Kehitystä ja tutkimusta kaakossa

Kehitystä ja tutkimusta kaakossa

logggg

Kehitystä ja tutkimusta kaakossa 

Teksti Elina Jäntti Kuvat Katia Himanen & XAMK

Xamkin kehittämää hiilidioksidin talteenottoprosessia viedään markkinaan yhteistyössä CarbonReuse Finland Oy:n kanssa.

Xamk panostaa vahvasti kiertotalouden kehitykseen ja tutkimukseen. Innovoinnin kohteena ovat muun muassa tuhkan kierrätys sekä rakentamisen kiertotalouden edistäminen.  

Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Xamk panostaa vahvasti kiertotalouden kehitykseen ja tutkimukseen. Xamkissa innovoidaan esimerkiksi tuhkan sekä erilaisten hankalasti kierrätettävien materiaalien uusiokäyttöä ja edistetään rakentamisen kiertotaloutta.

Miltä kuulostaisi ympäristöystävällisempi kierrätysbetoni, joka on valmistettu osittain tuhkasta? Entä tankkaisitko autosi polttoaineella, joka on valmistettu hiilidioksidipäästöistä? Tai hankkisitko ulkovarastoksi rakennuksen, joka on rakennettu puutaloelementtien seinistä ylijäävistä paloista? 

Nämä ja muut innovatiiviset kiertotalouden keksinnöt voivat toteutua tulevaisuudessa Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Xamkissa tehtävän kehitystyön ansiosta. 

Eri paikkakunnilla sijaitsevilla kampuksilla on jokaisella vahvaa osaamista eri kiertotalouden osa-alueilla: Mikkelissä on erikoistuttu veden puhdistuksessa syntyvien lietteiden uusiokäyttöön biokaasuksi ja ravinteiksi. Savonlinnassa vahvuus on hiilidioksidin talteenotto ja uusiokäyttö, ja Kymenlaaksossa on kehitetty rakennusteollisuuden kiertotaloutta sekä tuhkan hyötykäyttöä.

Hienontamisesta tehoa 

Xamkin Kotkan ja Kouvolan kampuksilla kehitetään biohiilen ja -lentotuhkan mikronisointia, eli hienonnusta ja mahdollisuuksia hyödyntää hienonnettua tuhkaa. Myös erilaisten hankalasti kierrätettävien materiaalien kuten lasin, tiilen ja mineraalivillojen kierrätystä halutaan edistää.

Biolentotuhkalla tarkoitetaan biopohjaisten materiaalien poltosta jäävää tuhkaa. 

– Biolentotuhkan hyötykäyttöön liittyy haasteita. Jos kemiallinen koostumus on kohdillaan, sitä voidaan hyödyntää vaikka lannoitteeksi, mutta jos se sisältää esimerkiksi raskasmetalleja, hyödyntäminen on hankalampaa, sanoo projektipäällikkö Eveliina Kuokkanen Xamkista. 

Tuhkan hyötykäyttöä voidaan kuitenkin edistää nimenomaan mikronisoimalla, eli hienontamalla tuhkaa pienemmiksi partikkeleiksi. 

– Hienonnettu tuhka on tasalaatuisempaa ja sen pinta-ala ja reaktiivisuus lisääntyvät, Kuokkanen kertoo.

Hienontaminen on myös tapa, jolla haastavia, tällä hetkellä esimerkiksi kaatopaikoille kertyviä teollisuus- ja kierrätysmateriaaleja voitaisiin hyödyntää paremmin jatkokäyttöön sopiviksi. 

Lupaavia tuloksia

Xamkin HITU-hankkeessa on kehitetty biolentotuhkan hienontamista käyttämällä prosessissa erilaisia jauhimia, joilla on hienonnettu voimalaitoksilta ja muista lähteistä peräisin olevaa biolentotuhkaa. Kehitystyössä mukana on ollut myös paikallinen energiayhtiö Kotkan Energia sekä betonialan yritys Rudus. Käsitellyn biolentotuhkan käyttöä on tutkittu esimerkiksi osittaisena sementin korvaajana betonin valmistuksessa. 

– Kokeissa on esimerkiksi testattu, kuinka paljon massan työstettävyys tai valmiin betonin puristuslujuus muuttuu, kun osa sementistä korvataan käsitellyllä biolentotuhkalla. Tulokset ovat lupaavia, vaikkei niitä voikaan vielä aivan sellaisenaan hyödyntää, Kuokkanen sanoo.

Tuhkan lisäksi hankkeessa hienonnetaan biohiiltä ja selvitetään sille mahdollisia teknisiä käyttökohteita. Biohiilen käyttöä myös esimerkiksi maaleissa on testattu.

Kierrätyksellisesti haastavien materiaalien hienontamista on testattu tänä vuonna alkaneessa BIOKE-hankkeessa, jossa on myös hankittu Bio- ja kiertotalouden tutkimuskeskus Biosampoon lisää hienonnusprosessin kehittämistä tukevaa analyysilaitekantaa. 

Tutkimuskeskukseen hankittu partikkelikokoanalysaattori on ensimmäinen laatuaan Suomessa. Myös muiden laitteistohankintojen ansiosta Xamkissa toimiva Bio- ja kiertotalouden tutkimuskeskus Bio-
sampo kasvaa yhä monipuolisemmaksi kiertotalouden tutkimus- ja kehitysympäristöksi.

LISÄÄNTYNEEN TIEDON avulla voidaan luoda uudenlaista liiketoimintaa.

Arvoa purkumateriaaleille

Myös rakennusteollisuuden kiertotalouden edistäminen on Xamkin Kotkan ja Kouvolan kampusten vahvuus. 

– Tutkimme tapoja, joilla rakentamisen purku- ja ylijäämämateriaaleja voisi hyödyntää monipuolisemmin ja niin, että niiden arvo säilyisi paremmin, sanoo ReUse-hankkeen projektipäällikkö Katja Ahola Xamkin Kotkan kampukselta.

Kaksivuotisessa ReUse-hankkeessa on kehitetty purku- ja ylijäämämateriaalien uudelleenkäyttöä yhdessä eri rakennusteollisuuden yritysten, muun muassa purku-urakoitsijoiden ja rakennusliikkeiden kanssa.

Rakennusteollisuudessa purku- ja ylijäämämateriaalien hyödyntäminen on ollut merkittäviltä osin alhaisen arvon käyttöä, kuten esimerkiksi murskatun betonin ja tiilen käyttöä täyttöaineksena maanrakennus- tai tietyömailla. Uudisrakentamisessa ylijäämämateriaalit, uudet raaka-aineet, menevät puolestaan pahimmillaan suoraan jätteenpolttoon. 

– Uudelleenkäyttöä eikä vakiintuneita menetelmiä kierrätysmateriaalien käytölle ole juuri ollut. Näitä pyrimme kehittämään, Ahola sanoo.

Esimerkkiä purkumateriaalien tehokkaasta käytöstä löytyy Kööpenhaminasta. Siellä on rakennettu uudisasuintaloalue hyödyntämällä puretuista rakennuksista isoina paloina sahattuja tiiliverhouspaloja.

XAMKin projektipäällikkö Eveliina Kuokkanen, ReUse-hankkeen projektipäällikkö Katja Ahola sekä XAMKin kehitysinsinööri Teemu Karttaavi. 

Innovaatioita rakennusalalle

Xamkissa rakentamisen purku- ja ylijäämämateriaalien hyödyntämistä kokeiltiin käytännössä kahdella pilottikohteella, joista voisi kehittyä myös liiketoimintaa. Ensimmäinen kohde oli tiiliverhoiltu kylttielementti, joka rakennettiin puretuista ulkoverhoustiilistä.

– Tiilien purkaminen yksittäin on haastavaa kovemman saumausmateriaalin vuoksi, mutta niitä voi irrottaa isompina elementtipaloina, jossa saumaukset ovat mukana. Tutkimme tiilipalasten irrotusta eri purkutyömailla. Varsinainen kylttielementti valettiin Kouvolan Betoni -betonielementtitehtaalla, jossa se verhoiltiin eri värisillä ja -kokoisilla tiilipalasilla, Ahola sanoo.

Toinen pilottikohde oli jätekatos, joka rakennettiin puukerrostalojen rakentamisessa käytettävien CLT-puuelementtilevyjen ylijäämäpalasista.

– Puukerrostalon seinäelementtejä valmistettaessa elementtiin leikataan ovi- ja ikkuna-aukkoja. Selvityksiemme mukaan valmistuksessa jää eniten yli oviaukkopaloja, jotka sopivat hyvin jätekatoksen seiniksi. Palat saatiin Timberpointilta ja katoksen tilaajana oli Kouvolan Asunnot, Ahola kertoo

Xamkissa kehitettiin yrityksille myös purkukatselmointeja, joissa kartoitetaan purkukohteiden materiaalit määrineen hyödyntämismahdollisuuksien selvittämiseksi.

– Lisääntyneen tiedon avulla voidaan luoda uudenlaista liiketoimintaa. Kolmannen sektorin mukaan ottaminen on yksi mahdollisuus kannattavalle liiketoiminnalle.

Aholan mukaan kiertotalouden voi nähdä ylipäätään isona mahdollisuutena rakennusalalle.

– Esimerkiksi purkumateriaalien uudelleenkäyttö on kannattavaa, sillä vaikka purkaminen on hitaampaa ja sitä kautta kalliimpaa, seuraava rakentamisen vaihe on jo halvempi, kun materiaali on jo olemassa, Ahola toteaa.

Bisnespotentiaalia on paljon, kun materiaalien kierrätyksen toimintamallit saadaan kuntoon.

Hiilidioksidin talteenottoa

SAVONLINNASSA Xamk on tutkinut hiilidioksidin talteenottoa ja uusiokäyttöä noin 10 vuoden ajan. Xamkin Kuitulaboratoriossa kehitetty talteenottomenetelmä on patentoitu Euroopassa, USA:ssa ja Kiinassa. 

Yhteistyötä menetelmän ja uusien kiertotalousprosessien kehittämiseksi tehdään hiilidioksidin talteenottoon erikoistuneen yrityksen CarbonReuse Finland Oy:n kanssa. 

– Maailmalla hiilidioksidin talteenottoa tehdään vielä melko vähän. Hiilidioksidia on pidetty hankalana jätteenä, jonka talteenotto maksaa paljon verrattuna kompensaationa saatuihin päästömaksuihin, kertoo CarbonReuse Finland Oy:n toimitusjohtaja Timo Juutilainen. 

– Hiljattain kehitetyllä Power–to–X-menetelmällä hiilidioksidista ja vedystä voidaan kuitenkin valmistaa synteettistä polttoainetta, mikä on edistämässä merkittävästi hiilidioksidin talteenottoon liittyvää liiketoimintaa. Power–to–X-tekniikalla energiaa voidaan myös varastoida. 

Tutkimus- ja kehitysyhteistyö on Juutilaisen mukaan tärkeää. 

– Xamkilla on yhdistetty toimintaan myös koulutus, jolloin opiskelijat saavat käytännön kokemusta uusimmista tekniikoista jo opiskeluaikana. On hyvä, että Suomeen syntyy vähitellen alan osaajia, Juutilainen sanoo.