Vesi luonnonvarana globaalin liiketoiminnan mahdollistajana Johan Grön Ilmastonmuutos ja energia-kysymykset - vaikutukset liiketoimintamahdollisuuksiin" 15.4.2010 Arppeanum - auditorio, Helsingin yliopisto
Vesipulasta globaalia liiketoimintaa Sisältö Veden saatavuus raaka-aineena Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Teknologian trendit Vesiliiketoiminta Kemirassa Ilmastonmuutoksen vaikutukset 2
Veden saatavuus raaka-aineena Missä vesi on? Other 0,9 % Salt water (oceans) 97 % Fresh water 3 % Ground water 30,1 % Icecaps and glaciers 68,7 % Surface water 0,3 % Lakes 87 % Swamps 11 % Rivers 2 % Earth s total water Freshwater Surface water Pula raaka-aineesta on tosiasia useille teollisille sovelluksille Vesi on aikaisemmin nähty enemmän hyödykkeenä kuin raaka-aineena Käytettävissä olevan veden niukkuus juomavetenä tai teollisten prosessien raaka-aineena Pohjavesi: 1% kaikesta vedestä Pintavesi: 0,1% kaikesta vedestä 3
Veden saatavuus raaka-aineena Globaalin vesimarkkinan kasvu Vesi-intensiivisiin teollisuudenaloihin liittyvä liiketoiminta on globaalia Nämä markkinat kasvavat tällä hetkellä nopeimmin Lähde: Global Water Intelligence: Global water market 2008 4
Veden saatavuus raaka-aineena Veden käytön muutos Arvioitu veden käytön ja saatavuuden muutos on pääasiallisesti yhdistetty teollistuneisiin ja nopean väestönkasvun alueisiin 5
Veden saatavuus raaka-aineena Orgaanisten epäpuhtauksien päästöt Suurin ympäristökuormitus teollisilla ja nopean väestönkasvun alueilla, joilla on pulaa vedestä raaka-aineena Paine kasvaa pohjavesivarantojen käyttöönotolle suuremmissa määrin 6
Veden saatavuus raaka-aineena Meriveden tunkeutuminen pohjaveteen Groundwater usage 7
Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Vedenkäyttö Suomessa 10000 8000 Vedenkäyttö Suomessa vuonna 2009 [miljoonaa kuutiota] Yhdyskunta: 460 miljoonaa kuutiota / vuosi 4,5 Päijänne-tunnelin virtaamaa vuodessa 6000 Teollisuus: 4000 8300 miljoonaa kuutiota / vuosi 2000 0 Teollisuus Yhdyskunta 80 Päijänne-tunnelin virtaamaa vuodessa Lähde: EK & SYKE 16/04/2010 8 8
Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Veden ja energian hinnan kehitys 400 350 300 Water and sew erage Industrial electric pow er Crude petroleum Natural gas 250 200 150 100 50 0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Vesi on kehittymässä kohti strategisen raaka-aineen haastetta kustannus ja saatavuus 9
Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Case: Vesi-intensiiviset teollisuusalat Evaporation of water 1.0 Million m 3 /a Fiber Water Fresh water 6.5 Million m 3 /a Fiber processing Paper making Paper Case: Suomalainen paperitehdas Veden kustannukset ovat 5% valmistuskustannuksista Yhtä suuri kemikaalien tai henkilöstön kustannusten kanssa Effluent treatment Purified water 5.5 Million m 3 /a Process water circulation 60 Million m 3 /a Rain water 1 Million m 3 /a Case: Suomalainen kaivos Veden kustannukset ovat 4% valmistuskustannuksista Yhtä suuri kemikaalien kustannusten kanssa Ore Water Fresh water 6 Million m 3 /a Effluent treatment Purified water 7 Million m 3 /a Ore processing Enrichment Process water circulation 1 Million m 3 /a Enrich 10
Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Painotus ympäristöpotentiaalille Ympäristövaikutusten vähentäminen Muutosajurit: Talous, julkinen mielipide ja lainsäädäntö Tools for assessing the environmental impact Resurssien niukkuus tulee vaatimaan kestävää tarjoamaa Vesitehokkuus vähemmän vettä, enemmän kierrätystä Energiatehokkuus kulutuksen minimointi, biomassa raaka-aine lähteenä (Hiilijalanjälki) Raaka-aine tehokkuus kierrätys, prosessitehokkuus Ecological Footprint 11
Teknologian trendit Osaamisesta innovaatioihin? Cewic (Centre of Expertise in the Water Industry Cluster) Oulu Aims at bringing the fragment Finnish water University of Oulu sector together and elevate the industry to a Polymer and Wood Chemistry higher level by combining the academic, Process technology industrial and government research and Controlling and monitoring development expertise into an internationally Biochemistry acknowledged force in the water industry. University of Jyväskylä Analytical Chemistry Toxicology Oulu Innovation In Oulu, business, research institutes, universities and public bodies seamlessly combine to develop the best in water expertise. Tampere University of Technology Environmental Engineering Biotechnology Water chemistry WANDER & Natural waters Nordic Water and Materials Institute, Rauma Aalto University Ensuring and promoting the safety Water technology of drinking water quality to the tap of Environmental the technologies consumer Enhancing the safety and service life of materials used in the drinking water mains and household plumbing Åbo Akademi University Biochemistry Analytical Chemistry Polymer Technology Culminatum Innovation, Espoo Wood and Paper Chemistry Making new and existing know-how more Process control efficiently available for business processes Technopolis Oulu Activities in Technopolis Laanila's operating environment include development of water and environmental management technology. Some 200 persons work at the site. Kuopio Innovation E.g. sensor technology to detect biofilm growth in drinking water systems. Lahti Science and Business Park Environmental expertise in Lahti focuses on soil and water research, clean energy production as well as waste treatment and recycling. University Of Kuopio Biomolecule Biological Chemistry and NMR Toxicology University of Joensuu Biological chemistry Nanochemistry Catalysis Toxicology Lappeenranta Univ. of Tech. Chemistry 9000 Green Net Finland, Vantaa Chemical technology Membranes 8000 Major thematical focus areas are environmental monitoring and clean energy, with a special focus on energy efficiency in 7000 urban environment. University of Helsinki 6000 Green chemistry Nanochemistry Suomalainen vesiosaamisverkosto on kehittynyt 60-luvulta lähtien Vesiosaaminen on ollut kasvavan huomion kohteena viimeisten viiden vuoden aikana Vesi-intensiivisyyteen liittyvä liiketoimintaa on yksi tämän hetken nopeimmin kasvavista aloista maailmalla Esimerkki vesiteknologiaan liittyvästä patentoinnista (laitteet ja kemia) 15000 14000 13000 12000 11000 10000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Number of patents versus years World: total number of patents China USA Finland 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Source: Chemical Abstracts / Water treatment patents / country of inventor(s) 12
Vesiliiketoiminta Kemirassa Kemira keskittyy veteen ~75% liiketoiminnasta liittyy veteen Johtava vesikemian yhtiö, laaja asiakaskunta 40 maassa Vuosikymmenien kokemus vesiteknologiasta 75% vettä 13
Vesiliiketoiminta Kemirassa Vesiteknologian kehitys Kemirassa 1980 1990 2000 2010 Ferrosulfaatin hyödyntäminen Ferron hapetusprosessit Uudet alumiinituotteet Kierrätysraaka-aineet Puhtaat ferrituotteet Asiakasvesien tutkimus Lieteprosessit Kokonaisratkaisujen kehittäminen kemikaalien käytön optimointi Uudet teknologiat -typen poisto -adsorbentit -desinfiointi ja hapetus Veden uudelleenkäyttö ja membraaniteknologia Vesi-intensiiviset biomassaprosessit Kestävän kehityksen vesikemia TUOTE- JA PROSESSIKEHITYS ASIAKAS- LÄHTÖISYYS KOKONAIS- RATKAISUT CENTER OF WATER EFFICIENCY EXCELLENCE 14
Vesiliiketoiminta Kemirassa Uuden veturiyrityksen synty Muita yrityksiä Ympäristö- ja energiateknologia Metalli & sellu Päällystetty aikakauslehtipaperi ICT Menestystekijät: 1) Fokusointi 2) Riskinottokyky 1960 1970 1980 1990 2000 2010 15
Vesiliiketoiminta Kemirassa SWEET Uusi vesiosaamiskeskus Kemira Oyj ja VTT ovat perustaneet Suomeen vesitutkimuksen keskuksen luomaan uutta ja ainutlaatuista vesiosaamista. Keskuksessa tehtävän tutkimuksen kokonaiskustannuksen arvioidaan olevan noin 120 milj. euroa sisältäen ulkopuolista rahoitusta. Keskuksen avulla synnytetään jatkoinvestointeja pilotti- ja demohankkeisiin. Keskus on kestoltaan 4-vuotinen ja työllistää vuosittain noin 200 henkilöä. Keskuksessa kehitetään ratkaisuja asiakkaiden ongelmiin ja tarpeisiin yhdessä strategisten partnereiden kanssa. Keskuksessa kootaan yhteen tämänhetkinen suomalainen vesiosaaminen tarkoituksena rakentaa uutta ja globaalisti kilpailukykyistä vesiosaamista Suomeen. Kemira ottaa veturiyrityksen roolin ja mahdollistaa ympäristöteknologia-alan yrityksille uusia liiketoimintamahdollisuuksia globaaleilla markkinoilla. 16
Vesiliiketoiminta Kemirassa Center of Water Efficiency Excellence Veden uudelleenkäyttö Kuitu / veden erotus Biomassan hyödyntäminen Vesi-intensiiviset biomassaprosessit Kustannustehokkuus Energia & vesitehokkuus Ympäristöystävällisyys Uusiutuvat raaka-aineet Metaalien talteenotto Veden kierrätys & uudelleenkäyttö Kestävän kehityksen vesikemia 17
Vesiliiketoiminta Kemirassa Veden uudelleenkäyttö Tavoitteet Meri-, murto- ja jätevesien suolanpoiston kemian kehittäminen sekä nykyisin että uusin kemikaalein Uuden teknologian ja tuotteiden kehittäminen jätevesien uudelleenkäytön sovellutuksiin Veden kierrätyksen tehostaminen kemian ja älykkään etädiagnostiikan avulla vesi-intensiivisillä toimialoilla Muutosajurit Veden niukkuus maailmassa pahenee Vesihuollon kustannukset kasvavat Sisältö Veden uudelleenkäytön kemia, mukaan lukien mikrohaitta-aineiden poisto, saostumien hallinta, desinfiointi, ravinteiden kierrätys Membraanisovellutusten kemia, mukaan lukien suolanpoisto- ja jätevesiprosessien tehostus 18
Vesiliiketoiminta Kemirassa Vesi-intensiiviset biomassaprosessit Tavoitteet Uusien teknologisten ratkaisujen kehittäminen biomassaa hyödyntäviin prosesseihin Raaka-aineiden käytön sekä vesi- ja energiatehokkuuden parantaminen bioprosesseissa Käyttää vesikemian ja kemikaalien tuomat edut biomassan hyödyntämisessä Muutosajurit Ihmiset haluavat kestävää kehitystä Kansainvälinen tahtotila ja toimet uusiutuvien energialähteiden ja energiatehokkaiden ympäristöystävällisten teknologioiden käyttöönottamiseksi Biomassan saatavuuden ja siihen pohjautuvien tuotteiden kilpailukyvyn parantuminen Sisältö Uudenlaiset kemian teknologiaratkaisut: edistämään biomassaan perustuvaa tuotantoa parantamaan biomassan säilöntää ja käyttöä 19
Ilmastonmuutoksen vaikutukset Maailman makean veden varannot 0,3 % 69.6% ice sheets, glaciers, permanent snow & frost Lakes, rivers and wetlands 30,1 % In ground & soil and aquifers 20
Ilmastonmuutoksen vaikutukset The Big Melt Mount Everest's East Rongbuk Glacier lost some 350 vertical feet of ice between August 1921 (previous photo) and October 2008 (pictured here). 21
Elämä maan päällä on riippuvainen veden, energian ja muiden luonnonvarojen kestävästä käytöstä. Kiitos
23
Teknologian trendit Aktiviteettitrendi 2004-2009 Technology Patents Articles Membranes Removal of Drugs and Residues Advanced Oxidation (AOP) Desalination Biogas Removal of Pesticides Reuse Removal of nutrients Removal of heavy metals Removal of Arsenic CEPT (chemically enhanced primary treatment) - Alat, joilla suurin tutkimustoiminnan muutos viimeisten viiden vuoden aikana Membraanit ja jäännösaineiden poistoon liittyvät teknologiat analysoidaan tarkemmin 24
Vesi-intensiivisyyden vaikutukset Ymmärrämmekö veden tarpeet? Suurin haaste alueilla joilla on suuri väestönkasvu yhdistettynä korkeaan asumistiheyteen Haaste Pohjoismaille: Realisoi globaalien vesi-intensiivisten teollisuusalojen teknologinen markkinapotentiaali 25
Teknologian trendit Monialaista asiantuntemusta tarvitaan Measurement, monitoring and process control Separation and purification technologies Water Intensiveness Water efficiency and reuse Advanced materials and chemicals for water management Sustainabilit y assessment 26
Teknologian trendit Membraaniteknologiat Päätoimijat Top 23 ranking suhteessa toimintaan (patentit ja julkaisut) 0 Eurooppalaista toimijaa 2 Pohjois-amerikkalaista toimijaa Loput: Japani tai Kiina Based on number of publications (patents & articles in Chemical Abstracts) Search made: August 2009 27
Vesiliiketoiminta Kemirassa Kestävän kehityksen vesikemia Tavoitteet Osaamisperustan kehittäminen kestävän kehityksen mukaisen liiketoiminnan mahdollistamiseksi Uudenlaisten biopohjaisten, biohajoavien sekä kierrätykseen perustuvien tuotteiden ja konseptien kehittäminen Muutosajurit Sisältö Muutokset asiakastarpeissa ja lainsäädännöissä Öljyn saatavuuden ja hinnan kehitys Muutokset kemian teollisuuden arvoketjuissa Kohti kestävää kehitystä Polymeerien valmistusprosessien kehitys Haitattomampien polymeerien uudet sovellukset Haitattomammat sovelluskonseptit Kierrätysraaka-aineen tehokkaampi hyödyntäminen 28
Vesiliiketoiminta Kemirassa Kemiran Itämerisitoumus "Kemira lupautui antamaan osaamisensa ja tutkimuspanoksensa, jotta jätevesien puhdistuksessa syntyvään lietteeseen päätyvät arvokkaat ravinteet typpi ja fosfori palautetaan turvallisesti luonnon kiertokulkuun vesistöjä rehevöimättä." Toteutus: SWEET projekti: wastewater sludge Recycling nutrients from Budjetti: 3,8 miljoonaa euroa Aikataulu 2010-2013 Projektissa kehitetään prosesseja, joilla: 29 Otetaan arvokkaita ravinteita (pääasiassa typpi ja fosfori) talteen lietteen käsittelystä syntyneistä konsentroituneista vesivirroista (rejektivesi) sellaiseen muotoon, jota voidaan käyttää lannoitteena tai lannoiteteollisuuden raakaaineena Muunnetaan käsiteltyä lietettä siten, että sen sisältämät ravinteet ovat helposti kasvien käytettävissä ilman, että on vaaraa vesistöihin huuhtoutumisesta Poistetaan lietteestä haitallisia aineita (raskasmetallit, orgaaniset haitta-aineet), jotka estävät lietteen hyötykäyttöä lannoitteena Fosforin talteenottoa Berliinin jäteveden puhdistamolla Lopullinen tuote: struviitti (MgNH4PO4)
Ilmastonmuutoksen vaikutukset Meriveden nousun vaikutukset Bangladeshissa 30