prosessi- ja ympäristötekniikan perustacc.oulu.fi/~kamahei/b/477013p/pytp2019-08.pdf · yleiset...
TRANSCRIPT
15.8.2019
1
Oulun yliopisto
Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta
Aihe 8:
Tuotannollinen toiminta osana
yhteiskuntaa
Oulun yliopisto
Tavoite Oppia tunnistamaan prosessi- ja
ympäristötekniikka osana yhteiskuntaa sekä
tiedostaa tuotannollisen toiminnan ja
ympäröivän yhteiskunnan välisiä
vuorovaikutuksia
Oppia tarkastelemaan ja havainnoimaan
tuotannollista toimintaa sen ulkopuolelta ja
eri näkökulmista
Herättää kysymään uusia kysymyksiä sen
sijaan, että vastaisi vain muiden esittämiin
valmiisiin kysymyksiin
Kuva: Karel Van Acker, KU Leuven, 2018.
15.8.2019
2
Oulun yliopisto
Sisältö Prosessi- ja ympäristötekniikka osana
yhteiskuntaa
- Molemminsuuntainen vaikutus
Kestävä kehitys ja sen osa-alueet
- Talous, ympäristö, yhteiskunta
- Keinot kestävän kehityksen toteuttamiseen ja arviointiin
- Päätökset ja johtaminen
- Toteutuskeinoja – esim. kiertotalous
- Arviointimenetelmiä
- Haasteet
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Oulun yliopisto
Prosessi- ja ympäristötekniikka osana yhteiskuntaa
Kurssin tehtävissä olette pohtineet, miten
tietty tuotantoprosessi voidaan toteuttaa
- Tarvittavat yksikköprosessit ja niiden ilmiöt
- Materiaalit, kuljetus
- Vesi, maaperä, energia
- Mittaus ja automaatio
Tuotannollinen toiminta – ja tekniikka
yleisemmin – ei kuitenkaan ole muusta
maailmasta irrallinen saareke, vaan on
jatkuvassa vuorovaikutuksessa
ympäristönsä kanssa
- Vaikutus molempiin suuntiin
15.8.2019
3
Oulun yliopisto
Pohdittavaa Millaisia vaikutuksia olette havainneet
prosessi- ja ympäristötekniikkaan liittyvällä
toiminnalla olleen Suomessa/Oulussa?
- Positiivisia? Negatiivisia? Neutraaleja?
Miten ympäröivä yhteiskunta ja sen
muutokset vaikuttavat prosessi- ja
ympäristötekniikkaan?
- Miten nämä vaikutukset heijastuvat toimintaan?
Mitä prosessi- ja ympäristötekniikkaan
liittyviä asioita muistat nousseen esiin
mediassa viime aikoina?
- Antavatko ne kattavan/oikean kuvan asiasta vai
korostuuko joku tietty näkökulma?
Oulun yliopisto
Tuotannollisen toiminnan vaikutuksia ympäröivään yhteiskuntaan
Tavoiteltuja vaikutuksia
- Tuotteet ja/tai palvelut
- Taloudelliset tuotot omistajille, työntekijöille,
yhteiskunnalle
- Työllistäminen
- Positiiviset mielikuvat – esim. alueen elinvoimaisuus
Ei-toivottuja vaikutuksia
- Ympäristö- ja terveyshaitat
- Jätteet, päästöt, melu
- Hiukkaspäästöt, ilmaston lämpeneminen, otsonikato,
happamoituminen, haitallisten/myrkyllisten aineiden
kasautuminen, ...
- Onnettomuudet
- Henkilövahingot, kasvaneet päästöt
- Raaka-aineiden ja energian kulutus
- Taloudelliset menetykset
- Negatiiviset mielikuvat – esim. alueen saastuminen tai
soveltumattomuus muuhun käyttöön
- Ristiriidat muiden alojen kanssa
15.8.2019
4
Oulun yliopisto
Esimerkki ympäristö-vaikutuksista: Avoimet kaatopaikat
Ei-kierrätettävän jätteen ”hallitsematon”
loppusijoitus
- Ei peitosteita
- Ei syntyvien kaasujen talteenottoa
- Ei liukenevien aineiden talteenottoa
- Vapaa pääsy alueelle
Lähde: Karel Van Acker, CIRRUS-koulutus, 2018.
Oulun yliopistoLähde:
Tekniik
ka&
Talo
us, 13.4
.2018.
15.8.2019
5
Oulun yliopisto
Esimerkki ympäristö-vaikutuksista:Hiilidioksidipäästöt
Suurimpia yksittäisiä
CO2-päästöjen
lähteitä Suomessa
- Terästehtaat
- Öljynjalostamot
- Polttoprosesseja
hyödyntävät
voimalaitokset
Kokonaisuutena
energiantuotanto on
suurin kasvihuone-
kaasupäästöjen
lähde
Energ
iasekto
ri s
is.
energ
iantu
ota
nnon,
teolli
suuden o
man e
nerg
iantu
ota
nnon,
liikente
en,
ym.
Lähde: Suomen virallinen tilasto (SVT): Kasvihuonekaasut [verkkojulkaisu].
Suomen kasvihuonekaasupäästöt 2017. Helsinki: Tilastokeskus [viitattu: 15.8.2019].
Lähde:
Energiavirasto.
Julkaistu:
Tekniikka&Talous,
2.4.2019.
Oulun yliopisto
HiilidioksidipäästötLähde: Tekniikka&Talous, 1.9.2017.
15.8.2019
6
Oulun yliopistoLähde:
Tekniik
ka&
Talo
us, 23.2
.2018.
Oulun yliopisto
Esimerkki yhteiskunnallisista vaikutuksista
Raahen kaupungin asukasluvun
kehittyminen
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
As
uk
as
luk
u
Vuosi
Raahen asukasluvun kehitys
Vih
annin
kunta
liit
etä
än R
aaheen
Patt
ijoen k
unta
liite
tään R
aaheen
Terä
ste
hdas p
eru
ste
taan S
alo
isiin
ja
Salo
iste
nkunta
liit
etä
än R
aaheen
Raahen kävelykatu Pekanpäivien aikaan, 1982.
Kuva: Pekka Heikkinen.
15.8.2019
7
Oulun yliopisto
Ympäröivän yhteiskunnan vaikutuksia tuotannolliseen toimintaan
Tarjoaa resurssit tuotannolliselle toiminnalle
- Raaka-aineet, energia
- Taloudelliset resurssit
- Henkilöstö, osaaminen, aika
- Käytettävissä olevat teknologiat
Toiminnan rajoitukset
- Lainsäädäntö, sopimukset, ...
Yleiset trendit
- Digitalisaatio
- Globalisaatio
Mielipiteet
Kuva: Metals magazine 2/2016.
Oulun yliopisto
Prosessi- ja ympäristötekniikka osana yhteiskuntaa
Prosessi- ja
ympäristö-
tekniikka
Ympäröivä
yhteiskunta
Tuotteet ja/tai palvelut
Ympäristövaikutukset
Taloudelliset vaikutukset
Yhteiskunnalliset vaikutukset Resurssit
(materiaalit, energia, teknologia,
raha, ihmiset, osaaminen, aika, ...)
Lainsäädäntö, rajoitukset, jne.
Yleiset trendit (esim. digitalisaatio)
”Yleinen mielipide”
Vuorovaikutusten on pitkällä aikavälillä
oltava kestävällä pohjalla
Vaikutukset voivat olla positiivisia,
negatiivisia tai neutraaleja.
Eri ihmiset/tahot voivat kokea
saman asian eri tavoin!
KESTÄVÄ KEHITYS
15.8.2019
8
Oulun yliopisto
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Kestävä kehitys Jatkuva ja ohjattu (Hallittu!)
yhteiskunnallinen muutos, jonka tavoitteena
turvata hyvät elämisen mahdollisuudet
nykyisille ja tuleville sukupolville
Kestävä kehitys pitää sisällään erilaisia osa-
alueita
- Ekologinen kestävyys
- Taloudellinen kestävyys
- Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys
Miten kestävään kehitykseen pyritään?
Mitä eri osa-alueet pitävät sisällään?
Miten niitä arvioidaan?
Miten ne suhteutetaan toisiinsa?
Ympäristö ja ekologinen kestävyys
Talou-dellinen
kestävyys
Sosiaalinen ja
kulttuurinen kestävyys
Oikeuden-
mukainen
MahdollinenSiedettävä
Kestävä
Oulun yliopisto
Ympäristö ja ekologinen kestävyys
Tuotannollisen toiminnan
ympäristövaikutukset ovat usein negatiivisia
- Pyritään minimoimaan haitalliset vaikutukset
Mitä ekologinen kestävyys sisältää?
- Inhimillisen toiminnan sovittaminen luonnonvaroihin ja
maapallon kestokykyyn
- Raaka-aineet
- Energia
- Luonnon monimuotoisuus – biodiversiteetti
- Ilmastonmuutoksen torjunta
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde: YK.
15.8.2019
9
Oulun yliopisto
Taloudellinen kestävyys
Tuotannollisen toiminnan taloudelliset
vaikutukset ovat usein positiivisia
- Ainakin joillekin tahoille
- Voitot omistajille, palkat työntekijöille, verot yhteiskunnalle, ...
- Pyritään maksimoimaan hyödylliset vaikutukset
Mitä taloudellinen kestävyys sisältää?
- Tasapainoinen talouskasvu
- Velkaantumisen välttäminen
- Pääomien ylikulutuksen välttäminen
- Hyvinvoinnin tasainen jakautuminen
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde: YK.
Oulun yliopisto
Yhteiskunta sekä sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys
Tuotannollisen toiminnan yhteiskunnalliset
vaikutukset ovat vaihtelevia
- Myönteiset – haitalliset
- Paikalliset – globaalit
- Muuttuvat ajallisesti
- Riippuu keneltä kysytään
- Tarkastelu ja vaikuttaminen haastavampaa kuin
taloudellisten tai ympäristövaikutusten osalta
Mitä sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys
sisältää?
- Tasa-arvo
- Toisten kunnioittaminen
- Monikulttuurisuus
- Viihtyvyys
- Ihmissuhteet
- Perinteet
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde: YK.
15.8.2019
10
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Tuotannollisen toiminnan ja ympäröivän
yhteiskunnan välisiä suhteita arvotetaan ...
- Yleensä positiiviset taloudelliset vaikutukset
- Usein negatiiviset ympäristövaikutukset
- Hyvin vaihtelevat sosiaaliset vaikutukset
... mutta näiden suhteuttaminen toisiinsa on
kuitenkin erittäin haastavaa, koska:
- Vaikutusten laajuuden arvioinnissa on huomioitava niiden
voimakkuus ja kattavuus
- Suuri vaikutus rajatulla alueella – pieni vaikutus globaalisti
- Vaikutusten yhteisvaikutus ei ole lineaarinen
- Joidenkin vaikutusten arviointi on hyvin subjektiivista
- Toisistaan poikkeavien vaikutusten vertailu – mittarit?
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
+
–
?
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Onko Vennin diagrammina esitetty näkemys
kestävästä kehityksestä oikein/realistinen?
- Kuvaajan taustalla lausumattomia oletuksia:
- Ympäristöllinen, taloudellinen ja yhteiskunnallinen kestävyys
ja kehitys ovat samanlaajuisia (samanarvoisia?) osa-alueita,
jotka ovat erillisiä, mutta joille on löydettävissä yhteinen alue
Onko näin (kaikissa tilanteissa)?
Entä jos kuvaajaa muutetaan? Muuttuuko
kuvan kertoma viesti? Millaisen mielikuvan
kuva luo kestävästä kehityksestä?
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
15.8.2019
11
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Entä jos osa-alueiden järjestystä
muutetaan?
- Onko ylimmäksi merkitty osa-alue tärkeämpi kuin muut?
- Muodostavatko kaksi alempaa välttämättömän perustan
kolmannelle osa-alueelle?
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
Talous
Yhteis-kunta
Ympäristö
Yhteis-kunta
YmpäristöTalous
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Entä jos osa-alueille ei löydy yhteistä
aluetta? Tai jos se on esitettyä laajempi?
- Mikä on yhteisen alueen laajuus?
- Kuvaako se, kuinka helppoa/vaikeaa kestävä kehitys on
saavuttaa?
- Mitä tehdään, jos kaikki kolme osa-aluetta kattavaa
aluetta ei löydy? Priorisointikriteerit?
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
15.8.2019
12
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Entä jos osa-alueet eivät ole saman
laajuisia?
- Korostetaanko koolla osa-alueen merkitystä ja/tai
laajuutta suhteessa toisiin osa-alueisiin?
- Miten alueiden laajuudet vaikuttavat yhteisen alueen
löytymiseen/laajuuteen?
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Ympäristö
TalousYhteiskunta
Oulun yliopisto
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Entä jos osa-alueet eivät olekaan
rinnakkaisia, vaan toisilleen alisteisia?
- Talous on osa yhteiskuntaa
- Yhteiskunta on osa ympäristöä
- Missä on kestävä kehitys?
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
YmpäristöYhteiskunta
Talous
15.8.2019
13
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Entä jos kaikki kolme luovat perustaa
kestävälle kehitykselle?
- Kestävä kehitys on jotain, mitä rakennetaan tälle
perustalle
- Vaatii(ko) kokonaan toisenlaisen lähestymistavan?
Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
Oulun yliopisto
Kestävän kehityksen eri osa-alueiden suhde toisiinsa
Antaako kestävän kehityksen esittäminen
Vennin diagrammina meille oikean ja
kattavan kuvan kestävästä kehityksestä?
Kuvaaja ei kerro:
- Miten osa-alueiden laajuuksiin voi vaikuttaa?
- Miten osa-alueiden yhteisellä alueella olevaan kestävään
kehitykseen voidaan pyrkiä?
- Miten kestävää kehitystä voidaan arvioida?Ympäristö
TalousYhteis-kunta
Lähde:
Birat J-P: Musica Universalis or the Music of the Spheres.
1st International Conference on Energy and Material Efficiency and
CO2 Reduction in the Steel Industry. Kobe, Japan. 11 – 13.10.2017.
15.8.2019
14
Oulun yliopisto
Keinot kestävään kehitykseen?
Mitä vaaditaan pyrittäessä kestävään
kehitykseen?
Päätökset
Toteutus ja toiminta
Toiminnan arviointi
Viestintä(Sisäinen/ulkoinen)
Johta-minen
Päätöksentekoa ohjaavat mm.
taloudelliset ja lainsäädännölliset
rajoitukset, mutta sisältävät aina
myös ”vapaata” päätöksentekoa.
Kaiken toiminnan on pysyttävä
luonnon asettamien
reunaehtojen sisällä.
Arvioinnin on oltava kattavaa,
minkä lisäksi erilaisin mittarein
mitattavia asioita on voitava
vertailla jollain tavalla.
Ei yksiselitteistä!
Oulun yliopisto
Keinot kestävään kehitykseen?
1) Päätökset ja johtaminen
- Investointipäätökset ja teknologiset ratkaisut
- Uudet prosessit vai vanhojen kehittäminen
- Standardoidut ympäristö- ja johtamisjärjestelmät (ISO)
- Jätteenkäsittelytoimien priorisointi (ks. kuva)
- Ehkäisy, minimointi, uudelleenkäyttö, kierrätys,
energiasisällön hyödyntäminen, loppusijoitus
- Poliittiset päätökset ja taloudelliset ohjauskeinot
- Verotus, jäte- ym. maksut, ympäristötuet
- Lainsäädännölliset rajoitukset
- Ympäristölainsäädäntö
- Ympäristöluvat, BAT-tekniikat (BREF), REACH-asetukset
- Energiatehokkuus-, jäte- ym. direktiivit
- Kansalliset ja erityisesti kansainväliset sopimukset
- Päästökauppa, energiatehokkuussopimus
- Päätöksiä tehdään eri tasoilla
- Toimipiste- ja yrityskohtaiset päätökset
- Alakohtaiset päätökset
- Kansalliset päätökset
- Kansainväliset päätökset
- Kuluttajan tekemät päätökset
- Yhteiset päämäärät, avoimuus?
Lähdeaineistona hyödynnetty Jouni Ylipekkalan ja Kyösti Ruotasen
esityksiä POHTOssa, 2017, sekä Olli Dahlin ja Marko Mäkikyrön
esityksiä POHTOssa, 2014.
Ehkäisy
Jätteen määrän minimointi
Uudelleenkäyttö
Kierrätys
Energian talteenotto
Loppusijoitus
Ei-
toiv
ott
ava
a
T
oiv
ott
ava
a
15.8.2019
15
Oulun yliopisto
Toimenpiteiden priorisointi
”9R Framework”
Lähde: Kirchherr, Reike & Hekkert: Resources,
conservation & recycling. 127(2017)221-232
(adapted from Potting et al., 2017).
Oulun yliopisto
Ympäristönsuojelu-laki, 527/2014
Lain tarkoitukset
- Ehkäistä ympäristön pilaantumista ja sen vaaraa, ehkäistä ja
vähentää päästöjä sekä poistaa pilaantumisesta aiheutuvia
haittoja ja torjua ympäristövahinkoja
- Turvata terveellinen ja viihtyisä sekä luonnontaloudellisesti
kestävä ja monimuotoinen ympäristö, tukea kestävää
kehitystä sekä torjua ilmastonmuutosta
- Edistää luonnonvarojen kestävää käyttöä sekä vähentää
jätteiden määrää ja haitallisuutta ja ehkäistä jätteistä
aiheutuvia haitallisia vaikutuksia
- Tehostaa ympäristöä pilaavan toiminnan vaikutusten
arviointia ja huomioon ottamista kokonaisuutena
- Parantaa kansalaisten mahdollisuuksia vaikuttaa ympäristöä
koskevaan päätöksentekoon
Soveltamisalat
- Teollinen toiminta
- Toiminta, josta aiheutuu tai saattaa aiheutua ympäristön
pilaantumista
- Toiminta, jossa syntyy jätettä
- Jätteenkäsittely
15.8.2019
16
Oulun yliopisto
Keinot kestävään kehitykseen?
2) Toteutuskeinoja
- Ympäristöystävällisempi tuotanto/prosessi
- Päästöttömät/jätteettömät tuotantoprosessit
- Tai ainakin päästöjen vähentäminen
- Päästöjen käsittely
- Materiaali- ja energiatehokkuus – uusiutuva energia
- Raaka-ainevalinnat
- Tuotantolaitoksen sisäinen kierrätys
- Työhygienia ja –turvallisuus
- Onnettomuuksien ehkäisy
- Ympäristöystävällisempi tuote
- Kestävämpien tuotteiden valmistus
- Pienemmän käytön aikaisen kulutuksen omaavien tuotteiden
valmistus
- Ympäristöystävällisempi toimintatapa/systeemi
- Jätteiden hyödyntäminen ja kiertotalous: Tuotteiden ja niihin
sitoutuneen arvon kierron maksimointi
- Teollinen ekologia: Biologisten ekosysteemien jäljittely
tavoitteena jätevirtojen eliminointi
- Kestävät valinnat ja kulutuskäytännöt
- Ympäristökasvatus
- Ja jos ei mikään auta, niin jätteiden vaaraton ja hallittu
loppusijoitus
Raaka-aineiden hankinta
Tuotanto Jakelu Kulutus Jätteet
Tuotanto
Jakelu
KulutusUudelleen-
käyttö,kierrätys
Raaka-aineet tuotannolle
Lineaaritaloudesta kiertotalouteen
Oulun yliopisto
Kiertotalous Tavoitteet
- Ei negatiivisia ympäristövaikutuksia (jäte, päästöt)
- Tuotteiden, niiden osien ja materiaalien sekä niiden arvon
kierto niin pitkään kuin mahdollista
- Ei heikennyksiä kuluttajille
- Ei ylimääräisiä kustannuksia tuottajille
Kuulostaa (liiankin?) hienolta
- ”Kiertotalous”-termiä käytetään paljon markkinoinnissa ja
imagon kohottamisessa
- Usein jää (jätetään tarkoituksella?) epäselväksi, mitä sillä
kyseisessä asiayhteydessä tarkoitetaan
- On valittu tiedottajan kannalta sopivin/mieluisin merkitys
Kyse on tärkeästä asiasta, mutta terminologia
vaatii selkeyttä
- esim. Kircherr et al. löysivät vuonna 2017 114 erilaista
merkitystä kiertotaloudelle
Lähde:
Kircherr, Reike & Hekkert: Resources, conservation & recycling. 127(2017)221-232.
15.8.2019
17
Oulun yliopisto
Kiertotalous Tavoitteet
- Ei negatiivisia ympäristövaikutuksia (jäte, päästöt)
- Tuotteiden, niiden osien ja materiaalien sekä niiden arvon
kierto niin pitkään kuin mahdollista
- Ei heikennyksiä kuluttajille
- Ei ylimääräisiä kustannuksia tuottajille
Periaatteet
- Luonnonpääoman säilytys resurssien hallinnalla
- Ylläpito ja korjaus > Uudelleenkäyttö > Kierrätys > Jäte
- Yhden jäte on toisen raaka-aine
Toimenpiteet
- Suosi uusiutuvia resursseja/luonnovaroja
- Käytä jätteitä resursseina ja raaka-aineina
- Suunnittele tulevaisuutta
- Säilytä ja ylläpidä jo valmistettua
- Yhteistyö – yhteiset hyödyt
- Business-ajattelun uudistaminen
Lähde:
Korhonen, Honkasalo & Seppälä: Ecological economics. 143(2018)37-46.
Sisemmät kierrot :
- vaativat vähemmän resursseja
- vaativat vähemmän energiaa
- ovat taloudellisesti kannattavampia
Oulun yliopisto
Kierto-talous
Xxxxxxx
- Xxxxx
Xxxxxxx
- Xxxxx
Xxxxxxx
- tähän cirruskalvoista?
Xxxxxxx
- Xxxxx
Xxxxxxx
- Xxxxx
Biologinen
kierto Teknologinen
kierto
15.8.2019
18
Oulun yliopisto
Esimerkki kiertotaloudesta
Kaatopaikat ja jätteiden loppusijoitukset
tulevaisuuden raaka-ainelähteitä?
- ”Enhanced landfill mining” (ELFM)
Haasteita
- Jätteen koostumus
- Muutokset läjityksen aikana
- Materiaalin määrä ja laatu
- Kierrätettävän fraktion osuus koko jätemäärästä
- Materiaalin käsittelytekniikat
- Vaarallisten/haitallisten fraktioiden käsittely
- Hyödyntämättä jäävän materiaalin uudelleenloppusijoitus
- Taloudellinen kannattavuus
- Markkinat ja kysyntä
Lähde: Karel Van Acker, CIRRUS-koulutus, 2018.
Oulun yliopistoLähde:
Tekniik
ka&
Talo
us, 9.3
.2018.
15.8.2019
19
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
”Urban mining”in potentaali
Lähde: Hagelüken & Corti: Gold bulletin 43(2010)3,209-220.
Yksi kännykkä
• 9 g Cu
• 250 mg Ag, 24 mg Au, 9 mg Pd
• Li-ioniakussa 3,8 g Co
Määrä
• Maailmassa myydään vuosittain 1300 miljoonaa kännykkää
Potentiaali yhteensä
• 12 000 t Cu
• 325 t Ag, 31 t Au, 12 t Pd
• Li-ioniakussa 4800 t Co
Yksi tietokone
• 500 g Cu
• 1 g Ag, 220 mg Au, 80 mg Pd
• Li-ioniakussa 65 g Co
Määrä
• Maailmassa myydään vuosittain 300 miljoonaa tietokonetta
• Li-ioniakku noin 140 miljoonassa
Potentiaali yhteensä
• 150 000 t Cu
• 300 t Ag, 66 t Au, 24 t Pd
• Li-ioniakussa 8100 t Co
Potentiaali vastaa useita prosentteja (joillain metalleilla jopa muutamia kymmeniä prosentteja)
kyseisen metallin vuosituotannosta maailmassa.
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
Teräs on maailman kierrätetyin materiaali
- Kierrätysaste 86 % (2014)
- Autoista kierrätetään jopa 95 %, kodinkoneista 88 % ja
teräspakkauksista 70 % (2014)
- esim. Outokummun teräksissä kierrätetyn materiaalin osuus on
87 % (2016)
- Romupohjaisen teräksenvalmistuksen CO2-päästöt ovat
pienemmät kuin malmipohjaisessa
- Teräsromua ei ole riittävästi kattamaan tarvetta
- Tietyt haitta-aineet voivat kumuloitua teräkseen
- Voi rajoittaa tiettyjen lajien valmistusta
Kuvalähde: Outokumpu Sustainability report, 2014.
Kierrätyksellä voidaan saavuttaa merkittäviä
energiasäästöjä
- Viereisessä kuvassa on vertailtu metallien
pyrometallurgisen valmistuksen
ominaisenergiankulutuksia käytettäessä raaka-aineina
primääriraaka-aineita tai kierrätysmateriaaleja
15.8.2019
20
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
Romupohjaisen teräksen osuus Saksassa
Lähde: R. Fandrich: Steel production in Europe and Germany – A progress report. 10th
International conference on Clean Steel. Budapest, Unkari. 18-20.9.2018.
Romun käyttö raaka-aineena:
- vähentää malmiraaka-aineen tarvetta
- vähentää merkittävästi CO2-päästöjä
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
Käytöstä poistettujen tuotteiden lisäksi
hyödynnetään tuotannon sivuvirrat
- Jätteistä sivutuotteiksi
- Edellytyksenä kaikkien tuotevirtojen sertifiointi/standardointi –
vaatimukset esim. liukoisuuksien suhteen
- esim. metallien valmistuksen kuonien hyödyntäminen
- maarakennusaineena
- maanparannusaineena
- sementin valmistuksen raaka-aineena
Esimerkiksi Tornion terästehtaan kuonien hyödyntäminen
vähentää neitseellisten raaka-aineiden käyttötarvetta noin 1 Mt/a
Lähde: Outokumpu, Juha Ylimaunun ja Janne Ollilan esitykset, POHTO, 2018.
15.8.2019
21
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
Kuonan tuotanto- ja käyttömäärien
kehittyminen Saksassa
Lähde: R. Fandrich: Steel production in Europe and Germany – A progress report. 10th
International conference on Clean Steel. Budapest, Unkari. 18-20.9.2018.
Oulun yliopisto
Esimerkki kierrätettävyydestä
Kierrätysmateriaaleja käyttämällä voidaan
vähentää tuotannon kokonaispäästöjä ja
joissain tapauksissa myös parantaa
tuoteominaisuuksia.
Case – Geopolymeeribetoni
- Tutkittu Kuitu- ja partikkelitekniikan yksikössä (Oulun yo)
- Raaka-aineena käytetään masuunikuonaa, jota syntyy
raudanvalmistuksen sivutuotteena, sekä natriumsilikaattia
(”vesilasi”)
- Korvaa sementtiä
- Lisäksi kiviainesta kuten tavallisessa betonissa
- Kemiallinen aktivointi – ei vaadi korkeaa lämpötilaa
- Puristuslujuus: 107 MPa (28 vrk:n lujittuminen)
- vrt. korkealujuusbetonille määritellään > 55 MPa
Lähde: Tekniikka&Talous, 25.1.2019.
15.8.2019
22
Oulun yliopistoKuvalä
hde:
SS
AB
Susta
inabili
ty r
eport
, 2014.
Oulun yliopisto
Kiertotalous Kiertotaloudella pyritään vastaamaan kaikkiin
kestävän kehityksen osa-alueisiin
- Ekologinen kestävyys
- Pienempi materiaalin ja energian kulutus
- Vähemmän jätettä ja päästöjä
- Resurssien säästö
- Taloudellinen kestävyys
- Säästöt materiaali- ja energiakuluissa
- Resurssien arvo hyödynnetään pitempään/useammin
- Rajallisten resurssien käytön minimointi
- Taloudelliset ohjaustoimet (verot, sanktiot, päästömaksut, jne.)
- Pienemmät materiaalihävikit
- Pienemmät jätteenkäsittelymaksut
- Markkinointihyödyt ympäristöystävällisestä imagosta
- Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys
- Uusia työllisyysmahdollisuuksia
- Yhteisöllisyyden kasvu verkostoitumisen kautta
- Yhteiset tavoitteet
Lähde:
Korhonen, Honkasalo & Seppälä: Ecological economics. 143(2018)37-46.
15.8.2019
23
Oulun yliopisto
Kiertotalous Kiertotaloudellakin on omat rajoituksensa
- Termodynaamiset rajoitukset – TDII ja entropian kasvu
- Systeemin ajallinen ja paikallinen rajaus
- Pitäytyminen totutussa, vaikkei se olisi ideaalisinta
- Uudet ja kehitettävät teknologiat
- Hallintoon ja johtamiseen liittyvät haasteet ja rajoitukset
toimittaessa organisaatioiden/alojen/valtioiden välillä
- Yhteisten käytäntöjen puuttuminen
- Kulttuurilliset rajoitukset – Mielikuvat jätteestä
- Dynaamisuus – Tilanteet muuttuvat
- Resurssien riittävyys
- Kasvavassa taloudessa pelkkä kierrätys ei riitä!
Kiertotalouden riskejä
- Ei-toivottujen aineiden kertyminen prosessiin/tuotteeseen
- Tuntemattomat materiaalikoostumukset
- Haitalliset aineet ja niille altistuminen
- Tulipalo- ja räjähdysriskit
- TapaturmariskitTaulukko:
Tekniikka&Talous, 1.3.2019.
Oulun yliopisto
Kiertotalouden rajat Mihin kiertotalous riittää?
- Materiaalien kulutus kasvaa
- Enemmän ihmisiä
- Suurempi ominaiskulutus ihmistä kohden
- ”Peruskulutus” kattaa yhä useampia (alku)aineita
- Pelkkä kiertotalous ei riitä kasvavassa taloudessa
Mitä kiertotalous EI ole?
- Täysin suljettu kierto
- Vaan: Arvon säilyttämistä kierrossa
- Tavoite/Itseisarvo
- Vaan: Menetelmä, jolla pyritään varsinaiseen tavoitteeseen:
KESTÄVÄ KEHITYS
”Completely closed loop makes absolutely
no sense.” (K. Hanghøj, 2019)
Kuvalähde:
K Hanghøj: Raw materials sourcing in a circular economy framework – Why understanding the raw materials value chain matters.
6th International Slag Valorisation Symposium. 1-5.4.2019, Mechelen, Belgia.
15.8.2019
24
Oulun yliopisto
Keinot kestävään kehitykseen?
3) Arviointikeinoja
- Elinkaariarviointi (LCA, Life Cycle Assessment)
- Määrällisten ympäristövaikutusten laskenta tietyllä rajatulla
elinkaaren osalla (tavoitteena kattavuus koko elinkaarelle)
- Keskeistä kohteen rajaus sekä tehdyt oletukset
- Tuotteiden ja palvelujen vertailuun
- Hiilijalanjälki (Carbon Footprint)
- Arvio syntyvistä kasvihuonekaasupäästöistä tietyn tuotteen,
toiminnan tai palvelun elinkaaren aikana
- Materiaali- ja energiatehokkuusmittarit
- Mitataanko materiaalin ja energian kulutusta vai tehokkuutta?
- Ekotehokkuus
- Palvelu-/hyödykeyksikköä kohden laskettu luonnovarojen
käytön tehokkuus
- Material Input Per Service Unit, MIPS
- Tuotteen tai palvelun aiheuttama materiaalikulutus koko
elinkaaren ajalta käyttökertoja kohti laskettuna
[kg/käyttökerta]
- Kierrätysaste
- Ekosysteemipalveluiden arviointi
- YmpäristömerkitKuvalähde: Laukkanen, Dahl & Martikka:
Teollisuuden ympäristöasioiden hallinta, 2013.
Oulun yliopisto
Elinkaariarviointi (LCA)
Elinkaariarvioinnin on oltava kattava
- Raaka-aineet, tuotteet, päästöt, jätteet, energia, vesi, ...
- Raaka-aineen hankinta, tuotanto, käyttö, loppusijoitus
- Kuljetukset
- Myös sosiaalisten vaikutusten elinkaariarviointi
Haasteita
- Rajaukset ja oletukset
- Minkä suhteen vertaillaan?
- Tietty tuotantoprosessi? Tietty tuote? Tietty käyttökohde?
- Kierrätettävyyden huomiointi
- Eri osioiden painotukset – priorisointi
- Tiettyjen osa-alueiden yli- tai alikorostuminen
- Eri yksiköissä ilmaistavien asioiden vertailu
Tulisi katsoa kokonaisuutta
- Yksittäisen vaiheen (esim. tuotanto, käyttö tai loppusijoitus)
päästöt voivat nousta JOS ne kokonaisuutena laskevat
- Yhteiset sopimukset siitä, kenelle hyöty/haitat: esim. päästö- tai
jätemaksut tai ympäristötuki
- Tuottaja, käyttäjä, päätöksentekijät, viranomaiset, jne.
Esimerkki
Sähköauton käytön aikaiset päästöt ovat pienet verrattuna
polttomoottoriautoon (riippuen tietysti siitä miten sähkö on
tuotettu).
Toisaalta sähköautossa on enemmän osia, joiden
valmistuksessa vaaditaan materiaaleja, joiden tuotanto
aikaansaa enemmän päästöjä (esim. 4-kertainen määrä Cu:a).
Jos ajat paljon, käytön aikaiset päästöt korostuvat. Jos taas
vähän, valmistuksen aiheuttamat päästöt ovat tärkeämpiä.
Paljonko on autoiltava vuodessa, jotta olisi ekologista hankkia
sähköauto? Tulos riippuu hyvin paljon tehdyistä oletuksista:
materiaalit, energia, tehokkuus, jne.
Entä jos samalla kehitetään kestävämpiä teräksiä, joita tarvitaan
autossa vähemmän, jolloin se kuluttaa vähemmän polttoainetta?
Entä jos liikkuminen onnistuisi yhtä hyvin muulla kulkuvälineellä?
Vertaillaanko päästöjä tuotettua autoa/kulkuneuvoa kohden vai
kuljettua kilometriä kohden?
15.8.2019
25
Oulun yliopisto
Elinkaariarviointi (LCA)
Elinkaariarvioinnin on oltava kattava
- Talous
- Toteuttamiskelpoisuus, edullisuus, elinkaaren aikaiset
kustannukset
- Ympäristö
- Elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, hiilijalanjälki,
resurssien käyttö ja käytön tehokkuus, kierrätettävyys
- Yhteiskunta
- Käytettävyys, hyödyllisyys, turvallisuus, mukavuus, toimivuus,
kauneus
- Miten näitä kaikkia mitataan? Miten arvoja vertaillaan?
Sosiaalisten vaikutusten elinkaariarviointi
- Hankkijan, toimittajan, välittäjän, tuottajan ja käyttäjän
vastuut
- Tuotteen/palvelun käyttöikä
- Tuotteen suunnittelu kierrätettävyyden kannalta
- Lisäarvo yksilöille ja yhteiskunnalle
- jne.
Jatketaan vielä autoesimerkkiä
Miten huomioidaan omaa autoa käyttämällä säästetty aika,
siten lisääntynyt vapaa-aika ja parantunut elämänlaatu
verrattuna vähemmän saastuttavaan julkiseen
kulkuneuvoon, jota käytettäessä matka-ajat esimerkiksi
tuplaantuvat?
Entä yksityisautoilun/joukkoliikenteen käytön vaikutukset
liikenneturvallisuuteen?
Oulun yliopisto
Ekosysteemi-palveluiden arviointi (Ecosystem services review, ESR)
Ympäristövaikutusten hallinta/johtaminen
- Perinteisesti keskittynyt arvioimaan inhimillisen toiminnan
vaikutuksia luontoon
- Jätteet, päästöt
- Keskitytty vähemmän inhimillisen toiminnan riippuvuuteen
luonnon systeemeistä
World Resources Institute: ESR (2008)
- Työkalu ympäristöhallinnan tueksi
- https://www.wri.org/publication/corporate-ecosystem-
services-review
- Keskinäisten riippuvuuksien kuvausLähteet:
WRI: Guidelines for Identifying
Business Risks and Opportunities
Arising from Ecosystem Change.
Alicia Berg: Empowering the steel
industry as a stakeholder:
Environmental Management and
communication through a social-
ecological system approach.
Jernkontorets forskning. D854. 2013.
23 s.
15.8.2019
26
Oulun yliopisto
Haasteita Haasteita matkalla kestävään kehitykseen
- Tekniset haasteet – esim. aineiden erotus toisistaan
- Taloudelliset haasteet
- Organisatoriset ja hallinnolliset haasteet
- Globaaleihin haasteisiin vastattava globaalisti – yhteinen tavoite?
- Sääntelyyn liittyvät haasteet – esim. luvat, standardit
- Yliohjauksen ja ylikäsittelyn välttäminen: Kierrätyksen ympäristö-
vaikutukset eivät saa olla suuremmat kuin loppusijoituksen
- Rajoitusten tulisi perustua todellisten uhkien välttämiseen – ei
mielikuviin (esim. haitta-ainepitoisuus vs. liukoisuus)
- Käyttäytymiseen ja asenteisiin liittyvät haasteet
- Miten saadaan jätemateriaalit kiertoon?
- Useiden materiaalien kierrätysastetta voitaisiin (nykyteknologialla)
parantaa merkittävästi parantamalla jätteiden kiertoon saamista –
esim. kännyköiden kierrätys tyssää käyttäjien laatikoiden pohjille
Lähde: Jokilaakso, Aalto-yliopisto.
Kuvalähde: Laukkanen, Dahl & Martikka:
Teollisuuden ympäristöasioiden hallinta, 2013.Lähde: Jokilaakso, Aalto-yliopisto.
Lähde: Jokilaakso, Aalto-yliopisto.
Oulun yliopisto
Kierrätyksen haasteita
Konkreettisia haasteita lähitulevaisuudessa
- Päästöjen ennaltaehkäisy ja luonnonvarojen säästäminen
energiatehokkaammilla ja suljetummilla tuotantoprosesseilla
- Päästöjen hallinta tehokkailla, matalan energiankulutuksen
omaavilla ja vähän jätettä tuottavilla puhdistusmenetelmillä
- Kilpailukykyisten materiaalien ja energian tuotattaminen
uusiutuvista ja kierrätettävistä raaka-ainelähteistä
- Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen tuotanto- ja
talteenottotekniikoita käyttäen
- Kemikaalien ja tuotteiden riskinhallinta
- Kierrätyksen mielekäs toteutus – materiaalin keräyksestä
lähtien – sekä tuotteiden suunnittelu kierrätys huomioiden
- Muutoksiin reagointi sekä ennakointi oikeisiin asioihin ja
oikealla laajuudella
- Yhtäältä ei kannata jäädä odottamaan lakisääteisiä rajoituksia
(seurauksena voi olla pakotettuja suuria investointeja), vaan
ennakoida tulevia rajoituksia
- Ympäristö-investoinnit muiden investointien yhteydessä
- Imago-/markkinointihyöty?
Lähde: Laukkanen, Dahl & Martikka: Teollisuuden ympäristöasioiden hallinta, 2013.
15.8.2019
27
Oulun yliopisto
Ympäristöasioiden hallinnan edellytyksiä
Oltava selvillä toiminnan ja tuotteiden
mahdollisista ympäristövaikutuksista sekä
niihin liittyvistä riskeistä
Oltava selvillä lainsäädännön velvoitteista
Otettava huomioon jo raaka-aine- ja
prosessiratkaisuissa sekä tuotesuunnittelussa
- Luonnonvarojen säästäminen, päästöjen minimointi
Materiaali- ja energiavirtojen hallinta
- Tehokas raaka- ja polttoaineiden käyttö
- Turhien jätteiden käsittelyyn ja ympäristöön päätyvien
materiaali- ja energiavirtojen välttäminen
Jätteiden kierrätys, käsittely, puhdistus, hävitys
ja loppusijoitus mahdollisimman vähän
kuormittavalla tavalla
- Kustannustehokkuus
Osallistuttava ympäristökeskusteluun
sidosryhmien kanssa
- Viranomaiset, asiakkaat, sijoittajat, lähistön asukkaat,
yhteiskunta, tiedotusvälineet
Lähde: Laukkanen, Dahl & Martikka: Teollisuuden
ympäristöasioiden hallinta, 2013.
Oulun yliopisto
Viimeinen tehtävä tälle kurssille
Kuvaile tarkastelun kohteena olevaa
prosessia osana yhteiskuntaa. Pyri
vastaamaan esimerkiksi seuraaviin
kysymyksiin:
- Millaisia taloudellisia ja yhteiskunnallisia vaikutuksia
tuotantoprosessilla on?
- Millaisia vaikutuksia prosessilla on ympäristöön ja/tai
terveyteen?
- Mikä on prosessin merkitys/rooli osana yhteiskuntaa?
Mihin sitä tarvitaan? Olisiko se korvattavissa? Miksi/miksi
ei?
- Miten prosessin vaikutuksia tulisi mielestäsi muuttaa?
Miten niihin voitaisiin vaikuttaa?
Vastaus voi olla aiempiin tehtäviin
verrattuna pohdiskelevampi – voit pohtia
kysymyksiä, joihin ei ole valmiita vastauksia
Tämän kun saa vielä
tehtyä, niin pääsee
joululoman viettoon...
15.8.2019
28
Oulun yliopisto
Yhteenveto YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
- Miten näiden toteutumista pyritään edistämään?
http://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/
Oulun yliopisto
Yhteenveto Oulun yliopiston Teknillisen tiedekunnan
strategiassa mainittuja asioita
http://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/
15.8.2019
29
Menkää ja pelastakaa maailma
Insinööreillä on keinoja ja mahdollisuuksia vaikuttaa asioihin