23. March 2009
Kirjoittaja: Pertti K. Hynninen
Companies: Ahlström, Aquaflow, Kamyr, KCL, Metsä-Botnia, Metsäliitto, Outokumpu, Pomiltekm, Rinheat, SITRA, Stora Enso, Sunila, TTY, UPM-Kymmene
People: Juha Varpula, Matti Leiponen, Ole Nickull, Pentti Moilanen, Pirkko Kalliola, Veli-Antti Kivilinna
11.1. Ympäristönsuojelun innovaatioita
Taustaa
Innovaatioiden esiintymiselle metsäteollisuuden ympäristönsuojelussa on varsinaisten oivallusten syntymisen lisäksi ollut tyypillistä niihin vaikuttaneet erilaiset ulkopuoliset ympäristönsuojelu-vaatimukset ja tavoitteet. Oleellista on myös ollut yritysten halu ja mahdollisuudet ottaa uutta tekniikkaa käyttöön. Seuraavassa on pyritty tuomaan esiin myös eri vuosikymmeninä vaikuttaneita mielipiteitä ja vaatimuksia ympäristönsuojelun osalta. Lähempi tarkastelu ns. kotimaisistakin innovaatioista tuo usein myös esiin niiden riippuvuuden ajan vaatimuksista. Lisäksi useiden kotimaisina pidettyjen keksintöjen osalta asiaan paneutuminen näyttää niiden yhteydet muihin ja muualla tehtyyn alan kehitystyöhön joko metsä- tai muussa teollisuudessa.
50- ja 60-luvuista
50- ja 60-luvuilla konkreettisia toimenpiteitä metsäteollisuuden ympäristönsuojelussa toteutettiin lähinnä vesiensuojelussa. Kiinnostusta oli myös ilmansuojeluun mutta merkittäviä päästöjen rajoittamiseen kohdistuneita innovaatioita ei tullut esiin. Tutkimuskohteina veteen ja ilmaan valmistusprosesseista johtuvat aineet ja niiden vaikutukset olivat kuitenkin aktiivisesti esillä. Vesiensuojelussa kehitystyötä kohdistettiin esimerkiksi vesistöissä olleiden kuitujen talteenottoon ruoppaamalla ja talteenotetun kuidun käyttöön tuotteissa. Oy Keskuslaboratorio teki työtä vesistöissä vuosikymmeniäkin olleiden kuitujen laadun ja käyttökelpoisuuden selvittämiseksi. Kuiduissa todettiin yllättävän vähän haitallisia muutoksia ja niiden käyttöä osana joidenkin tuotteiden raaka-aineita voitiin suositella. Useat yritykset kuten Sunila Oy ja nykyisen Stora Enso Oyj:n Imatran tehtaat aloittivat vesistöstä nostetun kuidun käytön joko omissa prosesseissaan tai sitä toimitettiin muille yrityksille. Ympäristönsuojelullinen hyöty oli lähinnä ranta-alueiden vähittäinen kunnostaminen. Hankkeen taloudellinen kannattavuus ei ollut ilmeisesti erityisen hyvä mutta riittävä. Toiminta jatkui joissain kohdin aina 70-luvun alkupuolelle. Käyttöön tulleet mekaaniset selkeyt-tämöt poistivat haitat jätevesien suurista kiintoainepäästöistä.
70-luvusta
70-luvulla merkittävästi ympäristönsuojeluun vaikuttaneita asioita olivat lähinnä:
- kiintoaineen poisto mekaanisilla selkeyttämöillä
- ns. energiakriisit eli öljyn ajoittainen korkea hinta
- esitetty huoli poistokaasujen happamoittavasta vaikutuksesta.
Kiintoaineen poistossa ei varsinaisesti kotimaisia oivalluksia tullut esiin. Käytetyksi tekniikaksi vakiintuivat lähinnä USA:ssa sovellettuun tekniikkaan perustuvat pyöreät selkeyttämöt. Ongelmallisimmaksi osoittautui ehkä lietteenkäsittely jossa vuosikymmenen lopulla alettiin käyttää Itävallasta peräisin ollutta tyydyttävästi toimivaksi osoittautunutta suotonauhapuristina. Energiakriisit pakottivat teollisuuden laajamittaisesti käyttämään kuorta ja puujätteitä. Lisäksi käytiin valmistusprosesseissa laajasti lävitse mahdollisuuksia energiankäytön alentamiseen. Tällä oli merkittäviä vaikutuksia sekä ilmapäästöjen laatuun että määriin. Tapahtui myös teknologian kehittämistä kotimassa ja lisättyä uusienkin ratkaisujen tuontia liittyen valmistustekniikkaan. Huoli poistokaasujen happavoittavasta vaikutuksesta johti metsäteollisuudessakin ns. 80 % alentamistavoitteen asettamiseen lähinnä 80-luvun aikana. Teollisuus toteutti tämän tavoitteen aikataulussaan. Ympäristönsuojelullisesti ehkä merkittävintä kehitystä tapahtui A Ahltström Osakeyhtiön Varkauden sellutehtaan uudistustyön yhteydessä 70-luvun lopulla ja 80-luvun alussa. Tavoitteena vesistöpäästöjen pienentäminen siellä toteutettiin mittava ns. tilapäisten ylijuoksujen esto-ohjelma. Ideat olivat osittain ”lainaa” Ruotsista jossa vastaavaa toimintaa oli toteutettu aiemmin. Erityisesti kuitenkin mustalipeän keräilyssä sekä talteenotetun kuidun uudelleenkäytössä oli uutta oivallusta. Toteutus oli kuten tämäntapainen projektityöskentely tavallisestikin, useiden henkilöiden yhteistyötä. Toinen saman tehdasprojektin ympäristönsuojelullinen ”innovaatiorypäs” liittyi sellutehtaan väkevien ja laimeiden hajukaasujen käsittelyjärjestelmään. Tehtaan sijainnin kannalta hajukaasujen käsittelyä pidettiin erityisen tärkeänä. Väkevät hajukaasut kerättiin käyttäen esimerkiksi Kanadassa sovellettua siirtoa hapettomissa oloissa höyryejektoreilla. Kaasujen käsittelyssä, siirrossa ja hävityksessä tehtiin ja käytettiin kuitenkin useita uusia oivalluksia. Laimeat hajukaasut kerättiin kaikista tunnetuista lähteistä ja käsiteltiin sekä siirrettiin poltettavaksi soodakattilan lisäilmana. Kehitettyä tekniikkaa on pääosiltaan pienin muutoksin sovellettu sen jälkeen kaikissa Suomessa toteutetuissa vastaavissa hankkeissa. Tehtaan ympäristösuojelupäällikkönä toimi DI Pentti Moilanen ja päätoteuttajana Kamyr Ab.
80-luvusta
Pääosin 80-lukuun liittyviä ympäristönsuojelullisesti merkittäviä asioita olivat:
- kloorinkäytön lopettamiseen tähtäävät vaatimukset
- biologisen puhdistuksen laajamittainen käyttöönotto.
Kloorin käytöstä luopuminen toteutettiin pääosiltaan muualta tullein prosessein. Kotimaisena kehitystyönä valkaisuun osaksi kehitettiin biotekniikkaa. Jätevesien biologinen käsittely oli alkanut jo 60-luvuilla ilmastetuilla lammikoilla ja nyt haluttiin lähinnä kiintoainepoiston tehostamiseksi käyttää aktiivilieteprosessia. Tutkimushankkeista metsäteollisuuden ympäristönsuojeluun liittyvänä oli ehkä merkittävin TESI-projekti. Siihen osallistuivat sekä teollisuus että viranomaiset ja hanketta koordinoi SITRA. Hankkeen ongelmiksi todettiin sen ns. kaikenkattavuus sekä käytettävissä olleiden selvityksiin ja tutkimukseen käyttökelpoisten resurssien vähäisyys. Teknisesti hankkeessa selviteltiin perusteita esimerkiksi aktiivilietelaitosten jälkiselkeytysten imulaahainkoneistojen käytölle sekä ravinteiden vapauttamiselle ns. ylisuurissa tiivistämöissä. Molemmat hankkeet etenivät myös laitosten toteutukseen. Kummankin osalta on kuitenkin todettava tehtyjen selvitysten perustuneen varsin epätarkkoihin mittaustuloksiin. Ravinteiden vapautumisnopeus lietteestä onkin selvästi silloin luultua pienempi. Haitat ovat olleet merkittäviä lähinnä 80-luvulla alkaneen imulaahainkoneistojen laajamittaisen käyttöönoton takia. Pääosin ne taas ovat seurausta laitteistojen säädön puutteista sekä kalleudesta ja suurehkosta huoltotarpeesta verrattuna esimerkiksi tavanomaiseen laahakoneistoon. Hyödyllisenä on pidettävä hankkeessa osana toteutettua kansainvälisestikin uraauurtavaa projektia teollisuuden kloorinkäytön ympäristövaikutuksista. Sen avulla saatiin aikaan kansainvälistä yhteistyötä josta seurauksena tuli asiallista riittäviin tutkimuksiin perustuvaa tietoa eri vaikuttajatahojen käyttöön. 80-luvulla kehitettiin vielä OKI-ilmastin joka oli huoltoa varten kohtuullisen helposti ylösnostettavissa. Tämä mahdollisti ilmastusaltaiden määrän minimoinnin pääasiallisen huoltokohteen helpon käsiteltävyyden takia. Mahdolliset kustannussäästöt olivat tämän takia erittäin merkittäviä joskaan niitä ei juuri 80-luvulla tajuttu. OKI-ilmastimessa oli myös lietteen sekoitus mekaanisesti. Ylösnostettavien laitteiden kehittelyä ja käyttöönottoa on jatkettu. Viimeisin alan kehitelmistä on ollut Stora Enso Oyj:n Kemijärven tehtaalle alun perin 2000-luvun alussa suunniteltu Pomiltek Oy:n valmistama ilmastin. OKI-ilmastimen suunnitteli Outokumpu Oy:n työryhmä jossa vetovastuu oli DI Matti Leiposella.
90-luvusta
90-luvulle tyypillistä oli:
- biologisen puhdistamon käytön nopea laajeneminen
- ”kloorikeskustelun” loppuminen ainakin eräiden mielipiteiden mukaan teollisuudelle varsin kallein seurauksin
- EU:n liittymisen mukanaantuomat lukuisat uudetkin vaatimukset ja asioiden hoitotavat.
Biologisen puhdistuksen käyttöönotto oli 80-luvulla sujunut katastrofaalisen huonosti. Merkittävä osa laitoksista ei toiminut tavoitteiden mukaisesti. 80-luvun lopulla käynnistettiin teollisuuden kustantama ja Tampereen Teknillisen Korkeakoulun koordinoima asiaa selvittelevä MEBITE-projekti. Sen tavoitteena oli selvittää aktiivilietelaitosten huonon toiminnan syyt ja esittää ehdotuksia hyvistä mitoitus- ja muista toimintatavoista. Projektin tulokset olivat selväpiirteisiä ja hyviksi katsottavia. Puhdistamoissa esitettiin lisättäväksi vesien esikäsittelyä kuten selkeytystä, suositeltiin selektorien käyttöä sekä ilmastuksen ja jälkiselkeytyksen oikeaa mitoitusta. Lisäksi kehitettiin puhdistamon ohjausjärjestelmä joka tunnetaan Biopert-nimellä. Sen ensimmäinen kokeiluversio asennettiin UPM-Kymmene Oyj:n Jämsänkosken tehtaalle. Siellä asian toteutuksesta vastasi DI Pirkko Kalliola. Projektin suositukset otettiin varsin monissa uusissa ja uudistetuissa laitoksissa 90-luvulla käyttöön. Toiminnan tulokset on myös todettavissa vesistöpäästöjen merkittävänä laskuna. Oy Aquaflow rakensi myös Pohjois Amerikassa useita hyvin toimivia laitoksia joissa projektin suositukset oli huomioitu. Laitosten suunnittelussa merkittävä osuus oli DI Juha Varpulalla. Toinen tuloksiltaan onnistuneena pidettävä merkittävä hanke oli Suomen Ympäristökeskuksen yhdessä muiden vastaavien Pohjoismaiden viranomaistahojen kanssa toteuttama Pohjoismaiden Ministerineuvoston käyttöön laaditut arviot ja suositukset mm metsäteollisuuslaitosten päästörajoista ja niiden saavuttamiseen käytettävästä tekniikasta. Saman työn tulokset olivat pohjana 90-luvun loppupuolen EU:n koordinoimassa BAT-tekniikan kehitystyössä. Tehtaiden kuituhäviöiden vähentyessä ja biolietteen määrä kasvaessa, jouduttiin useillakin tehtailla tilanteeseen jossa käytettävissä olleet lietteen käsittelytavat osoittautuivat kapasiteetiltaan riittämättömiksi tai muuten toimimattomiksi. Lietteen hävitys vaati myös siihen soveltuvan polttolaitteiston. Tällöin kehiteltiin nykyisen Oy Metsä-Botnia Ab:n Kemin tehtaalla biolietteen haihdutus ja poltto yhdessä mustalipeän kanssa. Työ toteutettiin ryhmätyönä. Työssä mukana ollut tehtaan ympäristöpäällikkö oli DI Veli-Antti Kivilinna. Jälkikäteen on todettu hankkeessa syntyneen tuotteen olevan pääosiltaan samanlainen kuin Dr Thomas Joycen USA:ssa aiemmin kehittämä ja siellä ilmastetun lammikon biolietteelle soveltama menetelmä. Kemin tehtaan kehitystyö oli tehty tästä tietämättömänä. CTMP-tehtaan jäteliemen vesistökuormitus on myös merkittävän suuri. Oy Metsä-Botnia Ab:n Joutsenon tehtaalla toteutettiin hanke haihduttaa ja polttaa M-Real Oyj:n paikallisen CTMP-tehtaan jäteliemi. Hanke toteutettiin myös ryhmätyönä jossa mukana oli mm. DI Ole Nickull. Lue Joutsenon BCTMP prosessista.
2000 luvun alku
Teollisuudelle 2000-luvun alku oli monien erilaisten lähinnä ”EU-peräisten” määräysten ja vaatimusten täyttämää. Ehkä merkittävämpiä niistä ovat olleet:
- muutokset kaatopaikkojen rakennevaatimuksissa ja muussa alan lainsäädännössä
- vaatimukset muiden kuin fossiilisten polttoaineiden käytöstä
- päästökauppa-keskustelut.
Metsäteollisuuden asema puun käyttäjänä on toistaiseksi ollut periaatteessa ”helppo” muiden kuin kaatopaikka-asioiden osalta. Vaatimusten suuntautuminen yhdessä vuosikymmenen puolivälissä alkaneen voimakkaasti heikentyneen markkinatilanteen kanssa, on johtanut myös varsin ”pysähtyneeseen” tilaan jätevesi- ja ilmapäästöjenkin vähentämistyössä. Samaan suuntaan on vaikuttanut monet muutokset tutkimuksen organisoinnissa ja toteutuksessa. ”Hämmennys” jatkuu edelleen. Ehkä menestyksellisimpinä uusina kehityshankkeina on pidettävä UPM-Kymmene Oyj:n Rauman tehtaalla toteutettua lämpökuivauksen käyttöönottoa jätevesilietteen kuivauksessa hyödyntäen ns. jätelämpöä. Toinen todennäköisesti menestykselliseksi osoittautuva ympäristönsuojelullisestikin merkittävä hanke on M-Real Oyj:n Kaskisten tehtaalla toteutusvaiheessa oleva BCTMP-tehtaan jäteliemen haihdutus ja poltto. Sen suunnittelussa päävastuu on ollut Rinheat Oy:llä.