Yliopistotutkimus tukemassa uusiomateriaalien käyttöönottoa Prof. Satu-Pia Reinikainen 3.10.2017
Lappeenrannan(-Lahden) Teknillinen yliopisto (LUT) YLIOPISTO
TIETEELLISET RATKAISUT PUHDAS ENERGIA Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KESTÄVÄ LIIKETOIMINTA JA YRITTÄJYYS Innovointi ja kestävä arvonluonti PK-yritykset ja kansainvälinen yrittäjyys Liiketoiminnan analytiikka ja päätöksenteko Yritysten digitalisaatio KIERTOTALOUS Veden puhdistus ja uudelleenkäyttö Kierrätetyn ja uusiutuvan raaka-aineen käsittely Tuotteet ja elinkaariarviointi POIKKILEIKKAAVAT TEEMAT Digitalisaatio ja datatiede Kärkialojen tutkimus Venäjän kontekstissa ja parhaiden venäläiskumppaneiden kanssa ARVOMME ROHKEUS MENESTYÄ. INTOHIMO LUODA UUTTA TIETEEN AVULLA. TAHTO RAKENTAA HYVINVOINTIA.
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 PKyritykset 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. Yliopisto tierakennusteknologiat, analytiikka (ja BAT), koulutus, seminaarit, tiedon levittäminen Viranomaiset Ympäristölainsäädäntö- ja asetusselvitykset kansallisilla ja EU:n tasolla Yrityksiä/asiantuntijoita Urakoitsijat tierakennusteknologia ja soveltuvuustestaus Teollisuus (jätteen/uusiomateriaalin tuottajat) energia-, paperija kaivannaisteollisuuden tuotantolaitoksia
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
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 ) 11
ORGANISATION - 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)
Objectives Guideline for management of contaminated sediments including handling alternatives Tool-box of treatment technologies, tools for assessment of sustainablity, decision support tools Field tests to validate, demonstrate and communicate emerging treatment methods under various conditions Permanent network for the management of contaminated 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 0.35 0.3 Zn Cumulaive Leaching, Ni mg/kg Yse 30 LT200 YSe50, DI100 YSe40. LT150 YSe50. PKT100, DI100 1,4 1,2 0.25 1 Cumulative Leaching, mg/kg 0.2 0.15 0,8 0,6 0,4 CE Fly Ash CE + FlyAsh 0.1 0,2 0.05 0 0 10 20 30 40 50 60 Time, h 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Time, h
Esimerkkejä: liukoisuus sideaineista 80000 70000 60000 As Co Cr 50000 Cu 40000 30000 Fe Mg Mn 20000 10000 0 RW HNO3 HOAc RW RW RW RW RW RW PKT PKT PKT PikaSe K400 YSe Kipsi LT HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 HNO3 Zn Pb Mn Fe Cr As Ni Pb Sn Zn Ca GTC PikaSe Kipsi LT K400 GTC YSe
Esimerkkejä: sideaineiden vakutus liukoisuuteen stabiloimaton Stabiloitu erilaisin seoksin
Esimerkkejä: SEM kuvaus Cement and gypsum 100 + 200 kg/m 3 (Kymijoki) Oil shale ash 300 kg/m 3 (Kymijoki) Cement and oil shale ash 40 + 150 kg/m 3 (Port of Kokkola) (Long-term stabilization) Rakenteeseen muodostuu nopeasti neulamaisia kiteitä verkkorakenteeksi Suurten kalsiumsilikaattikiteiden muodostuminen ja verkottuminen oleellista rakenteellisen lujuuden kannalta
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 PKyritykset 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