Taajamien viemäreissä ja maatilojen lantaloissa piilee aarre. Likavesistä ja ulosteista saisi lämpöä ja sähköä miljoonille kotitalouksille

Julaksitu Tiede-lehdessä 6/2013

Taajamien viemäreissä ja maatilojen lantaloissa piilee aarre. Likavesistä ja ulosteista saisi lämpöä ja sähköä miljoonille kotitalouksille

Teksti: Petri Forsell

Useimmissa Euroopan unio­nin maissa yhdyskuntien­ jätevedet käsitellään jo niin, etteivät ravinteet, raskasmetallit ja lääkeaine­jäämät palaudu hallitsemattomasti luontoon. Paljon enemmän voisi tehdä. Viemäreihin valuvasta ryönästä kannattaisi ottaa talteen myös energia, ja tähän suuntaan kehitys kulkee. Meillä esimerkiksi Turun Energia kerää kylpyhuoneista ja pesukoneista purkautuvista pesuvesistä lämpöä 20 000 asukkaan tarpeisiin.

Lämmön talteenoton jälkeenkin jätevesi on arvokasta raaka-ainetta, josta voi bioreaktorissa mädättää kaasua ja siitä tuottaa sähköä. Yhteen megawattituntiin eli tuhanteen kilowattituntiin tarvitaan viitisen kuutiometriä kiinteää jätettä. Suomessa tällä saisi keskivertokotiin vuodeksi valaistuksen tai sähkösaunaan löylyt.

Energian talteenottoa ei kannata lopettaa tähänkään. Ryönä sisältää edelleen runsaasti energiaa, sillä mädätys ei tuhoa jätettä, vaan ainoastaan muuttaa osan sen ravinteista kaasuksi. Kun viemäriveden kiintoaineksen polttaa, siitä saa lämpöä ainakin toisen megawattitunnin verran. Tämä on kymmenesosa noin sadan neliön­ asunnon vuotuisesta lämmitysenergian kulutuksesta.

– Jotta jätteen voi polttaa, siitä on poistettava vesi suodattamalla, linkoamalla tai höyryttämällä. Näistä höyryttäminen olisi hyvin tehokasta, koska siihen käytetty lämpö voidaan ottaa talteen ja kierrättää, sanoo saksalainen energiatutkija Ludwig Hermann, jolla on takanaan vuosikymmenien ura myös energia-alan yrittäjänä ja keksijänä. Nykyisin hän työskentelee Outotecin, luonnonvarojen hyödyntämiseen kestäviä tekniikoita kehittävän suomalaisyrityksen, konsulttina.

Sveitsiläiset etujoukoissa

Parhaillaan Outotec rakentaa Sveitsin Zürichiin jätteenpolttolaitosta, jonka on tarkoitus muuttaa energiaksi 1,5 miljoonan ihmisen viemärijätteet. Laitosta on sanottu maailman edistyksellisimmäksi, ja varmaa on, että kun se parin vuoden kuluttua valmistuu, sen toimintaa, hyötysuhdetta ja taloudellisuutta tarkkaillaan kaikkien suurkaupunkien energia- ja vesilaitoksissa.

Ludwig Hermann muistuttaa, että raha on jätteenkäsittelyn arka paikka.

– Investointeihin voi vaikuttaa esimerkiksi liuskekaasu, jonka käyttöönottoon on Yhdysvalloissa kehitetty tehokkaita menetelmiä. Jos sitä alkaa virrata Eurooppaan, uusiutumattoman energian­hinta laskee ja kiinnostus uusiutuvaan ener­giaan vähenee.

– Tarvitaan poliittista ohjausta, jos jätteidemme hyötykäyttöä halutaan kehittää, Herrmann arvioi.

Kansan tuellakin on tosin merkitystä. Zürichin laitoksen rakentaminen ratkaistiin kansanäänestyksessä, jossa 96 prosenttia uurnilla käyneistä tuki hanketta.

Lanta vielä parempaa

Taajamien jätevesi ei suinkaan ole ainoa tulevaisuuden energianlähde. Karjatilojen miljoonat eläimet tuottavat valtavat määrät lantaa, josta on päästävä eroon tavalla tai toisella.

– Lantaa voi käyttää kasvien ravinteena lähes sellaisenaan tai sen voi hyödyntää energiaksi. Kummallakin vaihtoehdolla on tukijansa ja heillä hyvät argumentit, Herrmann sanoo. Hän itse pitäisi järkevänä lannan käyttämistä voimalaitoksissa.

– Logistiikka on kuitenkin suuri ongelma. Lantakin sisältää yli 80 prosenttia vettä, eikä vettä kannata kuljettaa muutamaa kilometriä pidemmälle.

Jos lantapatterit saadaan voimaloihin, niissä on tehoa tuntuvasti.

– Yksi lehmä tuottaa vuodessa noin 15 kuutiometriä lantaa. Siitä saa biokaasua ainakin kolme megawattituntia ja lämpöä yli neljä. Teoriassa Saksan 13,5-miljoonainen karja voisi tuottaa energiaa 95 miljoonaa megawattia eli kaksi kertaa enemmän kuin maan tuulivoimalat yhteensä.

Hyvät aineet kiertoon

Energia ei kuitenkaan yksin riitä perusteluksi viemäriliejun polttamiselle. Vaa’assa painaa kaksi muutakin seikkaa.

– Ensinnäkin aineet, jotka häiritsevät luontoa, tuhoutuvat kuumuudessa. Toiseksi hyödylliset mineraalit, kuten fosfori, jäävät tuhkaan. Kun tuhkaa kuumennetaan hieman lisää, fosfori muuttuu niin, ettei se enää liukene veteen. Kasvit voivat sitä käyttää, mutta se ei rehevöitä vesistöjä yhtä pahasti kuin tavallinen fosfori, Herrmann sanoo.

Fosfori on maataloudessa välttämätön lannoite, ja maailman fosforikaivoksissa raavitaan pian esiin viimeisiä muruja. Ehkä jo 50 vuoden päästä helposti louhittavat fosforivarat on käytetty loppuun. Mineraalia on siis pakko ryhtyä palauttamaan kiertoon.

– EU-maat tuottavat vuosittain 12 miljoonaa tonnia viemärilietettä, josta saisi 750 000 tonnia fosforia. Tämä olisi noin puolet Länsi-Euroopan ainoan fosforikaivoksen, Siilinjärven, vuosituotannosta.

Suomesta puheen ollen, voiko harvaan asuttu  maa hyödyntää polttotekniikkaa?

– Lappiin polttolaitoksia ei varmaan voi rakentaa, mutta Oulun eteläpuolella niitä voisi toimia kannattavasti kahdesta viiteen.

Tätä nykyä Suomi hyödyntää jäte-energiaa heikosti. Lietteistä tuotetaan energiaa noin 160 000 megawattituntia, kaatopaikoilta runsaat 700 000 megawattituntia. Valtio on kuitenkin asettanut tavoitteeksi kymmenkertaistaa biokaasun käytön vuoteen 2020 mennessä. c

Petri Forsell on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Seitsemän lehmää lämmittäisi asunnon

Tuotantoeläin Energiaa kWh/v Energiaa kWh/v Eläinten tarve lämpöön/v* Eläinten tarve sähköön/v*
Lehmä navetassa 4 1460 7 5
Lehmä laitumella 1 365 27 19
Sika 0,5 182 54 38
Kana 0,1 36 278 194

* Laskelman perusteena on 100 neliömetrin asunto, jonka lämmitykseen menee vuodessa kilowattitunteja keskimäärin 10 000 ja sähköön 7 000.

Lannasta saatavan energian määrä vaihtelee paljon sen mukaan, mistä lanta on peräisin, miten se kerätään ja millaista polttotekniikkaa voimalaitos käyttää. Taulukoidut luvut ovat keskiarvoja voimaloista, jotka tuottavat sekä sähköä että lämpöä ja polttavat lannan ohessa myös kuivikkeita, kuten puuta, olkia ja turvetta. Koska ihminen ei käytä kuivikkeita, jätettä syntyy vähemmän. Suomalaisten yhteisponnistuksella kertyy noin 300 000 tonnia polttokelpoista viemäriryönää vuodessa. Kun tonnista irtoaa noin neljä megawattituntia lämpöä, koko määrän polttaminen tuottaisi 1,2 miljoonaa megawattituntia. Sillä lämmittäisi parituhatta kerrostaloa.