Sivuvirtojen hyödyntäminen materiaalitehokkuuden tuojana

Transkriptio

1 Sivuvirtojen hyödyntäminen materiaalitehokkuuden tuojana Prof. Olli Dahl, Clean Technologies Helsinki, Maaliskuu 2012 School of Chemical Technology Department of Forest Products Technology, Clean Technologies group P.O. Box 16300, Aalto, Finland Phone

2 Sisältö Taustaa Kiinteiden sivuainevirtojen muodostuminen, määrät ja käsittely Suomessa Teollisuutta ohjaavat tekijät ja sivuainevirtojen hyödyntämistä koskevat säädökset Elinkaariarviointi osana poikkiteollisten sivuainevirtojen hyödyntämistä Teollinen ekologia ja - symbioosi käsitteet Mitä symbioosituotteet ovat? Elinkaarilaskentaesimerkki symbioosituotteille Suositukset elinkaarilaskennan perusteella Tulevaisuuden haasteet ja mahdollisuudet teollisuuden sivuainevirtojen hyödyntämisessä Johtopäätökset

3 Kiinteiden sivuainevirtojen muodostuminen? LISÄAINEET ILMAPÄÄSTÖT MELU Tuhkat 1,6 milj. t/a - Kivihiili 1,0 milj. t/a - Puu 0,6 milj. t/a RAAKA-AINE PROSESSI LOPPUTUOTE VESI JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET Puu Kuori Cd < 15 mg/kg, Mo < 50 mg/kg, VNa 591/2006: Ei ole olemassa tieteellisiä perusteita näille rajoille

4 Prosessiteollisuutta ohjaavat tekijät ja sivuainevirtojen hyödyntämistä koskevat säädökset Jätedirektiivi 2008 IPPC direktiivi 1996 IE direktiivi 2011 BREF asiakirjat BAT IPP LISÄAINEET ILMAPÄÄSTÖT MELU RAAKA-AINE PROSESSI LOPPUTUOTE Reach asetus 2007 VESI Uudistettu Ympäristölupa JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET Hallintajärjestelmät EMAS, ISO, yms. Ympäristösuojelun ohjauskeinot Kiinteiden virtojen hyödyntäminen Jätelainsäädäntö Uusi jätedirektiivi Kemikaalilainsäädäntö REACH-asetus Rakennustuotelainsäädäntö Rakennustuotedirektiivi Lannoiteasetus

5 Kiinteiden sivuainevirtojen määrät ja käsittely Suomessa Lähde: tilastokeskus

6 Jätteiden syntyminen teollisuudessa vs. yhdyskunnissa? Suomessa vuonna 2003 Lähde: tilastokeskus

7 Elinkaariarviointi osana poikkiteollisten sivuainevirtojen hyödyntämistä teollinen ekologia ja symbioosi käsitteet Teollisen ekologian näkökulma tarkoittaa teollisen systeemin kokonaisvaltaista ja poikkiteollista tarkastelua ekosysteeminä, joka muodostaa erilaisten prosessien ja virtojen verkoston. Teollinen symbioosi on osa teollista ekologiaa ja se tarkoittaa ekosysteemin sisäisten prosessien ja virtojen symbioosin kaltaista vuorovaikutusta ja hyödyntämistä, kuten jäännösvirtojen prosessointia uusiksi symbioosituotteiksi.

8 Mitä symbioosituotteet ovat? LISÄAINEET ILMAPÄÄSTÖT MELU Sellu RAAKA-AINE PROSESSI LOPPUTUOTE VESI JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET LISÄAINEET ILMAPÄÄSTÖT MELU Energia LISÄAINEET ILMAPÄÄSTÖT MELU Symbioosituote RAAKA-AINE PROSESSI LOPPUTUOTE RAAKA-AINE PROSESSI LOPPUTUOTE VESI JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET VESI JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET RAAKA-AINE LISÄAINEET VESI ILMAPÄÄSTÖT MELU PROSESSI JÄTEVESI KIINTEÄT JÄTTEET Teräs LOPPUTUOTE Tehdään sekundääriraaka-aineista uusia tuotteita ja korvataan niillä jo olemassa olevia primääriraaka-aineista tehtyjä tuotteita! Oletus on, että uudet tuotteet eivät sisällä liikaa haitta-aineita - Onko tässä järkeä?

9 Elinkaarilaskentaesimerkki symbioosituotteille Elinkaariarvioinnin (LCA) kohteena on ollut integroidun sellu- ja paperitehtaan ja energialaitoksen sekä terästehtaan ja kaivoksen jäännösvirtojen kierrättäminen uusien symbioosituotteiden sekundääriraaka-aineiksi. Lähtökohtana ISO ja standardien mukainen elinkaariarviointi (LCA).

10 Elinkaarilaskentaesimerkki symbioosituotteille Voimalaitos Sellutehdas kalkkijäte pohjatuhka lentotuhka Paperitehdas viherlipeä sakka Terästehdas jatkuvavalukuona mikserikuona liete Kaivos sivukivi Uudet symbioosituotteet Maaparannuspelletti Alempiarvoinen betoni Kaivostäyte

11 Elinkaarilaskentaesimerkki symbioosituotteille Tarkasteltavat sekundäärituotteet: 1) maanparannuspelletti, 2) alempiarvoinen betoni ja 3) kaivostäyte Vertailukohtana käytetyt primäärituotteet: 1) kaupallinen maanparannuskalkki, 2) kaupallinen betoni (OPC), 3) kaupallinen kaivostäyte (OPC) ja 4) kaatopaikan perustaminen ja jätteen käsittely.

12 Ravinnepelletin valmistaminen Betoniporsaan valmistaminen Kaivostäyttö ei sementtiä Kaivostäyttö sementti mukana

13 Materiaali ja menetelmät Laskennassa käytettiin GaBi 4.4 ohjelmaa ja sen tietokantoja Sekundäärituotteiden valmistusprosesseja koskeva data kerättiin suoraan teollisuudelta. Elinkaariarvioinnin avulla vertailtiin eri tuotteiden valmistusprosessien aiheuttamia ja erityisesti ilmaston lämpenemiseen vaikuttavia kuormituksia. Ilmaston lämpenemistä edistävän kuormituksen mittarina käytettiin Ilmastonlämpenemispotentiaalia (Global Warming Potential, GWP (kg, CO 2 -Ekviv.) Toiminnallisena yksikkönä 1000 kg valmista lopputuotetta (symbioosituote tai primääriraaka-aineista valmistettu tuote)

14 LCA tulokset, 1000 kg lopputuotetta Tapaus GWP (kg, CO 2 -Ekviv.) CO 2 (kg) Sekundäärituotteet Maanparannuspelletti 1,6 1,6 Alempiarvoinen betoni 2,0 1,9 Kaivostäyte 0,13 0,12 Primäärituotteet Maanparannuskalkki 12,2 11,4 NPK lannoite Betonielementti Portland sementti Kaivostäyte (Portland sementti) Kuonan käsittely ja loppusijoittaminen Kaatopaikka käsittely yhdyskuntajäte 1,5 1,4 5,6 5,0 6,9 6,2

15 Tapauksen tulokset Symbioosituotteiden valmistus aiheuttaa hyvin pienen ympäristökuormituksen (GWP ja Hiilijalanjälki), kun sitä verrataan neitseellisistä raaka-aineista valmistettuun tuotteeseen Kierrättämällä prosessiteollisuuden jäännösvirtoja uusien symbioosituotteiden sekundääriraaka-aineiksi voidaan vähentää erityisesti: 1) vastaavien primäärisistä raaka-aineista valmistettujen tuotteiden valmistuksen (korvattu tuotanto ja tuote) ympäristövaikutuksia 2) kaatopaikan perustamisen ja jätteiden käsittelyn aiheuttamia ympäristövaikutuksia ja kustannuksia

16 Suositukset elinkaarilaskennan perusteella Teollisuuden kannattaa selvittää teollisen ekologian ja symbioosin paikallinen potentiaali ja erityisesti mahdollisuudet tehokkaampaan materiaalien ja energian kierrätykseen. Elinkaariajattelu kannattaa integroida osaksi strategista päätöksentekoa ja ympäristöjohtamista Symbioosituotteiden kehittämisessä tulisi huomioida erityisesti uusien tuotteiden ja sekundääriraaka-aineiden fysikaaliset, kemialliset, biologiset ja tekniset ominaisuudet Viranomaisohjaus tulee olemaan merkittävässä asemassa symbioosituotteiden hyväksynnässä, joten tietoa niiden eduista tulee levittää aktiivisesti.

17 Tulevaisuuden haasteet ja mahdollisuudet teollisuuden sivuainevirtojen hyödyntämisessä Hyödyntämistä edistävät tekijät Materiaalitehokkuus kasvaa ja energiatehokkuus paranee Ympäristötehokkuus paranee: LCA ajattelu tulee ottaa mukaan Jätevero on ollut ajavana voimana vuoden 2011 alusta Hyödyntämistä hidastavat tekijät Jäykkä lainsäädäntö ja viranomaisten tiedon puute ja puolueettomien asiantuntijoiden puute teollisuuden sivuainevirtojen muodostumismekanismeista ja niihin vaikuttavista tekijöistä Kokonaisvaltainen ajattelu puuttuu ympäristöasioissa, koska jokainen hoitaa vain oman tonttinsa Erilaiset etujärjestöt pitävät kiinni saavutetuista eduista (politiikka) Pelkona on, että sivuainevirtojen hyödyntäminen voi tuoda uusia pelaajia kentällä

18 Johtopäätökset Teollisuuden sivuainevirtojen hyödyntämisessä pitäisi siirtyä tutkimuksesta ja selvityksistä käytännön toimiin Laatujärjestelmät myös osaksi sivuainevirtojen tuotteistusta Lainsäädäntö on saatava ketteräksi - nykyiset liian byrokraattisia Kokonaisvaltaista ajattelua tulisi kehittää, jotta ympäristönsuojelun kannalta paraat mahdolliset hyödyntämistavat ja reitit voitaisiin tunnistaa Symbioosituotteiden valmistusta on kehitettävä ja tuettava siellä, missä niille on selvä potentiaali LCA ajattelu tukee hyödyntämistä

19 Kiitos! Me emme ole perineet maata esi-isiltämme, vaan lainaamme maan lapsiltamme. Antoine de Saint-Exupéry