Mäntsälän jätevedenpuhdistamon hiilijalanjäljen laskenta

Abstract

Ilmaston lämpeneminen on globaali uhka. Yhdistyneiden Kansakuntien ilmastopuitesopimuksen alaiseen Pariisin sopimukseen on kirjattu tavoitteeksi pitää maapallon lämpötilan nousu keskimäärin alle 1,5 °C asteessa, kuitenkin selvästi alle 2 °C asteen verrattuna esiteolliseen aikaan. Yhdyskuntien ja teollisuuden jätevesien käsittelystä syntyy kasvihuonekaasupäästöjä. Jätevedenpuhdistus kuitenkin on välttämätöntä vesistöjen saastumisen ja rehevöitymisen ehkäisemiseksi. Tämän diplomityön tarkoitus oli kartoittaa Mäntsälän jätevedenpuhdistamon kasvihuonekaasupäästöt vuosilta 2020–2023 sekä selvittää saatujen tulosten pohjalta tapoja niiden pienentämiseksi.

Kasvihuonekaasujen kartoitus on tehty pohjautuen GHG-protokollaan (Greenhouse Gas Protocol). Päästökertoimet on kerätty kirjallisuudesta, laitoksella tehdyistä mittauksista ja kemikaalintoimittajilta. Muut lähtötiedot on kerätty laitoksen mittauksista ja laboratoriotuloksista. Jätevedenpuhdistamon päästöistä noin 50 % oli suoria päästöjä (scope 1), 6 % epäsuoria päästöjä energiantuotannosta (scope 2) ja 44 % muita epäsuoria päästöjä (scope 3). Vuodessa päästöjä syntyy keskimäärin 809 t CO2ekv. Suhdeluvuilla esitettynä 0,7 kg CO2ekv/m3 ja 57 kg CO2ekv/AVL (asukasvastineluku). Päästöt vastaavat noin 0,7 % suomalaisen kasvihuonekaasupäästöistä. Jätevedenpuhdistamon suurin yksittäinen päästölähde oli prosessin typpioksiduulipäästöt 19 %.

Suurin päästöjen pienentämispotentiaali kohdistuu scope 3 päästöihin. Suurimmat päästövähennyskohteet olivat lietteenkäsittelyn vaihtaminen kompostoinnista mädätykseen (-171 t CO2ekv/a) ja kalsiumhydroksidin vaihto kiertotaloustuotteeseen (-125 t CO2ekv/a). Kaikista haasteellisimmat ovat scope 1 päästöt, joiden kartoittamiseen tarvitaan jatkossa lisätutkimusta.

Climate change is a global threat, and the United Nations Paris Agreement aims to keep the average global temperature rise well below 2 degrees Celsius with an aspiration to limit it to 1.5 degrees Celsius compared to the pre-industrial levels. While wastewater treatment is essential for preventing water pollution and eutrophication, it also generates greenhouse gas emissions. The purpose of this master’s thesis was to assess the greenhouse gas emissions from Mäntsälä’s wastewater treatment plant from years 2020-2023 and explore ways to reduce them based on the obtained results.

The greenhouse gas inventory was conducted following the Greenhouse Gas Protocol. Emission factors were collected from literature, from on-site measurements, and from chemical suppliers. Other input data were gathered from facility measurements and laboratory results. Approximately 50% of the wastewater treatment plant’s emissions were direct emissions (scope 1), 6% were indirect emissions from energy production (scope 2), and 44% were other indirect emissions (scope 3). On average, the plant emits 809 metric tons of CO2eq annually. Expressed as functional units 0.7 kg CO2eq/m³ and 57 kg CO2eq/PE (population equivalent). Emissions are responsible for around 0,7 % of Finnish citizen yearly total emissions. The largest individual emission source was nitrous oxide emissions from the wastewater treatment plant, accounting for 19% of the total emissions.

The greatest potential for emission reduction lies in scope 3 emissions. The most significant reduction opportunities were switching sludge treatment from composting to anaerobic digestion (-171 t CO2eq/year) and replacing calcium hydroxide with circular economy products (-125 t CO2eq/year). Scope 1 emissions pose the most challenging aspect, requiring further research and investigation.