Tuore ympäristötieteen tutkimus osoittaa, että biomassan käyttöä lämmöntuotannossa on mahdollista lisätä ilman merkittävästi kasvavia pienhiukkaspäästöjä, jos käytetään sopivaa polttotekniikkaa ja polttoainetta.
Filosofian maisteri Heikki Lambergin väitöskirjatyössä selvitettiin pienhiukkas- ja kaasupäästöjä erilaisten polttoaineiden ja -laitteiden pienehkössä lämmöntuotannossa. Polttoaineen lisäksi polttotekniikalla havaittiin olevan merkittävä vaikutus sekä syntyviin pienhiukkaspäästöihin että niiden kemialliseen koostumukseen.
Esimerkiksi olkipellettien poltossa syntyvät päästöt ovat merkittävästi suuremmat verrattuna puupellettien päästöihin. Myös uusissa vähäpäästöisissä pellettikattiloissa havaittiin olevan mahdollisuuksia pienhiukkaspäästöjen vähentämiseen.
Merkittävin ihmisperäisten pienhiukkasten lähde on erilaiset polttoprosessit, joista yksi tärkeimmistä on kotitalouksissa käytettävät polttolaitteet. Näissä polttolaitteissa ongelmina ovat yleisesti polttoaineen vaihteleva laatu, polttotekniikan puutteet sekä käyttäjien erilaiset käyttötottumukset.
Pellettikattila tutkimuksen keskiössä
Tutkimuksen pääasiallisena polttolaitteena käytettiin omakotitaloihin soveltuvaa nykyaikaista pellettikattilaa. Työssä selvitettiin laajasti biomassapellettien raaka-aineen laadun sekä kattilan käyttöasetusten vaikutusta pienhiukkas- ja kaasupäästöihin.
Työssä tutkittiin päästöjä myös varaavista takoista, joissa polttotekniikka on hyvin erilainen verrattuna pellettikattilaan. Näitä tuloksia verrattiin lisäksi kevyttä polttoöljyä sekä raskasta polttoöljyä ja haketta käyttävien laitosten päästöihin.
Vaikka nykyaikaisen pellettikattilan päästöt ovat yleensä alhaiset, havaittiin päästöjen alenevan entisestään muuttamalla tulipesään syötettävien palamisilmojen suhdetta. Kun ensiöilmaa vähennettiin kokonaisilmamäärän pysyessä vakiona, muodostui vähemmän sekä kaasu- että hiukkaspäästöjä. Erityisesti tuhkahiukkasten päästö väheni.
Pellettejä voidaan valmistaa erilaisista materiaaleista, kuten runkopuusta, kuoresta, turpeesta ja oljesta. Puun kuoresta tai oljesta valmistettujen pellettien pienhiukkaspäästöt olivat merkittävästi korkeammat kuin yleisimmin käytetyillä runkopuusta valmistetuilla pelleteillä.
Turpeen lisääminen esimerkiksi kuoripellettiin paransi palamisen laatua ja vähensi pienhiukkaspäästöjä. Vastaavasti typen ja rikin oksidien kaasumaiset päästöt lisääntyivät käytettäessä turvetta.
Takan käytössä vaikuttaa tekniikka
Takoissa eli niin sanotuissa panospolttolaitteissa polttotekniikan havaittiin vaikuttavan selvästi kaasumaisiin päästöihin, mutta pienhiukkaspäästöissä erot eivät olleet yhtä merkittäviä. Polttotekniikka vaikutti erityisesti polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen eli PAH-yhdisteiden määrään.
Koska PAH-yhdisteiden tiedetään olevan haitallisia ihmisten terveydelle, vaikuttaa polttotekniikka hiukkasten haitallisuuteen todennäköisesti enemmän kuin mitä pienhiukkasten määrästä voidaan päätellä. Kevyen polttoöljyn pienhiukkaspäästöt ovat selvästi matalammat kuin yhdestäkään tutkitusta puuta käyttävästi polttolaitteesta, mutta PAH-yhdisteiden päästöt suuremmat kuin pellettikattilasta tulevat päästöt.
Pienhiukkasten päästöt ja niiden kemiallinen koostumus vaihtelevat merkittävästi käytettäessä polttoaineesta ja -laitteesta riippuen. Kevyttä polttoöljyä käyttävän kattilan korvaaminen pellettikattilalla voi lisätä pienhiukkaspäästöjä, mutta hiukkasten ominaisuudet ovat hyvin erilaisia. Tulevaisuudessa lainsäädännön tulisi paremmin ottaa huomioon myös pienhiukkasten kemiallinen koostumus.
Filosofian maisteri Heikki Lambergin väitöskirja Small-scale pellet boiler emissions – characterization and comparison to other combustion units (Pienen kokoluokan pellettikattilan päästöjen karakterisointi sekä vertailu muiden polttolaitteiden päästöihin) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 21. marraskuuta.
lehti 