Põlevkivituha kasutamise laiendamiseks on käivitunud mitu uut projekti

Eestil on unikaalne põlevkivi tööstusliku kaevandamise (algas 1918) ning kasutamise kogemus. Õli on põlevkivist toodetud peaaegu sajand ning energiat 1959. aastast peale. Põlevkivi kasutamisega on alati kaasnenud tootmisjääkide ladestamise vajadus, huvi on tuntud ka nende kasutamise vastu.

Tänapäeval püütakse kogu maailmas ressursse võimalikult tõhusalt ära kasutada ning tootmisjäätmeid peetakse teiseseks toormeks. Nii on see ka Eestis.

Käesolevas kirjutises antakse lühiülevaade lähiminevikus käivitunud uute ettevõtmiste ja projektide sisust ja eesmärkidest, mis on suunatud põlevkivi põletamisel tekkiva tuha kasutamisele toormena, sealjuures laialdases kodumaises ning rahvusvahelises koostöös.

Põlevkivi põletamisel tekib suurel hulgal tuhka – 0,45–0,47 tonni põlevkivitonni kohta. Ladestuspaikadesse (nn tuhaväljadele) on seda juba kogunenud 280 miljonit tonni ning aastas lisandub 4–5 mln tonni. Kui 1986. aastal kasutati enam kui pool tuhast ära, siis viimastel kümnendikel on kasutusmaht olnud üsna tagasihoidlik – vaid 3–6 %. Et põlevkivituha keskkonnasäästliku ladestamisega kaasnevad suured kulutused tõstavad elektri hinda, on tuha kui teisese toorme kasutusvaldkonna laiendamiseks viimastel aastatel nii riiklikul kui ka ettevõtete tasandil tehtud märgatavaid jõupingutusi.

Euroopa Liidu vahenditest toetatava ja 2010. aastal käivitatud riikliku energiatehnoloogiate programmi arendussuuna „Põlevkivitehnoloogiad“ prioriteetide loetelus on tähtsal kohal nii põlevkivi kadudeta ja keskkonnasäästlik kaevandamine, põlevkivielektri CO₂-vaba tootmise arendamine kui ka põlevkivi töötlemisel tekkivate jäätmete – tuha ja aheraine rakendusalade arendamine. Ka Eesti keskkonnakaitse riikliku programmi keskkonnatehnoloogia arendusteemade loetelus on jäätmete kahjutustamine ja kasutamine olulisel kohal.

ALUSTATUD PROJEKTID

Projekti „Põlevkivitöötluse tahkete jäätmete uute kasutusalade alused, 2011–2014, taotleja Tallinna Tehnika- ülikool“ alusuuringuga töötatakse neljas töögrupis. Kuna üks toetusmeetme eesmärkide saavutamise tingimusi on vajaliku pädevuse maksimaalne kaasamine ja uurimisgruppide koostöö, siis osalevad selles projektis TTÜ (anorgaaniliste materjalide teaduslabor, mäeinstituut, ehitustootluse instituut, polümeermaterjalide instituut, soojustehnika instituut), Tartu Ülikool, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut, Eesti Maaviljeluse Instituut ning Eesti Energia.

Töögrupi TG1 ülesanne on teha selgeks probleemi füüsikalis-keemilised ja keskkonnakaitselised alused ning uurida seda, kas põlevkivi käitlemisjäätmeid on võimalik kasutada maa-aluste kaevanduste tagasitäitmiseks (nn maaalla-tagasi). Kui vastus on positiivne, võimaldaks selline lahendus suurendada maavara väljamisastet, kaitsta veekeskkonda, vähendada ladestamiskulusid ning kasutada ära suurt osa põlevkivi tahketest töötlemisjääkidest.

TG2 ülesanne on töötada välja alused põlevkivituhast valmistatava, tänapäevasesse agrotehnoloogiasse sobiva ning mullas laguneva tõhusa granuleeritud mullamodifi kaatori saamiseks, mis võimaldaks tahkeid jäätmeid mõõdukal määral kasutada põllumajanduses.

Kolmanda töögrupi ülesanne on selgitada füüsikalis-keemilised alused põlevkivi lendtuha kasutamiseks mitmesugustes polüolefi inide baasil valmistatud komposiitide täiteainena. Ka see võimaldaks mingi osa tahkeist jäätmeist kasutusele võtta.

TG4 ülesanne (projekti kõrvalteemana) on koostada põlevkivi hapnikus põletamise laboristaadiumi uuringutes tekkivate tahkete jäätmete esmane füüsikalis-keemiline iseloomustus.

Projektis „Fosforiärastustehnoloogiad märgalapuhastites: põlevkivituhasette filtersüsteemide omadused ja pikaajaline toimimine, 2012–2015, Tartu Ülikool“ on tegevad ka Tallinna Tehnikaülikool, Eesti Maaülikool ja Eesti Energia AS. Projekti otsene eesmärk on selgitada põlevkivitööstuse jääkmaterjali – hüdratiseeritud põlevkivituha – kasutamisvõimalusi lahustunud fosfaatide aktiivfi ltrina märgalapuhastites. Projekti raames kavandatud alus- ja rakendusuuringud keskenduvad reovees hüdratiseeritud põlevkivituha osavõtul toimuvate lahustunud fosfori sadestus-/adsorptsiooniprotsesside seaduspärasuste, mehhanismi ja saaduse füüsikalis-keemiliste omaduste selgitamisele. Uuritakse ka selle filtermaterjali fosforisidumistõhususe dünaamikat muutuvate koormuste korral ning sadestusprotsessi eri inhibiitorite juuresolekul. Selgitatakse filtermaterjalisse seotud fosfori võimalikku liikuvust mullalahuses.

Projekti „Põlevkivi kadudeta ja keskkonnasäästlik kaevandamine, 2012–2015, Tallinna Tehnikaülikool“ partnerid on Eesti Energia AS ja AS Kunda Nordic Cement. Eesmärk on töötada välja põlevkivi säästliku kaevandamise, töötlemise ja kasutamise kriteeriumid ning tehnoloogiad, lähtudes geoloogilistest, tehnoloogilistest ja mäenduslikest tingimusest ning pidades silmas keskkonnahoidlikkust ja ressursisäästlikkust. Selleks koondatakse mitmesisulisi andmebaase, töötatakse välja uurimismetoodikad, digitaalmudelid kaevanduste ja kaevandamismeetodite ja -tehnoloogiate kohta ning üldmäenduslik mudel oma paljude alamudelitega.

Olukorras, kus viimastel aastatel on ära kasutatud vaid 3–6 % nn kaubanduslikust põlevkivituhast, s.o sellest tuhast, mille väljastamine on tehniliselt võimalik, teeb Eesti Energia AS sihipäraseid jõupingutusi tuha kasutamise laiendamiseks. Selleks toetab ta igati ülalnimetatud projektide täitmist ning osaleb nii mitme enda algatatud kui ka mitmes rahvusvahelises projektis.

Esimestest tuleks nimetada projekti „Põlevkivituha taaskasutamine maanteede ehitustootena, 2011–2014“ (EL programmi LifePlus rahastatav projekt OSAMAT), milles osalevad Eesti Maanteeamet ja Nordecon AS. Projekti eesmärk on välja töötada tingimused ja seadmestik põlevkivituha ja kaevandamise aheraine kasutamiseks Eesti teedeehituses pehmete pinnaste massstabiliseerimiseks. Kavas on ehitada ja katsetada vastavaid näidislõike. Partnerlusprojektidest on oluline „Saastatud pinnaste jätkusuutlik käitlemine Balti mere sadamates, SMOCS, 2009– 2012“, milles koostöös firma Ramboll Finland ja Lappeenranta Tehnikaülikooliga tegeldakse naftasaadustega saastatud sadama-alade pinnaste stabiliseerimise ja ohutustamisega. Eesti Energia AS investeerib käesoleval ajal veel mitmesse väiksemasse projekti nii Eestis kui ka mujal Euroopa Liidus ja Venemaal.

Artikli autorid on REIN KUUSIK (TTÜ, anorgaanilise materjalide teaduslaboratoorium), TÕNIS MERISTE (Eesti Energia AS ) ja ALEKSANDER POTOTSKI (Eesti Energia Narva Elektrijaamad AS)

Artikkel ilmus Keskkonnatehnikas 3/2012 lk 8–9.

Foto: Olev Mihkelmaa / Wikimedia Commons