Research project

Kestävää kemiaa vähähiilisen yhteiskunnan luomisessa

14715
14715
14715

Principal Investigator

Project Details
Start date: 01/05/2015
End date: 31/10/2017

Funder
Other Finnish

Abstract

Hankkeen tavoitteena oli esittää uusia innovatiivisia ratkaisuja Etelä-Savon alueen vähähiilisyyden edistämiseen strategisilla osa-alueilla. Hankkeen tavoitteena oli tukea vähähiilisyyteen liittyvää tutkimusta LUT:n vihreän kemian laboratoriossa niillä osa-alueilla, jotka ovat Etelä-Savon kannalta merkittäviä. Tavoitteena oli vahvistaa LUT:n vihreän kemian laboratorion osaamista siten, että toiminta on kansainvälisesti kilpailukykyistä ja vastaa alueellisen yritystoiminnan tarpeisiin. Tavoitteena oli tuottaa kansallisesti ja kansainvälisesti merkittäviä tutkimustuloksia.

Tärkeimmät vähähiilisyyttä tukevat teemat hankkeessa olivat jätevirtojen hyötykäyttö biopolttoaineiden ja vedenkäsittelymateriaalien valmistamisessa, arvokkaiden komponenttien talteenotto jätevirroista sekä ilmasto-osaamisen kehittäminen.

Hanke jakautui kolmeen työpakettiin. Ensimmäisen työpaketin tavoitteena oli valmistaa uusia hiilimateriaaleja käyttämällä lähtöaineina maatalouden jätteitä, yhdyskuntalietteitä ja puubiomassoja kuten metsien hakkuutähteitä. Työpaketissa valmistettiin biohiilimateriaaleja metsäteollisuuden lietteistä ja testattiin valmistettujen hiilien toimivuutta vedenkäsittelyssä. Lupaavia tuloksia saatiin orgaanisten haitta-aineiden poistossa. Lisäksi työpaketissa tutkittiin erilaisten biomassojen arvon lisäämistä erityisesti uusien biomassapohjaisten tuotteiden kautta. Tuotetut hiilimateriaalit soveltuvat sekä polttoainetuotantoon että vedenkäsittelysovelluksiin.

Työpaketissa valmistuneessa kaupallistamisselvityksessä tarkasteltavana olivat energiaratkaisujen ulkopuoliset uudet biohiilen sovelluskohteet, kuten luonnontieteelliset ja tekniset sovellukset maanparannusaineena, veden ja ilman puhdistuksessa sekä metallurgiassa. Selvitys toteutettiin laajana osallistavana prosessina, jossa haastateltiin materiaalitoimittajia, teknologiavalmistajia, biohiililaitoksia ja -jalostamoja, muita tuottajia ja toimijoita sekä yritystoiminnassaan biohiiltä hyödyntäviä tahoja. Selvityksessä haastateltiin 32 toimijatahoa. Selvityksessä nousi esille useita biohiilen kaupallistamista tukevia tekijöitä muun muassa ekologisuus, kiertotalous, mahdollinen EU-certifikaatti, uudet sovellukset ja volyymien kasvu sekä suomalainen osaaminen ja raaka-aineiden saatavuus. Suurimpia haasteita nähtiin materiaalien epätasalaatuisuudessa, markkinoiden ennakoimattomuudessa ja tuotteen tunnettavuudessa. Selvityksen tuloksena syntyi yhteenveto biohiilen sovelluskohteista ja markkinoista. Lisäksi selvityksessä koottiin biohiilen valmistusmenetelmiä ja lähtöaineita, uusia innovaatioita sekä tietoa materiaalien käytön taloudellisesta kannattavuudesta.

Toisen työpaketin tavoitteena oli valmistaa ja testata selektiivisiä adsorptiomateriaaleja sekä ravinteiden että arvokkaiden metallien talteenottoon jätevesivirroista. Työpaketissa valmistettiin uusia hydrotalsiittimateriaaleja ja testattiin niitä onnistuneesti ravinteiden, fosfaatin ja sulfaatin, poistoon vesistä.

Kolmannessa työpaketissa tutkittiin hiilenkiertoa vesistöissä sekä vedenlaatua ja ilmastonmuutoksen vaikutusta vesistöihin ja hiilenkiertoon.

Tutkimuksessa saatiin tietoa vesistöjen koostumuksen ja ilmastonmuutoksen välisestä yhteydestä. Lisäksi työpaketissa keskityttiin lietteen hydrotermiseen käsittelyyn hiilimateriaaliksi sekä mahdollisuuksiin käyttää biomassan hiillytystuotetta polttoaineiden raaka-aineena. Hankkeessa tuotettu kirja ”A Sustainable Bioeconomy. The Green Industrial Revolution” julkaistiin keväällä 2017. Hankkeen tuloksena syntyi uusia vedenkäsittelymateriaaleja, joita voidaan käyttää arvokkaiden komponenttien kuten metallien ja ravinteiden talteenottoon jätevesivirroista. Kehitetyt hiilimateriaalit toimivat uudentyyppisenä biopohjaisina lannoitteina sekä lähtöaineina biodiselin valmistukseen. Hankkeen tuloksena on syntynyt merkittävää ilmasto-osaamista hiilenkierron ja ilmastonmuutoksen välisestä yhteydestä. Tutkimusta on tehty vesistöjen hiili-isotooppi- ja kasvihuonekaasutasetutkimusta, jota voidaan jatkossa soveltaa muun muassa jätevedenpuhdistamojen kasvihuonekaasupäästöjen tarkkailussa.



LUT Focus Areas


Last updated on 2018-04-02 at 12:59