Lapojen uusi elämä

Tuulivoimalan komponentit ovat hyvin kierrätettävissä. Tähän asti merkittävin haaste ovat olleet lavat, jotka ovat lasikuitua sisältäviä komposiittirakenteita. Lasikuitumuovijätettä on maailmassa paljon, sillä sitä syntyy tuulivoimaloiden lapojen lisäksi paljon muillakin toimialoilla, muun muassa veneteollisuudessa. Lasikuitumuovin polttamisessa, kierrättämisessä ja uusiokäytössä on merkittäviä haasteita. ECOBULK EU-hankkeessa on etsitty ratkaisua lasikuitumuovijäteongelmaan – ja sellainen on myös löydetty. Suomalainen, Orimattilassa toimiva Conenor Oy on keksinnöillään ratkaisun ytimessä.

”Mikromuovista puhutaan nyt globaalina ongelma, mutta lasikuitumuovijäte (GFRP) on varmasti jatkossa vähintään yhtä suuri aihe. Sitä käytetään valtavia määriä”, tietää Markku Vilkki, Conenor Oy:n toimitusjohtaja. Esimerkiksi veneteollisuus ja monet muutkin toimialat kaipaavat kipeästi kierrätysratkaisua, mutta tuulivoiman osalta ongelma on vähintään yhtä suuri, koska GFRP-jätettä syntyy sekä käytöstä poistuvista lavoista että lapavalmistuksen tuotantojätteenä. Voimaloiden ikääntyessä tulevalla vuosikymmenellä lapajätteen määrä tulee kasvamaan räjähdysmäisesti ja EU:n alati kiristyvässä lainsäädännössä jätettä ei voi enää haudata maahan kuten ennen.

Tuulivoimalan lapa on sekoitus polymeereja – pääosin kertamuoveja epoxia ja polyesteriä -, balsapuuta, metallia ja lasi- sekä hiilikuituja. Tämä lisää niiden kierrättämisen haastetta verrattuna tuotantojätteeseen, koska tuotantovaiheessa materiaalit ovat helposti eroteltavissa erilleen, toisin kuin murskaukseen päätyvässä käytöstä poistetussa lavassa. Nykymaailmassa kestomuoveja, kuten polyeteeniä ja polypropeenia, joista valmistetaan putkia ja kanistereita, osataan jo hyvin kierrättää, mutta GFRP:n tapauksessa kertamuovit estävät jätemateriaalin hyötykäytön ja uudelleen muovaamisen esimerkiksi kestomuovisten kanistereiden tai palautuspullojen tapaan.

Muutamat yritykset eri puolilla maailmaa ovat alkaneet kehittää teknologioita, joiden avulla GFRP-jätettä käyttäen voidaan tehdä uusia materiaaleja. Teknologioissa on kuitenkin omat haasteensa: esimerkiksi USA:ssa käytetään GFRP-murskeen sitovana muovimatriisina neitseellistä kertamuovia ja myös polyuretaania, mikä vain lisää globaalia kertamuovien kierrätysongelmaa. Lopputuotteen hinta on lisäksi kallis, lujuudessa toivomisen varaa, eikä käytetty valutekniikka mahdollista optimoituja monikerros- tai ontelotuoteratkaisuja.

Jotkin yritykset ottavat maksusta vastaan GFRP-jätettä eri muodoissa, murskaavat sen ja käytännössä vain hävittävät erilaisiin kohteisiin. Isojen jätevolyymien käsittelemiseen tällainen toimintatapa ei nykymaailmassa sovellu. Jätteen erillispolttoa on maailmalla kokeiltu samoin kuin myös Suomessa Kokkolassa, mutta tavanomainen polttotekniikka ei GFRP:lle sovellu. Polton toinen ongelma on sen yhteydessä syntyvä suuri määrä vaikeasti käsiteltävää hienojakoista lasituhkaa. Nämä haasteet ovat olleet Conenor Oy:lla mielessä, kun se on kehittänyt teknologiaa maailman lasikuitumuovijäteongelman ratkaisemiseksi kestävän kehityksen menetelmien mukaisesti.

Lähes täydelliset ominaisuudet

Conenorilla on GFRP-jätteen kierrätys- ja konversioteknologian kehittämiseen toimialustana EU:n rahoittama nelivuotinen (2017-2021), laaja H2020-hanke ”ECOBULK”. Hankkeessa on mukana 28 toimijaa eri puolilta Eurooppaa. Hankkeen keskeisin ajatus on saada maailmassa laajalti käytetyt komposiittimateriaalit kiertotalouden piiriin kehittämällä ja validoimalla uusia teknologioita, jotka osaltaan ratkaisevat tähän asti vallalla olleet kierrättämisen ja uusiokäytön haasteet. Keskeinen tavoite hankkeessa on nimenomaan todentaa, miten voidaan valmistaa uusia materiaaleja GFRP-jätettä lujitteena hyödyntäen ja edelleen valmistaa materiaalista rakennusteollisuuteen pitkäikäisiä ja uudelleenkierrätettäviä tuotteita, esimerkiksi profiileja ja levyjä. Hankkeessa myös rakennetaan mittavia demonstraatiokohteita erilaisiin ilmasto-olosuhteisiin ja useaan maahan Euroopassa sekä luodaan toimivia liiketoimintakonsepteja. Hanke on paljon laajempi kuin vain tuulivoimaloiden lapajäteongelman ratkaiseminen, mutta hankkeen tulokset ovat erittäin tervetulleita myös tuulivoima-alalle.

Conenor Oy on hankkeessa mukana teknologiakehittäjänä ja tuotevalmistajana. Yritys on onnistunut tehtävässään hyvin, sillä se on kehittänyt materiaalireseptin ja valmistustekniikan muovikomposiitille, joka on kosteissa olosuhteissa lujempaa kuin vaneri, ei tarvitse prosessiinsa uutta neitseellistä muovia, ei ime kosteutta, ei homehdu, ei mätäne, kestää säätä ja aikaa ilman huoltoa, voidaan työstää mitä erilaisimpiin muotoihin, on hinnaltaan kilpailukykyinen, voidaan valmistaa monikerroksisena ja erilaisina onteloratkaisuina, tuotteita voidaan työstää käsisirkkelillä ja rei’ittää porakoneella, voidaan kierrättää ja lopulta hävittää polttamalla toisin kuin pelkkä lasikuitumuovi… Kuulostaa lähes liian hyvältä ollakseen totta, eikö vain?

Markku Vilkki, onko materiaali oikeasti olemassa? ”Kyllä se on kaikki totta. Olemme jo toimittaneet KymiRing-MotoGP -radalle materiaalit 150 metrisiin, ulkoilmaan sijoitettaviin katsomopenkkeihin. Myös parikymmentä sadekatosta ja infokojuja on tekeillä ensi kesän avajaiskisoihin. Muita vastaavia pilottihankkeita rakennetaan demotuotteillamme Englannissa, Ranskassa sekä Portugalissa. Tuotteet voidaan valmistaa palosuojaluokkaan B, ja olemmekin toimittaneet myös palosuojalevyjä kahteen uudisrakennukseen Tartossa ja San Sebastianissa toisen EU-hankkeen kautta.”

Alkuperäinen tavoite oli kehittää komposiittimateriaali, jossa GFRP-jätettä hyödyntämällä saadaan aiempia vastaavia puu-muovituotteita (WPC) jäykempi materiaali rakennusteollisuuden tarpeisiin. Conenor pääsee tavoitteeseen yhdistämällä tuotteessaan eräässä versiossa esimerkiksi 25 prosenttia kierrätyspuuta, 35 prosenttia tuulivoimalan lapajätettä tai muuta GFRP-jätettä, 30 prosenttia kierrätysmuovia ja lisäämällä 10 prosenttia apu- ja lisäaineita. Tuotteita voidaan tehdä myös vain kierrätysmuovista ja GFRP-jätteestä ilman puukuitua, jolloin GFRP:n osuutta seoksessa voidaan kasvattaa. ”Painoahan meidän tuotteella on enemmän kuin puutuotteilla. Lasikuitu tekee sen. Toisaalta samasta syystä tuote on niin tiivis, että se ei ime vettä ollenkaan eivätkä mitat siis pääse muuttumaan märissäkään olosuhteissa”, Vilkki kertoo. 

Tällä hetkellä Conenor saa tarpeisiinsa käytöstä poistettua lapamurskaa Hollannista. Kyse on jotakuinkin sormenkokoisista palasista. Tämän ohella käytetään lopputuotteiden pintamateriaaliseoksissa myös hienojakoista GFRP-tuotantojätettä kotimaiselta tuotevalmistajalta. Ensimmäisenä Conenor valmistaa raaka-aineen agglomeraattimuotoon herneen kokoisiksi ryyneiksi, josta lopputuotteet valmistetaan jatkoprosessissa yksi- ja monikerrostuotteiksi ekstruusiomenetelmällä. ”Sinänsä tuo prosessi on niinkin yksinkertainen ja kustannuksiltaan halpa, että sitä ei uskalla ääneen kertoa saati lehteen kirjoittaa ennen kuin hakemamme patentti on myönnetty prosessille”, Vilkki kertoo. Myös toinen patenttihakemus monikerrostuotteesta on jätetty. Sille on jo Suomessa myönnetty hyötymallisuoja.

Conenorin kehittämä uusiomateriaalin valmistusprosessi on termo-mekaaninen. Prosessin juuret juontavat puu-muovikomposiittiteknologiaan, jota yritys on päätoimenaan kehittänyt jo yli 15 vuoden ajan.  Mekaanisen GFRP-jätteen murskauksen tekevät alihankkijat. Conenorin CONEX®-ekstruusioteknologialla voidaan valmistaa monikerroksisia tuotteita. ”Monikerroksisuus on merkittävä asia”, Vilkki huomauttaa. ”Olennaista on, että valmistettavaan korkealaatuiseen lopputuotteeseen voidaan käyttää muun muassa tuulivoimaloiden osalta paljon erilaisia ikääntyneitä materiaaleja ja epäpuhtauksia sisältävää lapajätettä tuotteen sisälle jäävään keskikerrokseen ja GFRP-tuotannon sivuvirtana syntyvää hävikkimateriaalia pintakerroksissa. End-of-life-materiaalit ovat monesti sekä ominaisuuksiltaan että visuaaliselta ilmeeltään pintakerroksiin sopimatonta tavaraa. Tuotantojäte on hienojakoista, tasalaatuista materiaalia uusista tuotteista”, Vilkki kertoo.

Maailma ja tulevaisuus avoimina

Onko Orimattilassa Conenorin toimitiloilla suuret maailmanvalloitussuunnitelmat kahvipöydän ympärillä kaavailtuina?

”Kyllähän tässä on valtava potentiaali. Lasikuitumuovijäteongelma on globaalisti iso ja kasvava ja toistaiseksi ratkaisematta, ja toisaalta nyt on todistettu, että meidän tuotteella on hyvät ominaisuudet ja siitä on moneksi. Varmasti löytyisi markkinaa erilaisille lopputuotteille. Lujana materiaalina se sopii mainiosti vaikkapa komposiittimateriaalista valmistettaviksi ratapölkyiksi, mille on esimerkiksi Intiassa valtava kysyntä, kun metsävaroja on vähän”, Vilkki pohtii jatkaen: ”Näen lähivuosina tarpeen muuttaa yrityksen toimintaa eri muotoon. Olen kantanut oman korteni kekoon t&k-hankkeissa ja se toiminta kaipaa uutta jatkajaa. Itse tulen keskittymään teknologian kaupallistamishankkeisiin.”

”Itse tuotantoprosessit on ratkaistu, mutta seuraavaksi pitäisi panostaa koko arvoketjun luomiseen ja kehittämiseen, tehdä tästä laatuaan ensimmäinen business case. Me olemme yhdessä merkittävien alan ulkomaisten toimijoiden sekä Finnboatin kanssa hakeneet jatkorahoitusta skaalaamiseen ja teollistamiseen tähtäävässä uudessa EU-hankkeessa, mutta Conenorin omarahoitusosuus on vielä hakusessa. Olisi hienoa, jos myös kotimainen tuulivoima-ala voisi olla mukana kiertotaloushengessä edistämässä omaa materiaalitehokkuuttaan. Nyt olisi erityisen hyvä ajankohta, kun Suomi on EU:n puheenjohtajamaa ja samaan aikaan Euroopan komissio patistaa maita lisäämään uusiutuvan energian osuuteensa 32 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä.”