli 20 € per tonni, kun biomassan hinnaksi on arvioitu 40 € per tonni kuiva-ainesta. Kyseinen hintataso ei ole tällä hetkellä voimassa ja Suomen tilanne tässä asiassa on vahvasti kytköksissä Euroopan tasolla tehtäviin päätöksiin. Aihe voisi kuitenkin olla poliittisella tasolla kiinnostava ja taloudellisen tuen arvoista, koska biomassan käyttö loisi lisää työpaikkoja niin terästeollisuudessa kuin puuteollisuudessakin ja mahdollisesti myös kemianteollisuudessa, riippuen siitä miten erinäisiä pyrolyysituotteita (puuhiili, kaasu ja bio-öljy) hyödynnettäisiin. Ottaen huomioon, että terästeollisuus maailmanlaajuisesti vastaa noin viidesosasta kaikista teollisuudesta peräisin olevista hiilidioksidipäästöistä on päivänselvää, että ympäristöystävällisemmille vaihtoehdoille on tarvetta tulevaisuudessa.

Ukrainan tuntematon nälänhätä – Neuvostojohdon vaikutus vuosien 1946–1947 nälänhätään paikallisjohtajien muistelmissa

Ukrainan neuvostotasavalta kohtasi suuria haasteista toisen maailmansodan jälkeen. Ukrainan maatalous oli katastrofaalisessa tilassa sodan jäljiltä ja tilanne paheni nälänhädäksi vuonna 1946. Neuvostoliiton viisivuotissuunnitelman mukaisesti jälleenrakennuksen tavoitteet olivat pääosin teollisuudessa, jolloin maatalous ja maanviljelys jäivät kehityksestä jälkeen. Maatalouden tilanne kärjistyi massiiviseksi nälänhädäksi, joka vei arviolta 1,5 miljoonan kansalaisen hengen. Nälänhätä pysyi pitkään salassa ja tuli suuren yleisön tietoisuuteen vasta 1970-luvulla neuvostojohtaja Nikita Hruštševin muistelmien myötä. Tutkimuksen alkuperäislähteinä käytän kahden Ukrainassa toimineen johtomiehen muistelmia nälänhädän ajalta. Toinen lähteistä on juuri Nikita Hruštševin muistelmat ja toinen on Ukrainassa toimineen kolhoosijohtajan Fedor Belovin muistelmateos. Tutkin, millaisen kuvan aikalaismuistelmat antavat Ukrainan maaseutua kohdanneesta nälänhädästä ja valtion vaikutuksesta siihen. Työssäni tarkastelen sitä, miten Hruštšev ja Belov kokivat Neuvostoliiton vaikuttaneen Ukrainan tilanteeseen ja toisaalta sitä, miten heidän näkemyksensä mukaan Neuvostoliitossa toimittiin Ukrainan auttamiseksi. Muistelmateokset ovat henkilökohtaisia ja perustuvat muistelijoiden omiin kokemuksiin. Kokemushistoriallisen näkökulman tavoite ei ole saada selville aukotonta kuvaa neuvostoliittolaisesta maaseudusta ja Ukrainan nälänhädästä. Tutkimukseni tuo esille sen, millaisena Hruštšev ja Belov kokivat nämä asiat ja mihin he kiinnittivät huomiota. Hruštšev ja Belov määrittelevät teoksissaan Ukrainan tilannetta ja siihen johtaneita syitä. Neuvostoliitto valtiona ja sosialistisena järjestelmänä johti siihen, että sodan jälkeen maaseudulla ei ollut työntekijöitä eikä maatalouden kolhoosijärjestelmä ottanut toimiakseen. Kukaan ei halunnut töihin kolhoositiloille, sillä kolhoosijärjestelmä vei kaiken viljan maalta kaupunkeihin. Viljapulan kärjistymiseen vaikuttivat kolhoosijärjestelmän lisäksi myös sodan aiheuttamat tuhot, mutta myös vuoden 1946 poikkeuksellisen kuuma ja kuiva kesä. Paikallisen tason johtomiehen anoivat apua Ukrainan maaseudulle, mutta Neuvostoliiton valtiojohto hylkäsi avunpyynnöt ja pyrki peittelemään tietoa nälänhädästä.