Tervetuloa!



Hakemisto (Aiempien kirjoitusten pikahaku)


Viikkojuttu (Viikon pääpauhanta)


Sivalluksia (Pikakommentteja)


torstai 17. joulukuuta 2009

Pienimuotoista energiapolitiikkaa

Lapsuudessa jätteiden käsittely oli helppoa. Oli yksi ainoa roskis, johon heitettiin kaikki. Kerran viikossa jäteauto kävi sen tyhjentämässä. Nykyään on toisin. Jätteet on lajiteltava moneen eri kasaan, mikä tietysti oikein onkin luonnonsuojelun ja roskakuorman vähentämisen nimissä. Hienoimpia keksintöjä on energiajätteen hyödyntäminen. Valitettavasti kyseinen uusvanha keksintö ei vielä ole kovinkaan monessa paikassa käytössä.

Suurimpia jätemäärän lisääjiä ovat vaipat. Ne kasvattavat normaalitalouden sekajätteen määrän lähes kaksinkertaiseksi. Niinpä herää kysymys, eikö niitä voisi polttaa, mikäli talossa sattuu olemaan lämpökattila. Mistään ei vain tunnu löytyvän luotettavaa tutkimustietoa asiasta. Netistä löytyi erilaisia väitteitä linjalla saa polttaa / ei saa polttaa /ei kannata polttaa. No. Tuumasin aikoinaan, että onhan tässä jonkin verran alan koulutusta, joten ei muuta kun tutkimaan väitteitä. Polttoa vastustamaan esitettiin yleensä kolme väitettä:

1) Vaipan polttamisesta syntyy haitallisia päästöjä.

2) Vaippa on tarkoitettu imemään kosteutta. Siihen kertyneen kosteuden haihduttaminen kuluttaa niin paljon energiaa, että vaipan polttamisen energiatase on negatiivinen.

3) Vaipan polttamiseen tarvitaan niin suuri kuumuus, että se ei pala täydellisesti kotikattilassa, vaan vaatii järeän jätteenpolttolaitoksen.

Ykkösväite kuulosti kummalliselta. Jos vaipassa olisi haitallisia aineita, niin eivät kai ihmiset niitä lastensa perseitä vasten laittaisi? Tosin voihan palaessa syntyä vaarattomista aineista vaarallisia yhdisteitä.
Varmaa tietoa vaippojen tarkasta koostumuksesta ei tuotesalaisuuksien takia ole saatavissa. Selvää kuitenkin on, että vaippa sisältää erilaisia muoveja. Muovit puolestaan koostuvat hiilivedyistä tai hiilivetyjen ja piin yhdisteistä. Jokainen lukion pakollisen kemian kurssilla valveilla ollut muistaa orgaanisen kemian perusasian: kun polttaa hiilivetyä, reaktion lopputuotteena on vettä ja hiilidioksidia. Lisäksi on ilmeistä, että vaipan muovit ovat polymeeriketjuista koostuvia ns. kestomuoveja, eivät kertamuoveja. Yleisenä sääntönä on, että kestomuoveja voi polttaa puiden seassa, kertamuoveja ei.
Vaipan varsinaisena nestettä imevänä aineksena on jotain superabsorpenttia polymeeria. Ne puolestaan koostuvat akryylihaposta, jonka leimahduspiste on vain 54 astetta Celsiusta ja natriumpolyakrylaatista. Näistä jälkimmäinen pääosin hajoaa kastuessaan.
Se, mitä vaipan alkuperäisestä aineksesta on jäljellä käytön jälkeen, on lähes kokonaan polymeerimuovia. Eli poltettavaa kamaa. Jos haitallisia aineita poltossa syntyy, otan mielelläni tietoa vastaan siitä, mikä myrkky mahtaa olla kyseessä.

Väite kakkonen - vaipan polton energiatase - on puhtaasti laskennallinen ongelma. Jokaisella aineella on olemassa polttoarvo, joka kertoo kuinka paljon aineesta irtoaa poltettaessa energiaa kilogrammaa kohti. Muoveilla kyseinen arvo liikkuu välillä 20-40 MJ/kg. Oletetaan varmuuden vuoksi, että vaipan polttoarvo on skaalan alapäässä.
Käyttämättömän vaipan paino riippuu sen kokoluokasta. Tällä ei kuitenkaan ole merkitystä, sillä pienempään vaippaan mahtuu vähemmän kosteutta ja isompaan enemmän. Otetaan esimerkiksi vaippa, jonka paino käyttämättömänä on noin 50 g (kokoluokituksessa noin neloskoko eli n. 10-kiloisille). Sen polttoarvo on 0,05 kg * 20 MJ/kg = 1 MJ = 1000 kJ.
Vaippaan on kertynyt nestettä. Oletetaan nesteen lämpötilan olevan 20 astetta Celsiusta. Se pitää ensin kuumentaa 100-asteiseksi ja sitten höyrystää. Veden ominaislämpökapasiteetti on 4,19 kJ/kg*K ja höyrystymislämpö 2260 kJ/kg. Tästä voidaan laskea, että 80 K * 4,19 kJ/kg*K + 2260 kJ/kg = 2595,2 kJ/kg.
Jotta energiatase olisi plusmiinus nolla, olisi vaipassa oltava 1000 kJ / 2595,2 kJ/kg = 385 grammaa nestettä.
Blondi tunnetusti vaihtaa vauvalle vaipan vain kerran viikossa, koska pakkauksessa lukee että 2-4 kg. Me muut vaihdamme vaipan hieman useammin, joten epäilenpä että aika harvassa vaipassa on yli 385 grammaa nestettä. Näin ollen energiatase on lähes poikkeuksetta positiivinen, etenkin kun muistaa että esimerkissä on arvioitu vaipan polttoarvo mitä ilmeisimmin liian pieneksi.
Esimerkissä ei myöskään ole otettu huomioon tilannetta, jossa vaippaan on pelkän nesteen lisäksi tullut sitä ihtiään. Kuten arabien kamelinkakkanuotioista tiedämme, silläkin on oma polttoarvonsa, joka lisää energiataseen positiivisuutta.

Väite kolme oli, että vaipan palamiseen ei kotikonstein saavuteta riittävää kuumuutta. Täydellistä palamista on vaikea päätellä muuten kuin kokeilemalla. Pääasialliset vaippa-ainekset, kuten akryylihappo, ovat leimahduspisteeltään ainakin niin alhaisia, että palavat taatusti. Omien kokemusten mukaan vaipan polton jälkeen tuhkaa penkomalla ei todellakaan löydä minkäänlaisia jäämiä vaipasta. Empiirisesti voi siis todeta, että kodin polttouunissa syntyy niin kova kuumuus, että vaippa palaa ainakin aistihavaintojen ulottumattomiin.
Epäilisin, että tavallisessa takassa tai ainakaan saunan kiukaassa palaminen ei olisi noin täydellistä. Tähän johtopäätökseen olen tullut siksi, että joskus sanomalehtiä sytykkeenä käyttäessä ne kykenee erottamaan tuhkan joukosta muissa tulipesissä paitsi lämpökattilassa. Vaippojen polttamista muualla en ole kokeillut.

Mihin lopputulokseen olen sitten tullut?
Vähän siltä ja väliltä. Jos kriittisellä hetkellä (suom. vaipanvaihto) lämpökattilassa on tuli parhaimmillaan tai siihen ollaan kohta sytyttämässä tuli, niin vaippa on päätynyt sinne. Jos kattila on ollut sammumassa tai kylmillään, niin sekajätteisiin.
Jos joku minua viisaampi kykenee valistamaan polttamisen ihanuudesta tai kamaluudesta, niin siirryn sataprosenttiseen polttoon tai sataprosenttiseen sekajätteeseen heittämiseen.
Kestovaippailun sen ekologisuuden perusteella valinneiden vuosittain Thaimaassa reissaavien ei tarvitse vaivautua vastaamaan.

Ei kommentteja: