Kokeilun oppi
-
Försökets teman
1723 visningar
Försöket är skapat 22.01.2019Specialty Fibers Finland Oy
Rakennus- ja purkujätteen mineraalivillat ekobetoniksi
Mineraalivillajätettä muodostuu EU:n alueella vuosittain 2.3 miljoonaa tonnia, joka pääasiassa päätyy kaatopaikoille. Mineraalivillat soveltuvat ekobetonin eli niin kutsutun geopolymeerin raaka-aineeksi. Tässä kokeilussa selvitetään käytännön toteutus mineraalivillan hyödyntämisessä geopolymeerina.
Miksi tämä kokeilu on tarpeellinen?
Mineraalivillajäte on yksi suurimmista rakennus- ja purkuteollisuuden jätelajeista, jolle ei ole laajamittaista hyötykäyttöä. Esimerkiksi Oulussa mineraalivillajäte on suurin yksittäinen jätelaji, joka edelleen läjitetään. Mineraalivillajäte tarvitsee ratkaisun, jolla se saadaan takaisin materiaalikiertoon. Kokeilusta opitaan mitä vaiheita edellä kuvattu prosessi käytännössä vaatii ja keiden tahojen yhteistyö on olennaista sen toteuttamisessa. Esimerkkeinä toteuttamiseen liittyvistä tahoista ovat kaupungin yhdyskunta- ja ympäristöpalvelujen viranomaiset, elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen viranomaiset, purku-urakoitsijat sekä geopolymeerien valmistuksesta vastaava taho.
Miten kokeilu toteutetaan?
Mineraalivillajätteestä valmistetaan geopolymeerituotteita. Aiemman Oulun yliopistossa tehdyn tutkimuksen perusteella mineraalivillajäte soveltuu erinomaisesti geopolymeerien raaka-aineeksi [1]. Geopolymeerit ovat betonin ja keraamien kaltainen materiaali, jota voidaan valmistaa teollisuuden sivuvirroista ja jolla voidaan korvata perinteistä sementistä valmistettua betonia. Geopolymeerit ovat ympäristöystävällinen vaihtoehto tavalliselle betonille, koska geopolymeerien valmistus tuottaa jopa 80% vähemmän hiilidioksidipäästöjä verrattuna sementistä valmistettuun betoniin [2]. Geopolymeerien valmistuksesta aiheutuvat päästöt ovat alhaiset erityisesti, jos ne valmistetaan paikallisista teollisuuden sivuvirroista, koska tällöin materiaalien kuljetuksesta aiheutuvat päästöt voidaan minimoida. Mineraalivillajätteen hyödyntäminen geopolymeerien raaka-aineena toteuttaa kiertotalouden tavoitteet täydellisesti, koska muuten kaatopaikalle päätyvä jäte voidaan hyödyntää uutena tuotteena, esimerkiksi pihakivinä tai pihakalusteina. [1] Utilization of Mineral Wools as Alkali-Activated Material Precursor, Juho Yliniemi, Paivo Kinnunen, Pasi Karinkanta, Mirja Illikainen. Materials, 2016. [2] One-part alkali-activated materials: A review, Tero Luukkonen, Zahra Abdollahnejad, Juho Yliniemi, Paivo Kinnunen, Mirja Illikainen. Cement and Concrete Research, 2018. Kokeilussa tehdään selvitys- ja suunnittelutyö idean toteuttamiseen tarvittavista käytännön vaiheista, lupaprosessista, liiketoiminnallisista edellytyksistä (esimerkiksi mineraalivillan keräyksen ja kuljettamisen kustannukset sekä geopolymeerin valmistuskustannukset) sekä muodostetaan toteutuksen sidosryhmä. Kokeilussa selvitetään, kuinka mineraalivillajäte kerätään ja erotellaan purkukohteista ja prosessoidaan geopolymeerimateriaaliksi sekä kontaktoidaan tahot, joita vaaditaan prosessin toteutukseen, kuten rakennuksen purkamisen kilpailutuksen toteuttavat viranomaiset sekä ympäristöviranomaiset. Maalis-toukokuu 2019.
Kuka tai ketkä kokeilun toteuttavat?
Kokeilun toteuttaa Specialty Fibers Finland Oy.
Mikä on kokeilun kokonaisbudjetti ja miten se jakautuu maksajatahoittain?
Budjetti on 5000 euroa.
Millaista osaamista ja rahoitusta kokeilulla on käytettävissään?
Tiimiin kuuluu Oulun kaupungin viranomaiset sekä Oulun yliopiston kattavat ja monipuoliset yhteistyöverkostot.
Lärdomar av försöket
Saavuttiko kokeilu tavoitteensa?
Kokeilu ylitti sille asetetut tavoitteet. Tavoitteena oli tehdä selvitys- ja suunnittelutyö mineraalivillajätteen hyödyntämisestä geopolymeerien raaka-aineena, mutta kokeilu eteni jopa liiketoiminnan aloittamiseen Keko geopolymeerit Oy-nimellä, joka valmistaa geopolymeerituotteita mineraalivillajätteestä.
Mitä uutta tietoa kokeilulla saatiin?
Tärkeimpänä oppina on se, että mineraalivillajätteen hyödyntäminen raaka-aineena tämän kokoluokan toiminnassa ei olekaan lainsäädännön kannalta niin vaikeaa kuin sen ennen kokeilun alkamista ajateltiin olevan. Esimerkiksi CircHubs-kiertotalouskeskuksiin kuuluvalla Kiertokaari Oy:lla on ympäristölupa, jonka alaisuudessa voidaan prosessoida ja valmistaa mineraalivillajäte-pohjaisia geopolymeereja. Tämä helpottaa huomattavasti liiketoiminnan aloittamista. Lisäksi on mahdollista saada koetoimintalupa ELY:ltä, AVI:lta tai kunnallisilta toimijoilta (riippuen tilanteesta) määräajaksi (esim. yksi vuosi) tämän tyyppiseen toimintaan suhteellisen pienellä vaivalla. Huomioitavaa on, että koetoimintailmoitus on paikkakohtainen eli jokaiseen eri kohteeseen tarvitaan erillinen ilmoitus. Ilmoituksen hinta on 700€. Koetoimintailmoituksen alainen toiminta ei saa tapahtua tuotantomittakaavassa, mutta se saa olla kuitenkin niin isoa, jotta koetoiminnasta voidaan vetää johtopäätös prosessin toimivuudesta. Koetoimintailmoitus pitää toimittaa vähintään 30 päivää ennen toiminnan aloitusta. Jos koetoiminta on lupaava, voidaan hakea ympäristölupaa. Ympäristöluvan myöntämiseen menee aikaa vähintään 3kk ja sen hinta on 2650€. Yleisesti jätteen (tai sivuvirran) hyödyntämisen vaihtoehdot voidaan jakaa neljään kategoriaan lainsäädännön kannalta: 1) Sivutuote (ei ole ollut jätettä), 2) Jäte (End-of-Waste-materiaalit), 3) Jäte (hyödyntäminen jätteenä), 4) Jäte (MARA-asetukseen kuuluvat). Purku- ja rakennusjätemineraalivilla kuuluu tällä hetkellä ”Hyödyntäminen jätteenä” kategoriaan ja sitä voidaan hyödyntää ympäristö- tai koetoimintaluvan mukaisesti. Vaatimuksiin kuuluu, että kun jätemateriaali muutetaan jätteestä tuotteeksi, sen tulee olla prosessoitu jollakin tapaa. Lisäksi uuden materiaalin tekniset ominaisuudet pitää olla tiedossa ja testattu. Usein tämä on vaativin vaihe jätemateriaalien hyödyntämisessä. Sen sijaan ympäristökelpoisuus ei ole tyypillisesti ongelma. Jos on tavoitteena myydä uutta jätepohjaista materiaalia kuluttajille, tuotteen pitäisi olla houkutteleva eli brändäys on tärkeää. Tällä hetkellä mineraalivillajätettä ei erotella muusta jätteestä mitenkään ja se pääasiassa läjitetään kaatopaikoille tai poltetaan. Jos mineraalivillajätettä halutaan hyödyntää geopolymeerien raaka-aineena se tulisi erotella muusta rakennus- ja purkujätteestä sen syntypaikalla. Tuleva lainsäädäntö kannustaa tähän voimakkaasti (ehkä jopa pakottaa). Erottelu ei sinällään ole ongelmallista. Tällä hetkellä purkukohteisiin tehdään jo eristemateriaalien kartoitusta ja erottelua ennen muuta purkutoimintaa asbestin vuoksi. Vastaavasti voitaisiin erotella mineraalivillaeristeet ennen muuta purkutoimintaa. Käytännössä villa pakattaisiin erillisiin säkkeihin ja villajätteen jalostaja hakisi sen rakennus- ja purkukohteista. Mineraalivillajätteen hyödyntäminen geopolymeerien raaka-aineena edellyttää sen karkeaa erottelua muusta purkujätteestä (saa sisältää pieniä määriä hiekkaa, styroxia, puuta jne.), sen jauhamista, sekoittamista alkali-aktivaattorin kanssa, muottiin valamista sekä mahdollista geopolymeerin pinnan viimeistelyä. Geopolymeerin valmistuskustannukset ovat sementin hintaan verrattavissa (120€/t) ja mineraalivillajätteen erottelu- ja kuljetuskustannukset voidaan hinnoitella rakennus- ja purku-urakoiden kilpailutukseen. Tarkat kustannukset riippuvat paljolti sijainnista, joten ne pitää määrittää tapauskohtaisesti. Merkittävin kysynnän määräävä tekijä on julkisten toimijoiden sekä yritysten omatoiminen kiinnostus vähähiilisiin ratkaisuihin ja kiertotalouden edistämiseen. Ympäristöministeriö ja kunnalliset toimijat kannustavat kiertotalous-periaatteen mukaisesti toimivia kokeiluja ja yrityksiä, mikä merkittävästi edistää tätä sekä muita samantyyppisiä kokeiluita. Rakennus- ja purkujätteen hyödyntämisessä tulee ottaa huomioon rakentamisen kiertotalouden ohjauskehykseen kuuluvat EU:n jätedirektiivi (tavoitteena 70% materiaalikierrätysasteen saavuttaminen 2020 mennessä), Jätelainsäädäntö 2011 (rakennus- ja purkujätteen erilliskeräystavoitteet: 8 jätejaetta), Maankäyttö- ja rakennuslainsäädäntö (rakennus- ja purkujäteilmoituksen laatimisvelvoite) sekä Valtakunnallinen jätesuunnitelma (rakennus- ja purkujätteen osalle 15 toimenpidettä). Rakennus- ja purkujätteen hyödyntämisessä auttaa lisäksi: Materiaalitori (jätteiden ja sivuvirtojen tietoalusta), RAPUT-hanke (rakennus- ja purkumateriaalien tietokantojen kehittäminen) sekä purkamiseen liittyvät ohjeistukset: Opas purkuprosessin laadunhallintaan (Ytekki), Opas purkukartoitukseen (VTT) sekä Purkutöiden hankintakriteerien ohjeistus (YM). Tässä kokeilussa suunniteltiin Oulun kaupungin kanssa erään purku-urakan hankintaan vaatimus mineraalivillajätteen erottelusta. Eli kun purku-urakka kilpailutetaan, urakoitsijan tulee erotella mineraalivillajäte erilleen muusta purkujätteestä ja Keko geopolymeerit Oy valmistaa tuosta mineraalivillajätteestä geopolymeerimateriaaleja, jotka käytetään rakentamisessa. Purku-urakka toteutuu syksyllä 2019. Lopuksi: mielestäni viranomaisten asennemuutos kiertotalouden suhteen on oikeasti tapahtumassa ja kiertotalousaiheet ovat nyt ”hot topic” eli kannattaa takoa kun rauta on kuuma. Yleisesti voidaan todeta, että kiertotaloutta edistäviä trendejä on: maailman tila (yleinen tietoisuus hiilidioksidipäästöistä ja jätteen määrästä) ja kiertotaloutta edistävä lainsäädäntö. Lisäksi nostetta voivat antaa erityisesti julkiset toimijat, teollisuus ja useat eri rahoituslähteet tukemalla uusia kiertotalouteen pohjaavia yrittäjiä. Sen sijaan kiertotaloutta haittaavia trendejä ovat ihmisten ennakkoasenteet, jäteperäisen materiaalin tuotteistamisen vaikeus, materiaalien kriteerit/standardit sekä kilpailu neitseellisten raaka-aineiden kanssa.
Miten aiot viedä kokeilua tai sen tuloksia eteenpäin?
Kokeilun päätyttyä Keko geopolymeerit Oy jatkaa geopolymeerituotteiden valmistusta käyttäen raaka-aineina mineraalivillajätettä sekä muita teollisuuden mineraalisia sivuvirtoja. Kokeilu skaalataan 1000-kertaiseksi (muutamista mineraalivillajätekiloista, muutamiin tuhansiin mineraalivillajätekiloihin) hankkimalla isomman mittaluokan jauhatuslaitteisto mineraalivillajätteen prosessointia varten. Skaalausta varten kokeilun aikana rakennettiin tarvittava arvoketju (mineraalivillan tuottajat, rakennus- ja purkujätteen tuottajat, paikalliset viranomaiset, ympäristöviranomaiset, jauhimien valmistajat, kaatopaikkojen edustajat), jotta voidaan tehdä suunnitelma investoinneille. Rahoituksen saaminen investoinneille vaatii matkustusta, pitchausta ja yhteistyötä sopivien henkilöiden kanssa. Kaikkea edellä mainittua tehtiin kokeilun aikana ja tätä myös jatketaan kokeilun jälkeen.
