Raahessa viime vuoden kevättalvella Ydinvoima ja sen vaihtoehdot-tilaisuudessa luennoineen Risto Isomäen mukaan ekoklusteri toisi Raahen seudulle entistä isomman ja vakavaraisemman terästehtaan. Ekoklusteri sisältäisi myös pieniä puuhiili-, pyrolyysiöljy- ja pellettitehtaita, geopolymeerisementtitehtaan sekä tuulimyllynjalkojen, suoravetoisten tuuligeneraattorien ja HVDC-linjojen osien tuotantoa.

Isomäen aiheena oli ”Miten Raahen seutu voisi omalta osaltaan torjua ilmaston lämpenemistä – tavalla joka samalla luo seudulle halutun määrän uusia työpaikkoja?”

Ydinvoimalakeskustelu Raahe – Pyhäjoki-alueella jatkuu edelleen. Sermones.fi julkaisee Isomäen luennon osina.

Osa I

Geopolymeerisementtiin sisältyy suuria taloudellisia mahdollisuuksia.

Raahen talous on rakentunut pitkälti Rautaruukin ja teräksen ympärille. Voisin lähteä liikkeelle juuri Rautaruukista ja ennen kaikkea sen masuunien kuonakasoista.

Niin sanotun portlandinsementin valmistus aiheuttaa nykyään 7-10 prosenttia kaikista ihmisen tuottamista hiilidioksidipäästöistä. Sementin valmistus on sekä suomalaisessa että kansainvälisessä ilmastokeskustelussa ollut eräänlainen suuri, unohdettu hiilipäästö.

Portlandin sementin tuotanto aiheuttaa hiilipäästöjä kahdella eri tavalla. Ensinnäkin valmistusprosessi edellyttää saven, kalkkikiven ja eräiden muiden aineiden kuumentamista 1450 Celsius-asteeseen. Tämä kuluttaa paljon kivihiiltä. Sementtiteollisuuden kivihiilen poltto aiheuttaa noin 300 kilon suuruisen hiilidioksidipäästön kutakin valmistettua sementtitonnia kohti. Lisäksi kalkkikiven palaessa tapahtuvat kemialliset reaktiot vapauttavat ilmakehään 500 kiloa hiilidioksidia per sementtitonni.

Vakavinta on se, että sementin kulutuksen ennustetaan kaksinkertaistuvan kymmenessä vuodessa, ja kasvavan merkittävästi vielä tämän jälkeenkin. Samaan aikaan Euroopan unioni on jo tehnyt alustavan päätöksen siitä, että hiilidioksidipäästöjä pitäisi vähentää 60-80 prosenttia vuoteen 2050 mennessä. Yhdysvaltain johtavat presidenttiehdokkaat puhuvat suurin piirtein samansuuruisista päästöjen vähennyksistä: Clinton ja Obama 80 prosentista ja McCain 60 prosentista. Näitä tavoitteita ei ole mitenkään mahdollista yhdistää skenaarioon, jossa portlandinsementin valmistus maailmassa kasvaa kaksi tai kolme kertaa nykyistä suuremmaksi. Tällöinhän pelkkä sementin valmistus tuottaisi suurin piirtein sen hiilidioksidimäärän, jonka ihmiskunta voi ehkä jatkossa vuosittain kestävällä tavalla ilmakehään laskea.

Portlandinsementti pitäisi siis mahdollisimman nopeasti korvata pienempiä hiilipäästöjä tuottavilla sementeillä.

Ilmaston näkökulmasta parhaan vaihtoehdon muodostaisivat eräät magnesiumsementit, joista rakennetut talot olisivat itse asiassa hiilinieluja. Ne imisivät ajan mittaan ilmakehästä paljon enemmän hiiltä kuin mitä itse sementin valmistus tuottaisi. Monet magnesiumia sisältävät mineraalit tuottavat näet ilmalle altistuessaan hiilidioksidin suoloja eli karbonaatteja. Myös portlandinsementin ja siitä valmistetun betonin sisältämä kalkki muuttuu tietysti ajan mittaan takaisin kalkkikiveksi eli karbonatisoituu, mutta prosessi on niin hidas ja portlandinsementin valmistus tuottaa niin paljon hiilidioksidia, että menee tuhansia vuosia ennen kuin edes puolet alkuperäisestä hiilipäästöstä on imeytynyt takaisin betoniin.

Magnesiumsementit ovat kuitenkin portlandinsementtiä kalliimpia. Tästä syystä realistisin vaihtoehto voisi olla korvata portlandinsementti niin sanotuilla geopolymeerisementeillä.

Geopolymeerisementit valmistetaan pääsääntöisesti hiilivoimaloiden tuhkasta ja terästehtaiden masuunikuonasta. Näistä raaka-aineista irrotetaan ensin silikaatteja (piin ja hapen yhdisteitä) ja aluminaatteja (alumiinin ja hapen yhdisteitä). Sitten silikaatit ja aluminaatit käsitellään voimakkailla emäksillä, niin että tuloksena on pitkiä, kertautuneita molekyylejä eli polymeerejä.

Geopolymeerisementin pitäisi laskelmien mukaan olla halvempaa, kovempaa ja kestävämpää kuin portlandinsementin. Se kiinnittyy suoraan betonin sisälle sijoitettavaan tukiraudoitukseen, ja sen pitäisi kestää happamuutta, bakteerien hyökkäyksiä ja tulta tavallista sementtiä paremmin. Lisäksi sen valmistus tuottaa vain 10 tai korkeintaan 20 prosenttia portlandinsementin valmistuksen aiheuttamista hiilipäästöistä.

Geopolymeerisementtiä ei kuitenkaan vielä tuoteta suuressa mittakaavassa, missään maailman maassa. Roomalaiset valmistivat aikoinaan hyvin korkealaatuista, geopolymeerisementtiä ominaisuuksiltaan muistuttavaa sementtiä pozzolana-nimisestä luonnonkivestä. Monet pozzolanasementistä yli 2 000 vuotta sitten tehdyt rakennukset ovat edelleen hyvässä kunnossa. Neuvostoliitossa, erityisesti nykyisen Ukrainan alueella, käytettiin jonkin verran geopolymeerisementtiä. Siitä tehty betoni näyttäisi kestäneen paremmin kuin tavallisesta betonista Neuvostoliitossa tehdyt rakennelmat.

Lännessä geopolymeerisementtejä on kuitenkin käytetty vain joihinkin hyvin spesifisiin käyttötarkoituksiin kuten laivojen lämpöeristeisiin, autojen katalysaattoreihin ja tiettyihin Formula-1 autojen moottorien osiin. Espanjassa niistä on koeluontoisesti valmistettu rautateiden alle sijoitettavia betonipalkkeja, joiden täytyy kestää hyvin kovia ja jatkuvasti vaihtelevia rasitusvoimia. Tähän mennessä saadut kokemukset ovat olleet lupaavia. Australialainen Zeobond alkoi helmikuussa 2008 valmistaa ensimmäisenä yhtiönä maailmassa tavallista rakentamista varten tarkoitettua geopolymeerisementtiä. Zeobond voi kuitenkin tällä hetkellä myydä E-crete-sementtiään vain muihin kuin kantaviin rakenteisiin kuten terassien pohjaksi ja moottoriteiden meluvalleja varten.

Vaikka on hyvin todennäköistä, että geopolymeerisementti on tavallista sementtiä lujempaa ja kestävämpää, sitä ei tietenkään voida käyttää asuintalojen kantaviin rakenteisiin ennen kuin tästä on olemassa varmaa näyttöä.

Myös Suomeen olisi tärkeää kehittää geopolymeerisementin valmistusta, ja Rautaruukin terästehtaan ansiosta Raahe tai Pyhäjoki olisi ehkä luontevin paikka aloittaa.

Meillä olisi ehkä mahdollista lähteä liikkeelle nopeammin kuin lämpimissä maissa, sillä meillä rakennukset tarvitsevat hyvän lämpöeristyksen. Meillä on käytetty esimerkiksi Siporexin kaltaista huokoista kaasubetonia eristävinä elementteinä, niin että kantavat rakenteet ovat olleet jotakin muuta. Geopolymeerisementti on joka tapauksessa huokoisempaa kuin portlandinsementti, ja sen ominaisuuksia voitaisiin ehkä edelleen kehittää myös tällaiseen hyvin eristävään, kaasubetonimaiseen suuntaan. Tällä tavalla Suomessa voitaisiin ehkä saada aikaan suurisuuntaista geopolymeerisementin valmistusta nopeammin kuin muualla maailmassa, niin että alalla toimivat suomalaisyritykset pääsisivät ehkä ensimmäisinä käsiksi – erilaisten yhteisyritysjärjestelyjen kautta – myös Kiinan, Intian ja Venäjän terästehtaiden ja hiilivoimaloiden suunnattomiin, pitkän ajan kuluessa syntyneisiin kuonavuoriin. Tällöin Suomi olisi hyvissä asemissa silloin, kun on mahdollista aloittaa myös kantavien geopolymeerisementtirakenteiden valmistus.

Ei ole taloudellisesti merkityksetöntä, kuka kymmenen vuoden päästä myy esimerkiksi Kiinan ja Intian valtavien rakennusboomien ja maailman muiden rakennuskohteiden vuosittain tarvitsemat 200 miljardia geopolymeerisementtisäkkiä.

Teollisuustuotanto on usein kaikkein kannattavinta ja kilpailukykyisintä silloin, kun muutama osittain erillinen tuotannonala ikään kuin täydentää toisiaan ja muodostaa niin sanotun klusterin. Suomeen on kuulutettu myös suurta ekoklusteria vanhojen vientiyritysten rinnalle.

Sellaista ei vielä ole, oikein kunnolla, päässyt syntymään, mutta Raahen seudulle sellainen saattaisi syntyä, ehkä suuremmalla todennäköisyydellä kuin minnekään muualle Suomeen.

Raahen seutu on niin sanotusti strategisella paikalla erityisesti Kuolan niemimaan tuulipuistohankkeiden ja niihin liittyvien tuulimyllynjalkojen, tuuligeneraattorien ja HVDC-linjojen valmistuksen kannalta. Tällaiset hankkeet vahvistaisivat Rautaruukin asemaa.

Geopolymeerisementin valmistus Suomessa kannattaisi niin ikään keskittää juuri tänne Rautaruukin tuottaman masuunikuonan takia. Pohjois-Suomen metsien voimistunut kasvu tekisi mahdolliseksi Rautaruukin tarvitseman prosessihiilen osittaisen korvaamisen puuhiilellä. Kaikki nämä mahdollisuudet tukisivat toisiaan erilaisia merkittäviä synergiaetuja luovalla tavalla.

Mutta niitä on vaikea sovittaa yhteen Pyhäjoelle rakennettavan ydinvoimalan kanssa.

Luennon seuraavat osat julkaistaan myöhemmin.