Betoni tuottaa enemmän ilmastopäästöjä kuin lentoliikenne – pikkuinen firma Kannonkoskelta aikoo romauttaa päästöt tekemällä betonin jätteistä

Betoni on maailman yleisin rakennusmateriaali. Keinoja sen korvaamiseen on etsitty pitkään.

kiertotalous
Kädessä teollisuuden jätteestä valmistettua biomursketta.
Jaana Polamo / Yle

Juha Leppänen tömäyttää kannonkoskelaisen teollisuushallin neuvotteluhuoneessa pöydälle 20-kiloisen harkon. Harkko on ruskea, eikä se ole yhtä kulmikas kuin kevytsorasta tehty. Myös materiaaliltaan se poikkeaa perinteisestä: se on valmistettu tuhkasta, vedestä ja hiekasta.

– Tämän hiilijalanjälki on 160 grammaa. Jos se valmistettaisiin perinteisesti betonista, hiilijalanjälki olisi 2,5 kiloa, Leppänen kertoo.

Betonin valmistuksessa sideaineena käytettävän sementin tuotannosta syntyy arvioiden mukaan 5–8 prosenttia maailman kasvihuonepäästöistä. Se on enemmän kuin lentoliikenteen päästöt.

Juha Leppänen navetan oven edessä.
Juha LeppänenJaana Polamo / Yle

Pari vuotta sitten Leppänen kokeili uudenlaista seosta yrityksensä valmistamiin pihalaattoihin. Kasvihuonepäästöt pyörähtivät mielessä, kun hän oli vanhan navetan nurkalla avaamassa sementtisäkkiä.

Sitten hän sai hullun ajatuksen.

Leppänen jätti säkin avaamatta ja sekoitti sangossa veden ja hiekan sekaan sementin sijasta tuhkaa.

Kokeilu onnistui. Betonilaattojen ja -kalusteiden valmistus jäi lähes saman tien. Pari viime vuotta yritys on kehittänyt menetelmää, jolla voitaisiin korvata sementti teollisuuden jätteillä.

Taustalla joukko nimekkäitä sijoittajia

Sementin korvaajaa on kehitetty salassa. Betoni on maailman yleisin rakennusmateriaali. Jos sen valmistuksessa käytettävän sementin voisi korvata jätteillä, jotka ovat teollisuudelle ongelma, näkymät taloudellisessa mielessä voisivat olla pyörryttävät. Esimerkiksi Kiinassa valmistettiin vuonna 2016 yli 2,4 miljardia tonnia sementtiä (siirryt toiseen palveluun).

Olli-Pekka Kallasvuo.
Olli-Pekka Kallasvuo Telia Company

Sijoittajat, joille Leppänen asiasta varovasti kertoi, innostuivat lähes poikkeuksetta. Yksi heistä oli Nokian entinen toimitusjohtaja Olli-Pekka Kallasvuo. Häntä kiinnosti Betolarissa kaksi asiaa: kiertotalouteen liittyvä bisnesidea ja ihmiset Kannonkoskella.

– Kiertotalouteen liittyy valtavia mahdollisuuksia, mutta ennen kaikkea uskon ihmisiin, jotka tätä asiaa kehittävät ja vievät eteenpäin. Kannonkoskella on sellaista alkuvoimaa, joka on lähes ainutlaatuista.

Kallasvuon ohella yritykseen on sijoittanut kymmenkunta muutakin, nimekästä sijoittajaa, jotka kaikki näkevät ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa sauman tuottoisalle yritystoiminnalle.

Betolarin hallituksen puheenjohtaja Juha Pinomaa
Juha PinomaaBetolar

– Kiinnostuin, koska ratkaisu on erittäin hyvin monistettavissa ja kasvatettavissa. Näen tässä valtavan potentiaalin ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi, Betolarin hallituksen puheenjohtaja, Suunnon entinen toimitusjohtaja Juha Pinomaa sanoo.

Pilotti Intiassa

Sementtiä käytetään myös maan stabilointiin eli kantavuuden parantamiseen ja infrarakentamiseen, kuten liikenneväylien ja meluesteiden tekemiseen. Leppästä sementin käyttökohteista kiinnostaa eniten juuri maanrakentaminen. Maailmanlaajuisesti volyymi on iso, eikä maan vahvistamisessa ole yhtä tiukkoja vaatimuksia kuin taloja rakennettaessa.

Leppänen sijoittajineen tähyää maailmalle. Sinne, missä suurimmat rakennustarpeet ovat eli Afrikkaan ja Kaukoitään. Yrityksellä on jo käynnissä pilotti Intiassa paikallisen kiertotalousyrityksen kanssa sementin korvaamisesta muun muassa kivihiilen lentotuhkalla ja terästeollisuuden kuonilla. Etelä-Afrikassa ja Vietnamissa kenttäkokeiden aloittamista valmistellaan laboratorioissa.

Tuhkapohjaista ekosementtiä on ollut jo useamman vuoden markkinoilla, ja monia muitakin teollisuuden jätteitä on jo hyödynnetty.

Juha Leppänen
Juha LeppänenJaana Polamo / Yle

Leppäsen visio poikkeaa muista siinä, että sen tavoitteena on pystyä korvaamaan sementti niin teräs-, energia-, metsä- kuin kaivosteollisuuden jätteillä.

– Ajatuksena myös on, että jätteet hyödynnettäisiin reseptimme avulla siellä, missä ne syntyvätkin. Siihen ei tarvita erikoisvälineitä, eikä edes erikoisosaamista. Emme siis rakenna isoa tuotantolaitosta, josta tuotetta kuljettaisiin ympäri maailmaa, Leppänen sanoo.

Teollisuuden jätteitä syntyy ympäri maailmaa koko ajan lisää ja vanhoja on varastoituna altaisiin ja kaatopaikoille miljoonia, ehkä jopa miljardeja tonneja. Jos niillä korvattaisiin betonia, kiveä sementin valmistamiseen ei tarvitsisi louhia kallioperästä.

Leppäsen mukaan moninkertaiset happotestit ovat osoittaneet, etteivät jätteiden haitalliset aineet pääse liukenemaan ympäristöön. Samaa sanoo Oulun yliopiston professori Mirja Illikainen, jonka ryhmä on tutkinut geopolymeereja vuosia. Geopolymeeri on betonimainen aine, joka syntyy mineraalipitoisesta jätteestä happamissa tai emäksisissä oloissa:

– Geopolymeerit pystyvät sitomaan useita haitallisia aineita niin pysyvästi rakenteeseensa, etteivät ne koskaan päädy ympäristöön.

Ikivanha menetelmä

Betolar on parissa vuodessa päässyt pitkälle. Yksi syy siihen saattaa olla, että se on tehnyt asiat mahdollisimman yksinkertaisesti. Kun ensimmäinen kemisti palkattiin taloon, Leppänen ojensi hänelle välineiksi pötkön kertakäyttömukeja ja pussillisen muovilusikoita.

Yksinkertaisilla käytännön kokeilla vaihtoehtoja pystyttiin karsimaan nopeasti. Vasta perustestauksen jälkeen alettiin tutkia miksi mikäkin prosessi tapahtuu ja tehdä virallisia testejä.

Betolarin tuotekehityksessään käyttämiä valumuotteja.
Valumuotteja.Jaana Polamo / Yle

Kehitystyön parissa Leppäselle selvisi, että tuhkan, veden ja hiekan seoksessa tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka tuloksesta käytetään nimitystä geopolymeeri.

Menetelmänä se on ikivanha. Tutkijat epäilevät, että Egyptissä on pyramideja, jotka on rakennettu valamalla. Sideaineena hiekan ja veden seassa on käytetty tulivuorten tuhkaa. (siirryt toiseen palveluun) (Tekniikka&Talous)

Suomessa geopolymeereihin liittyvää kehitystyötä on tehty jo pitkään. Illikainen kertoo, että materiaalit olivat betoniteollisuuden kiinnostuksen kohteena erityisesti 1970–1980 -luvuilla. Silloin kehitystyötä ohjasivat ympäristönsuojelun sijaan materiaalin halpa hinta ja tekniset ominaisuudet.

Kiertotalousharkkoja.
Oikealla tuhkasta tehty harkko.Jaana Polamo / Yle

Viime vuosina kiinnostus menetelmää kohtaan on kasvanut, esimerkiksi Australiassa rakennettiin muutamia vuosia sitten geopolymeeriteknologialla lentokenttä (siirryt toiseen palveluun)ja yliopistorakennus (siirryt toiseen palveluun).

Salainen resepti

VTT:n erikoistutkija Tapio Vehmas pitää keskeisenä ongelmana, miten jätteillä korvatulla sementillä tehdystä betonista saadaan tasalaatuista.

– Sementti on ollut niin pitkään käytössä, että sen ominaisuudet tunnetaan hyvin ja säilyvyysominaisuudet kyetään ennustamaan luotettavasti.

Juha Leppänen väittää Betolarin ratkaisseen omalla reseptillään sen, miten esimerkiksi terästeollisuuden kuonista, energiateollisuuden lentotuhkista ja kaivosteollisuuden rikastehiekoista voidaan valmistaa tasalaatuista materiaalia, jolla voidaan korvata betoni tai luonnonkivi.

– Kun jätteeseen on lisätty kemiallisia aineita, siitä tulee betonin kaltaista, kovettuvaa massaa. Sillä voidaan kovettaa heikosti kantavaa maa-ainesta, siitä voidaan tehdä samanlaisia tuotteita kuin betonista tai se voidaan murskata kuten kivi, Leppänen kertoo.

Tasalaatuisen geopolymeerin resepti on tietysti yrityssalaisuus, mutta Leppäsen mukaan valmistusprosessi on samankaltainen teollisuuden jätteestä riippumatta.

Teollisuuden jätteestä valmistettua biomursketta.
Teollisuuden jätteistä tehtyä biomursketta.Jaana Polamo / Yle

Mirja Illikainen korostaa, että resepti täytyy suunnitella jokaiselle jätetyypille erikseen. Syynä on se, että kemialliset reaktiot, jotka määräävät materiaalin ominaisuudet, esimerkiksi lujuuden ja pitkäaikaiskestävyyden, voivat vaihdella paljon, koska jätteet eivät ole samanlaisia.

Illikainen on innoissaan siitä, että suomalainen yritys on lähtenyt kaupallistamaan geopolymeeriteknologiaa.

– Olen odottanut sitä jo pitkään. Betolarin kaltaisia, rohkeita toimijoita tarvitaan. Yrityksen suunnitelma aloittaa maastabiloinnin ja infrarakentamisen sovelluksista kuulostaa hyvältä ajatukselta.

Illikaisen johtamassa kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikössä on esimerkiksi tehty maailman kovinta betonia (siirryt toiseen palveluun). (Tekniikka&Talous)

"Sama, ollaanko Helsingissä vai Kannonkoskella"

Juha Leppänen ja tuore toimitusjohtaja Urpo Löytönen ovat juuri palanneet Kannonkoskelle kansainvälisiltä kiertotalousmessuilta. Yritys esitteli siellä innovaatioitaan julkisesti ensimmäistä kertaa.

Löytönen siirtyi Betolariin betonielementtien valmistaja Betsetin johdosta. Kyyjärveläisen perheyrityksen pitkäaikainen voimahahmo teki päätöksen siirtyä betonin korvaajaa etsivän Betolarin leipiin yhtä nopeasti kuin sijoittajatkin, parin päivän miettimisen jälkeen.

Urpo Löytönen.
Urpo LöytönenJaana Polamo / Yle

Betolarilla on tällä hetkellä kymmenen työntekijää. Tutkijat asuvat pääkaupunkiseudulla, mutta hekin viettävät pari viikkoa kuukaudesta vajaan 1 400 asukkaan pikkukunnassa pohjoisessa Keski-Suomessa.

Leppäsen toive on, että yrityksen sydän pysyy jatkossakin kotipitäjässä, vaikka bisnestä tehdään siellä, missä sen paikka on.

– Kaukaa katsottuna Suomessa ollaan Pohjois-Euroopassa. Silloin on ihan sama, ollaanko Kannonkoskella vai Helsingissä, hän sanoo.