Jätevoimalan lentotuhkan käsittely- ja hyödyntämisvaihtoehdot

Abstract

Tässä diplomityössä tutkitaan yhdyskuntajätteen energiahyödyntämisessä syntyvän vaarallisen lentotuhkan vaihtoehtoisia käsittely- ja hyödyntämismenetelmiä Helsingin seudun ympäristöpalveluiden (HSY) tarpeisiin. Tutkimuksen tavoitteena on löytää teknistaloudellisesti toimiva ja kiertotaloutta edistävä ratkaisu korvaamaan nykyinen stabilointi ja loppusijoitus.

Tutkimus toteutettiin tapaustutkimuksena, jonka menetelminä hyödynnettiin integroivaa kirjallisuuskatsausta, asiantuntijahaastatteluja sekä tuhkan kemiallisen ja fysikaalisen laadun määrittäviä laboratoriokokeita. Laboratorioanalyysit osoittavat, että HSY:n lentotuhka sisältää suuren määrän helposti liukenevia suoloja, kuten klorideja, sekä kaupallisesti merkittäviä pitoisuuksia sinkkiä.

Työssä vertaillaan useita Euroopassa käytössä ja kehitteillä olevia menetelmiä. Tutkimuksen keskeisenä tuloksena havaitaan, ettei yksikään markkinoilla olevista edistyneistä kiertotalousteknologioista sovellu nykyisellään HSY:n omaksi, itsenäiseksi investoinniksi. Suurimpina esteinä ovat HSY:n pieni lentotuhkavolyymi, menetelmien korkeat investointikustannukset, sekä vaatimus integroida prosessi suoraan jätevoimalan yhteyteen.

Johtopäätöksenä tutkimus esittää lyhyellä aikavälillä investointiriskien vähentämistä ohjaamalla tuhka ulkomaisille kiertotaloustoimijoille, tai alueen ja infrastruktuurin tarjoamista ulkopuoliselle käsittelijälle. Pitkällä aikavälillä tulisi ottaa huomioon lentotuhkan ja savukaasujen puhdistusjätteiden jätevirtojen yhdistämisen potentiaali, mahdollinen kansallinen tai kansainvälinen keskitetty käsittelyratkaisu, sekä tulevaan energiahyödyntämisen sopimukseen asetettavat lentotuhkan käsittelyvaatimukset.

This Master’s thesis investigates alternative treatment and valorization methods for hazardous fly ash generated from municipal solid waste-to-energy incineration, tailored to the needs of the Helsinki Region Environmental Services (HSY). The objective of the study is to find a techno-economically viable solution that also promotes the circular economy to replace the current practices of stabilization and landfilling.

The research was conducted as a case study, utilizing an integrative literature review, expert interviews, and laboratory experiments to determine the chemical and physical quality of the ash. Laboratory analyses indicate that HSY’s fly ash contains a large amount of easily soluble salts, such as chlorides, as well as commercially significant concentrations of zinc.

The study compares several methods currently in use and under development in Europe. A key finding of the research is that none of the advanced circular economy technologies currently on the market are suitable as HSY’s own independent investment. The main obstacles are HSY's small fly ash volume, the high investment costs of the methods, and the requirement to integrate the process directly into the waste-to-energy plant.

As a conclusion, the study proposes outsourcing investment risks in the short term by directing the ash to foreign circular economy operators or by offering the site and infrastructure to an external processor. In the long term, consideration should be given to the potential of combining fly ash and flue gas cleaning residue streams, a possible national or international centralized treatment solution, and the fly ash treatment requirements to be established in future waste-to-energy agreements.