Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A72670

Hankkeen nimi: Uudet kierrätysmateriaaliratkaisut infra- ja ympäristörakenteisiin (GeoSolutions)

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.3.2017 ja päättyy 31.12.2019

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Kajaanin Ammattikorkeakoulu Oy

Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu

Y-tunnus: 2553600-4

Jakeluosoite: PL52, Ketunpolku 3

Puhelinnumero: 08 618 991

Postinumero: 87101

Postitoimipaikka: Kajaani

WWW-osoite: http://www.kamk.fi

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: SARKKINEN MINNA JOHANNA

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Projektipäällikkö

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: minna.sarkkinen(at)kamk.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0447157029

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Hanke vastaa kaivos- ja liikenneinfran rakentamisessa esiin tulleisiin sekä ympäristönsuojelullisiin että rakenteiden kestävyyden haasteisiin, joissa tarvitaan uusia innovatiivisia materiaaleja ja rakenneratkaisuja. Toiseksi hanke vastaa teollisia sivuvirtoja tuottavien ja niitä jalostavien yritysten kasvaneeseen tarpeeseen löytää teknistaloudellisesti tehokkaampia ratkaisuja sivuvirtojen hyödyntämiseen ja jalostusasteen parantamiseen sekä edistää niiden käyttöönottoa ja kaupallistamista. Kolmanneksi hanke vastaa tarpeeseen kehittää energiate-hokkaita sekundääristen raaka-aineiden prosessointimenetelmiä niiden kierrätyksen ja liike-toimintapotentiaalin tehostamiseksi.

Hankkeen tavoitteena on materiaalitehokkuuden parantaminen ja jätteiden määrän vähentäminen nostamalla kaivosjätteiden jalostusastetta ja tuotteistamalla sivuvirtoja. Pilottien tavoitteena on edistää uusien rakenneratkaisujen käytäntöön viemistä ja jätemateriaalien käyttöä. Hankkeen tuloksena syntyy uusia kestäviä ja kustannustehokkaita rakenne-ratkaisuja sekä todellisissa rasitusolosuhteissa tutkittua tietoa niiden toimivuudesta. Lisäksi hankkeen tuloksena syntyy kehitettyjen ratkaisujen hyödyntämissuunnitelma, malli raaka-aineiden prosessoinnille sekä ohje materiaalien työmaatekniikan toteutukselle.

Hankkeen konkreettiset toimenpiteet tulosten saavuttamiseksi sisältävät sekundääristen raaka-aineiden kiinteyttämiseen liittyvän kehitystyön sekä rakenneratkaisujen testauksen kolmessa pilottikohteessa. Pilottien avulla tutkitaan käytännön ilmasto- ja rasitusolosuhteis-sa rakenneratkaisujen toimivuutta pitkällä aikavälillä kaivos-, tie- ja pima-rakenteessa. Hanke sisältää sideaineiden optimoimisen laboratoriossa sekä näiden myötä raaka-aineiden prosessointiin ja materiaalien käyttöön liittyvän työmaatekniikan kehityksen. Hankkeessa selvite-tään optimaaliset tutkittavien raaka-aineiden prosessointimenetelmät ja materiaalien käyt-töön liittyvät laiteteknologiset kehitystarpeet sekä arvioidaan rakenneratkaisujen ympäristö-vaikutuksia ja teknistaloudellista kannattavuutta.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Projektin ensisijaisena kohderyhmänä ovat teollisia sivutuotteita tuottavat ja hyödyntävät yritykset, jotka ovat kiinnostuneita uusista tuoteratkaisuista. Kohderyhmään kuuluvat kaivosyritykset ja yritykset, jotka toimivat geoteknisen rakentamisen parissa, sekä geoteknisen rakentamisen sektorilla toimivat yritykset. Hanke kohdistuu erityyppisten sivuvirtojen toimittajiin, koska kehitettävät rakenneratkaisut perustuvat osin kahden tai useamman sivuvirran väliseen synergiavaikutukseen. Toiseksi erityyppisiä sivuvirtoja (kuonat, tuhkat, rikastushiekat ym. prosessiylijäämät) tarvitaan, koska ne soveltuvat erilaisiin maalajeihin ja käyttötarkoituksiin.

Esimerkiksi yksin Kemi-Tornio -alueella on 1,7 milj. tonnia hyödyntämiskelpoista jätettä, johon hankkeen tulokset ovat sovellettavissa. Hankkeen tulokset tukevat periaatteessa koko kaivosteollisuutta ja liikenneinfra- sekä PIMA-rakentamista koko Suomessa ja myös kansainvälisesti. Jätemateriaalien kierrätettävyyden osalta hanke on yleistettävissä vastaavien jätemateriaalien tuottajiin ja jalostajiin kuten tuhkan ja kuonien toimittajiin, joita on Suomessa useita ja useimmissa maissa. Teknisesti tuloksia voidaan soveltaa myös esim. sulfidimaiden käsittelyyn sekä Euroopassa yleisesti suojarakenteisiin. Skaalattavuuden osalta kuljetuskustannukset rajoittavat maantieteellisesti nyt tutkittavien tuhkien, kuonien ja muiden teollisuuspoisteiden hyödynnettävyyttä, mutta vastaavan koostumuksellisia kierrätysmateriaaleja tuotetaan laajalti ja korvaavista materiaaleista on itse asiassa ylitarjontaa. Näin ollen hankkeen tuloksena syntyvä tietotaito, materiaalikoostumusten reseptoinnissa, soveltuvien rakentamiskohteiden valinnassa ja rakennesuunnittelussa on hyödynnettävissä globaalisti.

Osallistujat ja roolit hankkeessa on esitetty hankesuunnitelman kohdassa 2.4.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Suomen kansallisvarallisuudesta yli 70 % liittyy infrarakenteisiin, rakennettuihin maa-alueisiin ja rakennuksiin. Lisäksi rakennusteollisuus on suurin työllistäjä Suomessa ja välillinen työllistävä vaikutus on rakentamisessa suurin. Infrarakentamisen (sisältäen kaivosalan maarakennuksen) markkinavolyymi on suhteellisen vakaa ja Suomessa sen osuus on n. 8 mrd EUR. Siten hyötyvä kohderyhmä projektin tuloksiin nähden ovat suuri ja kohdistuu laajemmin koko Suomeen kuin pelkästään Kainuun alueelle.

Hanke kohdistuu välillisesti kaikkiin kaivos- ja liikenneinfrarakenteissa käytettävien materiaalien tuottamisessa ja rakentamisessa mukana oleviin osapuoliin (suunnittelijat, valmistajat, urakoitsijat, välittäjät, jakelijat, kuluttajat). Välillisesti hanke pyrkii vaikuttamaan päätöksentekijöihin ja viranomaisiin lisäämällä tietoa uusien sivuvirtaratkaisujen käyttömahdollisuuksista pilottikohteiden avulla. Lisäksi projekti vaikuttaa tutkimuksissa saatujen tulosten kautta päätöksentekijöihin ja uusien käytäntöjen levittymiseen.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 319 684

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 287 660

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 365 105

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 326 091

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa, Kainuu

Seutukunnat: Nivala-Haapajärven, Kajaanin

Kunnat: Paltamo, Pyhäjärvi, Kajaani, Sotkamo

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite:

Postinumero:

Postitoimipaikka:

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Ei
Hanke kohdistuu luonnonresursseihin ja raaka-aineiden käyttöön. Toimiala on varsin miesvaltainen, mutta hankkeen toimintaan osallistuu myös naisia.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Hankkeen toteutukseen osallistuu eri sukupuolten edustajia. Naisten osallistuminen huomioidaan hankkeen toimenpiteissä
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Hankkeella ei ole sukupuolten väliseen tasa-arvoon kohdistuvia suoria vaikutuksia.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 0 6
Hanke edistää yritysten kykyä käyttää teollisuuden sivuvirtoja raaka-aineena (esim. prosessoitu rikastushiekka) sekä kehittämällä uusia sideaineratkaisuja, joilla korvataan neitseellisiä raaka-aineita kuten kalliomursketta teiden kunnostuksessa.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 0 3
Verrattuna portlandsementin valmistukseen, esimerkiksi rikastushiekan prosessointi vaatii vain puolet portlandsementin valmistuksessa käytetystä lämpötilasta (1450C) eikä se tarvitse erikseen raaka-aineen murskaamista ja jauhamista. Rikastushiekan prosessoinnin tuloksena saadaan siten yli 50 % energiasäästöjä, CO2-päästöjä ja neitseellisten luonnonvarojen säästöjä. Paikallisten sivuvirtojen hyödyntäminen pienentää lisäksi kuljetusten aiheuttamia ympäristöhaittoja.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 0 4
Hanke edesauttaa ympäristömyötäisten ratkaisujen käyttöä kaivosinfrassa, joilla on positiivinen vaikutus kaivosympäristön laatuun mukaan lukien kasvillisuus, eliöt ja monimuotoisuuden säilyminen.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 3 5
Hanke edesauttaa ympäristömyötäisten ratkaisujen käyttöä kaivosinfrassa (esim. suojarakenteet estävät haitta-aineiden pääsyä ympäristöön, joilla on positiivinen vaikutus kaivosympäristön pinta- ja pohjavesiin sekä maaperään. Hankkeessa kehitetään myös sideaineratkaisuja pilaantuneiden maiden stabilointiin. Hankkeen fokus on sivuvirtojen kierrätyksen kehittämisessä tarkoituksena korvata sementin käyttöä, jolla on CO2-päästöjä vähentävä vaikutus.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 3 5
Hanke edistää materiaalien kierrätyksen kautta syntyviä liiketoimintamahdollisuuksia ja liikevoittoja materiaalisäästöinä sideaineratkaisuissa, joissa ennen on käytetty yleisimmin portlandsementtiä. Paikallisten kaivosten sivuvirtojen kierrätyksen tuloksena syntyy säästöjä pienempinä jätteiden käsittely- ja varastointikuluina
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 0 2
Hanke edistää yritysten kykyä käyttää teollisuuden sivuvirtoja raaka-aineena (esim. prosessoitu rikastushiekka) sekä kehittämällä uusia sideaineratkaisuja, joilla korvataan neitseellisiä raaka-aineita kuten kalliomursketta teiden kunnostuksessa.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 0 2
Sivuvirtojen käytön edistäminen vaikuttaa positiivisesti työpaikkojen ja uuden vähähiilisyyteen perustuvan liiketoiminnan syntymiseen kaivos- ja rakentamissektoreilla, jotka edustavat suurimpia työvaltaisia aloja ja työpaikkojen tarjoajia. Molemmat sektorit edustavat myös korkeaa liiketoimintapotentiaalia materiaalien tarpeen ja tarjonnan suhteen. Kaivostoiminnan merkitys uusien potentiaalisten työpaikkojen luojana korostuu harvaanasutuilla seuduilla kuten Kainuu.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 4 3
Hankkeessa syntyy uutta tutkimustietoa kierrätysmateriaalien käyttösovellutuksista geoteknisissä rakenteissa, joka on hyödynnettävissä osana TKI-palvelumyyntiä ja konsultointia.
Liikkuminen ja logistiikka 2 4
Hankkeessa kehitetään infrarakenteisiin esim. sora- ja metsäautoteiden kunnostukseen soveltuvia ratkaisuja, joka edistää tieverkoston palvelukykyä. Hanke edistää paikallisten raaka-aineiden käyttöä, mikä vähentää raaka-aineiden kuljetustarvetta.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 0 2
Hanke edesauttaa ympäristömyötäisten ratkaisujen käyttöä kaivosinfrassa, joilla on positiivinen vaikutus kaivosympäristön laatuun, hyvinvointiin ja sosioekonomiaan. Hanke edesauttaa suoraan ja epäsuoraan liiketaloudellisia toimia ja uusien työpaikkojen syntyä.
Tasa-arvon edistäminen 0 1
Hanke on luonteeltaan sukupuolineutraali. Hankeen toteutukseen osallistuu molempien sukupuolten edustajia, joka osaltaan edistää tasa-arvoa.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 2
Hanke edistää kiertotalouskulttuurin sekä ekologisten tuotteiden käyttöön ja vähähiilisen liiketoiminnan kulttuurin kehittymistä.
Kulttuuriympäristö 0 1
Kaivostoiminta aiheuttaa usein haittaa sen ympäristössä tapahtuvalle liiketoiminnalle (maatalous, turismi) ja laajemmin kaivostoiminnan maineelle. Hanke edesauttaa ympäristömyötäisten ratkaisujen käyttöä kaivosinfrassa, joilla on positiivinen vaikutus kaivosten ympäristön käyttöön liiketoiminnassa ja virkistäytymisessä.
Ympäristöosaaminen 3 3
Hanke lisää tietoa kierrätysmateriaalien ominaisuuksista ja sivuvirtojen käyttömahdollisuuksista, raaka-aineiden kierrätykseen liittyvän tuotantoketjun toimijoiden välisestä yhteistyöstä sekä alueellisista synergiavaikutuksista yritysten välillä, tietoa sivuvirtojen käyttöön liittyvistä esteistä ja liiketoimintamahdollisuuksia, tietoa uusien kierrätysteknologioiden toimivuudesta ja tietoa ekosuunnittelun periaatteiden soveltamisesta käytännössä

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hankkeen tavoitteena oli materiaalitehokkuuden parantaminen ja jätteiden määrän vähentäminen nostamalla kaivosjätteiden jalostusastetta ja tuotteistamalla sivuvirtoja. Hankeen aikana tutkittiin ja kehitettiin betoniresepti, joka mahdollistaa vaarallisen jätteen kapseloinnin betoniin korvaamalla filleri jätteellä. Toiseksi hankkeessa kehitettiin uusia jätepohjaisia rikastushiekkaan, biotuhkiin ja teräskuoniin perustuvia komposiitteja, joita voidaan käyttää tavallisen sementin vaihtoehtona päällystämättömien teiden kuten sora- ja metsäautoteiden kunnostuksessa. Kolmanneksi hankkeessa kehitettiin ja testattiin sivuvirtapohjaisia rikastushiekan stabilointisideaineita ja peiterakenneratkaisuja, jotka estävät rikastushiekan aiheuttamia ympäristövaikutuksia ja mahdollistavat rikastushiekan kierrätyksen esimerkiksi maarakennusmateriaalina. Pilottien tavoitteena oli edistää uusien rakenneratkaisujen käytäntöön viemistä ja jätemateriaalien käyttöä. Hankkeen aikana toteutettiin kolme pilottikoerakennetta: rikastushiekka-altaan peiterakenne, päällystämättömän teollisuuskäytössä olevan tien kunnostus ja jätemateriaalin kapselointi betonirakenteeseen. Hankkeen tuloksena syntyi uusia kestäviä ja kustannustehokkaita rakenneratkaisuja sekä todellisissa rasitusolosuhteissa tutkittua tietoa niiden toimivuudesta.