Photo by Markus Spiske on Unsplash

Digitaaliset ratkaisut kiertotalouden ajureina

Teknologisen kehityksen saralla digitalisaatio ja datateknologiat ovat mullistaneet eri toimialoja laajasti mahdollistaen uusia, tehokkaita ja monipuolisia toimintatapoja kautta toimialojen. Uusien teknologioiden myötä yritysten ja organisaatioiden kehitys suuntautuu jatkuvasti pois manuaalisen työn optimoimisesta ja uusien ratkaisujen kehitys pyörii vahvasti datan erilaisten keräys- ja hyödyntämismahdollisuuksien ympärillä. Alan keskustelu on kuhissut eri teknologioiden ja niistä muodostuneiden trendien ympärillä jo pitkään, mutta olennaisimmista teknologioista, kehityksen tasosta sekä hyödyntämismahdollisuuksista on vasta vähän dokumentoituja näyttöä etenkin kiertotalouden osa-alueella.  Digitalisaatio mahdollistaa jo monilla yrityksillä uusia toimintatapoja sekä entistä parempaa resurssioptimointia, joten on syytä ajatella, että digitalisaatiolla on merkittäviä vaikutuksia myös kiertotalousratkaisujen kehitykseen. Vuoden 2019 aikana Tampereen Yliopiston tutkimuksessa kartoitettiin digitaalisten ratkaisujen vaikutuksia kiertotalouteen tavoitteena havainnollistaa uusien teknologioiden kiertotaloutta edistäviä mahdollisuuksia.

Kiertotalouden hyödyt voidaan määritellä kolmen kiertotalouden ajurin kautta, jotka ovat resurssitehokkuus, tuotteen elinkaaren pidentäminen sekä materiaalivirtojen sulkeminen. Toiminnot, jotka edistävät yhtä tai useampaa edellä mainituista ajureista, voidaan laskea kiertotaloutta edistäviksi toiminnoiksi. Tutkimukseen pyrittiin hakemaan erilaisia kiertotalouden ratkaisuja toteuttavia yrityksiä, jotta voitaisiin tunnistaa digitaalisten teknologioiden yhteyksiä jokaiseen kolmesta ajurista. Kiertotalouden ratkaisujen toteutuminen ei ole minkään yhden teknologian mahdollistama tulos, vaan se vaatii laajaa teknologista kehitystä ja usein huomattavia investointeja eri teknologioiden implementointiin. Digitaalisten ratkaisujen kehitystä organisaatiossa voidaan kuvata uusien teknologioiden kolmen luokan kautta, jotka ovat dataa keräävät, -integroivat ja -analysoivat teknologiat. Dataa analysoivien teknologioiden käyttöönotto vaatii dataa keräävien ja dataa integroivien teknologioiden kehitystä, jolloin teknologioiden kehitys tapahtuu lineaarisesti tasoittain.

Digitaalisten teknologioiden kautta voitiin tunnistaa useita konkreettisia hyötyjä, joilla teknologioiden mahdollistamat ratkaisut edistävät resurssitehokkuutta, tuotteiden elinkaarien pidentämistä sekä materiaalivirtojen sulkemista. Lopputuloksena saadaan prosessimainen kaavio, jossa yhteys teknologioiden ja kiertotalouden ajurien välille saadaan luotua teknologioiden etujen, vaikutusalueiden ja konkreettisten hyötyjen avulla. Kaaviosta voidaan huomata, että teknologioiden vaikutusalueet jakautuvat sekä organisaatioiden sisäisiin että ulkoisiin tekijöihin, joista voitiin tunnistaa 11 kiertotaloutta tukevaa vaikutusta.

Digitaalisten teknologioiden hyöty kiertotaloudelle

Dataa keräävien teknologioiden vaikutuksia voidaan nähdä yritysten sisäisen toiminnan kehityksessä, jotka ilmenevät uusien liiketoimintamallien, prosessien optimoinnin, paremman päätöksenteon ja asiakastuntemuksen kautta. Dataa keräävien teknologioiden mahdollisuudet vaikuttavat enimmäkseen resurssitehokkuuden parantamiseen sekä osittain tuotteiden elinkaarien pidentämiseen. Dataa integroivien teknologioiden hyödyt näkyvät eri datalähteiden integroinnissa sekä mahdollisuudessa hyödyntää ja hallita entistä laajempaa data kapasiteettia. Integrointi teknologioiden tuomat hyödyt keskittyvät materiaalivirtojen kierron sulkemiseen. Dataa analysoivien teknologioiden hyödyt näkyvät todella yksityiskohtaisen ja tarkan tiedon sekä tehokkaiden analyysien tuomien mahdollisuuksien kautta, joita voidaan hyödyntää resurssitehokkuuden optimoinnissa sekä materiaalivirtojen sulkemisessa. Lisäksi mahdollisuudet datateknologioiden hyödyntämiseen ovat vasta kehittymässä, joten kiertotalouden ympärille rakentuvat innovaatiot voivat tuoda markkinoille täysin uudenlaisia tapoja kiertotalouden tukemiseen, joita on vielä mahdoton tunnistaa.

Useat yritykset ovat jo edenneet dataa keräävien teknologioiden kehityksessä ja implementoinnissa, mutta niiden vaikutukset keskittyvät lähinnä vain resurssitehokkuuden parantamiseen sekä tuotteiden elinkaaren pidentämiseen. Jotta digitaalisia ratkaisuja voidaan hyödyntää materiaalikiertojen sulkemisessa, yrityksen teknologisen kehityksen on edettävä integroivien ja analysoivien teknologioiden tasolle. Tämä vaatii toimijoilta laajoja investointeja, mutta teknologioiden potentiaali on selvästi tunnistettavissa.

Selvitys on toteutettu osana Tampereen yliopistolla vuonna 2019 tehtyä tutkimusta digitaalisten ratkaisujen vaikutuksista kiertotalouteen. Tutkimus on osa EAKR-rahoitettua 6Aika-hanketta ”CircVol: Suurivolyymisten sivuvirtojen ja maamassojen hyödyntäminen kaupungeissa”. Blogissa esitetty visuaalinen kaavio on johdettu tutkimuksen kirjallisuuskatsauksen sekä haastatteluiden tuloksista.

Teksti: Juha-Matti Väisänen, tutkimusapulainen, Tampereen yliopisto, vaisanen.jm@gmail.com

Kuva: Juha-Matti Väisänen ja Mainostoimisto Värikäs / Kati Kangasniemi

Innovaatioalustoja, verkostoja, avoimuutta ja sujuvaa yhteistyötä – Kiertotalousyhteistyö kiinnostaa yrityksiä

Helsingin kaupunki toteutti CircVol-hankkeessa syksyllä 2019 yrityskartoituksen, jossa tunnistettiin biologisiin virtoihin tukeutuvan bio- ja kiertotalouden yritysekosysteemiä sekä kartoitettiin yritysten sijoittumis- ja palvelutarpeita. Kartoituksen tuloksena tunnistettiin yli 30 kiertotalousyhteistyöstä kiinnostunutta yritystä, joiden kanssa jatketaan biologisiin virtoihin tukeutuvan kiertotalousyhteistyön rakentamista.

Selvityksessä tunnistettiin aluksi biologisiin virtoihin tukeutuva lähes 200 yrityksen ekosysteemi. Yritysekosysteemiin kuului erityisesti ravinnontuotannon, elintarviketeollisuuden ja ruokapalvelujen yrityksiä, metsäteollisuuden toimijoita sekä rakentamisen suurivolyymisten biologisten sivuvirtojen hyödyntäjiä. Yritysekosysteemiin mukaan tunnistetuille yrityksille suunnattiin kysely, jossa kartoitettiin heidän kiinnostuksensa kiertotalousyhteistyöhön toisten yritysten ja Helsingin kaupungin kanssa. Lisäksi ekosysteemistä valittiin noin 50 yritystä tarkempiin haastatteluihin. Haastatteluiden kautta kartoitettiin yritysten kiinnostusta lähteä mukaan yhteiskehittämään biointegraattia sekä heidän yleistä kiinnostustaan kiertotalouden yhteistyöhön sekä toivomuksia kaupungin yrityspalveluita kohtaan.

Työn tuloksena tunnistettiin 32 toimijaa, jotka haluavat olla mukana rakentamassa kiertotalouden yhteistyötä yhdessä Helsingin kaupungin ja CircVol -hankkeen kanssa. Kiinnostuneet yritykset edustivat monipuolisesti eri toimialoja, kuten esimerkiksi jätehuoltopalveluita ja jätteiden käsittelyä, elintarvikealan teollista ja pientuotantoa, energiateknologiaa sekä muovia korvaavien materiaalien kehittäjiä ja rakennusmateriaalien tuotantoa.

Biomassakartoituksen tuloksia. Tarkempi raportti julkaistaan myöhemmin.

Mukaan innovaatioalustoihin ja pilotointeihin

Haastattelujen kautta yritykset viestivät, että he haluavat olla mukana kotimaisissa ja kansainvälisissä verkostoissa ja toivovat tukea markkinointiyhteistyön rakentamiseen. Lisäksi yrityksiä kiinnostaa tuotannolliset tilat sekä erilaiset innovaatioalustat ja pilotointimahdollisuudet. Pk-yritysten osalta nostettiin erityisesti esiin nopean päätöksenteon tarve, sillä pienemmillä yrityksillä päätöshorisontti on lähellä ja tarpeet hyvin konkreettisia.

Kiertotalouden osalta haastatellut yritykset indikoivat kiinnostustaan erityisesti raaka-aineisiin liittyvän kiertotalouden kehittämiseen (esimerkiksi elintarviketeollisuuden sivuvirrat), pakkauksiin liittyviin kiertotalousratkaisuihin (biopohjaiset pakkausmateriaalit) sekä kestäviin energiaratkaisuihin esimerkiksi hukkalämmön hyödyntämiseen liittyen. Lisäksi nostettiin esiin maamassoihin ja jätteisiin liittyvät yhteistyömahdollisuudet.

”Kaupungin roolina on positiivisen ja yritysystävällisen ilmapiirin luominen sekä erittäin sujuva kaavoitus ja luvitus. Myöhemmin kaupungin tulisi järjestää julkisen liikenteen yhteydet, jos kyseessä iso työpaikka”, tiivisti eräs haastateltu yritys toivomuksista kaupungin palveluille.

Yritysjatkoilla peräänkuulutettiin avoimuutta ja johdonmukaisuutta toiminnassa

Haastattelujen lisäksi 11.12.2019 järjestettiin Helsingissä Allas Sea Poolilla CircVol-hankkeen seminaarin yhteydessä yritysjatkot. Tilaisuuden tarkoituksena oli käynnistää kaupungin ja yritysten välistä keskustelua kiertotalouden yhteistyöstä sekä kuulla yritysten toivomuksia kaupungin tarjoamien yrityspalveluiden ja muun yhteistyön suhteen. Lisäksi tilaisuudessa kerättiin syötteitä CircVol –hankkeen v. 2020 toiminnan suunnittelua varten.

Yritysjatkoille osallistui 15 yritystä ja keskustelu käytiin kolmessa pienryhmässä seuraavista aiheista:

  1. Mitä itselläni ja yritykselläni on annettavaa kiertotaloudelle
  2. Millainen on oman yritystoiminnan näkökulmasta kiertotalouden ihannetila
  3. Mitä toivomuksia yrityksillä on kaupunkiyhteistyölle?

Yritysjatkojen keskusteluissa nousi esiin seuraavat yritysten esiintuomat näkökulmat ja toivomukset:

  • Yhteisen kiertotalouden vision luominen sekä alueellisten vahvuuksien ja kärkiteemojen tunnistaminen
  • Toimialarajat ylittävien kokonaisarvoketjujen rakentaminen, jossa kaikkia toimijoita kiinnostavat aiheet huomioitu.
  • Kokeilukulttuurin vaaliminen
  • Reilu, riskit ja mahdollisuudet jakava liiketoimintaympäristö

Kaupungille ja kaupungin yrityspalveluille esitettyjä toiveita olivat:

  • Viranomaisyhteistyön lisääminen jo uusien ideoiden alkuvaiheessa
  • Sujuva lupakäsittely
  • Kaupungin omistamien biovirtojen avaaminen kiertotaloudelle
  • Johdonmukaisuus toiminnassa
  • Avoin tiedottaminen
  • Avoin data

 

Haastattelujen ja yritysjatkojen keskustelujen lopputuloksena paitsi tunnistettiin ja sitoutettiin yrityksiä mukaan kiertotalouden yhteistyöhön, niin myös samalla tuotettiin arvokasta tietoa Helsingin kaupungille siitä, mihin suuntaan sen tulisi kehittää yrityksille suunnattuja palveluita. Tietojen avulla Helsingin kaupunki voi nyt kehittää eteenpäin yritysekosysteemejä ja –klustereita tarjoamalla mm. monipuolisia sijaintimahdollisuuksia, kansainvälistä verkostoitumista, päästövähennyksiä sekä luoda uusia innovaatioita, jotka tuottavat myös uusia vientimahdollisuuksia.

”Tartumme CircVol –hankkeessa heti vuoden 2020 alusta yritysten esittämiin toiveisiin ja julkaisemme mm. CircVol nettisivustolla (https://circvol.fi/) avoimeen dataan perustuvan biomassakartoituksen koko aineiston. Vuoden aikana kirkastetaan biovirtoja hyödyntäviä kiertotalouden kärkiä, joissa yrityksillä on Helsingin seudulla kasvupotentiaalia ja joita kaupunki voi omalla toiminnallaan tukea. Kiinnostavia ovat mm. jätteitä hyödyntävät biojalostamot, joissa saadaan biovirroista hyödynnettyä energian lisäksi monipuolisesti korkean lisäarvon omaavia materiaalikomponentteja”, summaa CircVol -hankkeen Helsingin osatoteutuksen projektipäällikkö Heli Lehtinen Helsingin kaupungilta.

Työntekijöitä työmaalla

Kiertotalouden piloteilla tukea kestävään kaupunkikehitykseen

Oulun ammattikorkeakoulun osatoteutuksen taustoista ja toimenpiteistä kerrotaan ePookin asiantuntijablogissa Kiertotalouden piloteilla tukea kestävään kaupunkikehitykseen.

Photo by Del Barrett on Unsplash

Pääkaupungin suurivolyymiset biovirrat kestävään kiertoon

Käymme kiinteistöpäällikkö Lehtomäen kanssa läpi ITIS-kauppakeskuksen jätejakeiden kiertoa uuden jäähdytetyn ja otsonoivan biojätepuristimen ääressä. Pohjalla pyörii ensimmäinen erä biojätettä, elokuvateatterin ylijäämäpoppareita. Kauppakeskus tuottaa vuosittain noin 400 tonnia pakattua ja puristimiin tiivistettyä biojätettä jatkokäsittelyyn. Kustannukset maksetaan vuokralaisten hoitovastikkeissa ja niitä pyritään pitämään kurissa tehokkaalla logistiikalla. Jäähdytetyissä puristimissa biojätettä voidaan kerätä suurempiin kuljetuseriin. Jätejakeista ainoastaan pahvi tuottaa enemmän kuin sen kustannukset ovat. Ehkä jonain päivänä kauppakeskuksen biojätekin on rahanarvoista, kun tarve biopohjaisille kierrätysraaka-aineille kasvaa odotusten mukaisiin mittoihinsa.

Materiaalivirtojen ohjaaminen kestävään kiertoon on välttämätön toimenpide matkalla kohti kaupunkien hiilineutraaliuden tavoitteita. Helsingin kaupunkistrategiassa 2017 – 2021 on asetettu tavoitteeksi, että päästövähennyksiä ja kiertotalouden hankkeita toteutetaan Helsingissä yhteistyössä yritysmaailman ja kaupunkilaisten kanssa. Hiilineutraali Helsinki 2035 – toimenpideohjelman 147 toimenpiteestä 14 kpl koskee kiertotaloutta. Yhtenä toimenpiteenä on kiertotalouden ja jakamistalouden tiekartan laatiminen kaupungin omalle toiminnalle. Tiekarttatyö aloitettiin syksyllä 2018 nykytilanteen kartoituksilla, joista nousi neljä teemaa jatkojalostukseen; ruokahävikki ja biovirrat, rakentaminen, jakamistalous sekä hankinnnat.

Kaupungin oman toiminnan biovirtoja koskevassa kartoituksessa ilmeni mm. seurannan ja tietojen puutteita, mutta myöskin monia rajoitteita biojätteiden nykyistä kestävämmälle hyödyntämiselle ns. kaskadiperiaatteen mukaisesti. Tällä tarkoitetaan resurssien tehokasta hyödyntämistä edistämällä biomateriaalien kertautuvaa käyttöä ja mahdollisimman korkeaa arvonlisää sekä materiaalihyödyntämistä ennen energiakäyttöä. Todettiin, että yhteistyö yksityisen sektorin kanssa lisäisi hyödyntämisen mahdollisuuksia. Voitaisiin mm. kerätä yhteen suurempia volyymejä biotalouden raaka-aineeksi. Lisäksi kaupunki on kiinnostunut uusien teknologioiden, mm. pyrolyysin, hyödyntämisestä viherjätteiden ja lietteen jalostamisessa.

CircVol –hankkeessa toteutetaan parhaillaan laajempaa kartoitusta Helsingin seudun biologisista virroista halkaisijaltaan noin 60 km alueella, keskittyen itäisimpään Helsinkiin ja naapurikuntiin.  Tarkoitus on tuottaa tietoa potentiaalista, joka piilee näissä resurssivirroissa alueen kiertotalouden raaka-aineina. Tarkastelussa ovat mukana peltobiomassat ja -sivuvirrat, lanta, metsätalouden sivuvirrat, puutuote- ja elintarviketeollisuuden sivuvirrat, rakennuspuujäte sekä erilaiset biojätteet, rasvat ja öljyt palvelusektorilta. Tarkastelualueella näyttää syntyvän eniten puuperäisiä jätteitä (160 000 t/a). Selvitämme myös biovirtojen hyödyntämisen nykytilaa mm. jätteenkäsittelyn myönnettyjen ympäristölupien ja erilaisten tilastojen avulla.

Samanaikaisesti alueellisen kartoituksen kanssa Helsingin kaupunki selvittää mahdollisuuksia parantaa tiettyjen omien, yleisten alueiden hoidosta syntyvien biovirtojensa hallintaa. Kaupungilla on ollut haasteena käsitellä kustannustehokkaasti ja ympäristöä huomioiden mm. roskaista haravointijätettä sekä maamassoja, joissa on runsaasti haitallisten vieraslajien jäänteitä ja siemeniä. Viherjätteiden paremmalla käsittelyllä on todettu olevan myös päästövähennyspotentiaalia.

Alustavien tulosten perusteella joillekin biovirroille on jo kilpailevaa kysyntää, mutta hankalimmista eristä syntyy edelleen korkeitakin käsittelykustannuksia. ITIS-kauppakeskuksen jätehuolloin korkein kokonaiskustannus muodostuu puristimiin kerättävästä biojätteestä. Resurssitehokkainta olisi välttää biojätteen syntyä vuokralaisten tiloissa eli keskuksen kymmenissä ravintoloissa ja myymälöissä. Tässä on lyhyesti kuvattu sisäinen ristiriita kierrätettyjen biomateriaalien hyödyntämisessä. Jätesyötettä pitää olla riittävästi, jotta kannattaa investoida biotuotteen valmistukseen, mutta samanaikaisesti on tarpeen ehkäistä jätteen syntyä raaka-ainekierron alkupäässä. Tarvitaankin raaka-aineen suhteen joustavia, mutta myös uusia teknologisia ratkaisuja hyötykäytölle.

Kirjoittaja on Heli Lehtinen, Projektipäällikkö, Helsingin Kaupunki, Kaupunginkanslia, Elinkeino-osasto, Yrityspalvelut

Laboratoriotyöskentelyä

Yhteistyötä ja osaamisen vahvistamista Turussa

Turun ammattikorkeakoulussa oppiminen ja opettaminen liitetään kiinteästi yhteen työelämän sekä tutkimus- ja kehityshankkeiden kanssa. Työelämälähtöistä toimintatapaamme kutsutaan Innovaatiopedagogiikaksi. Innovaatiopedagogiikka perustuu kokeilulle, tiedon ja osaamisen jakamiselle sekä erilaisten näkökulmien yhdistämiselle. Se tähtää opiskelijoiden innovaatiovalmiuksien luomiseen yhdistämällä opetusta, tutkimus- ja kehitystyötä sekä yhteistyötä työelämän toimijoiden kanssa.

6Aika: CircVol Suurivolyymisten sivuvirtojen ja maamassojen hyödyntäminen kaupungeissa -hankkeen tavoitteet liittyen mm. kiertotalouden kehittämiseen laaja-alaisissa toimijaverkostoissa ja osaamisen vahvistamiseen ovat yhteneviä ammattikorkeakoulussa asetettujen tavoitteiden kanssa. Yhteistyö paikallisesti Turun seudun toimijoiden kanssa laajentaa ammattikorkeakoulun henkilöstön verkostoa ja luo myös opiskelijoillemme polkuja työelämään. Kansallisesti olemme löytäneet yhtymäkohtia ja mahdollisuuksia täydentää toinen toistemme osaamista.

Turun ammattikorkeakoulussa tutkimus- ja kehitystoiminta tuodaan osaksi opetusta. Oppimissuunnitelmissa on projektiopintoja, joiden aikana opiskelijat pääsevät mukaan tutkimushankkeisiin tai yritysten toimeksiantoihin. CircVol-hankkeessa prosessi- ja materiaalitekniikan sekä rakennustekniikan insinööriopiskelijat ovat olleet mukana mm. meille uusien laboratoriotestien kehittämisessä ja testaamisessa. Opiskelijamme pääsevät työskentelemään monialaisissa ryhmissä, aivan kuten työpaikoillakin.

Lauttaranta- ja Savimaat-piloteissa selvitetään ja tutkitaan vaihtoehtoja maamassojen stabiloinnille teollisuuden sivuvirtoja hyödyntämällä. Turun ammattikorkeakoulun kemiantekniikan ja rakennustekniikan laboratorioissa on tutkittu seostettujen materiaalien kemiallista ja mekaanista stabiilisuutta.

Työ aloitettiin sekoittamalla ruoppausmassaan stabilointireseptin mukaan eri seosaineita. Seoksista valmistettiin koekappaleita.

 

Kuva 1. Koekappaleiden punnitus (kuva: Maiju Aho)

Stabiloitujen koekappaleiden kemiallista liukoisuutta ja mekaanista lujuutta seurattiin. Kemiallista liukoisuutta tutkitaan diffuusiokokeen avulla. Standardin mukaisessa diffuusiokokeessa näytekappale upotetaan veteen ja vedestä tutkitaan tiettyjä aineita eri ajan hetkinä.

Kuva 2. Koekappaleen upotus veteen (kuva: Martti Komulainen)

Hankkeeseen osallistuneet opiskelijat tutustuivat käytettävään standardiin ja lähtivät sen pohjalta pystyttämään testausympäristöä. Näytteen valmistuksen, stabiloinnin ja diffuusiotestin lukuisat eri vaiheet käytiin läpi. Eri vaiheille pohdittiin ja testattiin vaihtoehtoisia toimintatapoja, kokeilun kautta löydettiin sopivimmat. Sen sijaan, että opiskelijoille ojennetaan valmis työohje mitä lähdetään toteuttamaan, tiimille asetetaan tavoite, tarjotaan työkaluja ja annetaan ryhmän löytää sopivin ratkaisu omien oivallusten ja oppimisen kautta. Ohjaajien tehtävä on auttaa, tukea ja rohkaista.

Kuva 3. Metallipitoisuuden analysointi MP-AES:llä (kuva: Martti Komulainen)

Vesinäytteitä analysoidaan usealla eri menetelmällä. Näytteen käsittely ja menetelmän luominen kyseessä olevalle näytematriisille on haastavaa ja mielenkiintoista laboratoriotyöskentelyä. Laajempana opintoihin kuuluvana projektina opinnoissaan jo pidemmälle ehtinyt opiskelija pystyy kehittämään omaa analyyttista osaamistaan analyysimenetelmän kehittämisen ja validoinnin parissa.

Opiskelijoiden ja henkilökunnan yhteistyöllä testausmenetelmä on kehitetty ja tuloksia on raportoitu hankepartnereille.

Kirjoittaja: Mari Ketola materiaalitekniikan lehtori, CircVol-hankkeen projektipäällikkö Turun ammattikorkeakoulussa.

Multaa lapioidaan pieneen ämpäriin

Jätemateriaalit turvallisesti kiertoon maarakentamisessa

”Tarvitaan rohkeutta kokeilla ja kehittää jätemateriaaleja nykyistä kilpailukykyisempään suuntaan.”

Suomessa kaivetaan tai louhitaan vuosittain maa-ainesten ottoalueilta noin 70 miljoonaa tonnia harju- ja kalliokiviainesta. Tämä vastaa tilavuudeltaan lähes 300 eduskuntataloa. Merkittäviä käyttökohteita neitseelliselle kiviainekselle ovat väylät, kentät, vallit ja rakennusten pohjarakenteet.

Esimerkiksi rakenteiden ja rakennusten purkamisessa syntyy samaan aikaan maarakentamiseen soveltuvia jätemateriaaleja, joiden määränpäänä on useimmiten kaatopaikka. Näiden materiaalien nykyistä laajemmalla hyödyntämisellä voitaisiin vähentää tarvetta neitseellisen kivi- ja maa-aineksen louhimiseen, ja siten suojella arvokkaita luonnonympäristöjä kuten soraharjuja. Samalla vältyttäisiin täyttämästä kaatopaikkoja sinne kuulumattomalla materiaalilla.

Ympäristöriskit selvitettävä

Maarakentamisessa voitaisiin hyödyntää rakentamisen ylijäämämaiden lisäksi jätteitä kuten tuhkaa, betonimursketta, käsiteltyä jätteenpolton kuonaa tai rengasrouhetta. Materiaalien hyödyntäminen edellyttää kuitenkin aina niiden teknisen käyttökelpoisuuden lisäksi ympäristöturvallisuuden varmistamista. Jätemateriaalit sisältävät monesti vaihtelevia, joskin usein vähäisiä määriä erilaisia haitallisia aineita. Materiaaleista mahdollisesti vapautuvat aineet voivat huonontaa käyttökohteessaan ympäristön tilaa ja aiheuttaa haittaa niin rakenteille, luonnolle kuin ihmisille.

Jätemateriaalien hyödyntäminen edellyttääkin aina ennakkoon niiden laadun selvittämistä.  Vain siten voidaan tunnistaa mahdolliset riskit ja niiden perusteella arvioida materiaalien käyttökelpoisuus sekä hyödyntämiseen soveltuvat käyttökohteet ja -tavat.

 Jätemateriaalien käyttöä maarakentamisessa helpotetaan

Vuoden 2018 alussa tuli voimaan uudistunut valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa (MARA-asetus). Parhaillaan ympäristöministeriön johdolla valmistellaan toista asetusta liittyen maa-ainesjätteiden hyödyntämiseen maarakentamisessa (MASA-asetus). Näiden asetusten yhteisenä tavoitteena on lisätä kierrätyskelpoisten jätteiden hyödyntämistä maarakentamisessa keventämällä viranomaismenettelyjä.

MARA- ja MASA-asetuksissa on määritetty kriteereitä, joiden täyttyessä asetuksissa listattuja materiaaleja voidaan hyödyntää ilman erillistä ympäristölupaa. Asetuksissa materiaalien sisältämille tai niistä liukeneville haitta-aineille on annettu raja-arvot sekä kuvattu rakenteet ja käyttökohteet, joissa voidaan soveltaa pelkkää rekisteröintimenettelyä.  Erityisesti korostetaan laadunhallintaan liittyviä selvityksiä ja velvoitteita. Vain luotettavien menetelmien ja kattavien laadunhallintajärjestelmien avulla voidaan varmistaa kierrätysmateriaalien turvallinen käyttö koko rakenteen elinkaaren ajan.

Tuotteen perinpohjainen tutkiminen ja tunteminen ovat edellytys myös sille, että materiaalin markkina-arvo ja arvostus nousevat. Ilman markkinoiden luottamusta ei näiden kierrätysmateriaalien hyödyntäminen edisty. Tarvitaan myös rohkeutta kokeilla ja kehittää jätemateriaaleja nykyistä kilpailukykyisempään suuntaan.

Vastuu materiaalin laadun selvittämisestä ja varmistamisesta on niiden tuottajilla, käsittelijöillä ja hyödyntäjillä. Materiaalien uudenlaiset käyttöratkaisut edellyttävätkin alan toimijoiden tiivistä yhteistyötä.

Kirjoittaja Outi Pyy on koulutukseltaan diplomi-insinööri, ja työskentelee Syken haitallisten aineiden ryhmässä pilaantuneiden alueiden ja maa-ainesten asiantuntijana.

Kaupungin hiilineutraalisuustavoitteen toimet

Oulussa kiertotalouden näkökulmat ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen huomioidaan yhä paremmin

Oulussa asukaskohtaiset hiilidioksidipäästöt ovat vähentyneet vuoden 1990 tasosta yli 29%. Tämä on kuitenkin vain alkua ja Oulun kaupunki on vuonna 2018 kaupunkistrategiassaan 2026 linjannut, että Oulu on hiilineutraali kaupunki vuoteen 2040 mennessä. Vuoden 1990 tasosta kokonaispäästöjen pitää laskea jopa 80%. Näiden lukemien ja tavoitteiden toteutuminen edellyttää paitsi merkittäviä toimenpiteitä jokaisella sektorilla, myös kykyä muuttaa ajattelu- ja toimintatapoja kestävämpään suuntaan.

Kaupungin uusi ympäristöohjelma on parhaillaan valmistelussa oleva dokumentti, joka pyrkii esittämään tarvittavat toimenpiteet kaupunkistrategian päämäärien saavuttamiseksi. Valmistelutyö on toteutettu osallistaen laajasti eri alojen asiantuntijoita, viranhaltijoita ja poliitikoita. Keskeisin haaste on ollut löytää vaikuttavimmat toimenpiteet päästöjen vähentämiseksi. Valmistelutyön keskiössä on ollut toimiva kiertotalous ja sen jalkauttaminen koko kaupungin toimintaan. Ympäristöohjelman eräänä toimenpiteenä tuleekin todennäköisesti olemaan askelmerkkien asettaminen kiertotalouden tiekartan kautta.

Oulun kaupunki on sitoutunut energia- ja materiaalitehokkuuteen jo edellisessä ympäristöohjelmassaan. Tuolloin tavoite on laadittu lähtökohdissa, joissa on todettu nykyisten maanläjityspaikkojen täyttökapasiteetin tulevan täyteen vuoteen 2026 mennessä. Samalla maa-ainesten ottoalueet ovat siirtyneet koko ajan kauemmas lisäten kuljetusten hiilidioksidipäästöjä. Infrarakentaminen ja siihen liittyvät kuljetukset ovat yksi vaikuttavimmista osa-alueista, jonka päästöihin kaupunki toimillaan pystyy vaikuttamaan.

Oulun kaupunki on edistänyt kiertotaloustavoitteita erityisesti omien kehityshankkeiden kautta. Ympäristöministeriön kanssa yhteistyössä vuonna 2018 toteutettu Kiviaineshuollon kehittämisen kokeiluhanke keskittyi edistämään kiertotalouden huomioimista hankkeen eri vaiheissa aina kaavoituksesta rakentamiseen saakka. Resurssiviisas infrastruktuuri -hankkeessa vuosina 2016-2017 edistettiin uusiomateriaalien käyttöä rakentamisessa esimerkiksi päivittämällä kadun rakentamisen mitoitusohjeet koskemaan myös uusiomateriaaleja sekä rakentamalla uusiomateriaaleista pilottikatu, johon kuuluu kolme erilaista rakennetta, joissa on hyödynnetty betonimurskaa ja rakeistettua tuhkaa kantavassa, jakavassa ja suodatinkerroksessa.

EU:n kierrätystavoitteet luovat paineita jätesektorille ja lisäävät jatkossa uusiomateriaalien käyttöä ja sivuvirtojen hyödyntämistä entisestään. EU:sta tuleva paine on varmasti vaikuttanut myös Suomen uuteen hallitusohjelmaan. Kevään 2019 hallitusohjelmassa on huomioitu kiertotalouden hyödyt muun muassa luonnonvarojen ylikulutuksen vähentämisessä ja ympäristöystävällisissä ratkaisuissa. Muutos toimintatavoissa alkaa kunnan esimerkistä ja myös julkisissa hankinnoissa voidaan ottaa kiertotalous ja hiilidioksidipäästöt yhä paremmin huomioon. Oulun kaupunki toimii hiilineutraalisuudessa ja kiertotaloudessa suunnannäyttäjänä seudullisille toimijoille.

Oulun kaupungin osatoteutus CircVol-hankkeessa kietoutuu pitkälti Välimaan kiertotalousalueen ympärille. Uuden seudullisen kiertotalousalueen kehittäminen Kiimingin Välimaalle toteuttaa kaupungin ympäristöohjelman kiertotaloustavoitteita sekä pitkällä tähtäimellä myös hiilineutraaliustavoitetta. Nykytilanteessa Oulun seudulla on vain vähän kiertotaloustoimintaan soveltuvia alueita, minkä vuoksi teollisuudessa ja rakentamisessa syntyviä sivuvirtoja, purkumateriaaleja ja pilaantuneita maita on jouduttu kuljettamaan välillä hyvinkin kauas pois Oulun talousalueelta. Tämä ei ole järkevää, kustannustehokasta eikä ekologista. Välimaan kiertotalousalueella kiertotalousalan toimijat voivat kehittää uusia käsittelymenetelmiä, innovaatioita ja uusia tuotteita. Alueellinen yhteistyö luo eväitä uusiin palveluihin, työpaikkoihin ja liiketoimintamahdollisuuksiin.

Kirjoittajat Oulun kaupungin Yhdyskunta- ja ympäristöpalveluiden ympäristöasiantuntija Satu Pietola ja Venla Honkala, Oulun CircVol-hankkeen projektipäällikkö.

leikkauskuva röntgentomografialla tehtynä

Röntgentomografialla tärkeää perustietoa stabiloiduista maamassoista

Stabiloituja maamassoja testataan laajasti. Röntgentomografialla voidaan selvittää massojen sisäinen rakenne ja määrittää tarkemmin syitä testituloksille.

Massan stabiloinnilla tarkoitetaan prosessia, jossa sellaisenaan hyötykäyttöön kelpaamaton massa, esim. merialtaan ruoppausmassa, pyritään saamaan kiinteään ja vakaaseen muotoon, jolloin sitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi täyttömaana. Ennen kuin löydetään toimiva resepti massan stabilointiin, on kokeiltava useita eri ainesosia ja niiden välisiä suhteita. Näin saadaan koemassoja, joiden suorituskykyä voidaan testata esimerkiksi mittaamalla niiden puristuslujuutta tai säänkestävyyttä.

Tällaiset testit kertovat massan suorituskyvystä, mutta eivät kovin paljoa muista tekijöistä mitatun tuloksen takana. Kun halutaan löytää paras mahdollinen resepti, on myös hyödyllistä tietää, miksi joku lopputuote suoriutuu hyvin ja joku toinen huonosti tietystä testistä. CircVol-projektissa Geologian tutkimuskeskus (GTK) on tutkinut stabiloituja ruoppausmassoja röntgentomografialla, jolla voidaan näytettä vahingoittamatta selvittää tarkemmin stabiloidun kappaleen rakennetta ja tämän avulla syitä testitulosten takana (kuva 1).

Kuva 1. Stabiloidun massanäytteen tutkimista röntgentomografialla.

Röntgentomografiassa näytettä pyöritetään yksi täysi kierros ja siitä otetaan varjokuvia, eli perinteisiä 2D röntgenkuvia, yleensä noin 2000-2500 eri suunnasta. Näistä kuvista voidaan matemaattisesti muodostaa 3D röntgenkuva, eli käytännössä 3D tiheyskartta näytteestä (kuva 2). Näin saatu 3D-kuva avaa mahdollisuudet moninaisiin analyyseihin. Kuvasta voidaan vaivattomasti määrittää mm. huokoisuus ja huokosrakenteen eri ominaisuuksia, kuten huokoskokojakauma, huokosten muoto, sekä huokosten sijoittuminen näytteessä.

Kuva 2. 3D-kuva massanäytteestä leikattuna digitaalisesti vinoa pintaa pitkin. Vaaleammat pisteet ovat ympäristöään tiheämpiä rakeita.

 

3D-kuvaa tarkastelemalla voidaan myös helposti selvittää, miten homogeeninen näyte on (kuva 3). Näin voidaan esimerkiksi huomata jos massaa on sekoitettu riittämättömästi, mikä puolestaan voi johtaa huonoihin testituloksiin ja ei-toivottuihin ominaisuuksiin stabiloidussa kappaleessa. 3D-kuvan avulla voidaan varmistaa, että testitulokset vastaavat todella sitä, mihin kyseisellä reseptillä pystytään.

Kuva 3. Kolme poikkileikekuvaa ja näiden yhdistelmä massanäytteestä, jossa keskellä näytettä on huonommin kiinteytynyt osa. Kuvasta nähdään, että näytteen homogenisointi ei ole onnistunut.

 

Röntgentomografia on usein parhaimmillaan, kun se yhdistetään muihin menetelmiin – niin tässäkin tapauksessa. Paras hyöty kuvauksista saadaan, kun kuvataan sama näyte ennen ja jälkeen esimerkiksi mekaanisen puristuslujuustestin. Näin otetuista kuvista voidaan nähdä tarkalleen, mistä kohtaa massan rakenne on antanut periksi, mikä auttaa ymmärtämään kyseisen reseptin vahvuuksia ja heikkouksia. GTK:lla näytteet voidaan myös pitää kylmänä koko kuvauksen ajan käyttämällä erityistä viilennettyä näytekammiota (kuva 4), joten näyte lähtee tomografiasta muihin kokeisiin täsmälleen siinä kunnossa kuin se on laboratorioon tullut.

Kuva 4. Viilennetty näytekammio GTK:n röntgentomografialaitteessa. Näytettä ympäröi musta hiilivahvistettu lasi, joka läpäisee hyvin röntgeniä.

 Kirjoittaja FT Jukka Kuva toimii tutkijana Geologian tutkimuskeskuksessa, jossa hän vastaa röntgentomografialaboratorion toiminnasta ja kehityksestä.

Geologian tutkimuskeskus (GTK) on geologisten luonnonvarojen ja niiden kestävän käytön eurooppalainen huippuosaaja. CircVol-projektissa GTK on mukana tukemassa kaivettujen maamassojen turvallista ja taloudellista hyötykäyttöä tarjoamalla asiantuntemusta ja uusia innovaatioita maamassojen karakterisointiin.

hiekkaan piirrettyjä numeroita

Maamassojen tehokasta logistiikkaa ja kustannussäästöjä digitaalisuuden avulla

Rakentamisen aikaiset suuret maamassat ovat kunnille haaste, mutta digitaalisten ratkaisujen avulla niiden logistiikkaa voidaan tehostaa merkittävästi.

Suurivolyymisten maamassojen ja sivuvirtojen hallinta on suurelta osin erilaista tiedon välitystä järjestelmien ja organisaatioiden välillä. ”Mitä”, ”missä” ja ”milloin” sekä kuinka paljon ovat yleisiä kysymyksiä kaikissa logistisissa haasteissa. Tietomallien, rajapintojen ja tiedontuotantoprosessien määrittelyjen avulla pystytään tehostamaan materiaalien kierrätystä ja turhaa kuljettamista.  

Ensimmäiseksi on vastattava ”mitä”-kysymykseen eli luokiteltava massat. Infrasuositusten maamassojen laatuluokittelu on hyvä pohja, mutta täydennetäänkö sitä muilla suosituksilla vai yksinkertaistetaanko luokittelua? Massan tarjoajalla ja käyttäjällä tulee olla yhteinen käsitys siirrettävän massan luokittelusta ja laadusta. Seuraavaksi kysymys on ”missä”: osoitetieto vai paikkatieto: pisteenä vai alueena. Logistisesti osoite ja mahdolliset yhteystiedot riittävät, mutta esimerkiksi PIMA-massojen jäljitettävyyden osalta tarkempi sijaintitieto olisi avuksi. ”Milloin”-kysymys lyhyellä aikaikkunalla palvelee kuljetusten optimointia, laajempi aikaikkuna taas mahdollistaa kaavoituksen ja hankkeidenvälisten aikataulujen pitkän aikavälin suunnittelun. Kaikkiin näihin kysymyksiin käyttötarkoitus määrittää tarvittavan tiedon tarkkuuden. Samalla ei kuitenkaan tulisi rajata pois rinnakkaisia tai tulevaisuuden käyttötarpeita.

Digitaalisten ratkaisujen vaiheet:

1)     Täsmällinen tieto ja tiedon lisääntyminen

  1.     Luokittelu ja tietomalli
  2.    Tiedon määrä vaatii digitaalisen hallinnan

2)     Integraatio ja järjestelmien yhteensopivuus

  1.     Tietoa välitetään eri järjestelmien välillä
  2.    Rajapinnat ovat avoimia

3)     Optimointi

  1.     Logistinen kustannustehokkuus
  2.    Suunnittelun mahdollisuudet seutukaavoituksesta aina yksittäiseen hankkeeseen.

Tietomalli ja luokittelu ovat digitaalisten järjestelmien formaalin kommunikoinnin perusta. Avoimet rajapinnat mahdollistavat järjestelmien integroinnin riippumattomuuden, jolloin integroitavat järjestelmät eivät ole toimittajista riippuvia ja ovat paremmin ylläpidettäviä.  PIMA- ja jätemaa-massat puolestaan vaativat erilliset käsittelyprosessit ja niihin liittyvien tietojen käsittelyn ja edelleen välittämisen vastaaviin tietojärjestelmiin eri viranomaistehtävien täyttämiseksi. Katso lisätietoja avoimista rajapinnoista 6Aika kaupungeissa.

Optimointi on ensimmäinen vaihe, jossa tavoitellaan varsinaisesti suorituksen tehokkuutta ja sitä kautta kustannussäästöjä. Logistinen ongelma massojen siirrosta paikasta A paikkaan B mahdollisen välivaraston V kautta on perinteinen logistinen haaste varsinkin, kun paikkojen A ja B määrä kasvaa ja niiden etäisyydet vaihtelevat. Tätä haastetta kuljetusliikkeet ratkovat päivittäin. Suurilla kaupungeilla ja maakunnilla on kaavoituksella ja hankkeiden välisellä koordinoinnilla mahdollisuus ennakoida liikuteltavien maamassojen syntymistä ja niiden hyödyntämistä niin, että kuljetustarpeet optimoidaan. Tällöin kuitenkin keskeiseksi haasteeksi tulee kaavoituksen ja hankkeiden aikataulujen ennustettavuus ja tiedon epämääräisyys, jotka ovat ristiriidassa digitaalisten ratkaisujen tietomallivaiheen kanssa.

Nykyiset tekoäly- ja koneoppimisteknologiat mahdollistavat epävarmojenkin suurten tietomäärien hyödyntämisen suunnittelun tueksi. Tämä mahdollistaisi sen, että kaavoituksella voisi optimoida massojen kuljetustarpeet tulevaisuudessa. Tällöin kustannussäästöt olisivat merkittäviä.

Jo nykyiset Helsingissä käytetyt hankekohtaiset massatasapainojen taulukkopohjaiset laskelmat ja hankkeiden välinen massojen keskitetty koordinointi on osoittanut selkeät säästöt, kun käsiteltävien massojen määrä ja kuljetusmatkat kasvavat. Muissakin kaupungeissa kustannussäästön mahdollisuus on tunnistettu, mutta massojen hyödyntäminen on ollut tapauskohtaista eikä keskitettyä.

Juha Nummila, projektipäällikkö, Forum Virium Helsinki

Forum Virium Helsinki on Helsingin kaupungin innovaatioyhtiö. Kehitämme tulevaisuuden kaupunkiratkaisuja yhdessä yritysten, tiedeyhteisön ja kaupunkilaisten kanssa. Forum Virium Helsingin IoT-ohjelma yhteiskehittää esineiden internetin ja datan täysimittaisen hyödyntämisen vaatimien datan keruu-, tuotanto-, jakelu- ja siirtoratkaisuja ja edistää yhteistä markkinaa datan ja rajapintojen harmonisoinnin keinoin.

Photo by Scott Webb on Unsplash

Tuhkalle tehokasta hyötykäyttöä

Kirjoittajat dosentti Oskar Karlström ja Jan-Erik Eriksson Åbo Akademin Epäorgaanisen kemian laboratoriosta.

Maailmanlaajuisesti polttolaitoksissa muodostuu yli 750 miljoonaa tonnia tuhkaa joka vuosi. Suurin osa tästä tuhkasta on edelleen peräisin hiilenpoltosta. Hiilen osuutta polttoaineissa korvataan kuitenkin kasvavassa määrin hiilineutraalilla biomassalla. Esimerkiksi Tanskassa muunnetaan parhaillaan jokaista alun perin hiilenpolttoon suunniteltua voimalaitosta biomassan polttoon sopivaksi laitokseksi. Suomessa biomassojen osuus sähkön ja lämmöntuotannossa mukaan lukien puun pienkäyttö, metsäteollisuuden jäteliemet sekä teollisuuden ja energiantuotannon puupolttoaineet, oli 2017 alustavien tietojen mukaan  yhteensä 27% (Suomen virallinen tilasto SVT, Energian hankinta ja kulutus, http://www.stat.fi/til/ehk/tau.html). Turpeen ja kivihiilen osuudet olivat vastaavasti 4 ja 6 %.

Hiilen poltosta syntyy tyypillisesti noin 10-20% tuhkaa. Biomassan poltossa vastaava luku on 0,1-5%, mutta joillekin biomassoille on raportoitu jopa 40% tuhkaosuuksia. Suomessa käytettävän puuperäisessä biomassassa tuhkan osuus on noin 1%, mutta se vaihtelee 0,1 ja 2% välillä puulajista riippuen. Vaikka tuhkan osuus on suhteellisen pieni verrattuna polttoaineen massaan, suuren mittakaavan biomassan poltossa muodostuu merkittävä määrä tuhkaa. Tuhkan määrä on useille biomassoille kuitenkin huomattavasti pienempi kuin vastaava kivihiilen poltossa muodostuva tuhka.

Hiilen tuhkaa käytetään nykyään hyödyksi mm. lannoitteena, maanrakentamisessa korvaamassa luonnonkiviaineksia, raaka-aineina sementissä ja betonissa, tiilissä, keraamisissa laatoissa, jne. Tuhkista voidaan myös ottaa talteen arvokkaita metalleja. Maailmanlaajuisesti noin 25% kivihiilituhkasta käytetään johonkin uuteen tarkoitukseen. Esimerkiksi Yhdysvalloissa tuhkien käyttöaste on nykyisin noin 50% ja EU:ssa käyttöasteen arvioidaan olevan jopa 90%.

Myös biomassan tuhkaa voidaan hyödyntää monella tavalla. Yleisesti ajatellaan että biomassatuhkat eivät sisällä haitallisia aineita. Nykytietämyksen mukaan näissä tuhkissa saattaa kuitenkin olla erilaisia raskasmetalleja ja muita haitallisia aineita. Tämän lisäksi haasteena on biomassan tuhkan erilainen ja monimutkainen koostumus verrattuna kivihiilituhkaan sekä erot eri biomassojen tuhkien koostumuksen välillä. Useissa polttolaitoksissa käytettävät rinnakkaiset polttoaineet tuovat uusia haasteita koska muodostuva sekatuhkaa voi sisältää puutuhkan, turvetuhkan ja kivihiilituhkan ainesosien lisäksi joissakin tapauksissa myös jätteiksi luokiteltavien polttoaineiden tuhkaa.

Lähtökohtaisesti tuhka on aina jätettä, joka voi olla joko vaarallista tai tavanomaista, sen mukaan, onko sillä tiettyjä vaaraominaisuuksia. Tarkempia tietoja eri jätteiden luokitteluista on listattu Ympäristöministeriön julkaisuun: (Häkkinen: Jätteen luokittelu vaaralliseksi jätteeksi, Ympäristöhallinnon ohjeita 1/2016, http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/74873/OH_1_2016.pdf).

Kestävän kehityksen kannalta on tärkeää, että uusiutuvan biomassan käyttö energiatuotannossa lisääntyy ja biotuhkan hyötykäyttöaste saadaan mahdollisimman korkeaksi. Biomassat voidaan luokitella monella tavalla, esimerkiksi seuraavien kriteerien  mukaan:

  • Haitallinen tai jätteeksi luokiteltava koostumus. Tällöin tuhka sisältää tyypillisesti raja-arvot ylittävän pitoisuuden raskasmetalleja kuten barium, kadmium, lyijy, kromi ja arseeni. Osittain näiden haitallisten aineiden pitoisuutta tuhkassa voidaan pienentää esimerkiksi liuottamalla tai lämpökäsittelyllä.
  • Paljon fosforia sisältävät tuhkat. Tämänkaltaisia tuhkia ovat esimerkiksi peltobiomassojen tuhkat, mutta fosforipitoisuus vaihtelee lajeittain. Runsaasti fosforia sisältävät tuhkat tulisi käyttää esimerkiksi metsälannoitteina tai fosforinkierrätyksen raaka-aineina.
  • Jotkin biomassojen tuhkat voivat sisältää paljon palamatonta hiiltä joka rajoittaa tuhkien hyödyntämistä.
  • Maanparannukseen kelpaavat tuhkat. Näille tuhkille tyypillistä on, että ne sisältävät korkeita pitoisuuksia haluttavia hivenaineita mutta eivät kuitenkaan vaarallisia tai haitallisia veteen liukenevia aineita. Tämän lisäksi suotovesien pH arvojen tulee olla tiettyjen raja-arvojen sisällä. Biotuhkien suotovesien pH on tyypilisesti noin 10 mutta voi vaihdella pH 5 – 13 rajoissa.
  • Raaka-aineeksi sellaisinaan sopivat tuhkat. Esimerkiksi sementin valmistuksessa voidaan käyttää biomassan tuhkaa jopa 20% jos kloorin, hiilen ja kokonaisalkalien pitoisuudet eivät ylitä raja-arvoja.

Valitettavasti suuri osa tuotetusta biotuhkasta päätyy nykyisin läjitykseen. Tämä ei tietenkään ole kestävää kehitystä eikä sopusoinnussa jätedirektiivin EU 2018/851 kanssa. Biotuhkien uudelleen käyttöä onkin esitetty mm. maa- ja metsätalouden lannoitteena, lisäaineena kompostoinnissa, raaka-aineena tiilien valmistuksessa, asfaltin ja betonin raaka-aineena, kaatopaikkojen rakennusaineena, maa-aineksen stabiloinnissa, metsäteiden pohjarakennusaineena sekä maisemoinnin raaka-aineena. Joidenkin tuhkien suuri pinta-ala ja hyvä ioninvaihtokyky mahdollistaa myös niiden käytön imeytysaineena haitallisten aineiden poistossa.

Yksi CircVol hankkeen tavoite on selvittää, miten lähellä tuotettua tuhkaa voitaisiin käyttää tehokkaasti ja ympäristöystävällisesti lisä- tai stabilointiaineena savipitoisten maalajien ja ruoppausmassojen muokkaamisessa rakentamiselle soveltuvaksi maapohjaksi. Parhaillaan hankkeessa testataan miten Naantalin monipolttolaitoksella tuotettu tuhka sekä muut lähialueilla muodostuneet sivu- ja jätevirrat rakennusaineteollisuudesta soveltuvat Aurajoesta Turun satama-alueelle kulkeutuneen maa-aineksen ruoppausmassan stabilointiin maapohjaksi rakentamiselle. Erilaisia stabilointitestejä, kemiallisia analyysejä ja liukoisuustestejä tehdään yhteistyössä Åbo Akademin ja Turun Ammattikorkeakoulun kanssa. Haasteita on myös ratkomassa Geologian tutkimuskeskus GTK ja Suomen ympäristökeskus SYKE. Tavoitteena on löytää optimaalinen yhdistelmä eri materiaalivirtoja tarvittavan lujuuden saavuttamiseksi ruoppausmassoihin tai savimaihin perustuvalle maa-ainekselle. Tärkeää on myös, että maa-aineksesta ei saa liueta tai haihtua haitallisia komponentteja. Uusiokäytettäessä tuhkia ja teollisia sivuvirtoja saavutetaan ympäristöystävällinen vaihtoehto pelkästään neitseellisiin raaka-aineisiin perustuville maalajien muokkausmenetelmille. Samalla voidaan myös tehokkaasti vähentää jätevirtojen läjitystä kaatopaikoille ja ennen kaikkea saadaan tuhkasta nousemaan uutta ympäristöystävällistä kasvua ja osaamista hiilineutraalin ja turvallisen yhdyskuntarakentamisen tarpeisiin.