Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A74540

Hankkeen nimi: (KITA) Kiertotalouden tutkimusalusta: Kiertotaloudella raaka-aineiden omavaraisuuteen

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2019 ja päättyy 31.3.2021

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Jyväskylän yliopisto

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245894-7

Jakeluosoite: PL 35

Puhelinnumero: 014 260 1211

Postinumero: 40014

Postitoimipaikka: Jyväskylän yliopisto

WWW-osoite: https://www.jyu.fi/kemia

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Ari Olavi Väisänen

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Yliopistonlehtori

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: ari.o.vaisanen(at)jyu.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 040 805 3719

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Tämän hankkeen tavoitteena on kehittää Keski-Suomeen ainutlaatuista osaamista EU:n listaamien kriittisten raaka-aineiden talteen ottamiseksi jätemateriaaleista. Tutkimustemme mukaan sähkö- ja elektroniikkaromu (SER) on potentiaalisin kriittisten raaka-aineiden lähde. Elektroniikkaromusta piirilevyt sisältävät huomattavia määriä jalometalleja, kun taas nikkelimetallihybridiakut (Ni-MH) ovat erinomainen harvinaisten maametallien lähde. Aikaisemmissa tutkimushankkeissa olemme laboratoriomittakaavassa kehittäneet innovatiivisia, jopa käänteen tekeviä ratkaisuja jalometallien liuottamiseksi ja talteen ottamiseksi piirilevyjätteestä. Liuotusprosessi tehdään eri happoseoksilla vaiheittain, jolloin talteen otettavat metallit saadaan konsentroitumaan jo liuotusvaiheessa eri happoihin. Tämän jälkeen metallit voidaan eristää metallisieppariteknologialla puhtaina jakeina happoliuoksista. Jotta teknologian toimivuutta voitaisiin arvioida teollisessa mittakaavassa, on ensiarvoisen tärkeää saada tutkimustietoa ns. bench scale mittakaavassa. Tämän hankkeen investointiosiossa hankittava hydrometallurginen laitekokonaisuus mahdollistaa luokkaa 1 kg murskatun SER materiaalin liuottamisen ja talteenottoprosessin testaamisen.
Jalometallien (kulta, palladium, platina ja hopea sekä kuparin ja harvinaisten maametallien talteenotosta Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella on vahvaa asiantuntemusta. Tässä hankkeessa olemassa olevaa tietotaitoa kehitetään edelleen, jotta tietämys saadaan siirrettyä jatkuvatoimiseen prosessiin ja edelleen teolliseen mittakaavaan. Edellä esitettyjen metallien talteenotto puhtaina tuotteina ja jopa niiden jalostusastetta voidaan nostaa ioninvaihtoon, tarkemmin metallisieppareihin (metal scavengers) perustuvaa teknologiaa käyttäen. Hankkeessa kehitettävälle elektroniikkajätteen hydrometallurgiselle prosessille on tunnusomaista puhtaiden metallien tai yhdisteiden tuottaminen sekä liuotukseen käytettävien happojen puhdistus ja kierrätys takaisin prosessiin. Kemikaalien kierrätys, energiatehokkuus ja talteenottoprosessin ympäristöhaittojen minimointi ovat hankkeessa keskeisessä asemassa. Tämän uuden metallisieppareita hyödyntävän teknologian avulla High Tech metalleja voidaan tuottaa erilaisista jätemateriaaleista energiatehokkaasti ja luonnonvaroja säästäen. Hankkeen tuloksena Keski-Suomeen saadaan maailmanluokan osaamista korkean teknologian teollisuudelle kriittisten raaka-aineiden talteenotosta sekundäärisistä lähteistä ja siirrytään kohti kriittisten materiaalien omavaraisuutta. Aikaisempien tutkimustemme tuloksiin pohjautuen Jyväskylään ollaan rakentamassa elektroniikkajätettä käsittelevää demolaitosta. SER -demolaitos hanke on yksi SITRAN julkaiseman kiertotalouden tiekartan teknisten kiertojen avainhankkeista.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen kohderyhmän on ensisijaisesti Jyväskylän yliopisto. Hankkeessa kehitetään laboratoriomittakaavan menetelmiä jatkuvatoimiseksi prosessiksi, jotta ne skaalautuvat pilot-mittakaavan prosessiksi edelleen teolliseksi prosessiksi.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Hankkeessa luodaan henkistä pääomaa Jyväskylän yliopistolle, jota voivat hyödyntää ensisijaisesti Keski-Suomen maakunnan yritykset. Näistä Jyväskylän Energia Oy, Dinex Finland sekä VAPO ovat osoittaneet kiinnostuksena kehittää edelleen jo olemassa olevaa yhteistyötä Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen kanssa. Jyväskylän Energia Oy tukee hanketta. Kaikki yritykset ovat aloittaneet sivuvirroissaan esiintyvien arvokkaiden fraktioiden kartoituksen ja tutkimustyön niiden talteen ottamiseksi. Kiinnostuksen osoituksena liitteenä on nähtävissä tukikirjeet. Hankkeessa kehitettävää tietotaitoa toivotaan hyödynnettävän laajemmin Keski-Suomessa ja tästä syystä hankkeen ohjausryhmässä on edustettuina Jyväskylän kaupunki, Äänesseudun kehittämisyhtiö, Jämsän seudun kehittämisyhtiö sekä Jyväskylän ammattikorkeakoulu.
Investointihankkeessa toteutettava hydrometallurginen prosessikokonaisuus on käytettävissä laajemminkin ja jatkossa toivomme sen käyttöön olevan kiinnostusta, onhan se kokoonpanoltaan ainutlaatuinen tutkimusalusta Suomessa. Tämän lisäksi suunnittelussa on huomioitu muunneltavuus, jolloin laitekokonaisuuteen on integroitavissa metallisieppareihin perustuvan teknologian lisäksi myös muita uusia innovatiivisia talteenottoprosesseja.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 243 655

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 242 626

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 348 078

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 346 995

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Keski-Suomi

Seutukunnat: Jyväskylän

Kunnat: Jyväskylä

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Survontie 9

Postinumero: 40500

Postitoimipaikka: Jyväskylä

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
Hankkeen valmistelussa on pohdittu sukupuolen mahdollista vaikutusta toimenpiteisiin ja toimintaympäristöön. Hankkeen toimenpiteet on todettu luonteeltaan sukupuolineutraaleiksi.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Hankkeen toimenpiteitä arvioidaan sukupuolten tasa-arvon kannalta.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Koska päätavoite ei ole sukupuolten tasa-arvon edistäminen, ei hankkeeseen ole sisällytetty erillisiä toimenpiteitä tasa-arvon edistämiseksi.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 7 9
Hankkeessa kehitetään teollisuudelle kriittisten raaka-aineiden talteenottoa sekundäärisistä lähteistä energiatehokkaalla tavalla. Tämä vähentää merkittävästi neitseellisten luonnonvarojen käyttöä. Elektroniikkajätteessä metallipitoisuudet ovat niin korkeita, että niiden talteenotto tulee lähitulevaisuudessa olemaan välttämätöntä. Elektroniikkajätteen puutteellinen kierrätys ja metallien heikon talteenottoasteen vuoksi hukkaamme vuosittain valtavan määrän käyttökelpoisia ja arvokkaita metalleja.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 4 8
Hanke edustaa vähähiilisten ratkaisujen ratkaisujen kehittämistä. Kun raaka-aineet saadaan hyödynnettyä resurssiviisaasti sekundäärisistä lähteistä kuten elektroniikkaromusta, ei mineraaleja tarvitse enää louhia siinä määrin kuin aikaisemmin, jolloin hiilijalanjälki pienenee huomattavasti.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 4 6
Hankkeen lopputuloksena saadaan aikaan energiatehokas ja päästötön prosessitekninen kokonaisuus, minkä avulla voidaan jätemateriaaleista hyödyntää arvokkaat jakeet. Tämä ohjaa teollisuutta hyödyntämään tehokkaammin jäte- ja sivuvirtojaan, jolloin kaivosteollisuutta tarvitaan aikaisempaa vähemmän. Tällä on luonnon monimuotoisuutta ja hyvinvointia edistävä vaikutus.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 6 10
Hankkeessa kehitetään uudenlaista tekniikkaa, jonka avulla erilaisia jätemateriaaleja mm. jätevettä voidaan hyödyntää aikaisempaa tehokkaammin. Kun jätemateriaalien sisältämä ainesosat saadaan otettua selektiivisesti hyvin puhtaina jakeina talteen, ne eivät ole enää jätettä vaan arvokkaita raaka-aineita. Hankkeessa kehitettävä teknologia tulee edistämään jätteiden hyötykäyttöä, jolloin niitä ei enää koeta ongelmana joka pitää loppusijoittaa jonnekin, vaan ne ovat raaka-aineiden sekundäärisiä lähteitä.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 2 6
Luonnon monimuotoisuus sekä harvinaisten ja uhanalaisten lajien suojelu on huomioitu toiminnassamme. Kehitämme prosessiteknisen kokonaisuuden kriittisten materiaalien talteen ottamiseksi jätemateriaaleista ensisijaisesti elektroniikkajätteestä. Hankkeessa kehitettävä prosessikokonaisuus edustaa uusinta vähäpäästöistä teknologiaa.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 5 8
Prosessi toteutetaan kemikaaleja kierrättäen ja mahdollisuuksien mukaan kaikki metallit talteen ottaen. Tällöin kehitettävä prosessitekninen kokonaisuus edustaa kiistatta alansa huipputeknologiaa, missä kaikki materiaalit hyödynnetään tehokkaasti.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 2 4
Hankkeessa kehitettävä liuotusprosessi kehittää lämpöä, mikä hyödynnetään prosessin myöhemmissä vaiheissa. Prosessi kehitetään hyvin energiatehokkaaksi, joten joissain tapauksissa prosessiin vaadittava energia voidaan tuottaa esim. aurinkoenergian avulla.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 6 9
Paikallisesti suurimpia hyötyjiä ovat Jyväskylän Energia Oy, VAPO ja Dinex Finland. He kaikki saavat merkittävää tietoutta kriittisten raaka-aineiden talteenottoon liittyen sekä investointihankkeessa tutkimusalustan, missä toteuttaa innovatiivisia ratkaisuja jätemateriaalien käsittelyyn.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 10 10
Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen osaaminen kiertotaloudessa erityisesti metallien talteenotossa kasvaa merkittävästi. Ylistön kampus nousee hankkeen myötä kiertotalouden tutkimuksessa kansainvälisen tason toimijaksi.
Liikkuminen ja logistiikka 5 6
Hanke lisää energiatehokkuutta ja vähähiilisyyttä tehostamalla jätemateriaalien hyötykäyttöä merkittävästi. Hanke edistää jätemateriaalien hyödyntämistä paikallisesti, jolloin ei enää tarvita pitkiä kuljetusmatkoja, vaan jätteet voidaan prosessoida tuotantopaikallaan.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 6 8
Hankkeella edistetään maakunnan ihmisten hyvinvointia. Hankkeen pohjalta ollaan kehittämässä teollista prosessia jätemateriaalien, ensisijaisesti elektroniikkajätteen käsittelyyn. Prosessista on tarkoitus tehdä vientituotetta, jolloin maakuntaan saadaan lisää tutkimustoimintaa ja prosessikokonaisuuden rakentavaa teollisuutta.
Tasa-arvon edistäminen 10 10
Jyväskylän yliopisto pyrkii kaikessa toiminnassaan edistämään tasa-arvon toteutumista.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 6 8
Hankkeessa kehitettävä kriittisten raaka-aineiden talteenotto edustaa kestävän kehityksen mukaista toimintaa ja tämä vähentää eriarvoisuutta.
Kulttuuriympäristö 0 0
Hankkeella ei juurikaan ole vaikutusta kulttuuriympäristöön tai vaikutukset voidaan kuvata hyvin neutraaleiksi.
Ympäristöosaaminen 10 10
Ympäristöosaaminen on tässä hankkeessa hyvin keskeisessä asemassa. Hankkeessa kehitetään uusi innovatiivinen prosessitekninen ratkaisu raaka-aineiden talteenottoon jätemateriaaleista energiatehokkaasti, päästöttömästi ja luonnonvaroja säästäen.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hanke suunniteltiin tuottamaan Keski-Suomeen osaamista EU:n listaamien kriittisten raaka-aineiden talteen ottamiseksi jätemateriaaleista. Jätemateriaaleina olivat piirilevyjäte, neodyymimagneetit ja nikkelimetallihydridi (NiMH) akut. Aikaisemmissa tutkimushankkeissa olimme laboratoriomittakaavassa kehittäneet innovatiivisia, jopa käänteen tekeviä ratkaisuja jalometallien liuottamiseksi ja talteen ottamiseksi elektroniikkajätteestä. Tämän hankkeen tarkoituksena oli hyödyntää investointihankkeessa toteutettua bench scale mittakaavan laitteistoa ja testata aikaisemmin kehitettyjä talteenottoteknologioita suuremmassa (0,5 kg) mittakaavassa ja jatkuvatoimisessa ympäristössä. Bench scale mittakaavan laitteiston avulla voidaan teknologian toimivuutta arvioida ennen teollista mittakaavaa. Koronasta johtuen laitteiston saapuminen viivästyi puolella vuodella, mutta siitä huolimatta laitteisto saatiin hankkeen aikana käyttöön ja sen avulla tehtiin piirilevymateriaalille liuotukset ja metallien talteenotto onnistuneesti.
Hankkeen tuloksena Keski-Suomeen saatiin lisää osaamista korkean teknologian teollisuudelle kriittisten raaka-aineiden talteenotosta sekundäärisistä lähteistä, mikä lisää jo lähitulevaisuudessa kriittisten materiaalien omavaraisuutta. Tämän hankkeen tuloksiin pohjautuen Jyväskylään ollaan rakentamassa elektroniikkajätettä käsittelevää demolaitosta. SER -demolaitos hanke on yksi SITRAN julkaiseman kiertotalouden tiekartan teknisten kiertojen avainhankkeista.

10 Esimerkkihanke

Viranomainen on merkinnyt hankkeen esimerkkihankkeeksi