Jätteiden hyödyntäminen on ekoteko ja viimein se kiinnostaa myös yrityksiä – siksi tutkijat kehittävät uusia materiaaleja jätteestä

Tutkijat kehittävät jätteistä muun muassa ekomateriaaleja. Yksi esimerkki on lasivillasta kehitetty maailman lujin betoni.

kiertotalous
Geopolymeereja.
Tutkijat lupaavat, että uudenlaisen geopolymeeribetonin valmistamisessa syntyy vain viidennes siitä hiilidioksidista, jota sementin valmistamisessa vapautuu ilmakehään.Tero Luukkonen / Oulun yliopisto

Vaikka kierrätyksestä on puhuttu jo vuosikausia, bisnekseksi kiertotalous on kehittymässä vasta nyt.

Enää ei puhuta pelkästä tavaroiden ja materiaalien uudelleenkäyttämisestä. Nyt tehtaiden jätteistä ja kuonasta tehdään uuden tekniikan avulla täysin uusia materiaaleja.

Oulussa tutkijat ovat esimerkiksi kehittäneet raudanvalmistuksen sivutuotteena syntyvästä masuunikuonasta kuivabetonia, jossa ei käytetä lainkaan perinteistä sementtiä.

Samalla pudotetaan sementin valmistuksessa vapautuvia haitallisia kasvihuonepäästöjä radikaalisti. Tutkijat lupaavat, että uudenlaisen geopolymeeribetonin valmistamisessa syntyy vain viidennes siitä hiilidioksidista, jota sementin valmistamisessa vapautuu ilmakehään.

– On laskettu, että viidestä kymmeneen prosenttia ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä syntyy juuri sementin valmistuksen yhteydessä, kertoo Oulun yliopiston kuitu- ja partikkelitekniikan professori Mirja Illikainen.

Eihän ekobetonilla tietenkään kaikkea sementtirakentamista voida korvata, mutta osa kuitenkin.

Mirja Illikainen

Illikaisen johtamassa yksikössä kehitetään muun muassa uudenlaisia betonin raaka-aineita. Nyt kehitetty uusi geopolymeeribetoni on poikkeuksellista sen erityisen kovuuden ansiosta.

Ryhmässä mukana olevan tutkijatohtori Tero Luukkosen vetämässä hankkeessa kehitetty betoni on liki kaksi kertaa kovempaa kuin perinteinen sementtiin perustuva erikoisluja betoni.

Tutkijoiden mukaan kehittelyssä on kuitenkin vieläkin kovempaa betonia. Se valmistetaan höttöisestä seinäeristeestä, lasi ja kivivillasta.

Kiertotalous on enemmän kuin kierrätystä

Siirtyminen pelkästä materiaalien kierrätyksestä laaja-alaisempaan kiertotalouteen on tapahtunut vasta aivan viime vuosina.

Rauta- ja terästeollisuusjätti SSAB:n tytäryhtiö SSAB Meroxin toimitusjohtaja Marko Mäkikyrön mukaan kiertotalouden kehityksen voi nähdä esimerkiksi siitä, että yhteistyötä rakennetaan erilaisten toimialojen välillä.

– Aikaisemmin se oli ehkä enemmän sellaista tehtaan omien materiaalien ja sisäisten ratkaisujen löytämistä, mutta nyt kun puhutaan kiertotaloudesta, perspektiivi on huomattavasti laajempi, Mäkikyrö sanoo.

Kiertotaloudessa kuona ja jäte eivät ole pelkästään välttämätön paha, vaan myös arvokkaita raaka-aineita, joiden avulla säästetään uusiutumattomia luonnonvaroja.

– Eihän ekobetonilla tietenkään kaikkea sementtirakentamista voida korvata, mutta osa kuitenkin, professori Mirja Illikainen sanoo.

Tutkijatohtori Juho Yliniemi ja professori Mirja Illikainen Oulun yliopiston kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusryhmän laboratoriossa.
Tutkija Juho Yliniemi ja professori Mirja Illikainen testaavat uusia materiaaleja Oulun yliopiston geo- ja partikkelitekniikan laboratoriossa.

Illikaisen mukaan ajattelutavan muutos on näkynyt myös hänen johtamassaan tutkimushankkeessa. Aikaisemmin kierrätysmateriaalien tutkijoille kyllä toimitettiin auliisti erilaisia teollisuuden sivuvirtojen tuotteita, mutta kiinnostus niiden sen jälkeiseen hyötykäyttöön oli vielä melko vähäistä.

– Tilanne on muuttunut ihan muutaman vuoden aikana.

Kiertotalous ja kierrätysmateriaalit kiinnostavat yrityksiä myös bisnesmielessä, koska niistä on mahdollista saada kilpailuetua.

– Nyt moni yritys miettii paitsi omien jätteiden hyötykäyttöä, myös sitä, miten muidenkin yritysten jätteitä voisi käyttää tuotannon raaka-aineena, Illikainen kertoo.

Tutkimustyö etenee eri puolilla maailmaa

Tutkimustyötä teollisuuden ja kaivosten sivuvirtojen hyödyntämiseksi tehdään eri puolilla maailmaa.

Kemiallisessa metsäteollisuudessa on jo vuosikymmeniä tuotettu erilaisia sivutuotteita, joita on käytetty joko tehtaan omassa toiminnassa tai myyty ulkopuolisille. Esimerkkejä myytävistä tuotteista ovat esimerkiksi puutärpätti tai vanhaan aikaan perinteinen puusta valmistuva alkoholi tikkuviina.

– Terästeollisuudessakin materiaalien kierrätys on oikeastaan jo vanha juttu, koska aina kun terästehtaita suunnitellaan, mietitään myös varsinaisen raudan ja teräksen sivussa syntyvien materiaalien kierrätystä ja hyötykäyttöä, toimitusjohtaja Marko Mäkikyrö kertoo.

Fiksujen tutkijoiden avulla saadaan  materiaalien parhaimmat ominaisuudet paremmin hyötykäyttöön

Marko Mäkikyrö

Hän johtaa rauta- ja terästeollisuusjätti SSAB:n tytäryhtiötä SSAB Meroxia, jonka toimialaan kuuluu muun muassa Raahen terästehtaan sivuvirtojen jalostaminen ja hyödyntäminen niin rauta- ja terästehtaan omaan käyttöön kuin tehtaan ulkopuolellakin.

Perinteisesti esimerkiksi masuunikuonasta valmistettuja tuotteita on käytetty maanteiden rakentamisessa. Niitä voidaan käyttää myös maanparannusaineina maataloudessa sekä perinteisen sementin lisäaineina.

Masuunikuonan käyttö uudenlaisen geopolymeeribetonin valmistuksessa on jo pitemmälle vietyä kiertotaloutta.

– Kun yliopistoyhteistyössä kehitetään esimerkiksi materiaalien sideainekäyttöä, lähtömateriaali on periaatteessa samaa, mutta näiden fiksujen tutkijoiden avulla saadaan materiaalien parhaimmat ominaisuudet paremmin hyötykäyttöön, Mäkikyrö sanoo.

Tiekarttoja ja tutkimusyhteistyötä

Kiertotalouden mahdollisuuksia tutkaillaan eri puolilla Suomea yhä innokkaammin. Suomen itsenäisyyden rahasto Sitra on hahmotellut tiekarttaa (siirryt toiseen palveluun) kohti kiertotaloutta jo muutaman vuoden ajan.

Pääkaupunkiseudulla Aalto-yliopisto, Geologian tutkimuskeskus GTK ja Teknologian tutkimuskeskus VTT ovat perustamassa laboratoriokeskittymää (siirryt toiseen palveluun) (Aalto-yliopisto), jonka päätehtävänä on ratkoa kiertotalouteen liittyviä ongelmia.

Mirja Illikainen on tutkinut asiaa Oulun yliopistossa reilun kuuden vuoden ajan. Sinä aikana hänen johtamansa ryhmä on kasvanut pariinkymmeneen tutkijaan ja on nykyisin myös Euroopan mittakaavassa iso tutkimusyksikkö.

Lasi ja kivivillaa sekä samasta määrsätä jauhettua laastiainesta.
Vasemmalla mittalasissa lasi- ja kivivillaa sellaisena kuin se purkutyömaalta lähtee. Oikeanpuoleisessa purkissa sama määrä esikäsiteltynä ekobetonin raaka-aineeksi.Risto Degerman / Yle

Perustutkimuksen ohessa on syntynyt myös materiaaleja, joiden käyttö teollisuudessa on mahdollista jo muutaman vuoden kuluessa.

Erilaisia geopolymeeritekniikalla valmistettuja sideaineita on jo tuotu markkinoille ja niitä hyödynnetään kaupallisesti eri puolilla maailmaa. Esimerkiksi Australiassa on uutta ainetta käytetty myös kerrostalojen välipohjien materiaalina.

– Muualla maailmassa on kaupallistettu varsinkin erilaisia masuunikuonasta sekä kivihiilen tuhkasta kehitettyjä geopolymeerejä, mutta meillä on huomattu, että esimerkiksi mineraalivilla toimii tosi hyvin, kertoo Mirja Illikaisen ryhmässä työskentelevä tutkijatohtori Juho Yliniemi.