Yli 80 prosenttia, joidenkin arvioiden mukaan jopa 95 prosenttia, tuulivoimalasta voidaan kierrättää. Teräs- ja kuparijätteet ovat jopa tulonlähde purkukustannuksia pienentämään. Toistaiseksi vaikeimmin kierrätettävä osa ovat voimalan lavat. Lapajäte on ollut tämän syksyn kuuma tuulivoima-aihe. Aiheesta on raportoitu niin päämedioissa kuin pienissä paikallislehdissäkin. Keskustelun ajankohta on sikäli yllättävä, että Suomessa puretaan voimaloita isommassa mittakaavassa vasta 2030-luvulla, vaikka sitä ennen satunnaisempia määriä lapajätettä syntyykin. Yksiselitteistä on, että lapajäte ei ole ongelmajätettä tai vaarallista jätettä, vaikka kierrättäminen haastavaa onkin. Komposiittimuovijätettä syntyy myös muilta aloilta, ja sen kierrätyksen haasteisiin ja vaihtoehtojen etsintään on Suomessa herätty. Mitä materiaalia lavat oikeastaan ovat ja mitä niille voidaan tehdä elinkaaren lopussa, nyt ja tulevaisuudessa?
Komposiittimateriaalit
Komposiittimateriaalit ovat kahden tai useamman materiaalin yhdistelmiä, joiden tavoite on yhdistää usean materiaalin hyvät ominaisuudet. Komposiittimateriaaleilla rakenteet saadaan optimoitua tehokkaasti, siten että kuidut kantavat pääosan kuormista ja muoviaine eli matriisi pitää rakenteet koossa. Tyypillistä komposiittimateriaaleille on, että materiaaleja on valmistuksen jälkeen työlästä tai mahdotonta irrottaa toisistaan. Komposiittimateriaalit eivät ole aivan uusi asia, sillä lasikuitu keksittiin jo teollisen vallankumouksen aikaan ja hiilikuituja käytettiin sähkölamppujen lankoina noin sata vuotta sitten, vaikka silloiset materiaalit ovatkin kehittyneet merkittävästi päätyäkseen nykyisiksi hiilikuitu- ja lasikuitutuotteiksi. Tänä päivänä komposiittimateriaaleja hyödynnetään laajasti sovelluksissa, joissa optimaalisen suorituskyvyn kannalta tarvitaan keveyttä, lujuutta ja pitkää ajallista kestävyyttä. Tunnetuimpia esimerkkejä laajamittaisesta komposiittimateriaalien käyttämisestä ovat lentokonerakenteet ja tuulivoimaloiden lavat. Lisätietoa komposiittimateriaaleista löytyy esimerkiksi Muoviteollisuus ry:n Komposiittijaoston verkkosivuilta https://www.plastics.fi/komposiitti/toiminta/.
Lasikuitumuovit
Erilaisia muoveja voidaan lujittaa lasikuidulla, jolloin niistä saadaan lujaa mutta kevyttä komposiittimateriaalia. Lasikuitumuovijätettä, jota elinkaarensa päähän tulevat tuulivoimaloiden lavatkin ovat, syntyy yhteiskunnassamme paljon myös muualla kuin tuulivoimatuotannossa. Sitä syntyy esimerkiksi vene-, auto-, lentokone-, putki- ja öljynporausteollisuudessa elinkaaren loppupäässä sekä näitä tuotteita valmistavassa teollisuudessa tuotannon sivuvirtana. Tuulivoimaloiden lavat ovat massaltaan isoja ja kooltaan valtavia kappaleita, joten ne vaativat paljon käsittelyä ennen päätymistään kierrätykseen, polttoon tai muuhun loppukäyttöön tai -sijoitukseen. Lavat tyypillisesti pilkotaan pienemmiksi, minkä jälkeen ne kuljetetaan kiertotaloustoimijan murskattavaksi. Jätevirtojen näkökulmasta on hyvä, että tuulivoimaloiden lavat tulevat pistemäisesti ja teollisesta toiminnasta. Ne myös sijaitsevat hyvin kulkuyhteyksien päässä. Lapojen keräily ja kuljetus ei ole samanlainen haaste kuin esimerkiksi veneiden tapauksessa.
Jätehierarkia – mitä jätteille pitää ylipäänsä tehdä?
Jätehierarkia kuvaa sitä, missä ensisijaisuusjärjestyksessä jätteitä pitäisi käsitellä. Parasta tietenkin on, että jätettä syntyy mahdollisimman vähän ja syntyvä jäte on mahdollisimman haitatonta. Tuote pitäisi mahdollisuuksien rajoissa pyrkiä käyttämään sellaisenaan uudelleen joko samaan tai eri tarkoitukseen. Kierrätyksessä eli uusiokäytössä tuotteen materiaalista valmistetaan uusi tuote – vaikkapa muovipulloista ja kanistereista muovikasseja. Jos kierrätys ei ole mahdollista, tulee kyseeseen jätteen hyödyntäminen energiana sähköksi tai lämmöksi tai muu hyötykäyttö raaka-aineena. Viimeisenä, alati rajatumpana vaihtoehtona on loppusijoittaminen kaatopaikalle. Suomessa vain noin pari prosenttia kaikista syntyvistä jätteistä päätyy nykyään loppusijoitukseen.
Ehkä haastava jäte, mutta ei ongelmajäte
Vaarallista jätettä kutsuttiin ennen nimellä ongelmajäte. Tuulivoimalan lavat eivät ole vaarallista jätettä. Vaarallista jätettä ovat esimerkiksi akut, jäteöljyt, energiansäästölamput, lääkkeet, paristot, liuottimet, asbesti, painekyllästetty puu, emäksiset pesuaineet, märät maalit ja liimat sekä maalausvälineiden pesuvedet. Nämä tulee toimittaa vaarallisten jätteiden keräyspisteeseen ohjeiden mukaan, josta ne toimitetaan esimerkiksi Riihimäellä sijaitsevaan Fortum Waste Solutions Oy:n vaarallisten jätteiden käsittelylaitokseen. Lisätietoja vaarallisesta jätteestä ja sen käsittelystä löydät esimerkiksi osoitteesta www.vaarallinenjate.fi sekä alueellisten jätehuoltoyhtiöiden verkkosivuilta.
Tuulivoimalan lapa on sekoitus polymeerejä kuten kertamuoveja, epoksia ja polyesteriä, balsapuuta, metallia sekä lasi- ja hiilikuituja. Eri materiaaleja on vaikea erottaa toisistaan, joskin metallit voidaan kerätä talteen. Lavoissa hyödynnetään komposiittimateriaalien keveyttä ja kestävyyttä tehokkaasti. Lavat kokevat käytössä huomattavan paljon väsyttävää kuormitusta, jota komposiittirakenteet kestävät merkittävästi paremmin kuin monet muut materiaalit.
Tuulivoimalan lavat, samoin kuin muut lasikuitu- ja hiilikuitukomposiitit, ovat jätteenpolton näkökulmasta haastavia, sillä niiden lämpöarvo on kohtuullisen heikko suhteessa syntyvän tuhkan määrään. Osa jätteenpolttolaitoksista voi kuitenkin polttaa lapajätettä muun jätteen seassa tuottaen siitä energiaa. Lapojen pienen orgaanisen materiaalin osuuden vuoksi niitä voidaan periaatteessa laittaa myös kaatopaikalle, mikä ei kuitenkaan jätehierarkia huomioiden ole hyvä tai kestävä vaihtoehto – tai jatkossa tiukentuvan lainsäädännön myötä välttämättä mahdollistakaan edes poikkeuslupien turvin.
Sementin valmistus
Lujitemuoveja – ja myös tuulivoimalan lapajätettä voidaan ohjata sementin välituotteen klinkkerin valmistusprosessiin. Klinkkeriuunin kuumuudessa, 1450 asteessa, noin kaksi kolmasosaa lujitemuovijätteestä hyödynnetään klinkkerin raaka-aineena korvaamassa neitseellisiä raaka-aineita ja yksi kolmasosa polttoaineena korvaamassa fossiilisia polttoaineita uunin lämmittämisessä. Kiertotaloustermein kyse on rinnakkaisprosessoinnista, sillä kaikki materia, sekä raaka-aine että polttoaine, hyödynnetään täysin uuniprosessissa. Kyseisestä prosessista ei muodostu lainkaan kuonaa tai tuhkaa, vaan kaikki hyödynnetään klinkkerissä, sementin pääraaka-aineessa.
Klinkkerin valmistus on suurimmaksi osaksi lujitemuovimurskeen uudelleenkäyttöä raaka-aineena, osa on myös materiaalin polttoaineena hyödyntämistä. Lujitemuovimurskeen käyttö uunissa pienentää sementinvalmistuksen CO2-päästöjä korvaamalla neitseellisiä raaka-aineita ja fossiilisia polttoaineita.
Keski-Euroopassa iso osa tuulivoimaloiden käytöstä poistetuista lavoista päätyy klinkkeriuuniin, sementin valmistusprosessiin. Suomessa rakennetaan Muoviteollisuus ry:n johdolla reittiä, jota pitkin komposiittimuovit saataisiin ohjattua sementin valmistuksen rinnakkaisprosessointiin eli hyötykäyttöön. Lisätietoja sementin valmistusprosessista löydät esimerkiksi Finnsementin sivuilta osoitteesta www.finnsementti.fi.
Uutta rakennusteollisuuden komposiittimateriaalia
Tuulivoimaloiden lapamursketta voidaan hyödyntää muun muassa erilaisten rakennusteollisuuden komposiittimateriaalien valmistuksessa lujitteena ja kokeiluja tehdäänkin jo muutamissa yrityksissä eri puolilla maailmaa. Orimattilalaisen Conenorin teknologiassa on sekä valmistusprosessin että itse tuotteen osalta palaset kohdallaan. ”Tämä teknologia on nimenomaan kierrätysratkaisu”, sanoo Conenorin toimitusjohtaja Markku Vilkki. Arvoketjun luominen tuotteen ja teknologian ympärille kierrätyksen toteuttamiseksi vaatii pikaisesti rahoituksen ja toimijan. Conenorista on kerrottu laajemmin Tuulivoima-lehdessä 2/2019 sekä yrityksen kotisivuilla www.conenor.com.
Uusia ratkaisuja
Myös jätteenkäsittelyala kehittyy kovaa vauhtia realiteettien ristipaineessa: tietoisuus ympäristöasioista ja luonnonvarojen rajallisuudesta on kasvanut, kiertotalous on megatrendi ja jätteiden kaatopaikalle sijoittaminen on jatkuvasti rajoitetumpaa. Uusi ratkaisuja on siis myös kehitteillä.
Tulevaisuuden tapoja käsitellä erilaisia muovimateriaaleja ovat esimerkiksi hidas ja nopea pyrolyysi, solvolyysi, nesteytys ja kaasutus. Näissä komposiittimateriaalin kuituja erotetaan toisistaan lämmön, kemikaalien ja niiden yhdistelmien avulla painetta, happimäärää ja muita olosuhteita hyödyntäen. Kuidut ja molekyylit erotetaan toisistaan ja ryhmitellään, jolloin niitä voidaan muotoilla uudelleen. Esimerkiksi pyrolyysiä käytetään jo tänä päivänä teollisessa mittakaavassa esimerkiksi lentokoneteollisuudessa, missä syntyvä hiilikuitukomposiittijäte käsitellään tällä prosessilla uusiokäyttöön sopivaksi. Tämän alan teollisia toimijoita on Euroopassa ja Amerikassa. Haasteita on vielä muun muassa siinä, että kuitujen laatu heikkenee prosessissa.
Se, tulevatko nämä olemaan teollisen mittakaavan ratkaisuja, milloin se tapahtuu ja tulevatko ratkaisut soveltumaan myös tuulivoimaloiden lapajätteelle, jää nähtäväksi. Esimerkiksi VTT:llä tehdään paljon tutkimusta erilaisiin muovien kierrätysratkaisuihin liittyen.