Kemissä toimii pian huipputehokas biotuotetehdas

Metsä Fibren uusi biotuotetehdas Kemissä on Suomen metsäteollisuuden historian suurin investointi, arvoltaan 2,02 miljardia euroa. Se tulee toimimaan täysin ilman fossiilisia polttoaineita.

Metsä Groupiin kuuluvan Metsä Fibren moderni biotuotetehdas käynnistetään vuoden 2023 kolmannella neljänneksellä Kemin tehdasalueella, Pajusaaressa ja Sahansaaressa. Biotuotetehdas tuottaa havu- ja koivusellua 1,5 miljoonaa tonnia vuodessa. Kemin tehdas valmistaa sellun lisäksi myös paljon muita erilaisia biotuotteita ja tuottaa biopohjaista sähköenergiaa selkeästi enemmän verrattuna perinteiseen sellutehtaaseen. Biotuotetehdas on energia-, materiaali- ja ympäristötehokkuudeltaan maailman huippua. Selvästi kasvavasta tuotannosta huolimatta uusi biotuotetehdas tulee alittamaan Kemin nykyisen sellutehtaan ympäristöluvan päästörajat.

Kemin nykyinen sellutehdas on Metsä Fibren neljästä tehtaasta vanhin. Sitä on uudistettu vaiheittain ja sen tekniikka on pääosin peräisin 1980-luvulta. Sellutehtaalla olisi ollut merkittäviä investointitarpeita seuraavan vuosikymmenen aikana, ja vuosina 2018–2019 tehdyssä biotuotetehdasprojektin esiselvitysvaiheessa kävi ilmeiseksi, että kaikki edellytykset rakentaa kokonaan uusi biotuotetehdasta täyttyvät.

Uusi biotuotetehdas on merkittävä osa Metsä Groupin vuoden 2030 vastuullisuustavoitteita, joissa tavoitellaan muun muassa tuotannon fossiilittomuutta, vedenkäytön tehostamista ja tuotannon sivuvirtojen entistä tehokkaampaa hyödyntämistä. ”Vastuullisesti tuotetun sellun kysyntä jatkaa kasvuaan maailmanlaajuisesti ja lisäkapasiteetilla vahvistamme entisestään johtavaa asemaamme maailman havusellumarkkinoilla. Huomioimme aina Metsä Fibren ja koko Metsä Groupin tuotantokokonaisuuden ja inves- tointien vaikutuksen yhtiön suorituskykyyn ja edelläkävijän asemaan alalla”, sanoo biotuotetehtaan projektijohtaja Jari-Pekka Johansson.

Biotuotetehdas on Metsä Groupin ja koko Suomen metsäteollisuuden historian suurin investointi. Se tulee kasvattamaan Metsä Groupin selluntuotantokapasiteettia Kemissä 0,9 miljoonalla tonnilla 1,5 miljoonaan tonniin ja lisäämään suoria työpaikkoja Suomessa 1500:lla vuodessa. ”Uuden tehtaan positiivinen tulovaikutus on noin puoli miljardia euroa vuodessa. Tulevaisuudessa biotuotetehtaan yhteyteen voi syntyä uusia työpaikkoja uusien tuotteiden tai kumppanuuksien kautta”, Johansson toteaa.

Uuden tehtaan myötä Kemin tehdasalueesta voidaan kehittää yhä monipuolisempi biotalouden ekosysteemi. ”Kehittämämme biotuotetehdaskonsepti mahdollistaa uusien biotuotteiden tuottamisen. Konsepti perustuu kumppanuusverkostoon, jossa uudet tuotteet syntyvät sellusta tai sen tuotannon sivuvirroista arvoketjun eri osaajien yhteistyönä”, Johansson sanoo.

Ympäristövaikutukset pienenevät

Vaikka tuotanto Kemissä uuden biotuotetehtaan myötä lähes kolminkertaistuu, ympäristövaikutukset eivät kasva, vaan ennemminkin pienenevät. Johansson toteaa, että biotuotetehtaassa keskeistä on pitkälle viety suljettu kemikaalikierto, jossa vesi ja kemikaalit kierrätetään ja palautetaan prosessiin uudelleen hyödynnettäviksi. ”Esimerkiksi tehtaan hajukaasuista valmistetaan rikkihappoa, tehtaan fossiilittomuuden mahdollistaa kuoren kuivaaminen ja kaasuttaminen tuotekaasuksi ja lisäksi tehtaalle rakennetaan suljettu jäähdytysvesikierto, jonka ansiosta tarvittavan veden määrä on erittäin pieni. Lämpömäärä vesistöön ei myöskään kasva, koska jäähdytysvesien lämpö siirretään ilmaan jäähdytystorneilla.”

Johansson kertoo, että uuden tehtaan puunhankinta tullaan myös toteuttamaan vastuullisesti ja Metsä Fibre hankkii raakaaineen kestävästi hoidetuista pohjoisen met- sistä pääasiassa kotimaasta. ”Lisäksi Kemin biotuotetehdas on merkittävä uusiutuvan sähkön tuottaja Suomessa. Tehdas tuottaa vuosittain 2,0 TWh uusiutuvaa sähköä, mikä vastaa noin 2,5 prosenttia koko Suomen sähköntuotannosta eli noin 100 000 suomalaisen omakotitalon vuotuista sähkönkulutusta. Tehdas tulee myymään runsaasti uusiutuvaa sähköä valtakunnan verkkoon, sillä sen sähköenergian omavaraisuus on 250 prosenttia.”

Parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa

Uusi biotuotetehdas rakennetaan EU:n määrittämällä BAT-tekniikalla (Best Available Technology) tai osin jopa tätä edistyksellisemmällä tekniikalla. ”Tehtaan infrastruktuuri on suunniteltu ja rakennettu siten, että kaikki kuljetukset toimivat ilman fossiilisia polttoaineita. Tehtaalle on rakennettu uusi sähköistetty yksityisraide, joka mahdollistaa puukuljetukset tehtaalle sähköjunilla. Uudet autonomiset tekoälyä ja konenäköä hyödyntävät puukenttänosturit toimivat niin ikään sähköllä”, Johansson kertoo.

Valmis sellu kuljetetaan Ajoksen sataman uuteen 37 000 m2 puurakenteiseen tuotevarastoon biodieselillä kulkevilla rekoilla, ja satamassa tuotteiden käsittelyä hoitavat automaattiset, sähkötoimiset trukit ja nosturit. Kemin kaupunki vastasi tehdasalueen viereisen Sahansaarenkadun parannustöistä, joilla muun muassa parannettiin alueen liikenneturvallisuutta ylikulkusillan avulla.

Tilaajavetoinen osaurakointi

Metsä Fibrellä on Kemin biotuotetehdasprojektissa neljä päätoteutuskumppania. Sopimus AFRYn kanssa käsittää projektinhallinta- ja toteutussuunnittelupalveluja ja sopimus Fimpecin kanssa tehtaan rakennuttamispalvelut. Tehtaan päälaitteet ja automaatiot tulevat Valmetilta ja sähköjärjestelmä ABB:ltä. Projektissa on mukana yhteensä yli 1 500 yritystä, joista merkittävä osa on Lapin ja Pohjois-Pohjanmaan alueilta. ”Osaurakointimalli mahdollistaa erisuuruis- ten yritysten osallistumisen projektiin. Projektin kotimaisuusaste on yli 70 prosenttia”, Johansson kertoo.

Tehtaan rakentaminen on suuri kokonaisuus, minkä lisäksi projektiin liittyy tehokkaan logistiikan ja puunhankintaresurssien varmistaminen. Johansson toteaa, että kokonaisuuden valmistuminen edellyttää useiden toimijoiden hyvää yhteistyötä ja panostusta. Fimpecille Kemin biotuotetehdas on ollut historian suurin ja merkittävin hanke. ”Työmaalla on työskennellyt yhtä aikaa enimmillään yli 50 Fimpecin työntekijää. Projekti alkoi Fimpecin osalta vuoden 2019 keväällä ja jatkuu loppukesään 2023, jolloin istutukset ja pihat viimeistellään”, kertoo tehtaan rakentamisesta vastaava rakennuspäällikkö Eelon Lappalainen Fimpeciltä.

Lappalaisella on laaja kokemus vaativista projekteista, ja hän kokee ulkoisten olosuhteiden olleen tällä kertaa huomattavan haastavat. ”Pandemia ja sota muuttivat olosuhteita monelta osin poikkeaviksi. Nyt on pitänyt seurata paljon myös sellaisia asioita, joita normaalioloissa ei tarvitse seurata. On pitänyt olla valmiina reagoimaan, kun logistiikkaketjut maailmassa ovat sekaisin. Itse toimin hankkeen rakennuspuolella ja voin todeta vahvuudeksi sen, että pääosa toimituksista on tullut Suomesta.

Tilaaja toimii projektin päätoteuttajana ja Fimpecin työntekijät toimivat rakennus- ja asennuspuolen valvojina. Fimpecin aluevastaavat toimivat myös alueidensa vastaavina työnjohtajina. ”Tämän lisäksi rakentamisen hankinnat, kustannusten hallinta, aikataulut, dokumenttienhallinta, puutuotelogistiikka ja työturvallisuus ovat kuuluneet Fimpecin toimitukseen. Asennustöiden osalta Fimpecin toimituslaajuuteen on kuulunut tilaajan asennusvalvontaa ja työmaavaiheen aikataulujen seuranta ja ohjaus”, Lappalainen avaa.

Monella tapaa ennätyksellistä teräksen käyttöä

Teräksen rooli biotuotetehdasprojektin rakentamisessa on merkittävä. Suurin yksittäinen teräksen käyttökohde on ollut Valmetin toimittaman soodakattilarakennuksen runko, jossa terästä on käytetty yhteensä noin 4770 tonnia. ”Terästä käytetään joka osastolla erilaisissa rakenteissa kuten rakennusten rungoissa, putkisilloissa, ja hoitotasoissa, sillä teräs soveltuu erinomaisesti teollisuusrakentamiseen. Teräksen lisäksi projektissa on hyödynnetty runsaasti kotimaista puuta. Tehtaan käyttökonttorissa sekä Ajoksen sataman tuotevarastossa on maksimoitu Metsä Groupin puutuotteiden käyttö”, Johansson kuvailee materiaalien käyttöä.

Lappalainen lisää, että rakentamisessa terästä on käytetty erityisesti nosturiradoissa, rungon jäykistämisessä, kattoristikoissa sekä kuorirakenteissa. ”Kemin biotuotetehtaan julkisivut on pyritty tekemään pelti-villa-pelti-elementeistä vastaavalla tavalla kuin Äänekosken biotuotetehtaalla, ja siksi tehtaat näyttävätkin melkein kuin sisaruksilta. Prosessirakennusten rakennustöissä on käytetty yli 3700 tonnia terästä, josta 70 prosenttia on käytetty primäärirakenteissa ja 30 prosenttia sekundäärirakenteissa.”

Merkittävin määrä teräksestä on käytetty maan alle. ”Siellä on maaperästä johtuen yli 200 km teräspaalua ja 400 km teräsbetonipaalua. Erilaisia pontattuja ja kallioon ankkuroituja kaivantoja on tehty muun muassa raakavesipumppaamolle, kuivaamolle, prosessijätevesi- ja hulevesipumppaamoihin sekä puunkäsittelyn altaisiin ja ostohaketaskuun. Haasteellinen paikkahan tuo merenranta on rakentaa. Se on jokisuistoa, siis pehmeää rakennuspohjaa. Sellutehdas tarvitsee paljon vettä, joten paikan suhteen ei olisi ollut paljon valinnanvaraa”, Lappalainen kommentoi.

Tehtaassa on kauttaaltaan paljon terästä. ”Laitteet, säiliöt, putkistot, putkisillat ja hoitotasot, niissähän on kaikissa terästä merkittäviä määriä. Vaikka monissa paikoissa on betonirunko, sitten kuitenkin nosturiradat, ristikot ja kuoret ovat terästä”, Lappalainen tiivistää vielä.

Biotuotetehtaalla terästä on käytetty myös yli 800 teräsoveen ja niiden karmeihin. ”Erityiskohteita ovat olleet muun muassa kuivauskoneen märän pään viiravesialtaan paikalla tehty ruostumaton suojakaukalo. Äänekoskesta poikkeavia ratkaisuja ovat Kemissä olleet myös kuorimon melusuojarakenteet, joiden runko toteutettiin teräksestä, puunkäsittelyn teräs-betoni-puurakenteinen meluseinä sekä CLO2-laitoksen teräsrunkoinen ja -vaippainen kaasusuojarakennus”, Lappalainen kertoo.

Haasteista huolimatta aikataulussa

Projekti on edennyt aikataulussa. ”Tilanteeseen nähden työmaa on edennyt hämmästyttävän hyvin ja starttipäivää ei ole siirretty. Toimitushäiriöiden kanssa eläminen on kyllä vaatinut uudenlaista toimintatapaa ja merkittävästi lisää resursseja”, Lappalainen sanoo.

Vaativat paikat on ratkottu yhteistyöllä ja matkan varrelle on mahtunut useita erityisiä toteutuksia. Yksi kiinnostava terästoteutus on kuivaamon teräsristikot. ”Kuivaamon suuri leveys edellytti yli 45-metrisiä teräsristikoita, jotka kattavat Valmetin tähän asti leveimmän yksilinjaisen kuivauskoneen”, Lappalainen kommentoi.

Toinen erityisesti Lappalaiselle mieleen jäänyt teräsrakennekohde on täysin teräksestä tehty ja pitkälle konepajalla esivalmistettu ja varusteltu kuitulinja 1:sen pesupuristimen perustus, joka asennettiin syksyn 2022 seisakissa. ”Ensin purettiin vanhat rakenteet ja sitten työnnettiin nopeasti uusi perustus alle. Mistään betonirakenteista sitä ei olisi pystynyt tekemään. Aika ei olisi riittänyt, eikä olisi pystytty sisällä haalaamaan.”

Tässä perustuksessa erityistä oli laserkeilauksen tarkka hyödyntäminen suunnittelun lähtötietona sekä konepajan kanssa tehty tiivis yhteistyö, jossa koko valmistusja asennusprosessi suunniteltiin ennakolta. ”Kantojärven Metallin kanssa teimme siinä puolen vuoden projektin. Suunnittelimme tarkasti koko operaation ja teimme valmiin perustuksen, joka sitten asennettiin paikalleen 14 tunnissa”, Lappalainen sanoo.

Toinen seisakkiin liittyvä erityisteräsrakenne oli raakavesipumppaamon tulokanavan pengervallin teräsrakenteinen tuki, joka mahdollisti pengervallin sekä siihen liittyvän kallioankkuroidun tukiseinän purkamisen nopeasti, häiriten mahdollisimman vähän tulokanavan veden laatua. ”Tuen ansiosta pystyimme purkamaan penkereen tukiseinän muutamassa tunnissa ja ehdimme seisakin aikana tekemään kaikki muutokset, joita uusi tehdas tarvitsee.”

Onnistumiseksi Lappalainen mainitsee myös sen, että nosturiradat saatiin suunnittelijoiden kanssa yhtenäistettyä siten, että ne toteutettiin joka rakennuksessa samalla tavalla. ”Äänekoskella niissä oli hieman käsialaeroa ja siellä toimineilta saatiin hyvät neuvot uuteen kohteeseen. Sellaisella normaalilla viestinnällä kokemusta hyödynnettiin. Tässä kun on neljä insinööritoimistoa ja satoja suunnittelijoita töissä pelkästään rakenteita suunnittelemassa, yhtenäistämistä riittää.” -JP