Vesijalanjäljen laskenta, case kaivos Kaivostoiminta ja kestävä kehitys 11.6.2014 Joensuu Elina Saarivuori, VTT
2 SAM (2013-2015) Sustainable Acceptable Mining PRE- OPERATIONAL PHASE Social licence to operate, planning process Eco-efficiency, environment OPERATIONAL PHASE SOCIALLY ACCEPTABLE AND SUSTAINABLE MINING INDUSTRY POST- OPERATIONAL PHASE New business and service concepts Mukana kaikki kolme kestävän kehityksen elementtiä: ympäristö, talous ja sosiaaliset/ yhteiskunnalliset vaikutukset: - Sosiaalinen toimilupa - Vesi ympäristökysymyksenä - Uudet liiketoiminta- ja palvelukonseptit Tulevaisuuden ennakointi, visio ja kaivannaisteollisuuden tiekartta ohjaavat tutkimusta Yritysyhteistyö case-tapausten kautta Laaja kansainvälinen yhteistyö
3 Vesijalanjälki & SAM Tavoitteena on luoda kaivosteollisuuden käyttöön sopiva vesijalanjäljen arviointimenetelmä, joka perustuu ISO 14046 vesijalanjälkimetodologiaan ja jonka tulos on helposti kommunikoitavissa. 2 case-tutkimusta: Pyhäsalmen kaivos edustaa elinkaaren loppuvaiheessa olevaa maanalaista kaivosta. Kittilän kaivos edustaa muutaman vuoden toiminnassa ollutta kaivosta, tarkastellaan avolouhos-/maanalaista toimintaa.
4 Miksi vesijalanjälki? Makea vesi on epätasaisesti jakaantunut arvokas luonnonvara, jonka saatavuus on vaarantunut ihmisen toiminnan sekä ilmaston muuttumisen takia. Tarvitaan tietoa ja ymmärrystä veden käytön vaikutuksista Yrityksiä kohtaan lisääntynyt paine tarttua aiheeseen Vesijalanjälki on menetelmä, jota on kehitetty tähän käyttötarkoitukseen Keskeisiä teollisuussektoreita vesijalanjäljen kannalta: Elintarvike-, tekstiili-, kaivos-, metsä-, öljy- ja kemianteollisuus Suomen etuina ovat hyvät vesivarat, prosessien vesitehokkuus ja teknologiaosaaminen sekä tehokas vedenpuhdistus. Vesivastuullisuus ulottuu kuitenkin koko tuotantoketjuun
5 Mikä on vesijalanjälki Vesijalanjälkistandardi ISO 14046 on hyväksytty vastikään Perustuu elinkaariarviointiin (ISO 14044 LCA-standardi) Vesijalanjälki kertoo aina vaikutuksesta Huomioi vaikutuksen sekä määrään että laatuun Paikalliset/alueelliset vaikutukset on otettava huomioon (karakterisointikertoimet, laatu- ja saatavuusindeksit). Myös välilliset vaikutukset ilmasta tai maaperästä otetaan huomioon. Laskentaesimerkkejä erillisessä Teknisessä Raportissa, jonka on valmisteilla.
6 ISO 14046: Veden laatu on yhtä tärkeä kuin veden määrä Veden käyttö VETTÄ KULUTTAVA KÄYTTÖ Veden saatavuus heikkenee VEDEN LAATUA PILAAVA KÄYTTÖ Vesi muuttuu käyttökelvotomaksi VEDEN TOIMINNALLISUUS VÄHENEE Aiheutuu ympäristövaikutus
7 ISO 14046: Vesijalanjälki voi olla itsenäinen indikaattori tai osa LCA:ta LCA Water footprint (profile) Water availability footprint Sisältää kaikki ympäristövaikutukset Sisältää kaikki veteen liittyvät vaikutukset: - Rehevöityminen - Happamoituminen - Toksiset vaikutukset - Veden saatavuus - jne Huomioi vaikutuksen veden saatavuuteen (veden määrä ja laatu)
8 Water availability footprint (WAF) (Boulay et al. 2011) Arvioi tuotteen/prosessin/ organisaation vedenkäytön vaikutusta veden saatavuuteen Huomioi kolme näkökulmaa: Määrä input, m3 output, m3 Paikallisuus Vesiniukkuusindeksi Laatu Input Output
9 Case: Pyhäsalmen kaivos Source: http://www.first-quantum.com/our-business/operating-mines/pyhasalmi/default.aspx Maanalainen kaivos Pyhäjärvellä, Pohjois-Pohjanmaalla Omistaja kanadalainen First Quantum Minerals Ltd. Tuottaa kupari-, sinkki- ja pyriittirikastetta Kaivos työllistää 212 henkilöä Suomen suurin ja Euroopan syvin toimiva perusmetallikaivos Avattu vuonna 1962 ja ennakoitu sulkemisajankohta on vuonna 2018
10 Mitä laskettiin? Vaikutus veden saatavuuteen koko arvoketjun osalta, sisältäen Pyhäsalmen kaivoksen, siellä käytettävät kemikaalit ja materiaalit sekä kuparikonsentraatin sulatuksen kuparituotteeksi. Kaivoksen infrastruktuuri ei ole mukana. Funktionaalinen yksikkö on 1 t kuparianodia
11 Tuotejärjestelmä Haihdunta hulevedet sadanta PYHÄSALMEN KAIVOS haihdunta Porausvesi Energia Polttoaineet LOUHINTA LLLLLLL+ MURSKAUS Porausvesi + kaivosvesi CaO Vesi Vesi Energia Kemikaalit JAUHATUS RIKASTUS Cu-ekv Veden kierrätys ALTAAT Puhdistettu jätevesi CaO SAOSTUS + LASKEUTUS Selkeytetty vesi Konsentraatti Cu-ekv (Cu, Zn, pyriitti) Energia Kemikaalit Vesi SULATTO Lopputuote: 1 t Cu-anodi Haihdunta
12 Dataa koko tuoteketjun osalta CHEMICAL 1 CHEMICAL 2 CHEMICAL 3 ENERGY MATERIAL 1 MATERIAL 2 Etc Quantity Quantity Quantity Quantity Quantity Quantity Location Quality Location Quality Location Quality Location Quality Location Quality Location Quality COPPER MINE Quantity Location Quality CHEMICALS MATERIALS ENERGY Location Quantity Quality COPPER REFINERY Quantity Location Quality Product: 1 t COPPER ANODE
13 Lähtötiedot 1) Pyhäsalmen kaivos - tuotanto - energia- ja raaka-ainesyötteet, määrä ja alkuperä - sivutuotteet ja jäte - otetun veden määrä ja laatu ja tyyppi - jäteveden määrä ja laatu - sadanta, haihdunta - jatkojalostus 2) Muu tuotejärjestelmä - Tietopankkidata - Teollisuuden standardit/ kirjallisuus
14 Tuotejärjestelmä Finland ph control and washing chemicals Flotation chemicals Dust binder Explosives FINLAND Mine operations + Copper refining Sweden Water treatment chemicals Steel grinding balls Switzerland Flotation chemical Europe Defoamers Flocculants Czeck republic Steel grinding balls Poland Filter washing chemicals China Flotation chemical, collector Map: Classification of world s surface waters. Source: Boulay et al. 2011
15 Pyhäsalmen vesitase INPUT = OUTPUT MINE AND CONCENTRATION PLANT Mine water PONDS
16 Veden käyttö ja kulutus tuoteketjussa 38% evaporated 12% integrated to by-products and tailings 11% integrated to concentrate 39% temporarily accumulated in ponds
17 Vedenlaadun luokittelu Input ja output vedet luokitellaan laadun perusteella, 8 eri kategoriaa Vedenkäyttäjät on ryhmitelty sen perusteella, minkä laatuista vettä ne voivat hyödyntää käyttötarpeisiinsa. Water category functionalities per user. Source: Boulay et al. 2011 Functional X Non-functional 1 2a 2b 2c 2d 3 4 5 Excellent Good Average Average Tox Average Bio Poor Very Poor Unusable low coliforms, low toxic low coliform, medium toxic Medium coliform, medium toxic Low coliform, higher toxic High coliforms, low toxic High High coliform, Coliform, medium high toxic toxic Domestic 1 X X X X X X X Domestic 2 X X X X X Domestic 3 X Agriculture 1 X X X X X Agriculture 2 X X Fisheries X X X X X X Industry X X X X X Cooling X Recreation X X X X X Transport Hydropower Other - Unusable
18 Vaikutus vedenkäyttäjiin Veden laatu muuttuu luokasta 2a luokkaan 2c Domestic 2 ja teolliset käyttäjät potentiaalisia kärsijiä
19 Water availability footprint Vesijalanjälki 240 litraa H 2 0 eq/ t kuparianodia Stressivaikutuksen jakautuminen 55% kaivostoiminta 37% kemikaalit ja raaka-aineet 7% jatkojalostus 1% energia ja kuljetukset
20 Water availability footprint Vesijalanjälki 240 litraa H 2 0 eq/ t kuparianodia Stressivaikutuksen jakautuminen 55% kaivostoiminta 37% kemikaalit ja raaka-aineet 7% jatkojalostus 1% energia ja kuljetukset Tulokset voidaan ilmoittaa myös Per kaivos Per euro
21 Water availability footprint Vesijalanjälki 240 litraa H 2 0 eq/ t kuparianodia Stressivaikutuksen jakautuminen 55% kaivostoiminta 37% kemikaalit ja raaka-aineet 7% jatkojalostus 1% energia ja kuljetukset Pahvi (Suomi) 70 l H 2 0 eq/t Pahvi (Eurooppa) 370 l H 2 0 eq/t
22 Stressi-indeksit 1 = niukka resurssi 0 = runsas resurssi Surface water quality Ground water quality Finland 2a 0.003 2a 0 Peru 4 0.030 1 0.617 Chile 4 0 1 0.685 Australia 3 0.817 2a 1 Canada 3 0.018 1 0.001 Zambia 2a 0 1 0
23 Yhteenveto (1) Vesijalanjälkimenetelmä on sovellettavissa kaivoksille ja kaivostuotteille Tarvittavat tiedot kaivostoiminnasta melko helposti saatavilla Sekundäärisen lähtötiedon käyttö osin välttämätöntä Vesijalanjälki lisää ymmärrystä tuotesysteemin vesivirroista, vedenkäytön vaikutuksista ja auttaa löytämään hotspotit Laskennassa huomioitava paikalliset olosuhteet (pintavesi ja pohjavesi) Muut vedenkäyttäjät, kilpailu vedestä Pintaveden ja pohjaveden erottaminen: erilaiset käytöt, laadut ja niukkuudet Haasteena oikeanlaisen niukkuusindeksin käyttäminen
24 Yhteenveto (2) Vesijalanjälki ei yksin kerro toiminnan tai tuotteen kaikista vesistövaikutuksista WAF-menetelmää täydentämään soveltuvat muut vesistövaikutuksista kertovat indikaattorit Rehevöityminen Happamoituminen Toksisuus jne
25 Kiitos! Lisätietoja: elina.saarivuori@vtt.fi helena.wessman@vtt.fi