Jättilaboratorio ratkoo kiertotalouden haasteita

Pressut peittävät Aalto-yliopiston punatiilistä siipirakennusta Otaniemen kampuksella. Materiaalitekniikan laitoksen tiloja saneerataan kovaa kyytiä, sillä ensi vuoden alussa aloittaa toimintansa Suomessa ainutlaatuinen muun muassa kiertotalouden haasteita ja ongelmia ratkaiseva suuri laboratoriokeskittymä.

Cirular Raw Materilas Hub -laboratoriohankeen takana ovat Aalto-yliopisto, Geologian tutkimuskeskus GTK ja Teknologian tutkimuskeskus VTT. Tuhansien neliöiden kokoinen laboratorio avautuu kokonaisuutena ensi vuoden alussa.

Yhteislaboratorioon keskitetään kunkin osapuolen parhaat voimat. Esimerkiksi GTK keskittää Espoon laboratoriotoimintansa Hub:iin. Espoon laboratoriokeskittymän ohella mineraaliprosessoinnin koetehdas GTK Mintec Outokummussa on tärkeä osa aihepiiriin liittyvää hajautettua tutkimusinfrastruktuuria.

GTK:lle valmistuu Hub:iin kokonainen alin kerros, jonne GTK siirtää kaiken Espoon laboratoriotoimintansa. Seuraavaan kerrokseen tulevat tilat VTT:n ja Aalto-yliopiston tutkimusryhmille.

”Alustavasti olemme laskeneet, että yhteislaboratorion asiantuntija- ja tutkijakaartiin kuuluu kustakin tiedeyhteisöstä yhteensä 19 professoria ja aihealueen projektitoiminnan kautta jopa 262 muuta henkilökunnan edustajaa. Sen sijaan yhteislaboratorion käyttöhenkilöstöstä ei ole vielä tehty päätöstä”, kertoo professori, laitosjohtaja Jari Koskinen Aalto-yliopistosta.

Lisäksi laboratorion välittömään läheisyyteen odotetaan syntyvän start-up yritysten keskittymä, johon on myös tilojen suunnittelussa varauduttu.

Maailman kärkeen

Suomi voi pian olla maailman kärkeä epäorgaanisten raaka-aineiden sekä kiertotalouden uusien materiaalien tutkimuksessa ja innovaatiossa.

Sekundääriraaka-aineiden kehittäminen ja tutkiminen on kuuma aihe, sillä monesta primääriraaka-aineesta on pian pula tai niiden malmipitoisuus on entistä köyhempi. Koska rikastettavien malmien malmipitoisuudet ovat laskeneet, tämä kasvattaa energian ja kemikaalien käyttöä sekä jätteen määrää alkutuotannossa.

”Esimerkiksi sähköautojen myötä maailmaa täytetään akuilla, mutta silti litiumin kiertoa ei ole vielä hallittu ollenkaan. Litiumin käyttö perustuu primääriraaka-aineisiin”, sanoo VTT:n professori Tarja Laitinen. Vanhat litiumakut jäävät käytön jälkeen lojumaan autotallin nurkkiin.

Laitinen on VTT:llä materiaalimallinnuksesta ja epäorgaanisten materiaalien kehityksestä vastaava tutkimusalueen johtaja.

Romusta raaka-ainetta

”Yksi uuden yhteislaboratorion pääprojekteista on elektroniikkaromun sisältävien raaka-aineiden talteenotto erilaisin hydrometallurgisin keinoin, sillä sekundääriraaka-aineiden painoarvo kasvaa koko ajan”, Koskinen sanoo.

”Parhaimmillaan elektroniikkaromu on saanniltaan parempaa kuin kaivosmateriaalit. Nykyään joudutaan louhimaan aina vain köyhempiä malmeja”, hän lisää.

Tätä aihealuetta tutkii Aalto-yliopistossa kaksi tutkimusryhmää. Yhteislaboratoriossa kehitetään jatkossa tekniikkaa, jolla romusta saadaan irti mahdollisimman paljon erilaisia raaka-ainejakeita.

Sitä varten GTK:lle tulee laboratorioon uusia laitteita, jotka tukevat aihealueen tutkimuslaiteinfrastruktuuria ja tutkimusyhteistyön syventämistä.

Suomen Akatemia myönsi jo tämän vuoden alussa Aallon, GTK:n ja VTT:n muodostamalle konsortiolle 2,1 miljoonaa euroa. Sillä varaudutaan yli kolmen miljoonan euron laiteinvestointeihin tulevina vuosina.

”Suomen Akatemian rahoitus oli merkittävä sysäys hankkeelle. Muun muassa nyt hankittavalla mikroanalysaattorilla mahdollistamme entistä tarkemman analyysin hyvin pienessä mittakaavassa. Tästä on merkittävää hyötyä, kun tutkimme uusia materiaaleja ja analysoimme mineraaleja, joita yhteiskuntamme tarvitsee nyt ja tulevaisuudessa”, sanoo GTK:n tutkimus- ja innovaatiotoiminnasta vastaava johtaja Saku Vuori.

Hub:iin sijoittuva infrastruktuuri tarjoaa myös ainutlaatuisia palveluja teollisuudelle ja muille sidosryhmille, uskoo GTK:n pääjohtaja Mika Nykänen.

Laitisen mukaan jatkossa on ihan peruskysymys, miten sekundääriraaka-aineet kierrätetään.
Hän uskoo, että kuluttajalähtöinen kiertotalous siirtyy vähitellen keskeiseksi osaksi teollista toimintaa. Tällöin mietitään jo uuden tuotteen, kuten kännykän suunnitteluvaihteessa, miten sen voi myöhemmin helpoimmin kierrättää.

”Vielä elektroniikkaromusta ei ole kannattanut ottaa kaikkea talteen, koska primääriraaka-ainetta on saanut halvemmalla. Elektroniikkaromua on viety muun muassa Aasiaan, jossa sitä on purettu muun muassa lapsityövoimalla”, Laitinen kertoo.

Tänä kesänä Indonesia päätti yksipuolisesti palauttaa valtavan muovia ja romua sisältäneen jäte-erän laivalla takaisin Kanadaan. Siitä oltiin kiistelty maiden välillä lähes vuosi.

Raaka-aineen seuraava elämä

Länsimaissa joudutaankin miettimään kiertotalous uudella tavalla. Se lisää regulaation tarvetta. Tällöin myös yritykset joutuvat ottamaan kierrätettävyyden tosissaan.

”Laitteista tehdään modulaarisia. Niistä lähtee käytön jälkeen erilaisia osia irti, joita on helppo kierrättää. Se on raaka-aineen seuraava elämä”, Laitinen ennustaa.

Myös raaka-aineiden jäljitettävyys korostuu jatkossa. Siksi suomalaisen Kaustisen litiumin painoarvo nousee, kun sinne avataan uusi kaivos ja litiumin rikastamo. Uusi Otaniemen yhteislaboratorio onkin keskeisesti mukana, kun Suomessa kehitetään mahdollista akkuklusteria.

VTT mallintaa uudessa yhteislaboratoriossa sekundääriraaka-aineiden kiertoa. Sitä varten VTT:ltä tulee Laitisen mukaan laboratorioon yksi tutkimusryhmä.

”Digitaalisilla malleilla voidaan luoda todellisuutta muistuttavia sekundääriraaka-aineita. Näin aikaa vieviä koerikastuksia ei tarvitsisi aina tehdä”, Laitinen sanoo.

”Sovellamme kansainvälisesti kovatasoista tieteellistä osaamista asiakkaidemme ja yhteistyökumppaneidemme materiaalihaasteiden ratkaisemiseksi”, Laitinen kertoo.

Siksi VTT halusi tulla mukaa laboratorioon, vaikka VTT:lle on valmistumassa uudet tilat Otaniemeen Innopolia vastapäätä.

”Halusimme kaikki lähteä samaan yhteiseen tilaan. Ei vaan olemaan, vaan tekemään aidosti yhteistä tutkimusta”, Vuori sanoo.

Myös valtion tulosohjaus vauhditti yhteislaboratorion perustamista.

”Monikäyttötilat ovat nyt muotia. Toimitaan tiiviimmin ja tehokkaammin ilman hukkaneliöitä”, Aalto-yliopistossa kymmenen vuotta työskennellyt Koskinen sanoo.

Teksti: Tapio Mainio
Kuva: Mikko Käkelä