From the earth you came and to recycling you shall go!

Satu Pasanen

It is November 2013. A cemetery in Tampere is illuminated by candles on All Saints’ Day. I have come to visit the grave of a relative. As I leave, I notice a skip for collecting plastic candles. It is filled with just about everything imaginable, even heather. However, among the other junk is a fair number of twisted plastic casings once used for candles. I remember thinking how much of this waste there was and wondering what could be done with it: we can’t just take it all to landfill or burn it for energy. While pondering this issue over the weekend, I write a project proposal brimming with typos for my colleagues. I even manage to mix the words “crave” and “grave”! While the typos provide long-lasting entertainment, the actual project concept fails to catch on, despite preliminary background research showing how much plastic waste gathers at cemeteries. The recycling of plastic waste as a secondary material from consumer products has yet to gather momentum.

Each year, between 3.4 and 6.5 tonnes of plastic waste gathers in Tampere’s largest – 17-hectare – cemetery alone. Similarly, around 240–250 tonnes of memorial candles are collected each year from the Parish Union of Helsinki’s 76-hectare Honkanummi Cemetery. The Evangelical Lutheran Church in Finland has around a thousand cemeteries, but limited statistical data makes it difficult to estimate the amount of plastic waste these generate. There are also regional variations in candle traditions: estimates suggest that more memorial candles are used in eastern than western Finland. Despite this, even cautious estimates suggest that there is a huge amount of plastic waste. The plastic casing from used memorial candles still forms part of the municipal waste from cemeteries. These can be used in energy production if there is a local waste burning plant.

Plastic forms a large part of mixed waste

The packaging industry is the largest part of the European plastics sector, accounting for 39.5% (in 2014) of all sectors in which plastic is used. It is no surprise then that most plastic in mixed waste consists of packaging materials, such as various grades of polyethylene (PE) and polypropylene (PP). According to a recycling pilot carried out by waste management company Pirkanmaa Jätehuolto in 2014, plastic accounted for an average of 18% of mixed waste by weight (wt%). This means 32kg of plastic waste per person per year. A sorting study by the Helsinki Region Environmental Services Authority (HSY) in 2015 found that plastic accounted for around 16 wt% of mixed waste, or 28kg of plastic waste per person per year.

Residents of the Helsinki Metropolitan Area generated an estimated 187,000 tonnes of mixed waste in 2015, of which the plastic fraction accounted for over 30,000 tonnes. That is a lot of plastic. Are residents of the Helsinki area more environmentally aware? We shall see, based on the forthcoming new information on the share of plastic of mixedwaste in Pirkanmaa. In August to September 2016, Pirkanmaan Jätehuolto Oy is conducting a waste composition study as part of the Laatujäte (Quality Waste) project funded by the Ministry of the Environment. The aim of this project is to develop waste composition research and gain an insight into Finland’s average mixed waste production.

It is May 2015. After many twists and turns, the Relight project is under way. The decision has been taken to trial the use of plastic parts of memorial candles as secondary material in a project involving VTT Ltd, Innolux, Merocap Oy and Oy All-Plast Ab. A group of secondary school students has arrived at VTT to learn about recycling and material development, as well as to sort memorial candles collected during the winter. The yard is filled with the sound of cheerful chatter. Candles quickly find their way to the right place and the job is soon done and rewarded with financial support for the school’s camp fund. But the more important issue is what these young people learn about recycling and environmental awareness. Changing attitudes from childhood on.

kuva_1

Image 1. (left) Research Scientist Satu Pasanen talks to secondary school pupils from Hervanta, Tampere, about VTT’s research facilities and material research. (right) The sorting of the memorial candles by plastic material and brand was led by Research Engineer Timo Flyktman. (Images: Tommi Vuorinen)

Soon after being sorted, the candle casings are turned into plastic granules via a multi-phase process at VTT ‘s facility in Tampere The result is first-class recycled material, whose plastic component is one hundred percent collected from the cemetery. A partner creates injection-moulded design objects from the plastic (Image 2). They are amazing. It’s time for the sceptics to eat their words – dirty plastic fractions discarded by consumers have now been used as a raw material for a new product.

kuva_2

Image 2. (left) Secondary plastic raw material produced at VTT and (right) injection-moulded plastic objects made from such material. (Images: Satu Pasanen)

Recycle your plastic!

Minor delays notwithstanding, the recycling of plastic packaging became possible for consumers this year, due to the new packaging decree (518/2014) under the Waste Act. Recycling has already become part of consumers’ daily lives, with over 500 collection skips for plastic packaging appearing at recycling points (Image 3). Officially opened in June, Ekokem’s Circular Economy Village is now processing plastic packaging waste gathered at recycling points around Finland. The packaging recycling target is 16 wt% and will rise to 22 wt% in four years’ time.

kuva_3

Image 3. Skips for collecting plastic packaging waste from consumers. (Image: Satu Pasanen)

Plastic is ideal for recycling. From the materials development perspective, the production of secondary materials and new applications is successful when we understand the characteristics of different grades of plastic, the purity criteria of various applications, and the required physical properties. Of course, we cannot forget about the role played by price and values. The most sought-after type is the cleanest possible plastic film waste containing only one type of plastic, which is ideal for – say – injection-moulded goods ranging from tubs to design products. Although the R&D associated with this sounds simple, time and formidable expertise are needed to develop the plastic materials and applications. Such time and expertise are available at VTT.

From oil to plastic and from plastic to energy

Around 4–6% of the world’s oil production is used to make plastic. Around 311 million tonnes (Mt) of plastic raw material is created from this oil (the 2014 figure does not include fibres). European plastics production accounts for 59 Mt of this amount. European consumers generated 25.8 Mt of plastic waste in 2014 (Image 4). Of this, a third ended up in recycling, a third went to landfill and the rest was burned to produce energy. Around a hundred million barrels of oil were needed to produce the 7.9 Mt of plastic waste which ended up as landfill. From the earth you came, and society wants you to return to the earth – from oil to plastic and from plastic to oil. But this process – of biodegradation in geological time – takes too long: the dumped plastic waste could have been utilized. Around 7.7 Mt of plastic was recycled.

image4

Image 4. Breakdown of plastic waste created by consumers by type of end-use (information source: http://www.plasticseurope.org).

However, the amount of recycled plastic has grown steadily in Europe over the last ten years. On the other hand, a significant amount of plastic waste still ends up in landfill in many countries. Our western neighbour, Sweden, whose restrictions – dating back to 2005 – on the amount of plastic ending up in landfill have succeeded in lowering the dumped amount to 10%, sets an excellent example of making good use of waste. Almost half of municipal waste (about 2.2 Mt) in Sweden ends up in energy production. Energy production from plastic came to Pirkanmaa in 2016, in the form of a power plant opened in Tampere by the energy firm, Tammervoima, which uses waste as fuel.

It is August 2016 The cemetery looks beautiful, with the last summer flowers still blooming among the graves. I pay my respects to my deceased relative and take a look at the skip for plastic candles (Image 5) on my way back to my car. It is still full of all kinds of rubbish. I sigh, perhaps partly in relief and partly in disappointment: secondary materials are already a reality, even if there is still a long way to go in terms of recycling plastic. But much more time will be needed to change attitudes.

kuva_5

Image 5. Collection skip for plastic from candles in the Kalevankangas cemetery in Tampere 13 August 2016. (Images: Satu Pasanen)

Satu Pasanen, Research Scientist

The sources of this blog include various Parish unions, the church’s central administration, and oral and written information on waste management, as well as material on the plastics industry published by the PlasticsEurope Association of Plastics Manufacturers (Plastics – The Facts 2015) and material on the energy industry published by the Pöyry Management Consulting Oy (”Jätteiden energiahyödyntäminen Suomessa”).

Maasta sinä olet tullut ja hyötykäyttöön sinun on tuleman

Hautausmaalla syntyy valtavasti muovijätettä. VTT:n tutkija Satu Pasanen sai siellä myös idean, miten tätä jätettä voidaan hyödyntää.

Satu PasanenOn marraskuu 2013. Pyhäinmiestenpäivän hautakynttilöiden loiste valaisee koko tamperelaisen hautausmaan. Olen tullut käymään läheiseni haudalla. Lähtiessäni pois huomaan muovikynttilöiden keräysastian. Se on täynnä kaikkea kanervista lähtien. Hautakynttilöiden suttuisia muovikuoria on kuitenkin reilusti muun rojun joukossa. Muistan ajatelleeni, kuinka paljon tätä jätettä tulee ja mitähän tästä voisi tehdä: eihän tätä kaikkea voi kaatopaikalle viedä tai energiaksi polttaa. Viikonlopun asiaa miettineenä kirjoitan innoissani kirjoitusvirheitä vilisevän projektiesityksen asiasta kollegoilleni. Sekoitan esityksessäni jopa englannin kielen sanat ”crave” ja ”grave”! Projektiehdotukseni kirjoitusvirheineen jää hauskasti mieleen, mutta varsinaisesta projektista ei kukaan vielä innostu, vaikka alustava taustatyö osoittaakin, että hautausmailta kertyy merkittäviä määriä muovijätettä. Kuluttajan käyttämän muovituotteen käyttö uusiomateriaalina ei ota vielä tuulta siipiensä alle.

Pelkästään Tampereen suurimmalla hautausmaalla (pinta-ala 17 ha) muovijätettä kertyy vuosittain 3,4–6,5 tonnia. Vastaavasti Helsingin seurakuntayhtymän Honkanummen hautausmaalta (76 ha) kerätään käytettyjä hautakynttilöitä vuosittain 240–250 tonnia. Evankelis-luterilaisella kirkolla on Suomessa noin tuhat hautausmaata, mutta muovijätteen määrän arviointi on kuitenkin vaikeaa, koska tilastoituja tietoja on saatavilla rajallisesti. Lisäksi kynttiläperinteissä on alueellisia eroja: arvioiden mukaan Itä-Suomessa käytetään Länsi-Suomea enemmän kynttilöitä haudoilla. Muovijätteen määrä on kuitenkin varovaisenkin arvion mukaan merkittävä. Käytettyjen hautakynttilöiden muovikuoret kulkevat vielä osana hautausmaiden sekajätettä. Ne voidaan hyödyntää energiantuotannossa, mikäli alueella on sekajätettä vastaanottava polttolaitos.

Iso osa sekajätteestä on muovia

Pakkausteollisuus on eurooppalaisen muoviteollisuuden suurin toimiala, sillä se lohkaisee 39,5 % (v. 2014) kaikista niistä toimialoista, joilla muovia käytetään. Siksi onkin ymmärrettävää, että sekajätteen muovijae koostuu pääosin erilaisista pakkausmateriaaleista, kuten erilaatuisista polyeteeneistä (PE) ja polypropeeneista (PP). Pirkanmaan Jätehuollon vuonna 2014 tekemän muovipakkausten kierrätyskokeilun mukaan muovin osuus sekajätteestä oli keskimäärin 18 p-%. Vuodessa se tarkoittaa 32 kg muovijätettä henkilöä kohden. Helsingin seudun ympäristöpalvelujen (HSY) pääkaupunkiseudulla vuonna 2015 tekemän lajittelututkimuksen mukaan muovin osuus sekajätteestä oli noin 16 p-%, joka tarkoittaa vuosittain reilua 28 kg:aa muovijätettä henkilöä kohden.

Pääkaupunkiseudun asukkaat tuottivat vuonna 2015 arviolta yli 187 000 tonnia sekajätettä, josta muovijakeen osuus oli yli 30 000 tonnia. Se on paljon muovia. Lienevätkö pääkaupunkiseudun asukkaat ympäristötietoisempia? Se nähdään, kun uutta tietoa muovin osuudesta pirkanmaalaisten sekajätteessä on luvassa piakkoin. Pirkanmaan Jätehuolto Oy toteuttaa alueellaan elo-syyskuun (v. 2016) vaihteessa koostumustutkimuksen ympäristöministeriön rahoittaman Laatujäte-hankkeen nimissä. Hankkeen tarkoitus on kehittää sekajätteen koostumustutkimuksia ja muodostaa käsitys Suomen keskimääräisestä sekajätteestä.

On toukokuu 2015. Monien käänteiden jälkeen ReLight-projekti on käynnissä. Hautakynttilöiden muoviosien hyödyntämistä uusiomateriaalina on päätetty kokeilla projektissa, johon kuuluvat VTT Oy, Innolux, Merocap Oy ja Oy All-Plast Ab. Ryhmä yläkoululaisia on saapunut VTT:lle oppimaan uutta kierrätyksestä ja materiaalikehityksestä sekä lajittelemaan talvella kerätyt hautakynttilät. Iloinen puheensorina täyttää pihan. Kynttilät löytävät nopeasti oikeat paikkansa ja pian työ on valmis: koululaisten leirikoulurahasto saa tukea hyvin tehdystä työstä. Mutta tärkeämpää on nuorten kierrätys- ja ympäristötietouden kerryttäminen. Asennekasvatusta lapsesta lähtien.

kuva_1

Kuva 1. (vasen) Tutkija Satu Pasanen kertoo kierrätyksestä ja tutustuttaa Etelä-Hervannan yläkoulun oppilaita VTT:n tutkimushalliin ja materiaalitutkimukseen. (oikea) Hautakynttilöiden lajittelu eri muovimateriaaleittain ja eri valmistajien merkeittäin tapahtui tutkimusinsinööri Timo Flyktmanin johdolla. (Kuvat: Tommi Vuorinen)

Pian lajittelun jälkeen hautakynttilät prosessoidaan eri vaiheiden jälkeen muovigranulaateiksi VTT:llä Tampereella. Tuloksena saadaan ensiluokkaisia uusiomateriaaleja, joiden muoviosa on sataprosenttisesti hautausmaalta kerättyä. Yhteistyökumppanin ansiosta materiaalista koeruiskuvaletaan muotokappaleita (kuva 2). Ne ovat upeita. Epäilijät hiljentykööt, likaista kuluttajien hylkäämää muovijaetta on nyt käytetty uuden tuotteen raaka-aineena.

kuva_2

Kuva 2. (vasen) VTT:llä valmistettuja uusiomuoviraaka-aineita ja (oikea) niistä koeruiskuvalettuja muotokappaleita. (Kuvat: Satu Pasanen)

Kierrätä muovia!

Tänä vuonna muovipakkausten kierrättäminen on tullut kuluttajille mahdolliseksi uuden jätelain pakkausasetuksen (518/2014) myötä, vaikkakin pieniä viivästyksiä on ollut. Kierrättäminen näkyy jo kuluttajan arkipäivässä, kun käytetyille muovipakkauksille tarkoitettuja keräyskontteja on ilmestynyt ekopisteisiin reilut 500 kappaletta. Ekokemin kesäkuussa virallisesti avattu Kiertotalouskylä hyödyntää nyt ympäri Suomea ekopisteiltä tulevaa muovipakkausjätettä. Pakkausten kierrätystavoite on nyt 16 p-%, mutta jo neljän vuoden päästä se nousee 22 p-%:iin.

kuva_3

Kuva 3. Muovipakkausten keräykseen tarkoitettuja kontteja. (Kuva: Satu Pasanen)

Muovi sopii hyvin kierrätettäväksi. Materiaalikehityksen näkökulmasta uusiomateriaalien ja uusien sovellusten tuottaminen onnistuu, kun tietää eri laatujen ominaispiirteet, sovelluksissa tarvittavat puhtausvaatimukset ja sovelluksissa tarvittavat muovin fysikaaliset ominaisuudet. Hinnan tai arvojen ohjaavaa vaikutusta ei toki voi unohtaa. Erittäin haluttua on mahdollisimman puhdas, yhtä muovityyppiä sisältävä muovikalvojäte, joka seuraavassa elämässään sopii hyvin esimerkiksi ruiskuvalutuotteisiin, aina saaveista design-tuotteisiin. Kehitystyö kuulostaa yksinkertaiselta, mutta muovimateriaalien ja niistä tehtävien sovellusten kehitystyö vaatii kuitenkin aikaa ja rautaista osaamista. Sitä VTT:ltä löytyy.

Öljystä muoviksi ja muovista energiaksi

Maailman öljyntuotannosta noin 4–6 % käytetään muovin valmistukseen. Tästä öljystä saadaan 311 miljoona tonnia (Mt) muoviraaka-ainetta (vuoden 2014 luku, ei sisällä kuituja). Euroopan muovituotannon osuus tästä määrästä on 59 Mt. Kuluttajilta tullutta muovijätettä kertyi Euroopassa 25,8 Mt vuonna 2014 (kuva 4). Tästä määrästä ensimmäinen kolmannes päätyi kierrätykseen, toinen kolmannes meni kaatopaikalle ja loput päätyivät energiakäyttöön. Kaatopaikalle menneen 7,9 Mt muovijätteen valmistamiseen tarvittiin noin sata miljoonaa barrelia öljyä. Maasta sinä olet tullut ja yhteiskunta haluaa sinun maaksi taas tuleman – öljystä muoviksi ja muovista öljyksi. Mutta se tie on liian pitkä: kaatopaikkasijoitettu muovijäte olisi voitu hyödyntää. Kierrätettäväksi muovia päätyi 7,7 Mt.

kuva_4

Kuva 4. Kuluttajilta tulleen muovijätteen jakautuminen eri loppukäyttökohteiden kesken (lähde: http://www.plasticseurope.org).

Kierrätettävän muovijakeen määrä on kuitenkin tasaisesti kasvanut Euroopassa viimeisten kymmenen vuoden aikana. Silti löytyy vielä useita maita, joissa merkittävä osa muovijätteestä päätyy kaatopaikalle. Tehokkaana esimerkkinä jätteen hyödyntämisestä on läntinen naapurimaamme Ruotsi, joka on jo vuodesta 2005 rajoittanut muovin päätymistä kaatopaikoille – lukeman ollessa nyt alle 10 %. Ruotsissa lähes puolet yhdyskuntajätteestä (noin 2,2 Mt) päätyy energiantuotantoon. Muovin käyttö energiantuotannossa näkyy paikallisesti Pirkanmaalla, kun Tammervoima avasi hyötyvoimalaitoksensa Tampereella 2016.

On elokuu 2016. Hautausmaa näyttää kauniilta, viimeiset kesäkukat kukkivat vielä haudoilla. Tervehdin edesmennyttä läheistäni ja kurkkaan muovikynttilöiden keräysastiaan matkalla autolleni. Astia on jälleen täynnä kaikenlaista roskaa. Huokaisen, ehkä osin helpotuksesta ja osin pettymyksestä: muovinkierrätyksessä on vielä paljon tekemistä, mutta uusiomateriaalit ovat jo totta. Asenteiden muuttaminen vaan vie paljon enemmän aikaa.

kuva_5

Kuva 5. Muovikynttilöiden keräysastian sisältö Kalevankankaan hautausmaalla Tampereella 13.8.2016. (Kuva: Satu Pasanen)

Satu Pasanen, tutkija

Lähteinä on käytetty seurankuntayhtymiltä, kirkkohallitukselta ja jätehuollosta kerättyä suullista ja kirjallista tietoa, Plastics Europe -yhdistyksen julkaisemaa muovialan kirjallista tietoutta (Plastics – The Facts 2015) ja Pöyry Management Consulting Oy:n raporttia ”Jätteiden energiahyödyntäminen Suomessa”.