Innovaatio
Olemmeko valmiita vihreään teräkseen?
20. kesäkuuta 2021
Teräksen tuotanto on kiistatta yksi suurimmista hiilidioksidipäästöjä aiheuttavista teollisuudenaloista ja sen ympäristövaikutukset herättävät ansaittua huolta. Suurlujuusteräksillä ja ns. vihreällä teräksellä on kiistattomia ympäristöystävällisiä ja taloudellisia hyötyjä valmistajille, mutta kuinka valmiita olemme niiden avulla sitoutumaan kestävään kehitykseen ja ilmastotalkoisiin?
Jukka Kömi
Terästeollisuuden roolista globaalien hiilidioksipäästöjen aiheuttajana on syytä keskustella, sillä teräs on keskeinen materiaali esimerkiksi raskaan infrastruktuurin, kuten siltojen, rautateiden ja putkien rakentamisessa sekä koneiden valmistuksessa. Teräksenvalmistuksen ympäristövaikutukset ja niiden kehitys heijastuvat myös hitsaavaan teollisuuteen, sillä kyseisiä materiaaleja liitetään toisiinsa hitsaamalla, jotta ne kestävät kulutusta ja ajan hammasta.
Vuonna 2020 terästä tuotettiin maailmanlaajuisesti lähes 1,9 miljardia tonnia ja määrän odotetaan kasvavan 2,5 miljardiin tonniin vuoteen 2050 mennessä1. Väestönkasvun, kaupungistumisen, kasvavan autoteollisuuden sekä rakennus- ja infraprojekteihin kohdistuvien investointien odotetaan vauhdittavan kulutusta entisestään. Maantieteellisesti Kiina on merkittävä teräksenvalmistaja, Intia puolestaan nopeimmin kasvava teräksen kohdemarkkina.
Ympäristön näkökulmasta terästeollisuuden 8 prosentin osuus maailmanlaajuisista hiilidioksipäästöistä on merkittävä. Toimiala nähdäänkin yhtenä suurimpana ilmastonmuutokseen negatiivisesti vaikuttavana ajurina. Taustalla on pitkälti rautamalmin käsittelyyn tarvittava tuotantoteknologia, jonka energianlähteenä käytetään hiiltä.
Sanoista tekoihin – vihreä teräs vähentää hiilidioksidipäästöjä
Fossiilivapaan teräksen kehittäminen on noussut keskustelun aiheeksi ensimmäisen kerran jo 30 vuotta sitten. Kehitys oli kuitenkin hidasta aina 2000-luvulle asti, jolloin autoteollisuuden turvallisuusvaatimukset laittoivat pyörät pyörimään vauhdilla. Yllättävintä on se, että teräksen kestävämmät valmistusmenetelmät ovat olleet tiedossa jo 1970-luvulla, mutta toteutettavuudessa on ollut niin paljon epävarmuuksia, ettei edistysaskelien ottaminen ole ollut yksinkertaista.
Tänä päivänä positiivista kehitystä on onneksi jo nähtävissä. Hyvä esimerkki on SSAB:n HYBRIT-teknologia, jonka avulla valmistetulla “vihreällä teräksellä” on potentiaalia vähentää globaaleja hiilidioksidipäästöjä, sillä kivihiili ja koksi voidaan HYBRIT-teknologian avulla korvata ympäristöystävällisemmällä vetykaasulla.
Suurlujuusteräksillä on positiivisia ympäristövaikutuksia
Toinen mielenkiintoinen kehityssuunta liittyy suurlujuusteräksiin, joiden myötölujuus on noin 900 MPa eli noin kolme kertaa suurempi kuin tavanomaisella teräksellä. Suurlujuusteräksiä käyttämällä voidaan saavuttaa sama rakenteellinen vahvuus entistä kevyemmissä ja ohuemmissa lopputuotteissa, mikä vähentää terästonnien menekkiä tuotannossa ja siten myös hiilidioksidipäästöjä. Laivanrakennuksessa ja raskaiden koneiden valmistuksessa suurlujuusterästen keveys puolestaan alentaa valmiin kulkuneuvon polttoainekulutusta. Rakenteellisilla suunnittelumuutoksilla voidaan vähentää myös tuotantokustannuksia. Lopputuotteen elinkaaren pidentämisen kannalta rakenteiden kestävyys onkin avainroolissa.
Arvoketjun jokaisella vaiheella on merkitystä
Emme saa myöskään unohtaa kuluttajia, jotka vaativat kestävää kehitystä. Teollisuuden on otettava tämä huomioon arvoketjun jokaisessa vaiheessa ja jokaisen toimijan on tehtävä oma osansa, jotta nollapäästötavoitteet voidaan saavuttaa.
Teollisuuden kestävä kehitys asettaa vaatimuksia yrityksille ja liiketoiminnalle, mutta se tarjoaa myös uusia mahdollisuuksia esimerkiksi Kempin kaltaisille toimijoille. Kiinnostus ja sitoutuminen ovat nousussa. Tarvittava teknologiakin on olemassa. Tarvitaan vain valmiutta investoida ja tehdä päätöksiä tavalla, joka tukee kestävää kehitystä.
Kemppi on ollut aktiivisesti mukana uusien teräsmateriaalien testaamisessa ja jakanut asiantuntemustaan edistyksellisten materiaalien hitsaamiseen niille soveltuvien parametrien muodossa. Näen tulevaisuuden Kempin yrityksenä, jolla on paljon annettavaa osana uutta ja entistä ekologisempaa arvoketjua. Kysymys kuuluukin, millä tavalla kaarihitsauksen edelläkävijä aikoo tähän tarttua?
Lähteet: 1. Hitsaustekniikka 2/2021: SSAB kohti fossiilitonta terästä HYBRIT-teknologian avulla Jarmo Lilja, Process Development Manager, SSAB Europe Oy
Jukka Kömi
Jukka Kömi
Professor, Physical Metallurgy; Head of Materials and Mechanical Engineering Unit, Executive Director of Centre for Advanced Steels Research (CASR) at University of Oulu.
Lisää blogikirjoituksia
Hitsauksen trendit: Alan ennusteita vuodelle 2021
Aina vuoden vaihtuessa tulvii joka kanavasta katsauksia menneeseen ja ennusteita tulevaan vuoteen. Ei siis tehdä poikkeusta sääntöön, vaan otetaan tarkasteluun vuoden 2021 hitsauksen trendejä, jotka (todennäköisesti) vaikuttavat hitsausalaan – ja moneen muuhunkin liiketoimintaan.
Turvallisuus, Automatisoitu hitsaus
MIG/MAG-hitsauksen lämmöntuonnin laskenta
Uusi menetelmäkoestandardi EN ISO 15614.1:2017 ottaa kantaa lämmöntuonnin mittaamiseen ja laskentaan. Mitä se tarkoittaa käytännössä MIG/MAG-hitsauksessa? Entä miten konepajat voivat laskennan käytännössä toteuttaa?
Hitsauksen ABC
Hitsaus arktisissa olosuhteissa
Arktisille alueille kohdistuu nykyään paljon kiinnostusta niillä sijaitsevien suurten öljy- ja maakaasuesiintymien vuoksi. Jopa 13 % maapallon hyödyntämättömistä öljyvaroista ja 30 % maakaasuvaroista saattaa sijaita arktisilla alueilla. Energiateollisuuden suuret projektit kaasun- ja öljynjakeluverkostojen rakentamiseksi perustuvat olennaisesti teräsrakentamiseen sekä hitsaustekniikkaan.
Käsinhitsaus
Miten laserhitsaus voi muuttaa konepajateollisuutta vuoteen 2035 mennessä
Laserhitsaus muuttaa jo sitä, kuinka nopeasti valmistajat voivat työskennellä. Sen suurempi potentiaali piilee siinä, mitä hitsin ympärillä tapahtuu. Tarkastelemme sitä, miten laser voi muovata konepajavalmistusta vuoteen 2035 mennessä – aina osaajapulasta ja nopeammista asetuksista varhaisempaan laadunvalvontaan sekä tuotantokapasiteetin parempaan hyödyntämiseen.
Käsinhitsaus, Innovaatio
Mitä 10 000 hitsiä paljastavat laserhitsauksen tuottavuudesta ?
Mistä hitsin todellinen kustannus muodostuu? Kempin laser-, MAG- ja TIG-hitsauksen vertailu osoittaa, miksi pelkkä hitsausnopeus ei kerro koko totuutta. Tutustu siihen, miten hitsaustunnit, suojakaasu, lisäaine, lämmöntuonti ja jälkityöstö vaikuttavat tuotantokustannuksiin sekä miten pienet erot voivat suurissa tuotantomäärissä parantaa kapasiteettia ja kannattavuutta.
Innovaatio, Käsinhitsaus
