Tuhkasta tehoa biokaasun tuotantoon

Maailman väestönkasvun myötä tehokas elintarviketuotanto on yhä tärkeämpää. Lannoitteiden kysyntä kasvaa, mutta kaivannaislannoitteiden, kuten fosfaatin, saatavuus on rajallista. Euroopan unioni on luokitellut fosfaatin ja fosfaattikiven kriittisiksi raaka-aineiksi, koska niiden tuotanto keskittyy vain harvoihin maihin. Tämä korostaa tarvetta kehittää kierrätettyjä lannoitteita paikallisista sivuvirroista ja jätteistä. 

- Anaerobinen mädätys on tunnettu biologinen prosessi, jossa mikro-organismit hajottavat orgaanista ainesta ilman happea ja tuottavat biokaasua ja ravinteikasta mädätejäännöstä. Halusimme tutkia, miten tuhkan lisääminen vaikuttaa biokaasun tuotantoprosessiin ja vaikuttaako se mädätysjäännöksen lannoitusominaisuuksiin, kertoo yliopistonlehtori Siiri Perämäki Jyväskylän yliopistolta.  

Tuhkan positiivinen vaikutus 

Kokeellisessa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että voimalaitoksilla muodostuvaa tuhkaa voi käyttää anaerobisen mädätyksen lisäaineena metaanin tuotannon lisäämiseksi ja lannoitteena käytettävän mädätejäännöksen  laadun parantamiseksi.  

- Liian suuri tuhkamäärä voi kuitenkin aiheuttaa päinvastaisen vaikutuksen metaanin tuotantoon, sanoo johtava tutkija Saija Rasi Luonnonvarakeskukselta. 

Tutkimuksessa havaittiin myös, että polttolaitoksen raaka-aine vaikuttaa tuhkan laatuun ja edelleen metaanin tuotantoon.  

- Puun poltossa syntyvä tuhka oli suotuisampi kuin turpeen polton tuhka, mikä johtuu todennäköisesti tuhkan eri hivenainepitoisuuksista. Hivenaineiden lisääminen tuhkan muodossa vaikuttaa monimutkaisesti anaerobiseen mädätysprosessiin ja on hyvin tapauskohtaista riippuen tuhkan tyypistä, anaerobisen mädätyksen raaka-aineesta sekä mikrobiyhteisöstä, selventää Rasi.  

Kasvien kasvu kiihtyy tuhkan voimalla 

Tutkijat havaitsivat myös, että sinapilla tehdyssä kasvatuskokeessa tuhka lisäsi kasvien kasvua. Tuhkalisäys vaikuttaa kasvualustaan lisäämällä ravinnepitoisuutta ja orgaanisen aineksen määrää, sekä vähentää kasvualustan happamuutta. Itävyys ja kukinta vähenivät kaikissa mädätejäännöstä sisältävissä kasvualustoissa, mutta lisääntyivät tuhkan lisäämisen myötä.  

- On todennäköistä, että mädätejäännöksellä lannoitetut kasvit käyttivät enemmän resursseja kasvuun kuin lisääntymiseen. Kasvualustojen raskasmetallipitoisuudet pysyivät turvallisina, eikä kasveissa havaittu haitallista metallien kertymistä, kertoo Perämäki.  

Tutkimus osoittaa, että tuhkaa voisi olla mahdollista hyödyntää sekä biokaasulaitoksissa prosessin optimointiin että kierrätyslannoitteiden laadun parantamiseen, kun sitä käytetään sopivia määriä.   

- Tämä tukee kiertotalouden periaatteita ja tarjoaa uusia mahdollisuuksia sivuvirtojen hyödyntämiseen, Perämäki toteaa. 

Tutkimus toteutettiin osana KIRE-hanketta (Kiertotalouden ekosysteemi: jäte ja sivuvirrat raaka-aineiksi), jota rahoittivat Keski-Suomen liiton kautta Euroopan aluekehitysrahasto, Jyväskylän kaupunki, Mustankorkea Oy, Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY), Saarijärven Kaukolämpö Oy ja Kuopion Energia Oy. Osa tutkimuksesta toteutettiin ympäristötieteen laitoksen opiskelijoiden kandidaatintutkielmana, jossa selvitettiin mädätejäännöksen lannoitusominaisuuksia. 

Artikkelin tiedot:  

• Fly ash addition into anaerobic digestion of biowaste: effects on biomethane production and fertilizing properties of the digestate, Biomass and Bioenergy, 1.8.2025 
• Linkki artikkeliin: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953425006701
• Doi numero: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2025.108259