Yliopistotutkimus tukemassa

uusiomateriaalien käyttöönottoa

Prof. Satu-Pia Reinikainen

3.10.2017

Lappeenrannan(-Lahden) Teknillinen

yliopisto (LUT) YLIOPISTO

PUHDAS ENERGIA Energiamarkkinat ja aurinkotalous

Energian muunto- ja varastointiteknologiat

Kestävyystutkimus

KIERTOTALOUS Veden puhdistus ja

uudelleenkäyttö

Kierrätetyn ja uusiutuvan

raaka-aineen käsittely

Tuotteet ja elinkaariarviointi KESTÄVÄ LIIKETOIMINTA

JA YRITTÄJYYS Innovointi ja kestävä arvonluonti

PK-yritykset ja kansainvälinen yrittäjyys

Liiketoiminnan analytiikka ja päätöksenteko

Yritysten digitalisaatio

POIKKILEIKKAAVAT TEEMAT Digitalisaatio ja datatiede

Kärkialojen tutkimus Venäjän

kontekstissa ja parhaiden

venäläiskumppaneiden kanssa

ARVOMME | ROHKEUS MENESTYÄ. INTOHIMO LUODA UUTTA TIETEEN AVULLA. TAHTO RAKENTAA HYVINVOINTIA.

TIETEELLISET RATKAISUT

Tutkimusalustat

REFLEX - Recycling carbon in a flexible competitive energy system. Ratkaisemme, miten hiiltä voi kierrättää uusiutuvissa energiajärjestelmissä, joissa hiilidioksidi käytetään uudelleen ja uusiutuvaa energiaa varastoidaan.

RED - Revealing emission discrepancies. Tutkimusalusta yhdistää ilmakehän seurantamittaukset liiketoiminnan ja teollisuuden ympäristövaikutusten seurantaan.

RE-SOURCE - Resource efficient production processes and value chains. Meidän on siirryttävä jätehuollosta resurssienhallintaan – ota, käytä ja hävitä -ajattelusta maksimoituun resurssien hyödyntämiseen.

SAWE - Safe water for all. Vesivarojen riittävyys on yksi ihmiskunnan merkittävimmistä haasteista. SAWE-tutkimusalusta pyrkii muuttamaan kaavaa: jätevedet tulisi hyödyntää eikä hävittää.

DIGI-USER - Smart services for digitalisation. Tuomme yhteen käyttäjät ja PK-yritykset niin, että PK-yritykset voivat hyödyntää digitalisaation mahdollisuudet ja parantaa kilpailukykyään.

SIM - Sustainable product processes through simulation. SIM keskittyy energiatehokkaaseen koneensuunnitteluun reaaliaikaisen simulaation avulla.

5

Uusiomateriaalit maarakentamisessa

Ecoroad (2005-2007): UUSIOMATERIAALIT TIERAKENTAMISESSA (SUOMI-VENÄJÄ)

SMOCS (2008-2012): PILAANTUNEIDEN SEDIMETTIEN STABILOINTISUOSITUKSET (ITÄMERI)

-> 2017: TÄSMÄSELVITYKSIÄ, LCA/LCC, …

Ecoroad

Interreg + Tacis (2005-2007)

Tavoite:

Luoda edellytykset jätteiden hyötykäytölle ja liiketoiminnan aloittamiselle

Suomessa ja edesauttaa toiminnan aloittamista lähialueella Venäjällä.

Teollisuus

(jätteen/uusiomateriaalin

tuottajat)

energia-, paperi-

ja kaivannaisteollisuuden

tuotantolaitoksia

Yrityksiä/asiantuntijoita

Urakoitsijat

tierakennusteknologia

ja soveltuvuustestaus

Viranomaiset

Ympäristölainsäädäntö- ja asetusselvitykset

kansallisilla ja EU:n tasolla

Yliopisto

tierakennusteknologiat,

analytiikka (ja BAT),

koulutus, seminaarit,

tiedon levittäminen

Ecoroad

Kohteita

• Elimäki: Teuroinen

• Lappeenrannan alueella: Vihtola-Jäkkö ja Hanhikemppi

• Kuusankosken kaupungin alueella 5 kohdetta

Yhteistyötahot

Koordinaattori: LUT

Kaakkois-Suomen Tiepiiri

Kaakkois-Suomen Ympäristökeskus (partneri Ecoinfo II)

Administration of the Leningrad Oblast; Committee for Natural Resources and

Environment Protection (Leningradin alueen luonnonvarojen käytön komissio)

(partneri Tacis)

Administration of the Leningrad Oblast: Committee for Roads and Transport

(Leningradin alueen tie- ja liikennekomissio) (partneri Tacis)

St. Petersburg State Polytechnical University (partneri Tacis)

St. Petersburg State Technological University of Plant Polymers (partneri Tacis)

VNIIB: Yleisliittolainen sellu- ja paperiteollisuuden tutkimusintituutti (All-Russian

Scientific Research Institute of Pulp and Paper Indusry)

UPM (Kuusanniemi ja Kymin Voima)

Stora Enso (Kaukopää, Summa, Anjalankoski)

Nordkalk, Lappeenranta

FinnCao

Ramboll Finland Oy

Fortum Service Oy

Tieliikelaitos

Skanska Tekra

OAO Viipurin Sellu (OAO Vyborgskaya Cellulose)

OAO Svetogorsk, International Paper

OAO Pietarin kartonkitehdas ja painolaitos

OAO Ilim Pulp Enterprise

OAO Kotlaksen sellu- ja paperitehdas

OAO Tihvinän puunjalostuslaitos (OAO Svetwood–

Tikhvin)

OAO Sääsjoen sellu- ja paperitehdas

OAO Lenenergo

OAO Cherepovetsin teräskonserni

OAO Gingisepin palavan kiven tuotantolaitos

Guideline

11

Sustainable Management of

Contaminated Sediments in the Baltic Sea, 2010-2012− Project in keywords

− Management of contaminated sediments, Beneficial use of treated

contaminated sediments, Sustainable treatment technologies

− Outcomes− Guideline on EU level for management of contaminated sediments incl.

handling alternatives for sediments, disposal alternatives, benefical use of treated contaminated sediments

− Tool-box of treatment technologies, tools for assessment of sustainablity, decision support tools (MCD)

− Field tests to validate, demonstrate and communicate emerging treatment methods under various conditions

− 10 Partners (coordinated by Swedish Geological institute)

− Role of LUT: WP leader in “VERIFICATION & DEMONSTRATION OF TECHNOLOGIES

AND SOLUTIONS”− Particular focus on binder materials and mechanisms in stabilization of

contaminated sediments, leaching and diffusion of contaminants in verification of environmental sustainability

− Budget: total 3,6 M€ (LUT 0,6 M€)

- 10 Partners

- Associated partner

- Lenmoriniproekt / Port of St.

Petersburg

- Swedish Maritime Organisation

- Geological Survey of Sweden

- Supporting organisations e.g.

- Helcom

- Finnish Maritime Organisation

- Baltic Ports Organisation

- Ministry of Environment

in Finland

- Finnish Environment Institute

(SYKE)

- Swedish Environment Centre

(NVV)

ORGANISATION

Objectives

− Guideline for management of contaminated sediments including handling alternatives

− Tool-box of treatment technologies, tools for assessmentof sustainablity, decision support tools

− Field tests to validate, demonstrate and communicateemerging treatment methods under various conditions

− Permanent network for the management ofcontaminated sediments of BSR

LUT: LEADER OF WP6; VERIFICATION AND DEMONSTRATION

LUT:n tutkimusta

− Ympäristökelpoisuus stabiloinnissa, liukoisuuteen vaikuttavat mekanismit ja

olosuhteet

− Stabiloinnin lujuuteen vaikuttavat (kemialliset) tekijät

− Rakennetutkimus

− Elinkaarilaskenta

− Toimitusketjut

− Green Procurement

Esimerkkejä: liukoisuus sedimentistä

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35Zn

Time, h

Cum

ula

tiv

e Leachin

g, m

g/kg

Yse 30

LT200

YSe50, DI100

YSe40. LT150

YSe50. PKT100, DI100

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60

Cu

mu

laiv

e Le

ach

ing,

Ni m

g/kg

Time, h

CE

Fly Ash

CE + FlyAsh

Esimerkkejä: liukoisuus sideaineista

As

Cr

Fe

Mn

Pb

Zn

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

RW HNO3 HOAc RW RW RW RW RW RW HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3

PKT PKT PKT PikaSe K400 YSe Kipsi LT GTC PikaSe Kipsi LT K400 GTC YSe

As

Co

Cr

Cu

Fe

Mg

Mn

Ni

Pb

Sn

Zn

Ca

Esimerkkejä: sideaineiden vakutus liukoisuuteen

stabiloimatonStabiloitu erilaisin seoksin

Esimerkkejä: SEM kuvaus

Cement and gypsum 100 + 200 kg/m3

(Kymijoki)

Cement and oil shale ash 40 + 150 kg/m3

(Port of Kokkola)

(Long-term stabilization)

• Rakenteeseen muodostuu nopeasti neulamaisia kiteitä verkkorakenteeksi• ’Suurten’ kalsiumsilikaattikiteiden muodostuminen ja verkottuminen oleellista

rakenteellisen lujuuden kannalta

Oil shale ash 300 kg/m3 (Kymijoki)

Esimerkkejä: Haituvat yhdisteet stabiloinnin aikana

Esimerkkejä: alkuaineanalyysiä ja tunnistamista

Esimerkkejä: alkuaineanalyysiä ja tunnistamista

LUT: H2020 ja Life

Hakemuksissa LUT esiintyy useassa eri roolissa

− Purkujätteen hyötykäyttö maarakentamisessa

− Stabilointiseosten ympäristökelpoisuus erilaisissa maarakennuskohteissa

− LCA/LCC laskenta, terveysvaikutusten arviointi

− Toimitus- ja arvoketjut

− Vihreä hankinta

Tutkimusalustat tukevat hyvin

uusiomateriaalien käyttöönottoa

REFLEX - Recycling carbon in a flexible competitive energy system. Ratkaisemme, miten hiiltä voi kierrättää uusiutuvissa energiajärjestelmissä, joissa hiilidioksidi käytetään uudelleen ja uusiutuvaa energiaa varastoidaan.

RED - Revealing emission discrepancies. Tutkimusalusta yhdistää ilmakehän seurantamittaukset liiketoiminnan ja teollisuuden ympäristövaikutusten seurantaan.

RE-SOURCE - Resource efficient production processes and value chains. Meidän on siirryttävä jätehuollosta resurssienhallintaan – ota, käytä ja hävitä -ajattelusta maksimoituun resurssien hyödyntämiseen.

SAWE - Safe water for all. Vesivarojen riittävyys on yksi ihmiskunnan merkittävimmistä haasteista. SAWE-tutkimusalusta pyrkii muuttamaan kaavaa: jätevedet tulisi hyödyntää eikä hävittää.

DIGI-USER - Smart services for digitalisation. Tuomme yhteen käyttäjät ja PK-yritykset niin, että PK-yritykset voivat hyödyntää digitalisaation mahdollisuudet ja parantaa kilpailukykyään.

SIM - Sustainable product processes through simulation. SIM keskittyy energiatehokkaaseen koneensuunnitteluun reaaliaikaisen simulaation avulla.

24