Jätteiden mukana palaa miljoonien edestä arvokkaita metalleja – tutkijat löysivät menetelmän, jolla ne voidaan saada talteen tuhkasta

Haitallisia aineita sisältävän tuhkan hyödyntämisestä yritetään tehdä uutta liiketoimintaa.

Metallit ja mineraalit
Yhdyskuntajätettä Riikinvoiman jätteenpolttolaitoksella
Riikinvoiman jätteenpolttolaitoksella Leppävirralla poltetaan vuosittain 145 000 tonnia yhdyskuntajätettä.Toni Pitkänen / Yle

Laboratorion vetokaapissa nököttävän laitteen ulkonäkö on pettävä. Johdoista ja putkista koostuva viritys on reaktori, jonka sisältämälle tekniikalle povataan suurta kaupallista menestystä.

– Me kokeilimme tätä ennen useita versioita nähdäksemme, mikä toimii ja mikä ei toimi. Tämä toimii, myhäilee reaktorin kehittänyt Itä-Suomen yliopiston tutkija David Lane.

David Lane
Tohtori David Lane on rakentanut reaktorin, jossa tuhkasta voidaan erottaa arvokkaita metalleja.Toni Pitkänen / Yle

Australialainen Lane on yksi yliopiston pienhiukkas- ja aerosolitekniikan laboratoriossa työskentelevistä tutkijoista, joiden tavoitteena on kehittää menetelmä, jolla jätteenpolttolaitoksella syntyvästä tuhkasta voidaan ottaa talteen arvokkaat metallit.

Professori Jorma Jokiniemen mukaan tämä tavoite on nyt saavutettu.

Jätteenpolttolaitokselta tuleva tuhka kuumennetaan ja kaasuunnutetaan reaktorissa jopa tuhanteen asteeseen, minkä jälkeen siitä on pystytty ottamaan talteen esimerkiksi puhdasta sinkkiä ja kuparia.

– Niistä voidaan tehdä nanomateriaaleja erilaisiin sovelluksiin, kuten esimerkiksi elektroniikkaan ja kosmetiikkaan, Jokiniemi selittää.

Tuhkasta haihdutettua nanomateriaalia
Reaktorikäsittelyn tuloksena sinkistä syntyy mikroskooppisen pientä nanomateriaalia, jota voidaan käyttää esimerkiksi kosmetiikassa.Toni Pitkänen / Yle

Miljoonien eurojen mahdollisuus

Professori Jorma Jokiniemen mukaan jätteenpoltosta syntyvän tuhkan sinkki- ja kuparipitoisuudet ovat samaa luokkaa kuin esimerkiksi Talvivaaran malmissa. Alustavia laskelmia metallin arvosta on toistaiseksi tehty vain yhden jätteenpolttolaitoksen osalta, mutta ne ovat jo sellaisenaan lupaavia.

– Kyllähän siinä puhutaan miljoonista euroista, Jokiniemi myöntää.

Hän muistuttaa, että jätteenpolttolaitos maksaa metalleja sisältävän tuhkan hyödyntämisestä, kun taas kaivannaisteollisuus joutuu vastaavan metallimäärän saadakseen kaivamaan malmin maasta ennen kuin se pääsee jalostamaan sitä.

Professori Jorma Jokiniemi Itä-Suomen yliopisto
Professori Jorma Jokiniemen mukaan jätetuhkassa on miljoonien arvosta metallia.Toni Pitkänen / Yle

Itä-Suomen yliopistossa kehitetty menetelmä on poikkeuksellinen, sillä maailmalla on tähän saakka kehitetty happoliuotukseen perustuvia menetelmiä metallien ottamiseksi talteen. Jokiniemen mielestä uusi menetelmä on parempi, sillä siinä ei synny lainkaan ongelmallisia ainejäämiä.

Uudelle ja puhtaammalle menetelmälle uskotaan olevan runsaasti kysyntää, sillä pelkästään Suomessa on kymmenkunta jätteenpolttolaitosta, joissa syntyy vuodessa arviolta jopa 300 000 tonnia tuhkaa.

Vantaan Energia haluaa puhdistaa omat tuhkansa

Jokiniemen johtama tutkijaryhmä selvittää parhaillaan yhdessä joensuulaistutkijoiden kanssa, miten voidaan hyödyntää myös sitä osaa tuhkasta, joka ei haihdu kuumennettaessa.

– Siitä voidaan tehdä katalyyttimateriaalia, jota voidaan käyttää katalysaattorissa. Myös tämä hyödyntäminen näyttää lupaavalta.

Kaksivuotisessa tutkimushankkeessa ovat Itä-Suomen yliopiston lisäksi mukana Energiateollisuus ry, Vantaan Energia, Riikinvoima, Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY) ja Fortum Waste Solutions.

Tuhkaa asetetaan reaktoriin
Metallien talteen ottamista tuhkasta on toistaiseksi kokeiltu vain laboratorio-olosuhteissa.Toni Pitkänen / Yle

Vantaan Energia on mukana myös toisessa hankkeessa, jossa tuhka pyritään pesemään puhtaaksi jo jätteenpolttolaitoksella.

– Meillä on tavoitteena olla maailman ensimmäinen jätteenpolttolaitos, joka puhdistaa itse omat tuhkansa, hymyilee Vantaan Energian tuotantojohtaja Kalle Patomeri.

Vantaan Energian hankekumppanina on ylöjärveläinen Global Ecoprocess Services -yhtiö. Se on kehittänyt oman EPSE-menetelmän, jolla Vantaan jätevoimalan savukaasupesurin vettä on tarkoitus käyttää hienojakoisen tuhkan pesemiseen. Prosessin lopputuloksena pitäisi olla puhdasta vettä, puhdasta tuhkaa ja metallisakkaa.

Patomeren mukaan hankkeen laboratoriokokeet ovat onnistuneet niin hyvin, että edessä on pian demolaitoksen rakentaminen.

Tuhkasta tiesuolaa?

Riikinvoiman ekovoimalaitoksella syntyy nykyisin neljää erilaista tuhkaa, jotka Fortum Waste Solutions eli entinen Ekokem käsittelee.

Osa tuhkasta voidaan käyttää maanrakentamiseen esimerkiksi kaatopaikoilla, kun taas kaksi pölymäisessä muodossa olevaa tuhkalaatua kuuluvat vaarallisiin materiaaleihin, joiden hyödyntäminen on nykyisin vaikeaa.

Erilaisia tuhkalaatuja
Jätteenpoltosta syntyy useaa erilaista tuhkaa.Toni Pitkänen / Yle

– Toiveissa on tulevaisuudessa pystyä pesemään toinen pölymäinen tuhkalaatu tiesuolan tekemistä varten, kertoo Fortum Waste Solutions -yhtiön tuotelinjapäällikkö Jan Österbacka.

"Edullisempaa kaukolämpöä"

Jätteenpolttolaitokset ovat kiinnostuneita tuhkan hyödyntämis- ja käsittelymahdollisuuksista, sillä tuhkasta on niille nykyisin pelkkää harmia ja kuluja.

– Tuhkasta tulee meille vuosittain parin miljoonan euron kulut, tunnustaa Vantaan Energian Kalle Patomeri.

Myös Riikinvoiman toimitusjohtajan Juha Räsäsen mukaan tuhkasta syntyvä kuluerä on suuri.

– Jos merkittävä osuus näistä kustannuksista jäisi pois, niin sehän tarkoittaa sekä edullisempia jätteen käsittelykustannuksia että edullisempaa kaukolämpöä, hän suomentaa.

Toimitusjohtaja Juha Räsänen Riikinvoima
Toimitusjohtaja Juha Räsäsen mukaan tuhka on Riikinvoiman jätteenpolttolaitokselle merkittävä kuluerä.Toni Pitkänen / Yle