|
|
|
Hankekoodi: A70015
Hankkeen nimi: PAKUplus-HERGE - Uusi kiertotalouden teknologia-alusta sähkön ja lämmön tuottamiseksi
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2015 ja päättyy 31.12.2017
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Uudenmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Lappeenrannan teknillinen yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245904-2
Jakeluosoite: PL 20
Puhelinnumero: 0294 462 111
Postinumero: 53851
Postitoimipaikka: Lappeenranta
WWW-osoite: http://www.lut.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: SIPILÄINEN TARJA
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Projektisuunnittelija LUT Energia
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: tarja.sipilainen(at)lut.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358 400 218 877
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeessa luodaan uudenlaisen, kiertotaloutta tavoittelevan jätteidenkäsittelyjärjestelmän konsepti tasolle, joka mahdollistaa menetelmän pilotoinnin. Kyseessä on uudentyyppinen, pienten yhdyskuntien hajautettuun jätteidenkäsittelyyn soveltuva laitos, joka muuntaa jätevesipuhdistamon tuottaman lietteen ja kierrätyskelvottoman kuivajätteen sisältämän energian puhtaasti sähköksi ja lämmöksi käytettäväksi joko yhdyskunnan tai sen vedenpuhdistusprosessien tarpeisiin. Tekniikka perustuu uudenlaiseen leijukerroskuivaukseen ja –polttoon sekä suurnopeustekniikalla toteutettavaan hermeettiseen turbogeneraattoriin.
Järjestelmää voi hyvällä syyllä pitää kiertotalouden yhtenä keskeisenä komponenttina, jonka on tulevaisuudessa ajateltu mahdollistavan jopa täysin suljetun vesikierron yhdyskunnissa. Lisäksi konseptia voidaan täydentää ravinteiden - mm. typpiyhdisteiden ja ennenkaikkea fosforin - talteenotolla, kunhan perustekniikka on ensin saatu kuntoon.
Kehittyneet yhdyskunnat kaikkialla maailmassa tarvitsevat tätä teknologiaa, joka muodostaa yhden kiertotalouden peruskomponentin.
Tutkimusryhmän vision mukaan ehdotetun tekniikan kehittäminen tuo ratkaisevan muutoksen yhdyskuntien sivuainevirtojen järkevään hyödyntämiseen, parantaa ympäristön tilaa, pienentää yhdyskuntien aiheuttamaa rasitusta luonnolle ja vähentää primäärienergian ja -materiaalien käyttöä.
Hankkeen teknistaloudellinen tavoite on viedä konsepti niin pitkälle, että teknologiasta kehitetään Suomessa uusi maailmanmarkkinat valloittava teknologia-alusta ja merkittävä vientituote. Kohderyhmään kuuluvat siis suomalaiset alan yritykset, jotka tulee hankkeella vakuuttaa teknologian toimivuudesta.
Yhdyskuntien asukkaat
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 555 300
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 555 300
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 900 000
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 900 000
Maakunnat: Etelä-Karjala
Seutukunnat: Lappeenrannan
Kunnat: Lappeenranta
Jakeluosoite: LUT, PL 20
Postinumero: 53851
Postitoimipaikka: Lappeenranta
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 0 | 10 |
| materiaalien kiertotalouden edellytysten parantaminen ja kierrätyskelvottoman materiaalin energian hyödyntäminen | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 10 |
| merkittävä hillidioksidipäästöjen vähentämninen on teknologia-alustan lopullisena tavoitteena sekä voimantuotannossa että liikenteessä | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 6 |
| Haitta-aineiden päästäminen luontoon vähenee | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 10 |
| lietteen loppukäytön yhteydessä potentiaaliset päästöt vesistöihin pienenevät | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 10 |
| erittän suuri materiaali- ja energiatehokkuuden parantaminen sekä jätteiden vähentäminen | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 10 |
| kiertotaloudessa suuri osa kiertävistä materiaaleista on bio-alkuisia. Kierrätyksen yhteydessä materiaali kuluu ja päätyy lopulta kierrätyskelvottomaksi, jolloin sen energiakäyttö on hyväksyttävää uusiutuvaa energiaa | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 7 |
| tarjoaa lukuisia mahdollisuuksia uuteen yritystoimintaan | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 6 |
| LUT:n teknologiaosaamisen kehittäminen | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 8 |
| vähentää merkittävästi sivuainevirtojen kuljettamiseen liittyvää liikennöintitarvetta ja siten päästöjä ja liikenneväylien kulumista | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 8 |
| Lopullisena tavoitteena puhtaat vedet ja puhtaat päästöt. Ympäristön turvallisuus paraneee taudinaiheuttajien tuhoutumisen yhteydessä | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 0 | 10 |
| erittäin merkittävä positiivinen vaikutus, kun uusi kiertotalouden teknologia-alusta saadaan laajaan käyttöön maassamme ja maailmassa | ||
Kehitämme erilaisille yhteisöille soveltuvaa jätevedenkäsittelykonseptia, joka mahdollistaa suljetun vesikierron ja jossa puhdistusjärjestelmä on olennainen osa ravintoaineiden kierrätyssekosysteemiä. Järjestelmän tulee estää mikromuovin, raskasmetalleiden ja lääkejäämien ym. haitta-aineiden ajautuminen luontoon. Jäteveden puhdistaminen on energiaintensiivinen prosessi. Tutkimuksen päätavoitteena on löytää ratkaisu kestävälle jätteiden energian hyödyntämiselle ja yhdyskunnan käyttämän veden kierrätettävyydelle erilaisissa yhteisöissä eri puolilla maailmaa. Otamme huomioon kaikki vesi- ja energiatekniset elementit ja prosessit, jotka yhdessä muodostavat kestävän ja terveellisen jätteen ja veden käsittelyn ekosysteemin: 1 ) tehokas paikallinen jätteiden energian hyödyntäminen ja käyttö vesikierron sulkemiseksi; 2) ravinteiden – erityisesti fosforin – talteenotto ja ympäristöä saastuttavien aineiden poistaminen kierrosta; ja 3) järjestelmän skaalautuvuus ja toteutettavuus.
Tutkimusprojektin (tammikuun 2015 – joulukuu 2017) aikana olemme nähneet nopeasti lisääntyvän määrän hälyttäviä uutisia jätehuollon globaalista tilanteesta. Lähes kaikki näyttävät olevan yhtä mieltä siitä, että nyt on äärimmäisen kiireellisen toiminnan tarve. Esimerkiksi valtava määrä pakkauksiin käytettäviä muovimateriaaleja päätyy luontoon, mikä voimakkaasti pilaa sekä maa- että vesiympäristöjä maailmanlaajuisesti. Muovit eivät hajoa ympäristössä kuten muut materiaalit. The Guardian (syyskuu 2017) julkaisi yksinoikeudella artikkelin, jossa paljastui, että muovikuituja löytyy vesijohtovesistä eri puolilta maailmaa ja että miljardit ihmiset maailmanlaajuisesti juovat muovihiukkasten saastuttamia juomavesiä. Peräti 83 prosenttia tutkimuksen näytteistä oli saastuneita.
Valtamerten muovipäästöt ovat maailmanlaajuinen hätätilanne. Makeavetiset järvet, joet ja eristyneet merialueet kärsivät massiivisesta ja myrkyllisestä saastumisesta. Tutkijat etsivät tapoja vähentää päivittäisessä elämässään käytettävän muovin määrää, mutta myös tapoja vähentää muovin aiheuttaman pilaantumisen vaikutuksia. Ympäristöystävällisen jätehuoltojärjestelmän käyttöönotto auttaa paitsi muovien ja myrkyllisten saasteiden aiheuttamien ongelmien globaalissa ratkaisemisessa, mutta sillä on myös vahva taloudellinen tilaus jätehuollon laitevalmistajille ja palveluntuottajille.
Tässä mietinnössä esitämme kiertotalousjärjestelmän, joka auttaa vähentämään saasteiden haitallisia vaikutuksia ja mahdollistaa arvokkaiden materiaalien kierrätyksen.
Olemme tutkineet ja kehittäneet erilaisia teknologioita ja menetelmiä, jotka yhdessä muodostavat innovatiivisen järjestelmän vesikierron hallintaan ja veden uudelleenkäyttöön:
1. Jäteveden käsittely perinteisin keinoin ja kalvotekniikalla. Kattavassa kirjallisuuskatsauksessa kuvataan tekniikan tasoa jäteveden käsittelyssä. Yhden kaupallisen kalvonvalmistajan tekemä budjettitarjous tukee Lappeenrannan jätevedenkäsittelyn tutkimusta.
2. Tutkimme erilaisia jäteveden lietteen kuivausmenetelmiä ja uutta ultraäänimenetelmää lietteen kuivaamiseksi aiempaa energiatehokkaammalla ja taloudellisemmalla tavalla.
3. Teimme jätevesilietteen ja kiinteän yhdyskuntajätteen rinnakkaispolton ja polttamisen mallintamisen pienessä leijukerroskattilassa. Tätä tutkimusta varten teimme paikallisen (Lappeenrannan) jätteen polttoaineominaisuuksien määrityksen ja käytimme näitä arvoja mallinnustutkimuksen tulona.
4. Kehitimme myös energian muuntamiseen käytettävää suurnopeustekniikkaa pienitehoiselle Rankine-syklille.
Yhdistettynä nämä tekniikat muodostavat rakenteen, joka tarjoaa suurta joustavuutta toteuttamiseen pienille ja keskisuurille jätteen- ja jätevedenpuhdistusjärjestelmille käytettäväksi monissa erilaisissa yhteisöissä.