Elinkaarimallinnus viljankuivauksen sivutuotteen potentiaalisille hyödyntämisketjuille : kuivikekäyttö hevosilla ja syntyvän kuivikelannan hyödyntäminen energiana ja ravinteina

Abstract

Kuiviketurpeen saatavuuden vähentyessä markkinoille tarvitaan uusia kuivikemateriaaleja. VILSKE-hankkeessa (Viljankuivauksen sivutuotteen kierto materiaalina ja energiana, 2024–2027) tutkitaan viljankuivauksesta syntyvän sivutuotteen soveltuvuutta vaihtoehtoiseksi kuivikemateriaaliksi. Tämän diplomityön tutkimus toteutettiin VILSKE-hankkeen yhteydessä. Työn tavoitteena oli tutkia elinkaariarviointimenetelmää (LCA) käyttäen viljankuivauksen sivutuotteen kuivikkeena hyödyntämisen ympäristövaikutuksia vertaillen eri kuivikelannan käsittelyketjuja: kompostoituminen lantalassa, lämmöntuotanto pienpolttolaitoksessa ja biokaasun tuotanto kuivamädätyslaitoksessa. Kaikissa skenaarioissa jäännösmateriaali päätyi lannoitus- tai maanparannuskäyttöön. Vertailukohdaksi arvioitiin myös perin-teisten kuivikemateriaalien, turpeen ja kutterin, käytön ympäristövaikutukset.

Ympäristövaikutuksia tarkasteltiin ilmastonlämpenemis-, rehevöitymis- ja happamoitumispotentiaalien (GWP, EP, AP) perusteella. Tulosten mukaan viljankuivauksen sivutuotetta käytettäessä GWP on turpeeseen ja kutteriin verrattuna pienempi. EP ja AP arvioitiin puolestaan suuremmiksi turpeeseen verrattuna, mutta pienemmiksi kutteriin verrattuna. Kuiva-mädätys ja poltto olisivat GWP:n osalta suotuisia käsittelyvaihtoehtoja, ja poltto erottuu edukseen myös EP- ja AP-vaikutusluokissa. Huono puoli poltossa on kuitenkin se, että kuivikelannan sisältämä typpi menetetään päästöinä ilmaan.

Useisiin lähtöarvoihin liittyi oletuksia, ja käytetty data perustui pääasiassa kirjallisuustietoon ja tietokantoihin. Erityisesti EP- ja AP-luokkien tulokset ovat herkkiä lähtöarvojen epävarmuuksille. Tuloksia päivitetään myöhemmin VILSKE-hankkeen edetessä, kun tarkempaa tutkimustietoa saadaan kerättyä testaustoiminnan avulla.

As the availability of peat for bedding decreases, new bedding materials are needed on the market. The VILSKE project (in Finnish: Viljankuivauksen sivutuotteen kierto materiaalina ja energiana, 2024–2027) investigates the suitability of a residual material from the grain drying process as an alternative bedding material. Research for this master’s thesis was conducted in the context of the VILSKE project. The aim was to assess the environmental impacts of utilization of the residual material as bedding using life cycle assessment (LCA) method. Three different processing chains for resulting manure were compared: composting in a manure storage, heat production and biogas production. In all scenarios, the processed manure was utilized as fertilizer or soil conditioner. For comparison, the environmental impacts of using traditional bedding materials, peat and wood shavings, were also assessed.

Environmental impacts were assessed in terms of global warming potential (GWP), eutrophication potential (EP), and acidification potential (AP). Based on the results, the use of the residual material results in lower GWP compared to peat and wood shavings. EP and AP are higher compared to peat but lower compared to wood shavings. Dry anaerobic digestion and combustion were found to be favorable manure treatment options in terms of GWP, with combustion also standing out positively in EP and AP impact categories. However, a drawback of combustion is the loss of nitrogen from the manure as emissions to the atmosphere.

Several input values were based on assumptions, and used data relied mainly on literature and databases. The results for the EP and AP categories are particularly sensitive to uncertainties in the input values. The results will be updated later in the VILSKE project as more accurate research data becomes available through testing.