JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Teollisessa energian- ja lämmöntuotannossa käytetyt biomassapolttoaineet tuottavat palamisprosessin aikana suuria määriä tuhkaa, joka on kemialliselta koostumukseltaan soveltuvaa käytettäväksi erilaisiin kohteisiin. Hyötykäytön mahdollisuuksia on tutkittu Suomessa ja muualla maailmassa jo useiden vuosikymmenten ajan, mutta viimeaikainen biomassapolttoaineiden käytön kasvu on lisännyt mielenkiintoa tutkimukselle. Suomalaisista biomassapolttoainetuhkista suurin osa käytetään metsänlannoitukseen ja maanrakennukseen. Suomessa tuhkien hyötykäytön aste on yli 50 %.

Tuhkaa voidaan käyttää joissain kohteissa, kuten metsänlannoituksessa miltei sellaisenaan, kun taas esimerkiksi adsorbenttimateriaalina käytettäessä sitä on esikäsiteltävä laajemmin ennen käyttöä. Tuhkan esikäsittely voi mahdollistaa tuhkille enemmän käyttökohteita.

Tuhkien suurimpia käyttökohteita ohjataan Suomessa lainsäädännön avulla. Metsänlannoitukseen käytettävän tuhkan on täytettävä tiettyjä kriteereitä, jotta sitä voidaan käyttää. Tuhkassa ei esimerkiksi saa olla lainsäädännön määräämien rajojen ylittäviä pitoisuuksia raskasmetalleja, sillä näiden on todettu kuormittavan ympäristöä. Vastaavasti maanrakennukseen käytettävälle tuhkalle on määritetty pitoisuusrajoja sekä tiettyjä ominaisuuksia, joita tuhkalla tulee olla. Tällaisia ominaisuuksia voi esimerkiksi olla routimattomuus ja vedenläpäisykyky.

Uusiutuvien polttoaineiden käytön lisääntyessä syntyvien tuhkien määrä kasvaa samalla. Tuhkien hävittäminen uudelleenkäyttämisen sijaan on usein taloudellisesti kannattamatonta ja ympäristöä kuormittavampaa, sillä tuhkaa käyttämällä voidaan vähentää työvaiheita esimerkiksi betonintuotannossa. Mikäli tuhkia halutaan hyötykäyttää suurempia määriä, on tuhkille kehitettävä lisää käyttökohteita tai niitä tulisi käyttää laajemmin jo tunnettuihin kohteisiin. Uusista käyttökohteista lupaavimpia on tuhkien käyttö geopolymeerien valmistuksessa. Geopolymeerejä voidaan käyttää laastin sementin ja betonin valmistuksessa runkoaineena. Geopolymeerit voisivat olla tuhkille laaja käyttökohde, sillä edellä mainittuja rakennusmateriaaleja valmistetaan paljon.