Hevosenlannan tuubikompostointi

Hevosenlannan hyödyntäminen lannoitteena on haastavaa suuren kuivikepitoisuuden ja alhaisen typpipitoisuuden vuoksi. Puupohjainen kuivike hidastaa lannan hajoamista ja sitoo pellon typpivaroja. Kompostointi parantaa lannan ominaisuuksia, mutta perinteinen aumakompostointi vaatii kalliin pohjaratkaisun ja paljon tilaa. Tuubikompostit voidaan rakentaa suoraan tasaiselle peltomaalle, eikä tiivistä pohjarakennetta tarvita. Kompostoitava materiaali pakataan erityisellä pakkauslaitteella muovikalvon sisään pitkäksi pötköksi. Muovikalvon on tarkoitus pitää kompostin valumat sisällään. Tuubikompostien sisään syötetään rakennusvaiheessa kaksi tuubin pituussuunnassa kulkevaa salaojaputkea, joiden kautta kompostiin pääsee ilmaa. MTT Sotkamon tutkimusasemalla rakennettiin kesällä 2012 kuusi tuubikompostia. Kokeessa selvitettiin hevosenlannan soveltuvuutta tuubikompostointiin sekä menetelmän käyttökelpoisuutta. Kompostoitavat materiaalit olivat eri tavoin kuivitettua hevosenlantaa. Lisäksi purukuivitettua hevosenlantaa sekoitettiin kananlantaan, naudanlantaan ja biojätteen biokaasutuksessa saatuun käsittelyjäännökseen. Viiden kompostin lämpötilat jäivät varsin alhaisiksi. Purukuivitettu hevosenlanta oli todennäköisesti jo osittain kompostoitunutta tuubikompostoinnin alkaessa. Kuudennen kompostin raaka-aineena oli muita komposteja tuoreempi hevosenlanta, ja sen lämpötilat kohosivat huomattavasti toisia tuubikomposteja korkeammalle. Suurin hankaluus tuubikompostoinnissa on riittävän ilmastuksen varmistaminen. Ilmastuksen tehostamiseksi tuubien kylkiin viillettiin palkeenkieliä ja tuubeja ilmastettiin ensimmäisenä vuonna koneellisesti. Ilmastus ei nostanut lämpötiloja merkittävästi korkeammalle tasolle. Hevosenlannan typpipitoisuus oli kokeen alussa matala. Olki-turvekuivitetussa lannassa oli hevosenlantakomposteista eniten kokonaistyppeä. Sen sijaan tuoreessa pellettikuivitetussa lannassa liukoisen typen osuus oli korkein. Kun tuubit olivat kompostoituneet vuoden, kaikkien kompostien typpipitoisuudet olivat laskeneet. Viljelykäytössä kompostin optimaalinen hiili-typpisuhde on alle 20. Ainoastaan olki-turvekuivitetulla hevosenlannalla se oli 15,5. Korkein hiili-typpisuhde 38,6, oli hevosen purulannalla. Hiili-typpisuhde oli laskenut vuoden kompostoinnin aikana hevosen- ja kananlannan seosta lukuun ottamatta kaikilla materiaaleilla. Tuubikompostoidun hevosen purulannan lannoituskäyttöä testattiin kesällä 2013 peltoviljelykokeessa. Suojaviljaan kylvettyä nurmea lannoitettiin pelkällä lantakompostilla, typpilannoituksella täydennetyllä lantakompostilla ja väkilannalla. Mukana oli myös lannoittamaton ruutu. Suojaviljana olleesta ohrasta saatiin hyvä sato, samoin väkilannoitetulla ruudulla ja typellä täydennetyllä kompostiruudulla. Myös pelkkä komposti toimi lannoitteena melko hyvin. Koetta jatketaan kesällä 2014. Tutkimus on osa MTT Sotkamon Biojäte ja hepolanta –hanketta, jota rahoittaa Euroopan aluekehitysrahasto Kainuun ELY-keskuksen kautta

Hevosenlannan käsittely Suomessa : Tulokset lannankäsittelykyselystä talleille

Tässä raportissa esitellään keskimääräiset hevosenlannan käsittelyn toimet suomalaisilla talleilla koko lannankäsittelyketjussa eläinsuojasta lannan hyödyntämiseen. Tieto perustuu vuoden 2014 keväällä talleille tehdyn lannankäsittelykyselyn vastauksiin. Kysely toteutettiin vanhan Nitraattiasetuksen (931/2000)) vähimmäislantalatilavuuksien päivittämisen tueksi yhteistyössä Luonnonvarakeskuksen (Luke), Suomen ympäristökeskuksen (SYKE), hevosalan (Suomen Hippos, Suomen ratsastajainliitto ry, Hippolis – Hevosalan osaamiskeskus ry) sekä Maa- ja metsätaloustuottajain Keskusliitto MTK ry:n kesken. Kyselyn rahoitti ympäristöministeriö.201

Ilmastonmuutos ja hevosenlanta - uusiutuvan energian hyödyntämistä koskevan lainsäädännön lähempää tarkastelua

Non Peer reviewe

Alternatives for horse manure utilization and assessment of environmental impacts

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää ympäristön kannalta järkevimmät hevosenlannan hyödyntämisvaihtoehdot. Hyödyntämisvaihtoehdot valittiin nykyisistä Suomessa käytössä olevista kompostointimenetelmistä ja kehitysasteella olevista energiahyödyntämisen menetelmistä. Menetelmien hyvyys osoitettiin laskemalla elinkaarilaskennalla menetelmien vaikutukset ympäristöön eri vaikutusluokissa. Elinkaariarviointi suoritettiin Gabi 7.3.3–ohjelmalla, käyttäen uusinta Ecoinvent 3.3 tietokantaa. Prosessien arvot kerättiin pääosin kirjallisuudesta löytyvistä tutkimuksista sekä asiantuntijahaastatteluiden pohjalta. Elinkaariarvioinnin lisäksi työssä tehtiin myös teknistaloudellinen tarkastelu menetelmille. Kirjallisuusosiossa käydään läpi Suomen hevostaloutta, hevosenlannan ja kuivikkeiden ominaisuuksia, hukkakauraongelmaa, hyödyntämismenetelmät kompostoinnin ja energiahyötykäytön osalta, sekä niitä koskeva lainsäädäntö. Menetelmiksi valittiin auma-, rumpu- ja tuubikompostointi, Talli-Jussi –järjestelmä, kuivamädätys, poltto, terminen kaasutus ja hidaspyrolyysi. Kirjallisuuskatsauksen perusteella voitiin jo todeta, että kasviperäinen kuivikelanta soveltuu paremmin kompostointiin ja kuivamädätykseen ja puupohjainen kuivikelanta puolestaan energiahyödyntämiseen. Elinkaariarvioinnissa hyödyntämismenetelmien vaikutusarviointitulosten pohjalta voitiin todeta, että ravinteiden kierrätys eli kompostointi ja kuivamädätys ovat ympäristön kannalta parhaimmat hyödyntämismenetelmät. Puupohjaisen kuivikelannan hyödyntäminen tuottaa ongelmia prosesseihin näillä tekniikoilla, joten sen suuntaaminen energiakäyttöön voisi olla järkevää. Kuivikelannan poltto ei ole kuitenkaan kannattavaa pienmittakaavassa, koska jätelainsäädännön sallitut päästöjen raja-arvot ylittyvät ja lanta on vaikea polttoaine sen kosteuden vuoksi. Kuivikelannan poltto on siis ympäristön kannalta parempi järjestää suuremmassa mittakaavassa voimalaitoksessa ja mahdollisesti seospolttona, jossa prosessin hallinta on vakaampaa. Hidaspyrolyysi olisi mädätyksen jälkeen energiakäytön menetelmistä toiseksi paras hyödyntämistapa, koska sillä saadaan tuotettua arvokasta biohiiltä, joka on erinomainen lannoite ja maanparannusaine. Hevosenlannan hyödyntämisessä tulee aina tapauskohtaisesti harkita tallin sijainnin ja käytetyn kuivikkeen perusteella käyttökelpoisin menetelmä. Ei ole yhtä oikeaa menetelmää, vaan kaikki menetelmät ovat käyttökelpoisia, riippuen kuivikelannan määrästä ja käytetystä kuivikkeesta.Objective of this master´s thesis was to survey environmentally the most reasonable alternatives for horse manure utilization. Alternatives were chosen amongst various Finnish composting and energy recovery methods, which are currently being used and some, which are under the stage of development. The superiority of the methods was evaluated by using life cycle assessment (LCA) software and LCA databases. Calculations of environmental impact were made in differrent impact categories within the software. The software used in the study was Gabi 7.3.3 and database was the newest Ecoinvent 3.3. Process values were collected from the research results found from literature and from the specialist interviews of this field. In addition to the life cycle assessment the economic cost-benefit analysis of the methods was also done. Literature part of the thesis goes through issues, such as, Finnish horse economy, quality of horse manure and beddings, common wild oat problem, the utilization methods of composting and energy recovery and lastly the legislation associated to the methods. The chosen methods in the study are stack-, drum- and tube composting, Talli-Jussi -technique, dry anaerobic digestion, combustion, thermal gasification and slow pyrolysis. Based on the literature part, it is noticeable that plant based bedding is more suitable for composting or for anaerobic digestion. Wood based bedding is more suitable for energy utilization. According to life cycle assessment results it is possible to interpret, that recycling the nutrients (composting) or dry anaerobic digestion are the best methods of utilization. With the previous methods recycling horse manure mixed with wood based bedding poses more issues, so it is more reasonable to utilize it mainly for energy production. Combusting horse manure is not economical in small scale. By combusting manure the emission values of Finnish waste legislation will be exceeded due to high moisture content of manure. So, the combustion process is better to be done in a large-scale power plant and possibly in a mixed combustion, so the handling of the process is steadier. Slow pyrolysis would be the second-best utilization method after the anaerobic digestion. It produces valuable biochar as a side production. Biochar is an excellent fertilizer and greatly improves the soil. When choosing the best way of utilizing horse manure it should be considered case-specific, when the horse stable location and used bedding material is known. Each of the previously mentioned methods in this study are good and usable methods, but the suitability between methods varies with the different bedding material and amount of bedding

Hevosenlannan hyödyntämisen mahdollisuudet ja haasteet toimijoiden silmin

Hevosia on Suomessa noin 74 200 yksilöä, ne tuottavat lantaa laskennallisesti noin 1 187 200 m³ vuodessa. Lannasta suurin osa menee pelloille lannoitteeksi tai maanparannusaineeksi. Hevosenlannan käsittelymenetelmiä ovat passiivinen ja aktiivinen kompostointi, mädätys (biokaasutus), terminen käsittely ja poltto. Hevosenlantaa pidetään talleilla usein ongelmana ja monilla talleilla sen lantalasta pois saaminen tuottaa haasteita. Tässä tutkimuksessa tutkitaan mitkä tekijät vaikuttavat siihen, että hevosenlanta koetaan ongelmana. Sen lisäksi tutkitaan millä kuivikkeella kuivitettua hevosenlantaa eri toimijat ovat valmiita vastaanottamaan ja mitä eri menetelmiä he käyttävät tai olisivat valmiita käyttämään hevosenlannan käsittelemiseen. Maanviljelijöiden vastauksista tutkittiin lisäksi kiinnostus prosessoimattoman hevosenlannan vastaanottamiseen. Hevosenlanta koettiin ongelmana niillä talleilla, joilla oli käytössä tilapäinen lantavarasto. Lisäksi hevosalaan liittyvä toimintamuoto vaikutti ongelman kokemiseen. Kuivikkeella, laidunnusajalla ja hevosten määrällä ei todettu olevan merkitystä ongelman kokemiseen. Ympärivuotisesta lantaongelmasta kärsivät tämän tutkimuksen mukaan Uudellamaalla ja Keski-Suomessa sijaitsevat pienet alle kymmenen hevosen tallit, jotka käyttivät toiminnassaan useampaa kuin yhtä kuivikemateriaalia ja varastoivat lannan tilapäisessä lantavarastossa, tai joilla oli käytössä useampi eri varastointitapa. Kaikki toimijat olivat valmiita vastaanottamaan hevosenlantaa, mutta eri kuivikkeiden vastaanottohalukkuus vaihteli. Mieluiten maanviljelijät vastaanottivat turvetta ja olkea. Energiayhtiöitä kiinnostivat sekä puupohjaiset kuivikkeet että turve. Puupohjainen kuivike oli suosittua etenkin niillä energiatuottajilla, joiden hyödyntämismenetelmänä oli poltto. Jätehuollon toimijoista jokainen oli valmis ottamaan vastaan turvetta. Muut suositut kuivikkeet olivat kutterin- ja sahanpuru sekä olki. Ongelman kokemiseen vaikuttavat monet eri tekijät. Tilapäisten lantavarastojen korvaaminen kiinteillä lantaloilla on yksi ratkaisu lantaongelman vähentämiseen. Kuivikkeella ja lantaongelman kokemisella ei ollut suoraa yhteyttä, mutta kuiviketta vaihtamalla tallinpitäjä voi vaikuttaa lannan pois saamiseen. Kuivikkeiden vaihtaminen alueella toimivalle vastaanottavalle taholle mieluisammaksi voi olla yksi ratkaisu lantaongelman helpottumiseen. Tärkeää on keskusteluyhteyden avaaminen lähialueen toimijoiden välille

Hevosen kuivikelannan soveltuvuus polttoon BFB- ja CFB-kattiloissa

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia hevosen kuivikelannan hyötykäytön mahdollisuuksia energiantuotannossa sekä kartoittaa sen soveltuvuutta voimalaitoskäyttöön. Kuivikelannan energiakäyttö vähentää kaatopaikkojen kuormitusta ja lisää jätteiden hyötykäytön määrää Suomessa. Hevostalleilla syntyy tonneittain kuivikelantaa joka vuosi, ja suuremmille talleille lanta aiheuttaa suuria kustannuksia kaatopaikkamaksuina. Ongelmat talleille aiheutuvat kuivikelannan suuresta määrästä ja nykyisestä lainsäädännöstä. Kaikkea lantaa ei rajoitusten takia pystytä levittämään pelloille ravinnekierrätykseen, ja energiakäyttöön on laissa määrätty tiukat vaatimukset polttotekniikoista. Euroopan unionin tasolla lainsäädäntöä yhtenäistävät esimerkiksi sivutuotedirektiivit ja kansallisella tasolla muun muassa lannoitevalmistelaki ja jätteenpolttoasetus. Suomen ajama asetusmuutos on kuitenkin hyväksytty EU:ssa ja opinnäytetyön tekohetkellä valmistelut lainsäädännön muutoksiin ovat meneillään. Fortum Oyj on lanseerannut hevosen kuivikelannan energiakäytöstä HorsePower-palvelun hevostalleille ja voimalaitoksille. Työssä tutustutaan HorsePower-tuotteen kokeilujaksoon SAPPI Operations Finland Oyj:n Kirkniemen voimalaitoksella Lohjalla. Kokeilujakso suoritettiin talvella 2016–2017, ja tässä työssä esitellään kokeilujakson tutkimuksen tuloksia. Kokeilujakso on toinen Suomessa tehty isomman mittakaavan kuivikelannan polttokokeilu. Fortum on omalla Järvenpään voimalaitoksellaan polttanut hevosen kuivikelantaa aikaisemmin. Jakson tarkoituksena oli selvittää kuivikelannan soveltuvuutta kyseisen laitoksen voimalaitoskattiloiden polttoprosessiin ja polttoainevalikoimaan. Tehtyjen tutkimusten sekä käyttökokemusten perusteella hevosen kuivikelannan käyttöönotto laitoksella olisi mahdollista. Lannanpolton aivan kaikkia negatiivisia vaikutuksia ei kuitenkaan täysin pystytty arvioimaan, koska kokeilujakso oli lyhyt.The aim of this thesis was to investigate the possibility of utilizing horse manure in energy production and to determine its suitability for power plant use. The energy usage of dry animal manure both decreases landfill loads and increases the amount of waste recycling in Finland. Horse farms produce tons of dry manure each year. For larger stables, manure landfilling creates high costs in the form of landfill charges. Problems with stools are caused by the large number of animals and the current legislation. Due to these limitations, not all manure can be distributed to fields for nutrient recycling. And, for energy use, strict requirements for combustion techniques have been laid down in the law. In this thesis, we familiarize ourselves with some of the issues and challenges involved with the current legislation with the emphasis remaining on the possibility of using manure in power plants. Fortum Oyj has launched a HorsePower trademark service for horse stables and power plants. In this work, we familiarize ourselves with the HorsePower trial period conducted at SAPPI Operation’s Finland Oyj Kirkniemi power plant in Lohja. The trial period was carried out in the winter of 2016-2017, and this work presents the results during that period. This trial period is the second large-scale experiment involving horse manure combustion in Finland. Fortum Oyj has burned horse manure earlier in the company’s Järvenpää power plant. The purpose of the trial period was to determine the suitability of dry horse manure in the combustion process. Based on studies and user experiences, it would be possible to introduce horse manure into the plant’s fuel range. However, the negative effects of manure burning were not fully evaluated due to the shortness of the trial period

Hevosenlannan energiakäytön ympäristövaikutukset

Hevosenlanta on hevosen erittämän sonnan ja virtsan sekä kuivikkeen seos. Hevosista muodostuu kuivike- tai kuivikepohjalantaa keskimäärin noin 10 tonnia eläintä kohti vuodessa. Poneilla määrä on noin puolet tästä. Talliin kertynyt lanta varastoidaan lantaloihin. Myös osa tarhoihin ja ratsastuskentille eritetystä sonnasta kerätään lantaloihin. Loput lannasta jää tarhoihin, laitumelle ja alueille, joilla hevosilla liikutaan. Hevosenlannan hyödyntäminen on haaste erityisesti suurille taajama- ja ammattitalleille, joilla on paljon hevosia ja jotka sijaitsevat asutuksen keskellä ilman omaa tai muutakaan peltoa, jonne lanta voitaisiin levittää. Hevosenlannan poltto onkin alalla usein nähty ratkaisuna ongelmaan. Toisaalta sen toteuttaminen pienessä mittakaavassa on haastavaa sekä teknisesti että vallitsevan lainsäädännön asettamien vaatimusten vuoksi. Suomessa Fortum Oyj on selvittänyt hevosenlannan energiakäyttöä seoksena puuhakkeen kanssa Järvenpään voimalaitoksessa. Fortum on kehittänyt toiminnasta täyden palvelun HorsePower toimintakonseptin, jossa Fortum sekä toimittaa asiakastalleille tarvittavan kuivikkeen (sahanpuru) ja ohjeistaa sen käytön että hakee muodostuneet lannat kuljettaakseen ne hyödynnettäväksi Järvenpään voimalaitoksessa. Tässä raportissa selvitetään hevosenlannan voimalaitoskäytön elinkaariset ympäristövaikutukset Fortumin HorsePower – konseptissa (HoPo). Niitä verrataan asiakastallien aiempaan lannankäsittelyyn, joka oli lannan toimittaminen keskitettyyn kompostointiin ja sieltä edelleen maatalouden ja viherrakentamisen tarpeisiin. Tulosten mukaan HoPo-järjestelmä osoittautui tarkastelluissa ympäristövaikutusluokissa referenssijärjestelmää paremmaksi vaihtoehdoksi, koska se välttää kompostoinnissa sekä kompostin varastoinnissa ja käytössä muodostuvat kasvihuonekaasujen ja ammoniakin päästöt eikä käytä ilmastonmuutosta kiihdyttävää turvetta kuivikkeena. Lisäksi poltossa muodostuvat päästöt kuittaantuvat pääosin hakkeen korvaamisesta lannalla saatavilla päästöhyvityksillä. Energiakäytössä menetettävän lannan orgaanisen aineksen mahdollisia maaperävaikutuksia päästövaikutuksineen ei kuitenkaan tarkastelussa arvioitu menetelmän puuttumisen vuoksi. Verrattuna tarkasteltuun kompostointiin muutos ei välttämättä ole merkittävä, sillä pääasiassa viherrakentamiseen päätyvä orgaaninen aines ja ravinteet eivät ole peltomaan kuntoa ylläpitämässä. Tällaisessa tapauksessa lannan energiahyödyntäminen voi olla varteenotettavampi vaihtoehto. On kuitenkin olemassa muita käsittelyvaihtoehtoja, kuten keskitetty biokaasulaitos tai lannan suora peltokäyttö, jotka mahdollistavat orgaanisen aineksen ja ravinteiden tehokkaamman hyödyntämisen. Niiden ympäristövaikutusten arviointi nyt tarkasteltujen vaihtoehtojen rinnalle loisi kattavamman kuvan hevosenlannan voimalaitoskäytön ympäristövaikutuksista. Tämän hankkeen toteuttivat yhteistyössä Luonnonvarakeskus Luke ja Suomen ympäristökeskus SYKE Fortum Oyj:n tilauksesta.201