Kriisi nostaa kierrätyslannoitteiden arvoa

Sota saa ihmiset hyväksymään innovaatioita, jotka he rauhan oloissa torjuvat. Venäjän hyökkäys Ukrainaan nosti väkilannoitteiden hintaa, mikä kasvatti hetkessä kiinnostusta kierrätyslannoitteisiin.

Kalevi Rantanen

Kierrätyslannoituksen lisäämiseen olisi ilman sotaakin hyviä syitä: ilmastonmuutoksen torjuminen ja lannoitteiden saatavuuden varmistaminen.

Helsingin yliopiston tutkijat ovat juuri julkaisseet viisivuotisen Hykerrys-hankkeensa (Hyvän sadon kierrätyslannoitus) tulokset. Helsingin kaupungin omistaman Haltialan tilan koeruuduilla testattiin vuosina 2016–2021 erilaisia kierrätyslannoitteita ja vertailukohtana tavallisia väkilannoitteita.

Kierrätysvalmisteet olivat ammoniumsulfaattia teollisuuden jätevesistä, metsäteollisuuden sivuvirtoja, yhdyskuntajätepohjaisia komposteja, erilaisia liha-luujauhoja, biokaasutuksen lopputuotteita sekä nestemäisiä orgaanisia lannoitteita eri sivuvirroista.

Yhdessä osatutkimuksessa tutkijat vertasivat neljän lannoitteen hiilijalanjälkeä kauran viljelyssä. Suurin jälki oli odotetusti mineraali- tai väkilannoitteilla, pääasiassa valmistuksen hiilidioksidipäästöjen takia.

Pienimmät päästöt elinkaaren aikana olivat ammoniumsulfaatilla, seuraavaksi pienimmät mädätysjäännöksellä ja liha-luujauholla. Luujauhonkin päästöt olivat puolet pienemmät kuin mineraalilannoitteen.

Kierrätyslannoitteidenkin valmistus vaatii tietysti energiaa. Automaattisesti kierrätys ei takaa ekologisuutta, mutta useimmat kierrätyslannoitteet voittavat silti päästövertailussa.

Myös kierrätyslannoitteita voidaan periaatteessa kuljettaa pitkiä matkoja, mutta tavallisesti tuotteet valmistetaan Suomessa suomalaisista raaka-aineista.

Epäorgaanisten lannoitteiden raaka-aineista fosfori saadaan kotimaasta, mutta ammoniakki ja kaliumkloridi tuodaan muualta, pääasiassa Venäjältä. Vuonna 2021 ammoniakista tuli Venäjältä 79 ja kaliumkloridista 87 prosenttia.

Huoltovarmuuden vahvistajina kierrätyslannoitteet ovat yleensä parempia kuin epäorgaaniset.

Suomen pellot voidaan saada kasvuun myös kierrätyslannoitteilla. Ekologisuuden lisäksi kotimaiset tuotteet lisäävät huoltovarmuutta. Kuva Adobe Stock

 

Sota teki pelikentästä reilumman

Sota toi näkyviin epäorgaanisten lannoitteiden oikean hinnan. Havaittiin, että kierrätyslannoitteet ovat todellisuudessa halvempia kuin on näyttänyt.

Pelikenttä muuttui reilummaksi.

Kierrätyslannoitteiden tuotantoa voidaan myös lisätä. Raaka-aineita on saatavissa.

”Ravinteiden kierrätyksessä on edelleen hyödyntämätöntä potentiaalia. Varovaisenkin arvion mukaan jalostus- ja kierrätysmäärät voitaisiin monikymmenkertaistaa”, sanoo kiertotalousyritys Soilfoodin toimitusjohtaja Eljas Jokinen yrityksensä sivulla.

”Toistaiseksi esimerkiksi maanparannusaineiksi soveltuvista metsäteollisuuden lietteistä poltetaan 90 prosenttia.”

Kokemusta on jo kertynyt.

Luonnonvarakeskuksen mukaan maatalouden fosforiravinteista tulee 65 prosenttia lannasta tai kierrätyslannoitevalmisteista. Typen kohdalla luku on 35 prosenttia. Metsätaloudessa kierrätysfosforin osuus on 56 prosenttia.

Tiedot ovat reilun viiden vuoden takaa, mutta antavat käsityksen suuruusluokista.

Myös teknologiaa on käytettävissä.

”Merkittävä osa teollisuuden sivuvirroista jää vielä hyödyntämättä siitäkin huolimatta, että on olemassa valmiita toimintamalleja, jotka voidaan ottaa käyttöön ilman isoja investointeja tai lisäkustannuksia”, Jokinen sanoo.

Tekijöitä on paljon, tuttuja ja tuntemattomia. Sitra mainitsee vuoden 2021 Kiertotalouden kiinnostavimmat -listallaan lannoitekierrätyksen kärkiyrityksiksi Soilfoodin lisäksi Biolanin ja Ecolanin, jonka nimi on yrityskaupan myötä sittemmin vaihtunut Yara Eco Oy:ksi.

Yara Eco jatkaa vuonna 1995 aloittaneen Ecolanin työtä valmistamalla maa- ja metsätalouden lannoitteita voimalaitosten tuhkasta. Tuotteiden myynnistä vastaa emoyhtiö Yara Suomi Oy.

Vuonna 2015 perustettu Soilfood jalosti viime vuonna yli 300 000 tonnia teollisuuden sivuvirtoja lannoitteiksi ja maanparannusaineiksi. Yhtiö kierrätti maatalouteen noin 1 400 tonnia typpeä, 500 tonnia fosforia ja 900 tonnia kaliumia.

Alan tunnetuin yritys lienee jo lähes 50 vuotta toiminut Biolan, joka aikoinaan aloitti taipaleensa kananlantapohjaisesta lannoitteesta.

Sitran listaaman kolmikon lisäksi kierrätyslannoitealalla toimii Suomessa toista sataa muutakin yritystä.

Myös lainsäädäntö etenee. EU:n uusi lannoitevalmisteasetus astuu voimaan tänä kesänä. Asetuksen myötä tietyt orgaaniset ja kierrätyslannoitteet voivat saada virallisen lannoitestatuksen, ja niitä voidaan myydä ja markkinoida koko unionialueella.

Kasvit tarvitsevat kasvuunsa erityisesti typpeä (N), fosforia (P) ja kaliumia (K). Kuva Adobe Stock

 

Struviittilannoitetta jätevesistä

Tekemistä riittää tulevaisuudessakin. Kierrätyslannoitteiden teknologia on nuorta verrattuna epäorgaanisten lannoitteiden valmistusprosesseihin, joita on kehitetty yli sata vuotta.

Käynnissä on monia kierrätyslannoitetutkimuksia. Yksi tavoitteista on löytää entistä paremmin kasvien tarpeisiin räätälöityjä lannoitteita. Tietyt kasvit tarvitsevat nopeasti, jotkut toiset hitaasti liukenevia ravinteita.

Oulun yliopisto kumppaneineen paneutuu muun muassa hidasliukoisiin struviittivalmisteisiin.

”Struviitti sisältää ammoniumia, fosfaattia ja magnesiumia moolisuhteessa toisiinsa 1:1:1 ja toimii hidasliukoisena lannoitteena”, kertoo tutkijatohtori Janne Pesonen Oulun yliopiston kestävän kemian yksiköstä.

Valmiste toisin sanoen vapauttaa ravinteita hitaasti ajan myötä. Sitä kautta se voi vähentää ravinnehuuhtoutumia, joita helppoliukoisten ravinteiden levityksestä aiheutuu.

Struviittilannoitetta valmistetaan fosfaattia ja ammoniumia sisältävistä jätevesistä lisäämällä joukkoon magnesiumsuolaa, joka reagoi niiden kanssa ja saostuu struviittina.

”Tyypillisesti magnesiumin lähteenä on käytetty jotakin kaupallista magnesiumsuolaa, mutta me olemme tutkineet erilaisten magnesiumpitoisten sivuvirtojen soveltuvuutta saostuskemikaaliksi.”

Oululaisten kehittämä valmiste tuo mieleen hallitusti liukenevat controlled release -tyyppiset lannoitteet.

”En välttämättä käyttäisi tässä yhteydessä controlled release -termiä, sillä se tarkoittaa yleensä jollain polymeerilla päällystettyä lannoitetta. Itse ravinnekomponentit voivat olla hyvinkin liukoisia, mutta liukenemista säätelee kuorikerros”, Pesonen sanoo.

”Struviitti on itsessään melko niukkaliukoinen ja hajoaa maaperässä hitaasti, joten se ei tarvitse päällystettä.”

Struviitti on vain yksi esimerkki kehityksestä. Muutama poiminta vuosina 2020–2022 toteutettavasta Ravinteiden kierrätyksen kokeiluohjelmasta antaa kuvaa alan monipuolisuudesta.

Hämeen ammattikorkeakoulu ja helsinkiläinen IPFur Consulting kehittävät menetelmää, jolla hevosenlanta hygienisoidaan lannoituskäyttöön sopivaksi.

LAB-ammattikorkeakoulu puolestaan rakentaa sarjavalmisteisen maatilakoon ravinnekierrätyslaitoksen konseptia yhdessä Sauter Biogas Finlandin, Ophi Technologiesin ja Viitos-Metallin kanssa.

Luonnonvarakeskus ja 3E Energy Tuusulasta selvittävät, voidaanko ravinteiden ja niiden kustannusminimien löytämiseen hyödyntää matemaattisia optimointimenetelmiä.

Kuinka kauan kriisin opetus muistetaan?

Kierrätyslannoiteosaamisen kehittäminen on vaativaa, mutta vielä vaikeampaa voi olla säilyttää saavutetut tulokset.

Toisen maailmansodan aikainen lannoitepula unohdettiin pian, ja huoltovarmuus kuului vuosikymmeniä teemoihin, jotka eivät juuri kiinnostaneet.

Nyt Venäjä on jättänyt aukon lannoitemarkkinoille, mutta aukon täyttävät jo lähitulevaisuudessa muut tuottajat, kun kansainväliset toimitusketjut kunnostetaan.

Houkutus vaihtaa kierrätyslannoitteista takaisin ekologisesti heikompiin ja saatavuudeltaan epävarmempiin mutta näennäisesti halvempiin tuotteisiin voi olla suuri.

 

Kemianteollisuus palkitsi uutuuslannoitteen


Turkulaisen Gaiamaren ja ylöjärveläisen DTS Finlandin kierrätyslannoite Gaia NPK sai Kemianteollisuuden vuoden 2022 innovaatiokilpailussa tunnustuspalkinnon.

Uutuuslannoite syntyy biokaasulaitoksen mädätysjäännöksestä, lannasta ja ruokateollisuuden sivuvirroista. Yleislannoite käy yhtä lailla tavanomaiseen kuin luomutuotantoonkin, kertovat tuotteen kehittäjät.

Lannoitteesta on ollut markkinoilla jo koe-eriä, mutta sen hiominen jatkuu edelleen.

”Tällä hetkellä perehdymme tarkemmin tuotteen kaliumpitoisuuden kasvattamiseen ja kestävän pelletin valmistukseen”, kertoo Gaiamaren tuotepäällikkö Milla Rantakulma.

Yhtiön tavoitteena on saada tuote myyntiin vuonna 2023.

Biokaasulaitosten määrä lisääntyy Suomessa koko ajan, joten lannoitteen raaka-ainetta eli mädätysjäännöstä on jatkossa saatavilla yhä enemmän.

Gaiamare saa tarvitsemansa raaka-aineen Biolinja Oy Uudenkaupungin biokaasulaitoksesta, jonka vuosittaisesta mädätysjäännöksestä se käyttää suunnilleen neljäsosan. Määrästä voidaan valmistaa noin 5 000 tonnia valmista lannoitetta, joka tosin sisältää muitakin ainesosia.

Ravinteina tämä vastaa 265 tonnia typpeä, 43 tonnia fosforia ja 90 tonnia kaliumia, jonka määrää yritys siis pyrkii vielä lisäämään.

”Kun prosessi saadaan lyötyä lukkoon, meidän on mahdollista myös laajentaa toimintaa ja hyödyntää suurempi osuus Biolinjan biokaasulaitoksen mädätysjäännöksestä.”

”Suomi voisi olla täysin omavarainen”

Milla Rantakulma uskoo, että kierrätyslannoitteilla on mahdollisuus korvata yhä suurempi osa väkilannoitteista.

”Viljelijät ovat viimeaikaisten tapahtumien johdosta joutuneet miettimään lannoitussuunnitelmiaan, jotta heidän toimintansa olisi kannattavaa. Elämme luultavasti jonkinlaista murrosaikaa lannoituksenkin osalta”, hän sanoo.

”Suomi luultavasti voisi olla lannoitteiden osalta täysin omavarainen, mutta se vaatii paljon työtä. On laskettu, että sivuvirtoja kierrättämällä olisi mahdollista kattaa peltoviljelyssä ainakin iso osa tarvittavasta typestä ja lähes koko fosforintarve.”

Mädätysjäännöksen lannoituskäytössä on Rantakulman mukaan ongelmana se, että jäännös on hyvin vesipitoista. Tämä vaikeuttaa aineen varastointia ja lisää sekä kuljetuksen että levityksen kuluja.

”Me olemme saaneet ratkaistua tämän ongelman ja samalla ohittaneet useita käsittelyitä, joilla mädätysjäännöksen käytettävyyttä on tähän mennessä parannettu”, Rantakulma sanoo.

Yhtiön tavoitteena on, että sen lopullinen tuote on ravinteikas kierrätyslannoite, joka on käytettävyydeltään verrannollinen nykyisiin raemaisiin väkilannoitteisiin.

 

Metsä kasvamaan teollisuuden tuhkilla

Lannoitteista puhuttaessa mielen nousevat ensimmäiseksi viljapellot, mutta yhtä tärkeitä ovat metsät. Metsäteollisuus ry teetti viime vuonna konsulttiyhtiö Vahanen Environmentilla selvityksen kierrätyslannoituksen mahdollisuuksista alalla.

”Tuhkan käytön lisäämisessä olisi potentiaalia, ja sillä saataisiin korvattua rajallista fosforia”, kertoo kiertotalous- ja ympäristöpäällikkö Aaron Vuola Metsäteollisuus ry:stä.

”Ravinnetalouden edistäminen on tärkeä keino lisätä metsien kasvua ja hiilensidontaa.”

Esimerkiksi teollisuuden polttoprosesseista saatua tuhkaa levitetään noin 10 000 hehtaarin metsäalalle vuosittain. Tuhkaa kuitenkin voitaisiin käyttää yli 50 000 hehtaarilla.

Myös kalsiumia kierrätetään hyötykäyttöön. Viime vuonna syntyneestä selluprosessin sivutuotteesta meesakalkista hyödynnettiin 76 prosenttia lannoitukseen.

Puutuhkilla vastaava osuus oli noin 22 prosenttia, kuitu- ja pastalietteillä kaksi prosenttia ja muilla lietteillä noin 1,5 prosenttia.

Selvityksen mukaan turvemaalla on pulaa erityisesti fosforista ja kaliumista, kun taas typen niukkuus on pääasiallinen rajoittava tekijä kivennäismailla.

Peltojen lisäksi lannoitusta tarvitsevat myös metsät. Hyväksi havaittu lannoite on metsäteollisuuden omien prosessien sivuvirtana syntyvä tuhka. Kuva Adobe Stock

Nykyään tuhkaa suositellaan lannoitukseen erityisesti runsastyppisillä ja ojitetuilla turvemailla, joilla kasvurajoituksena on kaliumin ja fosforin saatavuus. Metsäteollisuuden tuhka soveltuu korkean fosfori- ja kaliumpitoisuutensa ansiosta tarkoitukseen hyvin.

Tuhkalannoituksen kasvua lisäävä pitkäaikainen vaikutus voi näkyä turvemaiden metsissä useita vuosikymmeniä. Fosforin vaikutusaika voi olla parhaimmillaan jopa 50 vuotta. Lannoitteen tuhka liukenee maassa varsin hitaasti, mikä on juuri metsissä edullista, koska niitä lannoitetaan harvoin.

Hyvin kasvavat suopuustot sitovat hiiltä. Metsäntutkimuslaitoksen tutkimuksen mukaan tuhkalannoitus voi lisätä turvemaalla puuston vuotuista kasvua jopa kolme kuutiometriä hehtaaria kohti.

Kangasmaiden kasvua rajoittava tekijä on yleensä typpi, eikä tuhka sellaisenaan kelpaa niiden lannoiteaineeksi. Metsän typpilannoituksessa kaivataan erityisen kipeästi uusia ratkaisuja, koska kierrätysprosentti on nykyään nolla.

(Pääkuva Adobe Stock) Pulkkilanharju ja kappale kauneinta Suomea. Tulevaisuudessa yhä isompi osa pelloista ja metsästä voisi kasvaa kierrätyslannoitteiden voimalla.

Juttu on julkaistu Kemia-lehdessä 4/2022.


 

Tilaa Kemia-lehti loppuvuodeksi 2022 ja auta Ukrainaa!

Lahjoitamme puolet tilausmaksusta ukrainalaisten auttamiseen Pelastakaa Lapset ry:n kautta.

Katso lisätiedot ja tee tilaus täällä.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Anna palautetta

Lisää uutisia