Trendit vaikuttavat tuotteen kiertoon – sekundäärimateriaalien potentiaali

Tuotteilla on eroja kiertotalouden perspektiivistä katsottaessa. Jos ajattelemme tuotetta, joka on lyhytikäinen, valmistettu uusista raaka-aineista ja nykytietämyksellä vaikeasti kierrätettävä, voimme arvata tuotteen olevan kiertotalouden suunnitteluperiaatteiden kanssa ristiriidassa. Valitettavan usein tuotteissamme olisi kuitenkin parantamisen varaa ainakin jonkin ominaisuuden osalta, mutta emme kiinnitä huomiota, tiedä tai välitä asiasta.

European Environment Agency[1] on tuoreessa raportissaan ’Circular by Design’[2] arvioinut tuotetrendien vaikutusta materiaalin kiertoon. Positiivisena trendinä nähdään modulaarinen suunnittelu, joka lisää tuotteiden elinikää helpon uudelleen valmistuksen ja korjattavuuden kautta. Muita selkeästi positiivisen puolelle kallistuvia trendejä ovat tuotteiden ympärille kehitettävät palvelut ja jaettu käyttö (mm. tuotteiden käytön tehostaminen).

Negatiivisina trendeinä nähdään odotetusti tuotteiden monimutkaisuus, kompleksisuus ja toiminnallisuus. Toiminnalliset materiaalit saattavat tehostaa materiaalin käyttöä, mutta yleisesti heterogeenisten ja kompleksisten materiaalien ajatellaan olevan vaikeasti uudelleen käytettävissä ja kierrätettävissä. Kompleksisuuden ja funktionaalisuuden lisääntyminen onkin usein negatiivinen trendi materiaalien kierron sulkemisen kannalta.

Useiden ’kuumien’ trendien kohdalla vaikutus jää epäselväksi. Trendeistä löytyy sekä positiivisia tekijöitä, että kiertotalouden kannalta negatiivisia tekijöitä: tällaisia trendejä ovat ainetta lisäävä valmistus (3D tulostus), esineiden internet (Internet of Things) tai kierrätysmarkkinoiden kehitys.

Listasta ei löydy sekundäärimateriaaleja, trendiä, jossa tuotteemme olisivatkin tehty jo kertaalleen käytetystä tavarasta, sivuvirroista tai jätteistä. Sekundääriraaka-aineilla ei ole yleistä määritelmää, mutta tyypillisesti ryhmään luetaan jätteet (esim. kaivosteollisuuden rikastushiekat), sivuvirrat (esimerkiksi kuonat ja tuhkat), prosessoinnin jäännösmateriaalit, tuotteiden eliniän aikaiset poistomateriaalit ja elinkaaren lopussa olevat tuotteet ja niiden materiaalit.

Jätteetön tuotanto ei aina ole mahdollista, itse asiassa nykyisillä tuotantoprosesseilla tyypillisesti syntyy jätettä tai sivutuotetta. Yllättävää saattaa olla todellisen hukkamateriaalin suuri määrä päätuotteiden valmistuksen yhteydessä, varsinkin jos tuotamme paljon sivuvirtoja suhteessa päätuotteeseen. Unohdammeko todella nämä materiaalit? Kestävyydestä ja ilmastosta puhuttaessa kiinnostus keskittyy usein kaasumaisiin ilmakehän päästöihin, mutta entä kiinteät ’päästöt’?

Voimme muuttaa näkemystämme tähän hukkamateriaalin ja ajatella jätteen sijasta kaiken materiaalin raaka-aineena tai sekundääriraaka-aineena, ja myös kutsua hukkaa nimellä raaka-aine tai materiaali. Lisäksi voimme laittaa riman reilusti korkeammalle kuin aiemmin: maanparannuksen, tienrakentamisen ja täyteaineenakäytön lisäksi tai sijasta voimme tavoitella sekundäärimateriaalien soveltuvuutta korkeamman arvon materiaaleihin ja tuotteisiin, esimerkiksi teknisiksi ja funktionaalisiksi materiaaleiksi koneisiin, laitteisiin, elektroniikkaan tai rakentamiseen, tasavertaiseksi primäärimateriaalien rinnalle. Ajatus hukkamateriaalin käytöstä ja hyödyntämisestä varsinkin toiminnallisena materiaalina on hyvä, mutta toteuttamisessa on suuria haasteita. Hyötykäyttö vaatii uutta näkökulmaa, tutkimusta ja kehitystä, tieteellistä osaamista sekä pilottilinjoja, mutta ennen kaikkea kehitys vaatii innostusta, sitoutumista, rahoitusta ja riittävästi osaamista ja kykyä nähdä uusien avausten mahdollisuus liiketoimintana niin teollisuuden kuin tutkimuksenkin puolella. Ensimmäisen askeleen ideoinnin ja teknisten haasteiden lisäksi meillä on muun muassa ajattelumalleihin, luottamukseen, turvallisuuteen, markkinoihin, lainsäädäntöön tai verotukseen liittyviä haasteita, joiden ratkaiseminen riippuu yhteisestä tahtotilasta.

Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen CloseLoop[3] projektissa tutkimme kiertotaloutta sekä kiertävän tuotteen suunnittelustrategioita ja kehitämme ratkaisuja. Etsimme sekundääriraaka-ainetta korkean lämpötilan kestävään materiaaliin, sähkönjohtavaan materiaaliin sekä huokoiseen keraamiin. Tutkimuksemme (materiaalitiede) kohteena näihin sovelluksiin on alumiiniteollisuuden sivuvirta ja sähkö- ja elektroniikkaromun metallien talteenotossa syntyvä liuos sekä jäännösmateriaali. Kaikilta yllä olevilta sovelluskohteilta ja niissä käytettäviltä materiaaleilta vaaditaan teknisiä ominaisuuksia ja funktionalisuutta. Haluamme demonstroida, että sekundäärimateriaaleilla on primäärimateriaalien ohella potentiaalia korkean arvon räätälöityihin sovelluksiin, jotta voimme nähdä nämä materiaalivirrat varallisuutena. Tässä tutkimuslinjassa toistaiseksi rajana on mielikuvituksemme.

 

PÄIVI KIVIKYTÖ-REPONEN, D.Sc. (Tech.)

Lifecycle solutions

VTT Technical Research Centre of Finland

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

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

[3] www.CloseLoop.fi

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