|
|
|
Hankekoodi: A70963
Hankkeen nimi: Öljyntorjuntavalmiuden parantaminen vihreillä kemikaaleilla (VIKE)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2015 ja päättyy 31.7.2018
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245895-5
Jakeluosoite: Pentti Kaiteran katu 1, PL 8000
Puhelinnumero: +358 294 48 0000 (vaihde)
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulun yliopisto
WWW-osoite: http://www.oulu.fi/yliopisto
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Ossi Tapio Laitinen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkijatohtori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: ossi.laitinen(at)oulu.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358 50 3504960
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeen tavoitteena on luoda uusia vihreitä tehokkaita selluloosa- ja kitosaani pohjaisia kemiallisia öljyntorjuntakonsepteja öljyntorjuntaan mekaanisen öljyntorjunnan tueksi rannikon läheiseen satama-alueiden vesistöjen öljyntorjuntaan sekä maaperän puhdistukseen esim. säiliöalueilla. Nykyisin nopea ja tehokas öljyntorjunta vaikeissa arktisissa olosuhteissa rannikon lähellä on puutteellista. Kemialliset menetelmät ovat usein tehokkaita nopeasti laajeneville, rannikkoa uhkaaville päästöille, mutta ne perustuvat useimmiten toksisiin aineisiin, joiden käyttöä ei suosita. Kemiallisen öljyntorjunnan alalla ei myöskään ole merkittäviä suomalaisia toimijoita, toisin kuin useita mekaaniseen torjunnan yrityksiä, joiden konsepteja uudet biokemikaalit voisivat täydentää. Biokemikaaleille on kansainvälistä kysyntää, sillä mm. Ruotsi ja Englanti ovat kieltäneet monien nykykemikaalien käytön. Tavoitteena on tuottaa kemikaaleja, jotka dispergoivat öljyä pienemmiksi tai kokoavat öljyä tiiviimmiksi lautoiksi, mutta eivät itsessään ole ympäristölle haitallisia, kuten nykyisin käytössä olevat öljyntorjuntakemikaalit. Lisäksi tavoitteena on valmista selluloosa- ja kitosaani pohjaisia adsorboivia materiaaleja, joihin öljyä voidaan imeyttää tehokkaasti välittömästi öljyvahingon sattuessa.
Uusien kehitettävien öljyntorjuntamateriaalien kohderyhmänä ovat öljyntorjuntaviranomaiset sekä kaupalliset toimijat, jotka harjoittavat öljynkuljetusta ja varastointia (mm. satamat). VIKE-projekti parantaa lähellä rannikkoa (kaupunkien edustojen väylät, satamat ja varastoalueet) tapahtuvan öljyntorjunnan tehokkuutta, nopeutta ja ympäristöystävällisyyttä. Hanke luo uusia konsepteja ja vahvistaa suomalaiseen arktiseen öljyntorjuntaan liittyvää osaamista ja liiketoiminnan kilpailukykyä. Vihreät ja tehokkaat öljyntorjuntakemikaalit ovat uusi liiketoiminta-alue kemikaalivalmistajalle (pk-yritystoiminta, suuryritykset: Metsäyhtiöt ja erikoiskemikaalivalmistajat), joka vahvistaa suomalaista öljyntorjuntaosaamista (edistää kansallisen öljyntorjuntakeskuksen syntymistä, yhtenä vaihtoehtona keskuksen sijaintipaikaksi esitetty mm. Oulua). Kehitettävät kemikaalit ovat biopohjaisia ja siten ympäristöystävällisiä ja niiden valmistuskustannukset ovat kilpailukykyisiä nykykemikaaleihin nähden. Yhdistetty kemiallis-mekaaninen torjuntakonsepti puolestaan lisää kaupallista potentiaalia menetelmän valmistajille, jotka näin pystyvät kasvattamaan markkina-aluetta nykyisille tuotteistoille ja mahdollistaa jatkokehitykseen arktisiin avomeriolosuhteisiin. Tuloksena on uusi nopea öljyntorjuntakonsepti, joka perustuu kemiallis-mekaaniseen torjuntaan ja tukee osaamisen kehittymistä erityisesti arktisen kemiallisen öljyntorjunnan suhteen, sekä mahdollistaa alan yritysten liiketoimintamahdollisuuksien ja kilpailukyvyn parantumista.
VIKE-projekti parantaa lähellä rannikkoa (kaupunkien edustojen väylät, satamat ja varastoalueet) tapahtuvan arktisen logistisen toiminnan turvallisuutta. Kehitettävät konseptit lisäävät erityisesti öljyntorjunnan tehokkuutta, nopeutta ja ympäristöystävällisyyttä. Hanke luo uusia konsepteja ja vahvistaa suomalaiseen arktiseen öljyntorjuntaan liittyvää osaamista ja liiketoiminnan kilpailukykyä
Projektin varsinaisena kohderyhmänä ovat toteutusalueella (Itä- ja Pohjois-Suomi) toimivat (metsätalouden ja kemian) teollisuuden suuryritykset (esim. StoraEnso ja MetsäBoard), niiden yhteyteen muodostuvat uudet yritykset sekä toimintaa alueella harjoittavat ja/tai uutta liiketoimintaa alueelle suunnittelevat pk-sektorin yritykset (esim. Chemec ja Chempolis). Edellisten lisäksi projekti palvelee biotalouden t&k -toimintaa alueen yrityksissä ja tutkimuslaitoksissa muodostamalla toimintamalleja ja demonstraatioympäristöjä (Oulun yliopisto ja LTY).
Projektin välillisiä kohderyhmiä ovat öljyntorjuntaan liittyvät yritykset kuten laitetoimittajat ja biomassojen tuottajat ja siihen liittyvä logistiikka sekä mittauspalvelujen tuottajat. Näiden toimijoiden intressit realisoituvat hankkeen jälkeisessä seuraavassa vaiheessa, jolloin menetelmät skaalataan pilot-/esikaupalliseen tuotantoon. Välillinen kohderyhmä on myös potentiaaliset vihreiden kemikaalien käyttäjät; vedenpuhdistamot ja jätevesien käsittelylaitokset (Mikkelin vesilaitos, Metsäsairila, Oulun vesi). Merkittävin vihreän kemian potentiaali ja vaikutus niin taloudellisten, sosiaalisten kuin ympäristötekijöiden kannalta on nähtävissä Pohjois- ja Itä-Suomeen varastoalueiden ja satamien öljyvahinkojen torjunnassa.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 208 887
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 208 887
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 279 020
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 280 687
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa, Etelä-Savo
Seutukunnat: Mikkelin, Oulun
Kunnat: Muhos, Tyrnävä, Kempele, Mikkeli, Oulu, Liminka
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 4, joihin työllistyvät naiset 2
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 | 10 | 10 |
| Hanke edistää luonnonvarojen kestävää käyttöä, koska se perustuu uusiutuvien luonnonvarojen muokkaamiseen ekologisiksi kemikaaleiksi, jotka korvaavat fossiilisia kemikaaleja. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 7 | 3 |
| Hankkeessa kehitettävillä biokemikaaleilla korvataan fossiilisia öljypohjaisia kemikaaleja, mikä vähentää fossiilisten tuotteiden valmistukseen liittyviä CO2-päästöjä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 8 | 6 |
| Hanke perustuu vihreisiin, kestäviin valmistusmenetelmiin, jotka eivät tuota merkittävästi haitallisia päästöjä luontoon. Lisäksi hankkeessa pyritään parantamaan öljyntorjunta valmiutta ja tuottamaan ympäristöystävällisempiä öljyntorjuntakemikaaleja, mikä ylläpitää luonnon monimuotoisuutta. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 8 | 6 |
| Hanke perustuu vihreisiin, kestäviin muokkaustekniikkoihin, jotka eivät tuota merkittävästi haitallisia päästöjä luontoon. Lisäksi valmistetut tuotteet ovat kohdistettu nimenomaan vesien ja maaperän puhdistukseen, joka tukee luonnonmonimuotoisuutta. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole välillistä eikä välitöntä rajapintaa Natura2000-ohjelmaan | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 6 | 4 |
| Hanke hyödyntää raaka-aineenaan tällä hetkellä vähän käytettyjä uusiutuvia biomassaraaka-aineita. Myös esim. maa- ja metsätalouden jätejakeita voitane jatkossa hyödyntää selluloosan lähteenä. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 2 |
| Hanke ei suoranaisesti liity energiantuotantoon, vaikkakin kemikaaleilla kerätyt öljypäästöt voivat olla myös energiantuotannon polttoaineita. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 6 | 5 |
| Hankkeessa kehitettävät menetelmät ovat integroitavissa nykyisiin suurempiin laitoksiin kuten paikallisiin sellu- ja erikoiskemikaalituottajiin tai ne voivat toimia pienenmittakaavan erillisinä laitoksina. Tämä luo alueelle uusia työpaikkoja ja yritystoimintaa. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 4 | 4 |
| Hanke edesauttaa mekaanisen öljyntorjunnan yhdistämistä kemialliseen öljyntorjuntaan, joka parantaa mekaanisen öljyntorjunnan tuottajan tuottamaa palvelukonseptia sekä kilpailukykyä. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 4 | 2 |
| Hankkeessa kehitettävät paikalliset biokemikaalit korvaavat öljypohjaisia tuotteita, ja vähentää näiden tuotteiden kuljetukseen liittyviä kustannuksia. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 7 | 5 |
| Hanke edistää alueen työllisyyttä, luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja kehittää biotalouden tutkimusta ja koulutusta Oulun yliopistossa. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| ks. edelliset kohdat | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeella ei oleteta olevan erityisiä yhteiskunnalliseen tai kulttuuriseen yhdenvertaisuuteen liittyviä vaikutuksia. | ||
| Kulttuuriympäristö | 6 | 3 |
| Hankkeella pyritään pitämään puhtaina ja turvallisena perinteiset vesireitit ja satamaympäristöt, jotka kuuluvat osana kulttuuriympäristöön. | ||
| Ympäristöosaaminen | 6 | 4 |
| Hanke perustuu kestävien ympäristön kuormitusta minimoiviin tekniikoihin. | ||
Hankkeessa kehitettiin uusia vihreitä tehokkaita selluloosa- ja kitosaani-pohjaisia kemiallisia öljyntorjuntakonsepteja öljyntorjuntaan mekaanisen öljyntorjunnan tueksi rannikon läheiseen satama-alueiden vesistöjen öljyntorjuntaan sekä maaperän puhdistukseen esim. säiliöalueilla. Biokemikaaleille on tällä hetkellä kansainvälistä kysyntää, sillä mm. Ruotsi ja Englanti ovat kieltäneet monien nykykemikaalien käytön. Tavoitteena oli tuottaa kemikaaleja, jotka dispergoivat öljyä pienemmiksi tai kokoavat öljyä tiiviimmiksi lautoiksi, mutta eivät itsessään ole ympäristölle haitallisia, kuten nykyisin käytössä olevat öljyntorjuntakemikaalit. Lisäksi hankkeessa valmistettiin selluloosapohjaisia absorbentti-materiaaleja (aerogeelejä), joihin öljyä ja kemikaaleja voidaan imeyttää tehokkaasti välittömästi öljy- tai kemikaalivahingon sattuessa.
Hankkeessa kehitetyt öljyntorjuntakemikaalit ovat biopohjaisia ja siten ympäristöystävällisiä ja niiden valmistuskustannukset ovat kilpailukykyisiä moniin nykykemikaaleihin nähden tehdyn alustavan kustannuslaskelman mukaisesti. Sekä selluloosa- että kitosaani-pohjaiset biokemikaalit osoittautuivat hankkeen aikana toimiviksi kemikaaleiksi meridieselin stabiloinnissa. Tutkimus on osoittanut, miten suolapitoisuus ja lämpötila vaikuttavat muodostuviin öljypisaroihin. Suolapitoisuus vaikuttaa muodostuvan emulsion stabiilisuuteen siten, että merivedessä täytyy käyttää suurempia kemikaaliannoksia riittävän stabiilisuuden saavuttamiseksi. Lisäksi 2°C lämpötilassa öljypisaroiden koko kasvaa selvästi säilytysajan kuluessa. Tutkimuksen perusteella kalsiumkloridin avulla saataisiin erotettua muodostetusta öljy-vesiemulsiosta öljy erilleen.
Hankkeessa kehitetyt absorptiomateriaalit ovat myös biopohjaisia ja tutkittavissa materiaaleissa on pyritty kiinnittämään erityistä huomiota lähtömateriaalien edullisuuteen (kierrätysmateriaalien käyttö: pahvi, kartonki ja maitopurkit). Hankkeessa saatujen tulosten perusteella selluloosakuitujen hienontamisella jauhamalla ja materiaalin huokoisuutta kasvattamalla saadaan aerogeelien öljyn absorptiokapasiteettia kasvatettua merkittävästi. Öljyjen absorptio kasvaa aerogeelien huokoisuuden kasvaessa kun samalla niiden kuitusakeus pienenee. Valmistetut aerogeelit olivat hyvin selektiivisiä öljylle ja aerogeeleihin imeytyvän veden määrä oli pieni, joka on erityisen tärkeää vesistöissä tapahtuvassa öljy- tai kemikaalitorjunnassa. Kaupallisten referenssimateriaalien (”Puomipumpuli” ja ”Puomiliuska”) imeytyskapasiteetit olivat huomattavasti alhaisempia kuin hankkeessa kehitetyillä uusilla absorptiomateriaaleilla. Diesel öljyn uudelleen imeytys mekaanisen puristuksen jälkeen osoitti, että öljyn absorptiokapasiteetti pysyy hyvänä (yli 70%) kaikilla selluloosamateriaaleilla, kun öljy puristetaan pois ja imeytetään uudelleen jopa 30 kertaa.
Hankkeen viimeisessä vaiheessa (Työpaketti 5) tutkittiin, miten eri jauhatusasteet (M0, M1, M2 ja M3) vaikuttivat energiankulutukseen erilaisten selluloosamassojen (selluloosa, kierrätyspahvi ja maitopurkki) mikrofibrilloinnissa ja miten absorptiokyky kehittyi massoista valmistetuissa aerogeeleissä jauhatuksen aikana. Lisäksi suoritettiin ns. teknis-taloudellinen analyysi eli kuinka paljon eri materiaaleista valmistetut valmiit absorbentit maksaisivat. Energiankulutus kasvaa luonnollisesti, kun jauhatusaste lisääntyy, mutta erityisesti viimeisessä fibrillointivaiheessa (M3) kuluu paljon energiaa. Lisäksi huomattiin, että eri massat (selluloosa, kierrätyspahvi ja maitopurkki) käyttäytyvät jauhatuksessa lähes identtisesti. Absorptiokyky kasvaa selkeästi, kun jauhatusaste lisääntyy. Lisäksi absorptiokyky kasvaa, kun kuitusakeus pienenee, johtuen siitä, että materiaalien huokoisuus kasvaa. Laskelmissa kierrätysmateriaaleista valmistetut (kierrätyspahvi ja maitopurkki) absorbentit maksavat 1,07 €/kg – 2,36 €/kg riippuen niiden jauhatusasteesta ja puhtaasta selluloosasta valmistetut absorbentit maksavat 1,75 €/kg – 2,78 €/kg riippuen jauhatusasteesta. Analyysin tuloksena huomattiin, että jauhatustaso M2 on optimaalisin (valmistushinta vs. absorptiokyky). M3-taso vie paljon enemmän energiaa, mutta absorptiokyky ei enää juuri kasva verrattuna M2-tasoon. Huomionarvoista on myös, että kierrätysmateriaalit ovat kustannustehokkaampia ja siis kilpailukykyisempiä kuin neitseellinen sellu valmistettaessa selluloosapohjaisia absorbentti-materiaaleja.