|
|
|
Hankekoodi: A73601
Hankkeen nimi: Robotiikka geopolymeerimateriaalien tutkimuksessa ja valmistuksessa (GEOBOT)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2018 ja päättyy 30.6.2020
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
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: YLINIEMI JUHO
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkijatohtori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: juho.yliniemi(at)oulu.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358443120686
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
GEOBOT-hankkeessa tavoitellaan uutta liiketoimintaa, kasvua ja kansainvälistymistä Pohjois-Pohjanmaan materiaalitehokkuudesta hyötyville yrityksille. Mineraalisista teollisuuden sivuvirroista, kuten tuhkista, kuonista ja rikastushiekoista, huomattava osa soveltuu potentiaalisesti geopolymeerien raaka-aineiksi. Geopolymeereilla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten korkea lujuus, keveys, korkeiden lämpötilojen kesto sekä kyky stabiloida raskasmetalleja. Mahdollisia geopolymeerituotteita voisivat olla esimerkiksi vedenpuhdistusmateriaalit, lämpökilvet sekä rakenne- ja eristemateriaalit.
Geopolymeerimateriaalien ominaisuudet riippuvat käytetyistä raaka-aineista, niiden sekoitussuhteista sekä valmistusolosuhteista. Hankkeen tavoitteena on nopeuttaa ja automatisoida geopolymeerien materiaaliominaisuuksien hakua robotiikan, älykkään ohjauksen, sensoriikan ja mittauksen avulla. Materiaalien kehitystyössä tutkitaan ja automatisoidaan seossuhteiden vaikutusta geopolymeerien ominaisuuksiin sekä materiaalien automaattista mittausta. Geopolymeereista valmistettujen erikoismateriaalien ja -tuotteiden kehittämisessä ja valmistuksessa sovelletaan uudenlaisten digitaalisten valmistusmenetelmien tarjoamia mahdollisuuksia, kuten 3D-tulostusta.
Tämän tutkimusavauksen päätavoitteena on kehittää automaattinen järjestelmä geopolymeerien valmistuksen eri vaiheille ja tutkia niiden vaikutuksia loppumateriaalien ja -tuotteiden ominaisuuksiin. Optimoimalla geopolymeerien ominaisuudet niillä voidaan korvata perinteisiä materiaaleja, kuten keraameja, muovia, metalleja tai betonia, ja mahdollistaa laajamittainen teollisuuden mineraalisten jätteiden hyötykäyttö.
Hankkeessa saatavan tutkimustiedon ja osaamispääoman odotetaan avaavan nopeasti mahdollisuuksia uudelle liiketoiminnalle joka perustuu Suomen ja Pohjois-Pohjanmaan teollisuuden sivutuotteiden monipuoliseen hyödyntämiseen. Tuloksena odotetaan uusiin tuotteisiin pohjautuvien mikro- ja/tai PK-yritysten syntymistä alueelle ja siten lisää suoria ja välillisiä työpaikkoja kotimaisille ja kansainvälisille markkinoille.
Hanke sopii täydellisesti Pohjois-Pohjanmaan rakennerahaston strategiaan, koska hankkeessa parannetaan pk-yritysten kilpailukykyä sekä kehitetään uusi innovaatiokeskittymä perustuen tutkimukseen ja geopolymeeriosaamiseen. Hankkeessa kehitettävät materiaalit ovat huomattavasti vähemmän hiilipäästöjä tuottavia verrattuna tällä hetkellä käytettyihin (sementti, keraamit, muovi).
Hankkeen kohderyhmänä on erityisesti teknologiateollisuus, metalliteollisuus, paperi- ja energiateollisuus ja kaivosteollisuus ja palveluvientiteollisuus. Sivuvirtojen tuottajien lisäksi kohderyhmänä ovat tuotteita valmistavat yritykset (esim. Aikolon Oy, Kiviliike Heikkinen Oy), jotka voisivat korvata esimerkiksi muovi- ja kivituotteita geopolymeerilla. Useampi valmistavan teollisuuden yritys on osoittanut kiinnostusta vaihtoehtoisiin materiaaleihin. Esimerkiksi muoviteollisuuden tämän hetkinen raaka-ainepula on nostanut muovin maailmanmarkkinahintaa. Hankkeen aikana kartoitetaan potentiaaliset hyödyntäjäosapuolet alueelta.
Hanke tukee Oulun yliopiston ”Kestävyyttä luovat materiaalit ja järjestelmät” kärkihanketta, joka keskittyy pohjoisen teollisuuden epäorgaanisten sivuvirtojen hyödyntämiseen. Sektorilla on hyvin suuri vienti- ja kasvupotentiaali, sekä vahvat ja monipuoliset toimijat, johtuen paikallisen teollisuuden toimijoista (energia-, teräs-, biofore-, sekä kaivannaisteollisuus), sekä niiden isoista ja tasalaatuisista sivuvirroista. Epäorgaanisiin rakennusmateriaaleihin (betonit ja geopolymeerit) liittyvä tutkimus on yksi ”Edistykselliset epäorgaaniset materiaalit ja kiertotalous”-tutkimusyhteisön kehittymisaloista.
GEOBOT-hanke on yhteneväinen Suomen rakennerahasto-ohjelman (Itä- ja Pohjois-Suomen alueellinen suunnitelma) tavoitteiden kanssa sekä toteuttaa Pohjois-Pohjanmaan maakuntaohjelmaa. Hankkeessa mahdollistuu älykäs erikoistuminen kehittämällä Pohjois-Pohjanmaan alueen teollisuusprofiilin että tutkimus- ja koulutusinfrastruktuurin huomioiva kansainvälisen tason osaamiskeskittymä teollisuuden sivuvirtojen hyödyntämisessä erityisesti geopolymeerituotteina. Hanke on myös linjassa kansallisen INKA-ohjelman kanssa. Oulu on mukana INKA-kokonaisuuden ”Uudistuva teollisuus” – hankkeessa, jonka kansallisena tavoitteena on vähähiilisempi yhteiskunta. Betoni-, keraami- ja muovimateriaalien korvaaminen sivuvirtapohjaisilla materiaaleilla toteuttaa tätä vähähiilisen talouden periaatetta.
Osoittamalla hankkeessa mukana olevan raaka-ainepohjan uusia mahdollisuuksia voi avautua suuriakin investointimahdollisuuksia materiaalien käsittelyyn, jossa kemian, partikkelitekniikan ja robotiikan osaamisella on ratkaiseva rooli investointien kannattavuuden ja tarpeen määrittämisessä. Lisäksi SITRA on laajalla ohjelmalla edistänyt teollisten symbioosien syntymistä ja sen kautta saatavaa materiaalitehokkuuden uudenlaista kehittymistä.
GEOBOT-hankkeen välillisiä kohderyhmiä ovat sivuvirtoihin ja robottilaitteisiin liittyvät urakoitsijat ja alihankkijat ja siihen liittyvä logistiikka sekä huolto- ja kunnossapitopalveluiden tuottajat. Lisäksi hankkeen välilliseen kohderyhmään kuuluvat kunnalliset kehittämisorganisaatiot, oppilaitokset sekä näiden sidosryhmät.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 349 148
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 349 148
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 444 513
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 444 513
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa
Seutukunnat: Oulun
Kunnat: Oulu
Jakeluosoite: Erkki Koiso-Kanttilan katu
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulun yliopisto
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 | 8 | 8 |
| Jätteiden hyötykäyttö, neitseellisten raaka-aineiden käytön väheneminen. Hankkeessa kehitettävät geopolymeerimateriaalit voivat mahdollisesti korvata öljypohjaisia materiaaleja. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 9 | 8 |
| Kaasumaisten päästöjen vähentäminen. Geopolymeereilla on 80% pienemmät hiilidioksidipäästön kuin perinteisellä betonilla. Myös geopolymeerikeraamituotteiden valmistus matalissa lämpötiloissa tuottaa huomattavasti vähemmän päästöjä kuin perinteinen savenpolttotekniikka. Lisäksi muovituotteiden korvaaminen geopolymeerimateriaaleilla vähentää öljyn käyttöä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 3 | 8 |
| Neitseellisten raaka-aineiden käytön väheneminen ja täten kaivostoiminnan väheneminen edistää luonnon monimuotoisuuden säilymistä. Lisäksi kaasumaisten päästöjen vähentäminen parantaa luonnon monimuotoisuutta (kts. edellinen kohta). | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 7 | 6 |
| Neitseellisten raaka-aineiden käytön väheneminen ja täten kaivostoiminnan väheneminen parantaa pinta- ja pohjavesien sekä maaperän kuntoa. Lisäksi kaasumaisten päästöjen vähentäminen parantaa luonnon monimuotoisuutta (kts. edellinen kohta). | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Ei liity Natura 2000-ohjelmaan. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 10 | 6 |
| Hanke vähentää merkittävästi jätteiden määrää. Hankkeessa valmistetaan uusia kierrätysmateriaaleja. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Hankkeessa ei kehitetä eikä hyödynnetä uusiutuvia energialähteitä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Sivuvirroista valmistettavia geopolymeerituotteita voidaan tuottaa hajautetusti sivuvirtojen syntypaikan läheisyydessä pienen mittakaavan ”konttiprosesseilla”. Tuotanto voitaisiin myös integroida nykyisiin suurempiin laitoksiin, kuten metallienjalostuksen loppupäähän. Uusiin innovatiivisiin geopolymeerituotteisiin perustuva tuotannollinen toiminta on logistisesti edullista perustaa tuotantoalueiden läheisyyteen. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 4 | 8 |
| Hyvinvoinnin ja työllisyyden parantuminen lisää kysyntää ja mahdollisuuksia aineettomille tuotteille ja palveluille. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 1 | 3 |
| Hankkeessa kehitettävät paikalliset geopolymeerituotteet voivat korvata öljypohjaisia tuotteita, ja vähentää näiden tuotteiden kuljetukseen liittyviä kustannuksia | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 3 | 5 |
| Hanke edistää alueen työllisyyttä, luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja kehittää kiertotalouden tutkimusta ja koulutusta Oulun yliopistossa. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 3 | 3 |
| Hankkeen toiminnassa kuten mm. tutkijoiden rekrytoinnissa, ohjauksessa, johtoryhmän kokoonpanossa ja hankkeen johtamisessa huomioidaan sukupuolten välinen tasa-arvo. Kuitu- ja partikkelitekniikan yksikön esimies on nainen ja naistutkijoita on n. 40% henkilökunnasta. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeella ei oleteta olevan erityisiä yhteiskunnalliseen tai kulttuuriseen yhdenvertaisuuteen liittyviä vaikutuksia. | ||
| Kulttuuriympäristö | 2 | 3 |
| Aiemmassa GEODESIGN-hankkeessa käytettiin geopolymeerituotteita osana osallistavaa muotoilua kulttuuriympäristössä. GEOBOT-hankkeen tulosten avulla voidaan jatkaa tätä kehitystä. | ||
| Ympäristöosaaminen | 9 | 9 |
| Hanke perustuu kestävien ympäristön kuormitusta minimoiviin tekniikoihin. | ||
Tässä hankkeessa vahvistettiin Oulun Yliopiston tutkimuksen erään kärkiosaamisalueen (”Edistykselliset epäorgaaniset materiaalit ja kiertotalous”) tasoa ja vaikuttavuutta, sekä luotiin siihen liittyvä yhteistyöverkosto paikallisten pk-yritysten ja tutkijoiden välille. Hankkeessa tuotiin uusin tieteellinen tutkimustieto ja jätevirtojen tarjoamat mahdollisuudet paikallisten pk-yritysten tietoisuuteen entistä paremmin. Hankkeessa kehitettiin laboratoriomittakaavassa erityyppisistä teollisuuden sivuvirroista useita toimivia reseptejä siten, että ne ovat nyt yritysten hyödynnettävissä ja kaupallistettavissa perinteisiä materiaaleja korvaaviksi materiaaleiksi. Materiaalit olivat vähähiiliset korkeita lämpötiloja kestävät keraamimateriaalit, huokoiset keraamimateriaalit ja geopolymeerilaasti-tuotteet. Lisäksi hankkeessa kehitettiin automaattinen robottisolu geopolymeerimateriaalien tutkimusta ja valmistusta varten. Kehitetyt ratkaisut tukevat luonnonvarojen kestävää käyttöä ja vähentävät teollisuuden aiheuttamia hiilijalanjälkeä, ympäristöhaittoja ja –riskejä. Kokeellisen työn lisäksi hankkeessa kartoitettiin alueelta potentiaalisia materiaalitehokkuusalueella toimivia pk-yrityksiä, osallistettiin eri oppilaitosten opiskelijoita useiden seminaarien (4), workshopien (3), opinnäytetöiden (3) ja innovaatiokilpailuiden (3) avulla. Hankkeen tuloksia esiteltiin konferensseissa (3) ja kirjoitettiin niistä useita tieteellisiä artikkeleita (11) kansainvälisiin julkaisuihin sekä valmisteltiin ja saatiin jatkorahoitus H2020-ohjelmasta Eurooppalaisten kumppaneiden kanssa. Hankkeen aikana kirjoitetuilla projektihakemuksilla on ollut mahdollista palkata useita uusia huippututkijoita tekemään tutkimusta sivuvirtoja hyödyntävän tutkimuksen alalle.