Sekundäärimateriaaleissa piilee hyödyntämätön potentiaali

 
Kiertotalouden näkökulmasta suuressa osassa tuotteita olisi vielä merkittävästi parannettavaa erityisesti materiaalivalintojen ja suunnittelun osalta. Lisäksi sekundäärimateriaaleissa piilee hyödyntämätön potentiaali.

Trendit vaikuttavat tuotteen kiertoon

European Environment Agency[1] on tuoreessa raportissaan ”Circular by Design”[2] arvioinut tuotetrendien vaikutusta materiaalin kiertoon. Raportti tuo esiin positiivisena trendinä modulaarisen suunnittelun, joka lisää tuotteiden elinikää helpon uudelleenvalmistuksen ja korjattavuuden ansiosta. Muita kiertotaloutta tukevia trendejä ovat tuotteiden ympärille kehitettävät palvelut ja jaettu käyttö.

Kiertotaloutta taas hidastavat tuotteiden monimutkaisuus, kompleksisuus ja toiminnallisuus. Toisaalta toiminnalliset materiaalit saattavat tehostaa materiaalin käyttöä, mutta yleisesti heterogeeniset ja kompleksiset materiaalit ja rakenteet ovat haasteellisia käyttää uudelleen ja kierrättää. Toisin sanoen kompleksisuuden ja funktionaalisuuden lisääntyminen haittaa usein materiaalien kiertoa.

3D-tulostus, esineiden internet ja kierrätysmarkkinoiden kehitys ovat esimerkkejä ”kuumista” trendeistä, joiden kohdalla vaikutukset jäävät EEA:n raportin mukaan vielä epäselviksi. Näistä trendeistä löytyy sekä positiivisia että kiertotalouden kannalta haastavia tekijöitä:

  • 3D-tulostus eli ainetta lisäävä valmistus mahdollistaa paikallisen tuotannon ja lisää materiaalitehokkuutta, mutta toisaalta räätälöidyt tuotteet voivat vaikeuttaa jaettua käyttöä ja monimateriaalituotteet materiaalin kierrätystä.
  • Esineiden internet mahdollistaa esimerkiksi tuotteiden seurantaa ja tuoteinformaation hallinnan, mutta voi johtaa monimutkaisempiin tuotteisiin ja kriittisiin materiaaleihin.
  • Kierrätysmarkkinat tukevat kierrätykseen liittyviä liiketoimintamalleja, mutta voimavarojen kohdistaminen kierrätykseen voi vähentää kannustimia tuotteiden ja materiaalien uudelleenvalmistukseen ja uudelleenkäyttöön.

Ei unohdeta sekundäärimateriaaleja

Olisiko edellä mainittujen trendien lisäksi hyvä tunnistaa sekundäärimateriaalien potentiaali?

Sekundääriraaka-aineilla ei ole yleistä määritelmää, mutta tyypillisesti ryhmään luetaan jätteet (esim. kaivosteollisuuden rikastushiekat), sivuvirrat ja sivutuotteet (esimerkiksi kuonat ja tuhkat) sekä muun valmistuksen ja prosessoinnin jäännösmateriaalit, tuotteiden eliniän aikaiset poistomateriaalit ja elinkaaren lopussa olevat tuotteet ja niiden materiaalit.

Jätteetön tuotanto ei aina ole mahdollista, sillä nykyisillä tuotantoprosesseilla syntyy jätettä tai sivutuotetta. Yllättävää saattaa olla todellisen hukkamateriaalin suuri määrä, varsinkin jos tuotannossa syntyy paljon sivuvirtoja suhteessa päätuotteeseen. Esimerkiksi raportin ”Growth within: a circular economy vision for a competitive Europe”[3] mukaan tavoitamme vain 5 % alkuperäisestä raaka-aineen arvosta ensimmäisen käyttökierron jälkeen. Aiommeko todellakin unohtaa hukkamateriaalit? Kestävyydestä ja ilmastosta puhuttaessa kiinnostus keskittyy usein kaasumaisiin ilmakehän päästöihin. Mutta entä kiinteät ”päästöt”?

Kannattaisiko meidän muuttaa näkemystämme tästä ”hukkamateriaalista” ja kutsua sitä tästä lähtien raaka-aineeksi tai materiaaliksi?

Voimmeko nostaa samalla rimaa? Sen lisäksi, että käytämme sekundäärimateriaalia esimerkiksi maanparannuksessa, tienrakennuksessa ja täyteaineena, voimme tähdätä korkean arvon materiaaleihin ja tuotteisiin tasavertaiseksi primäärimateriaalien rinnalle.

Ajatus hukkamateriaalin käytöstä ja hyödyntämisestä varsinkin toiminnallisena materiaalina on hyvä, mutta toteuttamisessa on edelleen suuria haasteita ja jopa uhkia, kuten mahdolliset myrkylliset ja vaaralliset ainesosat.

Hyötykäyttö vaatii osin muutosta ajattelutapaan, tutkimusta ja kehitystyötä, tieteellistä osaamista sekä pilottilinjoja kehityksen kaupallistamiseksi. Yhtä tärkeää on innostus, sitoutuminen, turvallisuusnäkökohdat, riittävä osaaminen ja kyky nähdä uusien avausten mahdollisuudet markkinoilla.

Ideoinnin ja teknisten haasteiden lisäksi meillä on luottamukseen, lainsäädäntöön tai verotukseen liittyviä haasteita, joiden ratkaiseminen riippuu yhteisestä tahtotilasta.

Materiaalitiedettä CloseLoop-projektissa

Tutkimme VTT:llä ratkaisuja kiertotalouteen ja suunnittelustrategioihin Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen neuvoston CloseLoop-projektissa[4]. Tehtävämme on etsiä sekundääriraaka-ainetta korkean lämpötilan kestävään materiaaliin, sähkönjohtavaan materiaaliin sekä huokoiseen keraamiin. Tutkimuksen kohteena näihin sovelluksiin on alumiiniteollisuuden sivuvirta ja sähkö- ja elektroniikkaromun metallien talteenotossa syntyvä liuos sekä jäännösmateriaali. Kaikilta edellä mainituilta sovelluskohteilta ja niissä käytettäviltä materiaaleilta vaaditaan erityisiä teknisiä ominaisuuksia ja toiminnallisuutta. Tutkimme ja myös demonstroimme, miten sekundäärimateriaaleilla päästään primäärimateriaalien ohella korkean arvonsovelluksiin, jotta voimme tulevaisuudessa nähdä nämä materiaalivirrat varallisuutena eikä vain hukkamateriaalina.

07d9bb6

Päivi Kivikytö-Reponen
erikoistutkija
Twitter: @PaiviKivikyto

[1] https://www.eea.europa.eu/

[2] https://www.eea.europa.eu/publications/circular-by-design

[3] https://www.ellenmacarthurfoundation.org/assets/downloads/publications/EllenMacArthurFoundation_Growth-Within_July15.pdf

[4] http://www.closeloop.fi/

Share on LinkedInShare on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+