Biopolttoaineet ovat kotimaisia uusiutuvia energialähteitä, joille ennustetaan upeaa tulevaisuutta. Lisäämällä biopolttoaineiden käyttöä kasvihuoneilmiön vaikutuksen odotetaan vastaavasti hidastuvan. Uusiutuvien polttoaineiden käyttöön liittyy kuitenkin monia paikallisia haittoja, joista asiantuntijat esittävät eri näkökantoja. On kuitenkin selvää, että bioenergian käytöstä koituu myönteisiä vaikutuksia ympäristölle.
Bioenergiatuotannon tehostus ja kasvu ei tarkoita, että esim. metsien avohakkuut lisääntyvät, vaan tehokkaampien hakkuujätteiden talteenottomenetelmien käytönottoa. On siis tärkeää, että ravinteiden kiertokulku ei katkea missään vaiheessa luonnossa. Biopolttoaineiden jäte, eli tuhka, kannattaa palauttaa luontoon sopivin määrin.
Noki ja tuhka ovat puunpolton huomattavimmat tuotteet. Tuhkan poisto tulipesästä on monille tulisija- ja lämmityslaitteiden käyttäjille epämukavin vaihe koko lämmityksessä. Tuhkan avulla on kuitenkin mahdollista havaita, oliko poltto laadukas vai ei. Esim. kitupoltto aiheuttaa epätäydellisen palamisen, mikä puolestaan muodostaa nokea ja tervaa savukanavien ja hormien pinnoille. Kostean puun käyttö tuottaa huomattavasti enemmän noki- ja tervamuodostumia.
LENTONOKI
Jos palamisolosuhteet ovat hyvät, kertyy lentonokea tulisijaan ja savupiippuun. Muodoltaan se muistuttaa lähinnä pulveria ja sisältää enimmäkseen tuhkaa ja hiilipartikkeleita. Kerrostuma voi syttyä tuleen ja nokikerros hehkuu punaisena 700 - 900° C:ssa. Lentonoen muodostuminen ei ole vaarallista ja se on pienellä ponnistuksella helppo saada poistettua.
KIILTONOKI
Jos hormin sisäpinta on kylmempi kuin +70° C, siihen jää märkää nokea. Tämän kuivuttua muodostuu mm. kiiltonokea, joka on hyvin palava aines. Kiiltonokea tarttuu tiiliseinämiin niin lujasti, ettei sitä saa poistetuksi muutoin kuin tahallisesti polttamalla, ellei se syty itsestään palamaan. Tällainen nokipalo voi kestää tunninkin ajan, mutta yleensä se sammuu verraten lyhyessä ajassa sen mukaan, kuinka paljon nokea on. Kiiltonokea muodostuu siis vähemmän, jos palokaasujen lämpötila on korkea.
Nokipalot rasittavat savupiippua enemmän kuin tulipesän lämmittäminen. Kovassa äkillisessä kuumuudessa voi savupiippuun tulla halkelmia tai murtumia.
Kiiltonoki voi olla joko kuivaa ja kovaa, tai ohutta ja hyvin rasvaista. Puun kosteus, savukaasujen määrä ja hapen saatavuus palon aikana vaikuttavat ratkaisevasti noen laatuun. Kiiltonoen syttymislämpötila (kosteuspitoisuudesta riippuvainen) on 100 - 400° C. Palava kiiltonoki nostaa lämpötilan äkkiä 700 - 1400° C:een.
TUHKAN AINEOSAT
Luonnossa tapahtuu jatkuvasti ravintoaineiden kiertokulkua. Kasvit
saavat ravinteita maatuneista kasveista sateiden välityksellä ja suoraan
ilmasta. Metsänhoidon tehostumisen myötä ravinneaineita jää metsiin
jäljelle huomattavasti entistä vähemmän.
Tuhkan ravinneaineet ovat kalsium, magnesium, kalium ja fosfori. Tuhka sisältää orgaanisia aineita, jotka eivät pala poltossa. Tuhkaan jää myös hiiliyhdisteitä, jotka eivät ole ehtineet palaa loppuun asti reaktiossa. Muitakin aineita jää jäljelle, metalleja, kuten kuparia, sinkkiä, molybdeenia ja booria. Nämä ovat hyödyllisiä kasvillisuudelle pieninä määrinä. Suuret määrät vaikuttavat myrkyn tavoin. Kadmium ja lyijy ovat toisaalta myös pieninä annoksina myrkyllisiä ympäristölle. Polttopuun typpi leviää savukaasujen mukana ilmaan eikä jää tuhkaan.
| Ravinneaineet | % (kuiva tuhka) |
| Kalsiumia | 7 - 35 |
| Magnesiumia | 1 - 4,5 |
| Kaliumia | 2 - 16 |
| Fosforia | 0,3 - 0,8 |
| Raskasmetallit | g / t |
Toleranssi (g / t · x) |
| Arsenikki | 2 - 100 | 3 |
| Kadmium | 1 - 30 | 5 |
| Kromi | 42 | 10 |
| Elohopea | 0,001 - 1 | 3 |
| Lyijy | 25 - 500 | 3 |
| Sinkki | 70 - 5000 | 5 |
| Vanadiini | 100 | 3 |
|
Aine |
Poltetun rakennusjätteen tuhka |
Poltetun paperiteollisuuden prosessijätteen tuhka |
Tuhka kaarnan poltosta |
Tuhka hakkeen poltosta |
Tuhka sekapuun poltosta |
| g / t | g / t | g / t | g / t | g / t | |
| As | 122 | 110 | 4,7 | 5,9 | 6 |
| Cd | 21,1 | 39 | 5 | 7 | 12 |
| Cr | 196 | 480 | 66 | 83 | 34 |
| Hg | 10,1 | 1 | 0,31 | 0,6 | 0,06 |
| Cu | 338 | 250 | 99 | 87 | 163 |
| Ni | 45,4 | 170 | 50 | 45 | 29 |
| Pb | 1280 | 760 | 40 | 29 | 62 |
| Zn | 6700 | 6380 | 1110 | 985 | 1130 |
| V | 43 | 84 | 30 | 52 | 50 |
TAKAISIN LUONTOON
Tuhka olisi siis hyvä palauttaa luontoon katkeamattoman ravinnekierron saavuttamiseksi. Näin on mahdollista välttää maaperän köyhtyminen, joka on ylitehokkaan metsänhoidon seuraus. Suuria määriä ravinteita häviää ja metsät menettävät kykynsä vastustaa mm. maaperän happanemista. Tuhkan palautus hakkuupaikalle ei yleensä tapahdu ilman ongelmia, koska se on homogeenista ja voi sisältää suuria määriä raskasmetalleja.
Tuhka sisältää melkein kaikki puun mineraalit ja ravinteet, typpeä lukuun ottamatta. Tuhkan laatu ja sisältö riippuvat siitä, mistä polttoaineesta ne ovat peräisin.
KÄSITTELY
Käsittelemättömän tuhkan levitys metsissä voi aiheuttaa enemmän haittaa kuin hyötyä. Sen ovat varmasti monet kotipuutarhan harrastajat joskus kokeneet. Sen sijaan, että tuhkalla olisi ollut piristävä vaikutus puutarhassa, kasvit kuolivatkin.
Tuhkaa voi käsitellä siten, että aineeseen lisätään kalkkia ja vettä. Massa puristetaan rakeen tai pelletin muotoon. Puristettu tuhka liukenee levityspaikalla hitaammin. Tuhkapellettien valmistusta ja levitysjärjestelyjä ei ole vielä kokeiltu suuressa määrissä, joten on vaikeaa tietää, miten suuri taloudellinen vaikutus sillä olisi energiahintoihin. Ruotsissa arvioitiin kustannusten liikkuvan 300 - 700 SEK / käsiteltyä ja levitettyä 1000 kg tuhkaa kohti. Toisin sanoen 0,15 - 0,35 äyri / kWh.
KALUSTO TUHKAN LEVITYSTÄ VARTEN
Kalusto on aivan sama, mitä käytetään kalkin levityksessä. Traktorin voimin aine levitetään metsiin yleensä, kun taimet ovat alle viiden vuoden ikäisiä. Suuremmat puut vaurioituvat työkoneen raskaan painon alla. Täysikasvuisessa metsässä käytetään helikopteria, josta kertyy kaikkein suurimmat kustannukset.
Heti hakkuun jälkeen ei kannata levittää tuhkaa alueelle. Ravinteiden hyöty on tässä vaiheessa hyvin rajallinen ja mm. nitraatit tuhkassa liukenevat nopeasti, ennen kuin kasvusto ehtii saada täyden hyödyn niistä.
Tuhkan palautuksella metsiin voi siis korvata osittain tarpeen levittää kalkkia. Tärkeintä on kuitenkin, että tuhkan sisältö tutkitaan ensin tarkkaan ympäristövaikutuksien selvittämiseksi. Vain käsitellyn tuhkan saa palauttaa luontoon. Muuten on vaara, että sillä voi olla myrkyllinen vaikutus. Oksat, jotka ovat jääneet metsiin hakkuun jälkeen, maatuvat noin 10 - 20 vuodessa. Maatuminen tapahtuu siis hitaasti, ilman minkäänlaisia ongelmia (vain kun ihminen puuttuu asiaan, syntyy vaikea yhtälö). Ruotsissa tehdyt kokeet osoittivat, että on mahdollista kovettaa tuhka vedellä vastaavan vaikutuksen saavuttamiseksi.