Raaka-aineet haasteena ilmastonmuutoksen edetessä

Raaka-aineita tarvitaan jokaisella teollisuuden sektorilla sekä ihmisten arkielämässä. Moni nykyisistä yhteiskunnallisista murroksista vaikuttaa oleellisesti raaka-aineiden saatavuuteen.

Uudet energiateknologiat – aurinkoenergia, tuulivoima, energian varastointi – tarvitsevat uusia raaka-aineita, jotka poikkeavat perinteisen energiasektorin raaka-aineista. Elektroniikka, kännykät ja sähköautot ovat muuttaneet raaka-ainetarpeita, ja keskiluokan kasvaessa varsinkin Aasiassa murroksen raaka-ainekentässä odotetaan vain lisääntyvän.

Muun muassa näistä asioista kuulimme 8.11.2016 Mineraalit kiertotaloudessa -seminaarissa Satakuntatalolla Helsingissä. Kyseessä oli VTT:n mineraalitalouden kärkiohjelman seminaari, ja sen ajankohtaiset esitykset herättivät vilkasta keskustelua. Päivän anti oli positiivinen, mutta paljon lisää työtä tarvitaan. Tähän mennessä tekemämme t&k-työ VTT:llä tuntui arvokkaalta ja sai hyvää palautetta. Tapahtumassa julkaistiin uusi VTT Research Highlights -julkaisu: Added value from responsible use of raw materials. Se on vapaasti ladattavissa verkosta: http://www.vtt.fi/inf/pdf/researchhighlights/2016/R13.pdf

Tuotteen ympäristövaikutukset määräytyvät pitkälti jo suunnitteluvaiheessa

Resurssitehokas tuotesuunnittelu ei ole uusi asia: sen periaatteet löytyvät jo 1930-luvun suunnitteluohjeista.

fig2_david_peck

Huolimatta siitä, että teoriassa tiedetään, miten uudelleenkäytettävyys ja kierrätettävyys tulisi ottaa huomioon, käytännön tasolla päädytään yhä vaikeammin kierrätettäviin tuotteisiin, totesi David Peck (TUDelft, Alankomaat) esityksessään. Käytännössä myös riippuvuutemme kriittisistä raaka-aineista kasvaa, koska lähes kaikki toiminnot ovat riippuvia automaattisesta tiedonsiirrosta ja elektroniikasta. Samanaikaisesti valmiutemme elektroniikkatuotteiden korjaukseen on heikentynyt voimakkaasti, jolloin pidempiaikaiset katkot tiettyjen raaka-aineiden saatavuudessa voivat aiheuttaa vakavia ongelmia yhteiskunnan toiminnoille.

Moni arvoaine jää kierrättämättä

Elektroniikka sisältää paljon kriittiseksi luokiteltuja tai muuten arvokkaita raaka-aineita, joista osa jää nykyisin lähes kokonaan kierrättämättä, kertoi John Bacher esityksessään. Haasteena on pieninä pitoisuuksina esiintyvien raaka-aineiden kustannustehokas talteenotto heterogeenisesta ja muuttuvasta materiaalivirrasta. Raaka-ainehäviöt monista toimintovaiheista koostuvissa keräys- ja kierrätysketjuissa ovat myös huomattavat. Yksi häviölähteistä on materiaalien murskauksessa syntyvä pöly.

fig3_john_bacher

Useassa esityksessä mainittiin mahdollisuus tehokkaampiin raaka-aineiden hyödyntämisprosesseihin, tehokkaampaan talteenottoon, resurssiviisaampaan tuotevalmistukseen sekä koko arvoketjun varrella nykyisin syntyvien jätteiden ja sivuvirtojen hyödyntämiseen. Sivuvirrat voisi nähdä sivutuotteina, joille mahdollisimman suuri arvon nousu mahdollistaa myös tehokkaamman hyödyntämisen.

Uusiutuva energia lisää kriittisten raaka-aineiden tarvetta

Mineraalit kiertotaloudessa -paneeli (Ilkka Kojo, Outotec; Raimo Lahtinen, GTK; Olli Salmi, EIT Raw Materials Baltic Sea CLC; Erja Turunen, VTT ja Maria Wetterstrand) totesi, että metallit ja mineraaliset raaka-aineet tulevat olemaan tärkeitä myös tulevaisuudessa. Esimerkiksi uusiutuvan energian käyttö ja varastointi tulevat kuluttamaan yhä enemmän kriittiseksi luokiteltuja raaka-aineita.

fig4_paneeli

Koska laitteiden elinikä on pitkä, käytössä olevat raaka-ainevarastot tulevat kasvamaan. Tutkimuksen ja kehityksen kautta ja digitalisaation mahdollisuuksia hyödyntäen pitäisi löytää ratkaisuja raaka-aineiden kestävään käyttöön, jotta tulevaisuudessakaan ei tarvitse lähteä etsimään raaka-aineita maapallon ulkopuolelta.  Tämä ei kuitenkaan onnistu ilman poliittisten päättäjien ja kuluttajien myötävaikutusta.

Mineraalitalouden kärkiohjelma tuottaa teknologisia innovaatioita  

VTT:n mineraalitalouden ohjelmassa tuotetut tekniset innovaatiot luovat pohjaa kiertotaloudelle. Tämä tarkoittaa raaka-aineiden, materiaalien ja tuotteiden kierron järkevää suunnittelemista, tehostamista, pitkäikäisyyttä sekä kierron sulkemista, jätteettömyyttä, sivuvirtojen ja jätteiden hyödyntämistä.

Ohjelma pyrkii lisäämään VTT:n raaka-aine- ja materiaalitutkimuksen kansallista ja kansainvälistä näkyvyyttä ja on mukana EIP Raw materialsin, PROMETIAn (Mineral Processing and Extractive metallurgy for mining and recycling innovation association) ja EIT Raw Materialsin toiminnassa. Konkreettisina aktiviteetteina ovat muun muassa EIP Commitmentit ja H2020-projektit.

 

Kirjoittajat:

paivi_kivikyto-reponen

Päivi Kivikytö-Reponen, tekniikan tohtori, erikoistutkija, Mineraalitalous-kärkiohjelman päällikkö

Päivi Kivikytö-Reponen työskentelee elinkaariratkaisujen, uusio- ja sekundäärimateriaalien sekä teollisten materiaalien kehityksen, suunnittelun ja kulumisen parissa VTT:llä. Hänellä on noin kahdenkymmen vuoden kokemus materiaaleihin liittyvästä tuotekehityksestä, tutkimuksesta ja laadunvarmistuksesta sekä teollisuudessa, yliopistoissa että tutkimuslaitoksessa. Tällä hetkellä häntä kiinnostaa erityisesti tuotteiden suunnittelu kiertotalouteen, elinkaaren pidentäminen sekä tuotteiden resurssitehokkaat elinkaariratkaisut – erityisesti metalli-, keraami- ja komposiittituotesektoreilla.

 

Ulla-Maija_Mroueh

Ulla-Maija Mroueh, johtava tutkija

Ulla-Maija Mroueh työskentelee VTT:llä johtavana tutkijana. Hänen keskeisiä tutkimusalueitaan ovat kierrätys- ja jätteidenhyödyntämiskonseptit, mineraalisten raaka-aineiden tuotanto- ja käyttöketjut, raaka-ainekierrot ja kaivosten ympäristövaikutusten hallinta. Hänellä on yli kolmenkymmenen kokemus tämän aihealueen kansainvälisistä ja kotimaisista tutkimushankkeista.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s