Kiertotalous mullistaa myös lannoitteet

Ravinteiden kierrätys kiinnostaa EU:ta, Suomen hallitusta, yrityksiä ja maatiloja. Eri toimijat kehittävät kilvan keinoja, joilla jätevesien, lannan ja teollisuuden sivuvirtojen ravinteet saadaan takaisin peltoon ja pois vesistöjä rehevöittämästä.

Kotieläinten lantaa on käytetty peltojen parannukseen vuosituhansia, ja Suomessakin lanta oli ensisijainen lannoite 1950-luvulle saakka. Näin kasvien pellosta ottamia ravinteita kuten typpeä, fosforia ja kaliumia saatiin palautettua maahan edistämään uuden sadon kasvua.

Viime vuosikymmenet yhä tehokkaampi maatalous on nojannut mineraalisiin epäorgaanisiin lannoitteisiin, mutta ravinteiden kierrätys on hyvää vauhtia ­palaamassa muotiin. EU:n kiertotalouspaketti pyrkii ohjaamaan raaka-aineiden, myös ravinteiden, talteenottoon ja uusiokäyttöön. Orgaanisten lannoitteiden asemaa pyritään parantamaan uudella lannoiteasetuksella. Ravinteiden kierrätyksen edistäminen on nostettu myös Suomen nykyisen hallitusohjelman Biotalous ja puhtaat ratkaisut -painopistealueen yhdeksi kärkihankkeeksi.

Potentiaalia ainakin on runsaasti. Luonnonvarakeskuksen (Luke) mukaan Suomessa syntyy ravinnepitoisia biomassoja vuosittain yli 21 miljoonaa tonnia. Mukana on esimerkiksi noin 260 000 tonnia elintarviketeollisuuden sivuvirtoja, lähes 670 000 tonnia yhdyskuntien jätevesilietettä sekä 800 000 tonnia biojätettä. Ylivoimaisesti suurin biomassan lähde on kotieläinten lanta, jota Suomessa syntyy vuosittain yli 17 miljoonaa tonnia.

Kaikki tämä biomassa sisältää esimerkiksi fosforia yli 26 000 tonnia. Väkilannoitteiden mukana Suomen pelloille levitettiin vuonna 2015 noin 11 000 tonnia fosforia. Kierrätysravinteissa on siis fosforia yli kaksinkertaisesti kivennäislannoitteisiin nähden, ja tehokkaasti hyödynnettynä ne riittäisivätkin kattamaan Suomen maatalouden fosforintarpeen yksinään.

Gasumin biokaasulaitoksissa ravinteita on otettu talteen jo pitkään, mutta yhtiö on viime aikoina investoinut ravinteiden jatkojalostukseen ja väkevöimiseen. Tällä hetkellä Gasumin laitoksissa käsitellään vuosittain noin 450 000 tonnia biomassaa, ja siitä syntyvä mädäte sopii lähialueiden peltolannoitteeksi sellaisenaan.

– Yksi biokaasulaitos voi tuottaa ravinteita noin 3 000 peltohehtaarille. Yhteensä Gasumin seitsemän Suomessa olevaa biokaasulaitosta tuottavat noin 500 000 tonnia lannoitetta, mikä riittää noin 25 000 hehtaarin alalle, kertoo Gasumin tuotepäällikkö Juhani Viljakainen puhelimessa.

Peltoalaa Suomessa on kuitenkin yhteensä yli 2,2 miljoonaa hehtaaria, joten ravinteiden kierrätyksessä on vielä paljon tehtävää. Hallitusohjelman tavoitteissa esimerkiksi todetaan, että vuoteen 2025 mennessä vähintään puolet Suomessa syntyvästä lannasta ja yhdyskuntien jätevesilietteestä olisi "kehittyneen prosessoinnin" piirissä. Se edellyttää muun muassa laitoskapasiteetin voimakasta lisäämistä. Nyt käsitellään vain noin viisi prosenttia lannasta.

– Lannan kaasupotentiaalista on käytössä vain muutama prosentti. Tulevaisuudenkuva on, että saadaan enemmän karjalantaa kaasutukseen, Viljakainen toteaa.

Irti mineraalisista lannoitteista

Laajemmin ravinteiden kierrätys on osa suurta yhteiskunnallista muutosta, siirtymää pois fossiilisesta taloudesta ja kohti kierto- ja biotaloutta, sanoo agronomi ja ravinteiden kierrätyksen erityisasiantuntija Mikko Rahtola Lukesta. Mitä enemmän ravinteita saadaan kiertoon, sitä vähemmän niitä tarvitsee hankkia neitseellisistä, fossiilisista lähteistä.

Esimerkiksi typpeä saadaan pelloille yleisimmin lannoitteista, jotka on tehty pääosin maakaasusta tai öljystä. Yleisin menetelmä on tuottaa ammoniakkia ilmakehässä olevasta typestä ja maakaasun vedystä, mikä nielee paljon energiaa.

– Viljapellolla käytettävien typpimäärien tuottaminen vastaa noin sataa litraa öljyä hehtaaria kohden. Noin 17 prosenttia koko maatalouden energiankulutuksesta menee typpilannoitteen tekemiseen, Rahtola sanoo.

Suurin osa muistakin maatalouden käyttämistä teho­ravinteista tulee ulkomailta kaivoksista. Maailmanlaajuisesti fosforia louhitaan pieniä määriä Kiinassa, Yhdysvalloissa, Jordaniassa ja Etelä-Afrikassa, mutta jopa 70 prosenttia globaalista tuotannosta tulee Marokosta. Käytännössä koko maailman ruoantuotanto on jossain määrin riippuvainen Länsi-Saharan kaivosteollisuudesta.

Fosforia kaivetaan Suomessakin Siilinjärvellä, mutta kaivoksen omistaa ylikansallinen lannoitejätti Yara. Esiintymiä on myös Lapin Soklissa. Suomen varantojen epäillään riittävän vain 25 vuodeksi.

– Fossiiliset neitseelliset mineraalivarat ovat rajallisia. Ne kestävät vielä joistain kymmenistä joihinkin satoihin vuosiin, Rahtola toteaa.

Toinen painava syy ravinteiden kierrättämiselle on ympäristön suojelu. Jos pellolle tulevat ravinnevirrat ovat jatkuvasti suurempia kuin sieltä lähtevät, osa ravinteista leviää myös luontoon. Jatkuvat typpi- ja fosfori­kertymät aiheuttavat esimerkiksi vesistöjen rehevöitymistä: Vedet samenevat ja kasvavat umpeen, leväkukinnot lisääntyvät ja kalat kärsivät.

Siksi olisi tärkeää, että ravinteet päätyisivät talteen ja uudelleen käyttöön, eivätkä valuisi Itämereen ja Suomen tuhansiin järviin.

Toinen ympäristöhaaste on ilmastonmuutos. Maaperässä on enemmän hiiltä kuin elävissä kasveissa yhteensä, ja kaksi kertaa enemmän kuin ilmakehässä. Maan eloperäiseen ainekseen sitoutunutta hiiltä pääsee leviämään taivaalle, kun maata muokataan pelloksi. Esimerkiksi Suomen peltomailla on havaittu hiilen määrän laskevan maan pintakerroksissa.

– Ainoa konsti puuttua tähän on sitoa hiiltä takaisin maahan. Siinä isossa roolissa ovat kierrätysravinteet, jotka sisältävät paljon hiiltä, Rahtola sanoo.

Maaperän mahdollisuudet sitoa hiiltä ovat valtavat verrattuna siihen määrään, mitä ihmiskunta päästelee ilmoille vuosittain. Pariisin ilmastokokouksessa vuonna 2015 tehtiin esitys maaperän hiilivarastojen lisäämisestä vuosittain neljällä promillella. Se tarkoittaisi noin viittä miljardia tonnia hiiltä, mikä vastaisi käytännössä kaikkia nykyisin ilmakehään jääviä hiilidioksidipäästöjä.

Tuotekehitystä tarvitaan yhä

Vielä ollaan kuitenkin kaukana siitä, että fossiilisista lähteistä valmistetut kemialliset lannoitteet voitaisiin korvata kierrätysravinteilla.

– Logistiset virrat pitäisi saada paremmin hallintaan ja lannoittaminen optimoitua niin, että maahan levitettäisiin oikeassa suhteessa oikeita lannoitteita. Tavoite on, että kierrätyslannoitteet olisivat yhtä helppoja käyttää kuin fossiiliset lannoitteet, Rahtola sanoo.

Tarvetta on ainakin toisen polven kierrätyslannoitteiden tuotekehittelylle ja jatkojalostukselle, jota valtio tukee vuoden 2018 loppuun jatkuvalla kokeiluohjelmalla. Sen kautta jaossa on yhteensä 12,4 miljoonaa euroa innovaatiorahaa etenkin pienille ja keskisuurille yrityksille ravinteiden kierrätyksen logistiikan ja jalostus­menetelmien kehitykseen.

Yksi ongelma on, etteivät olemassa olevat kierrätysravinteet välttämättä vastaa suoraan viljelijöiden tarpeisiin. Niiden kuljetus, säilytys ja levittäminen ovat monimutkaisempia kuin perinteisten säkkeihin pakattujen väkilannoitteiden.

– Kierrätysravinteiden käyttömäärät ovat täysin erilaisia. Normaalia peltolannoitetta käytetään ehkä 300—600 kiloa peltohehtaaria kohden. Nestemäisiä mädätteitä levitetään karjalannan levittimillä, ja käyttömäärät ovat keskimäärin noin 20 kuutiometriä hehtaarille, Gasumin Viljakainen sanoo.

Biokaasulaitoksen mädäte on itse asiassa monin tavoin karjalantaa parempi kasviravinne. Se sisältää ravinteita paremmassa suhteessa ja kasvien kannalta paremmassa muodossa kuin lanta. Hygienisoitu mädäte sisältää myös vähemmän rikkakasvien siemeniä ja haitta-aineita, ja on jopa vähemmän haisevaa tavaraa. Lietemäinen mädäte voidaan myös lingota kiinteäksi kuivalannoitteeksi, joka muistuttaa tavallista karja­lantaa.

Pidemmälle jalostetut toisen polven kierrätysravinteet on väkevöityjä, jolloin käyttömäärät ovat puhdasta lietettä pienempiä. Logistiikka tehostuu, kun ravinteiden mukana kulkee vähemmän vettä ja pienempi määrä lannoitetta riittää suuremmalle peltoalalle. Gasum väkevöi esimerkiksi Turun biokaasulaitoksessa typpivettä maatilojen täydennyslannoituksen tarpeisiin.

Toinen haaste on levityskalusto. Karjatiloilla lietelannan levitys on tuttua puuhaa, mutta kasvinviljely­tiloilla on totuttu raemuotoisiin lannoitteisiin.

– Monesti on totuttu käyttämään apulantaa, eikä tilalla välttämättä ole tarvittava varastoja tai levitys­kalustoa, sanoo kierrätysravinteita myyvän ja kehittävän Soilfood-yhtiön toimitusjohtaja Eljas Jokinen.

Soilfood vastaa myös Gasumin Riihimäen ja Oulun biokaasulaitosten lannoitevalmisteiden myynnistä. Ravinteiden raaka-aineita yritys saa myös muun muassa hiivateollisuudesta, metsäteollisuudesta sekä bioetanolin valmistuksesta.

Palvelumuotoilusta tukea lannoitteen käyttöön

Jokisen mukaan viljelijät ovat ottaneet uudenlaiset ravinteet mielenkiinnolla vastaan, mutta monilla tiloilla niiden käyttöönotto ei vielä ole mahdollista. Siksi Soilfood tarjoaa kokonaispalvelua, joka lähtee lannoitustarpeen kartoituksesta ja oikean ravinnetasapainon suunnittelusta.

– Esimerkiksi lanta ei ole täydellinen lannoite, mutta se on täydellinen komponentti. Me mittaamme, mitä maassa on ja mitä viljeltävä kasvi tarvitsee. Näin lietettä voidaan täydentää muilla ravinteilla, Jokinen kertoo.

Kierrätysravinteiden kauppaaminen on enemmän palvelumuotoilua kuin pelkkää säkkien tai tynnyrien siirtelyä. Soilfood pyrkii esimerkiksi ratkomaan maatilojen logistiikkaongelmia. Yhtiö hakee lietteen suoraan biokaasulaitoksista ja myy lannoitteen peltoon levitettynä. Tavoitteena on tehdä kierrätystuotteet helppokäyttöisiksi.

– Mutta euro on tässäkin vaikutusvaltainen konsultti. Kierrätyksen tulee olla paljon edullisempaa. Vielä toistaiseksi kestävyydestä ja ekologisuudesta ei makseta ylimääräistä, Jokinen sanoo.

Yksi kulttuurinen este liittyy puhdistamolietteeseen. Yhdyskuntien jätevesien, siis viemäriveden, puhdistamisesta jälkeen jäävä liete voidaan hyödyntää biokaasun tuotannossa, mutta sen käyttö asettaa rajoituksia talteen otettujen ravinteiden hyödyntämiseen viljelyssä. Laki sallii puhdistamolietteestä saatujen ravinteiden käytön muun muassa viljapelloilla ja öljykasvien kasvatuksessa, mutta elintarviketeollisuudessa siihen suhtaudutaan ennakkoluuloisesti.

Gasum käyttää tällä hetkellä puhdistamolietettä kuudella seitsemästä biokaasulaitoksestaan, mutta Viljakaisen mukaan suunnitelmissa on keskittää toiminta muutamaan laitokseen. Lopuista laitoksista tulee puhdistamolietevapaita.

– Kyseessä on enemmän imagohaitta kuin oikea haitta, mutta siihen on reagoitava vahvasti, Viljakainen sanoo.

Puhdistamolietettä käsittelevissä laitoksissa investoidaan vielä jälkikäsittelylaitteistoihin, joilla mädätettä voidaan jatkojalostaa. Näin voidaan samanaikaisesti vahventaa ravinnepitoisuuksia ja päästä eroon puhdistamolietteen maineesta.

Toinen kehitysaskel on kierrätysravinteiden laatusertifikaatti. Sellaista valmistelee parhaillaan tuottajayhteisö, muun muassa biolaitos- ja biokaasuyhdistykset, ja alkuselvityksen on määrä olla valmis vuoden 2018 aikana.

Kierrätysravinteille on jo olemassa eräänlainen laatusertifikaatti. Lannoitevalmistelain mukaan Suomessa valmistettavan tai maahan tuotavan tuotteen tulee kuulua kansalliseen lannoitevalmisteiden tyyppinimiluetteloon. Uuden tyyppinimen hyväksynnän tekee elintarviketurvallisuusvirasto Evira. Viljakaisen mukaan sertifikaattijärjestelmälle on kuitenkin ­tilausta.

– Laki määrää vain raja-arvot, jotka lannoitteen on täytettävä. Laatujärjestelmä tuo enemmän tietoa ja mahdollistaa eri lannoitteiden jakamisen eri luokkiin. Se viestii, että tuote on turvallinen ja tasalaatuinen, hän sanoo.

Yhtenä esikuvana toimi Ruotsissa käytetty Revaq-laatujärjestelmä, joka ottaa huomioon paitsi mädätteen laadun, myös yhdyskuntien jäteveden puhdistuksen. Revaq-sertifioidun jätevesikäsittelyn piirissä on jo puolet ruotsalaisista kotitalouksista.
Soilfoodin Jokinen näkisi mielellään sertifikaatin syntyvän alan eri toimijoiden yhteistyönä. Toimiakseen sertifikaatin pitäisi olla uskottava asiakkaiden ja asiakkaiden asiakkaiden, eli elintarviketeollisuuden keskuudessa, hän huomauttaa.

– Tällä hetkellä järjestelmää valmistelevat biolaitokset ja lannoitevalmistajat. Se kaipaisi vuoropuheluun myös elintarviketeollisuutta mukaan, Jokinen ­toteaa.

Teksti: Matti Koskinen 

Lähteet: Luonnonvarakeskus, Suomen ympäristökeskus, Maaseudun tulevaisuus, Helsingin Sanomat, Yle, Gasum, EU-komission tiedotus

12.12.2017