Muovien kiertotalouden ABC: Kevättä rinnassa

Kevät on muutoksen aikaa. Luonto alkaa vähitellen vihertää ja linnut kilvoittelevat toistensa huomiosta kauniilla lauluillaan. Materiaalitutkija huomaa kuitenkin vain lumipenkkojen alta paljastuneet roskat, jotka kilpailevat sinivuokkojen kanssa ympäristön värittämisestä. Sekös saa tutkijankin tunteet valloilleen, kun näkee epäkohtia. Miten voisi edistää vastuullista muovinkäyttöä ihan jokaisen arjessa?

Tuffa Tider!

Muutoksen aika on myös muoviteollisuudessa. Tammikuussa 2018 lanseerattu Euroopan komission muovistrategiatyö on edennyt: alustavaa uutta tietoa on tullut lainsäädäntöehdotuksesta, joka kohdistuisi kymmeneen eniten roskaavaan tuotteeseen. Tuotteet kattavat 86 % rannoilta löytyneestä muoviroskasta. Näitä ns. lyhyen kierron tuotteita ovat esimerkiksi vanupuikot, aterimet, pillit, ilmapallot, kääremuovit sekä erilaiset korkit ja kannet. Listalla ovat myös juomapullot, mikä suomalaisen kuluttajan näkökulmasta kummastuttaa, sillä Suomessa juomapullojen kierto toimii esimerkillisesti. Muovikeskustelua käytäessä on kuitenkin syytä muistaa, että öljystä ja maakaasusta suurin osa kuluu liikenteeseen, sähkön tuotantoon ja lämmitykseen eikä suinkaan muovien valmistukseen: juomapullo luonnossa on vain näkyvämpi ja konkreettisempi.

Muutoksen edessä yhä useampien yritysten on tarpeen tarkastella uudelleen strategiaansa tulevaisuuden suhteen, sillä selviytyjiä ovat ne, jotka pystyvät ennakoimaan hyvissä ajoin muuttuvat ajat. Kiertotalouden kilpajuoksussa läntiset kollegamme ovat jo viime vuonna ilmoittaneet Ruotsin aikovan olla maailman paras kiertotalouden saralla.  Samaan aikaan me suomalaiset toteamme vaatimattomasti kiertotalouden tuovan meille erinäisiä menestyksen mahdollisuuksia. Tässä on iso ero.

Kolmen kimppa

Eurooppalaiset kuluttajat tuottavat vuosittain noin 27 miljoonaa tonnia muovijätettä, josta noin 1/3 kierrätetään. Maakohtaisia eroja toki on, mutta myös parantamisen varaa. Suurin osa muovijätteestä on pakkauksia, joiden kierrätystavoite on tällä hetkellä 22,5 %, mutta 12 vuoden päästä se on jo 55 %. Toimiakseen kierrätyksen arvoketju tarvitsee kolmea asiaa: virtoja, logistiikkaa ja laatua.

Riittävät muovivirrat takaavat, että kierrätyksestä voidaan synnyttää uutta Graphic1liiketoimintaa tai että muovisia sivuvirtoja pystytään hyödyntämään osana omaa tuotantoa. Virtojen riittävät määrät ovat kytköksissä tuotantoprosessin mutkattomaan toimimiseen. Prosessin hallittavuus kärsii, jos käytettävän uusiomateriaalin ominaisuudet eivät pysy samoina tai neitseellisen muovin kanssa sekoitettavan uusiomuovin määrä vaihtelee. Uusiomuovi ei ole täysin neitseellisen kaltaista, koska sen historia muuttaa sen ominaisuuksia.

Toimiva logistiikka on avain siihen, että muovijakeita saadaan kerättyä kustannustehokkaasti. Logistiikan alan yhteistyö, kehittyneemmät lajitteluastiat ja kuluttajien näkökulman huomiointi ovat keskeisiä kehityskohteita. Kuluttajan tärkein tehtävä on saattaa muovi takaisin kiertoon, mutta siitä ei pidä tehdä heille mahdotonta tehtävää.

Hyvä laatu voi tarkoittaa montakin eri asiaa. Muovivirtojen tulee olla fysikaalisilta ominaisuuksiltaan sellaisia, että niitä voidaan vielä kierrättää mekaanisesti. Virtojen tulee olla koostumukseltaan yhtenäisiä, jolloin eri muovilajeja ei olisi sekaisin. Kolmanneksi, tuotettavan uusiomateriaalin tulee olla ominaisuuksiltaan ja puhtaudeltaan sellaista, että yritykset, julkiset toimijat ja viime kädessä kuluttajat hyväksyvät ne käyttämiinsä tuotteisiin.

Kolmen kimppaa – virtoja, logistiikkaa ja laatua – ohjaavat siis ensisijaisesti kuluttajat, mutta myös lainsäädäntö ja raha. Kuluttajalla on mahdollisuus vaikuttaa myös kahteen viimeisimpään käyttämällä ääntään ja tarvittaessa sulkemalla lompakkonsa, kun epäkohtia tulee esille tai jos vain huonoja vaihtoehtoja on tarjolla.

Ota riski – rakastu muovien maailmaan!

Minulta kysytään usein, mistä kuluttaja voi tietää, mikä on oikea tapa toimia tai mistä saa oikeaa tietoa kierrätyksestä? Ohjenuoraksi olen antanut seurata erilaisia medioita ja julkaisuja, joiden välittämä informaatio tulee ensin kyseenalaistaa, jonka jälkeen voi lopulta muodostaa oman käsityksensä. Muovien maailmaan tutustuminen voi olla antoisaa, kun siihen syventyy. Ennen harppausta kierrätyksen kiehtovaan maailmaan on syytä muistaa, että yhtä ainoaa oikeaa ratkaisua ei ole, sillä kiertotalous on monen vaikuttavan tekijän yhdistelmä.Graphic2_v2

EU:n jätehierarkia on hyvä startti tiedonhakuun. Jokaisen kuluttajan on mahdollista oppia vastuulliseksi muovikäyttäjäksi siitä muodostetun 4R-muistisäännön avulla: Reduce – Reuse -Recycle – Recover. Kuluttaja voi käytännössä soveltaa tätä muistisääntöä vaikka seuraavasti:

  • Mieti omaa kulutustasi ja sen suuntaamista
  • Lajittele ja kierrätä jätteesi
  • Vaadi kierrätetystä muovista tehtyjä, laadullisesti parempia tuotteita
  • Toimita jätteet energiahyötykäyttöön, mikäli kierrätystä ei ole mahdollista toteuttaa
  • Hanki lisää tietoa muoveista ja kierrätyksestä
  • Pyri näkemään asiat isommassa mittakaavassa ja koko arvoketjun osalta

Kysynnän ja tarjonnan laki pätee myös kierrätysmuovituotteilla: kun julkisten tahojen ja kuluttajien puolelta vaaditaan kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti tuotettuja, laadukkaita tuotteita, niitä myös tulee.

Rakkautta ilmassa

Ympäristöliikkeen syntyhetkeksi on katsottu Äänetön kevät -teoksen (engl. Silent Spring) julkaisu vuonna 1962, jolloin hyönteismyrkkyjen negatiiviset vaikutukset luontoon ja ihmisten terveyteen alkoivat valjeta suurelle yleisölle. Maailmanlaajuisesti ihmisiä kosketti myös muutaman vuoden takainen Ellen MacArthur -säätiön arvio, että vuonna 2050 merissä on enemmän muovia kuin kaloja. Ympäristön tilaan otti kantaa myös Esko Valtaoja helmikuussa 2018 ennustaessaan luonnonvarojen loppuvan tällä tahdilla 10 – 15 vuoden päästä. Uusi varoituksen kello on nyt helähtänyt. Kevät voi siis olla hyvin erilainen lähitulevaisuudessa, mikä huolestuttaa tutkijaa.

Ellen MacArthur -säätiön mustan vision toteutumiseen on siis aikaa reilut 30 vuotta. Ehkä keskustelemme silloin jo aikuistuneen nuorimmaiseni kanssa, mitä tapahtui vuonna 2018? Ehkä menneisyydessä tehdyt panostukset kiertotalouteen kantoivat hedelmää ja voimme nauttia muovin tuomista eduista edelleen. Tai sitten eivät, jolloin uhkakuvat pilaantuneesta ympäristöstä ovat käyneet toteen. Kun nuorimmaiseni silloin kysyy, mitä sinä teit asian hyväksi vuonna 2018, niin voin sanoa: äiti yritti. Niin suuri on rakkaus.

satu_pasanen
Satu Pasanen
Senior Scientist
satu.pasanen(a)vtt.fi

 

Muovien kiertotalouden ABC on viisiosainen blogisarja, jossa sukelletaan muovien maailmaan. Sarjassa käsitellään biomuoveja, muovien kierrätystä ja liiketoimintaa, sekä kiertotalouden tulevaisuuden visioita. Myyttien murtamista unohtamatta! 

Muovien kiertotalouden ABC: Muovi – kehittyvä materiaali

Mitä muovi on? Viimeaikaisen keskustelun perusteella voisi kuvitella, että muovin määritelmä on jo oppikirjoissakin: ongelma.

Vähemmän mustavalkoisesti muovin voisi määritellä myös seuraavasti: Muovi on lähes kaikkea. Myös ongelma, kuten mikä tahansa materiaali, jos se päätyy väärään paikkaan. Mutta ennen kaikkea oikeassa käytössä mitä monipuolisin ja vastoin yleistä käsitystä myös ympäristöystävällinen materiaali, kunhan sitä ei hukata roskana luontoon.

Tämä kirjoitus on johdanto Muovien kiertotalous -aiheiseen VTT:n blogisarjaan. Tervetuloa kurkistamaan muovien maailmaan materiaalitutkijan silmin!

Pieni annos polymeerikemiaa

Pohjustetaan muoviin tutustumista muutamalla molekyylitason termillä. Yksinkertaistettuna muovimateriaali koostuu kappaleesta polymeeriketjuja. Ketjut taas muodostuvat lähtöaineista, joita kutsutaan monomeereiksi. Prosessia, jossa monomeerit liittyvät toisiinsa muodostaen pitkiä polymeeriketjuja sanotaan polymeroinniksi, ja lopputulos on tietenkin polymeeri.

Polymeerista tulee muovia, kun siihen yhdistetään lisäaineita, joita voi olla isokin osuus materiaalista. Muovituotteiden ominaisuuksien kirjo syntyy siitä, että niin monomeereja, niiden yhdistelmiä, polymeroitumisolosuhteita, lisäaineita kuin muovin prosessointimenetelmiäkin on useita erilaisia.

Mustan ja vihreän kullan lopputuote

Tällä hetkellä suurin osa muovista valmistetaan fossiilisista raaka-aineista. Näitä raaka-aineita syntyy esimerkiksi öljynjalostuksen sivutuotteena: muovintuotannon kapasiteetti on siis hyvin riippuvainen öljyntuotannon määrästä. Fossiiliperäisestä muovista irtaantuminen on tärkeä pitkän tähtäimen tavoite, joka tukee ilmaston kannalta merkityksellisintä tavoitetta luopua fossiilisten raaka-aineiden käytöstä kokonaan.

Muovia voidaan valmistaa myös uusiutuvista raaka-aineista. Nämä biopohjaiset muovit voivat olla vastineita öljypohjaisille muoveille: niiden monomeerit ovat samanlaisia kuin öljyteollisuuden tuotteista jalostetut monomeerit, mutta monomeerien lähtöaineena on jokin uusiutuva raaka-aine. Tällaisten muovien ominaisuudet ovat samanlaisia kuin vastaavien öljypohjaisten muovien. Esimerkkinä on sokeriruokopohjainen polyeteeni (PE), joka on otettu käyttöön Legon kasveja esittävissä rakennuspalikoissa.

Toisaalta biopohjaisia muoveja voidaan valmistaa myös esim. tärkkelyksestä tai maitohaposta, jolloin lopputuote on myös biohajoava. Biomuoveja käsitellään laajemmin blogin toisessa osassa.

Rakeista raketiksi

Muovi jatkaa tietään valmistajalta prosessoijalle useimmiten granulaatteina eli pieninä muovirakeina. Prosessoija valmistaa granulaateista sulattamalla ja muovaamalla tuotteita, jotka voivat olla esimerkiksi isoja kappaleita kuten säiliöitä ja auton osia, kalvoja kuten pusseja ja peitteitä tai pitkiä kappaleita kuten putkia ja profiileita.

Käytön aikana muovin tekee ainutlaatuiseksi sen keveys yhdistettynä muihin muokattavissa oleviin ominaisuuksiin. Esimerkiksi tie- ja lentoliikenteessä ja jopa avaruusaluksissa keveiden ja lujien muovikomposiittien käyttö metallisten osien sijaan tarkoittaa, että polttoainetta säästyy. Myös pakkauksissa erityisesti lasin korvaaminen muovilla keventää kuormaa sekä vähentää pakkausmateriaalin tarvetta kokonaisuudessaan, kun lisäsuojaa särkymiseltä ei tarvita.

Käyttöiän päättyessä

Muovin kertakäyttöisyyden leima on korostunut viimeaikaisessa keskustelussa. Muovia käytetään kuitenkin myös pitkäikäisiin sovelluksiin, kuten putkistoihin ja rakennuselementteihin. On arvioitu, että kaikesta vuosien 1950 ja 2015 välillä valmistetusta muovista kolmasosa oli edelleen käytössä vuonna 2015.

Käyttöiän jälkeen muovituotteen elinkaarella on useita vaihtoehtoisia loppupisteitä. Kiertotalousmallin mukaisesti materiaalina kierrättäminen on tehokkainta resurssien hyödyntämistä. Muovien kierrätyksestä puhutaan enemmän blogisarjan kolmannessa osassa ja yleisemmin kiertotalouden kuluttajalähtöisistä liiketoimintamalleista sarjan neljännessä osassa.

Muovia voidaan kierrättää sekä mekaanisesti että kemiallisesti, riippuen lähtöaineen ominaisuuksista ja lopputuotteen vaatimuksista. Kemiallinen kierrätys on yksi osa uuden muovitalouden keinovalikoimaa. Sitä ja muita tulevaisuuden visioita käsitellään blogisarjan viidennessä eli viimeisessä osassa.

Muovi kehittyy, määritelmä hämärtyy

Mitä muovi lopulta on? Vastaaminen on vaikeaa, koska muovin lyhyt määritelmä, lisäaineistettu synteettinen polymeeri, antaa tilaa hyvin monenlaisille muovityypeille ja sovelluksille.

Materiaaliteknisesti olemmekin uuden ajan kynnyksellä. Materiaali-innovaatiot, kuten Paptic, yhdistävät muovien ja kuitutuotteiden ominaisuuksia ja laajentavat siten käsitystä kummastakin materiaalityypistä. Uusien materiaaliratkaisujen yhteydessä tarvitsemme jatkossa myös uusia, materiaalia paremmin kuvaavia termejä.

Toisaalta joidenkin tuotteiden sisältämää muovia on ehkä tarkoituksella pyritty häivyttämään taustalle, mikä on ymmärrettävää niin kauan kuin yleinen käsitys muovista pysyy suppeana ja siihen liitetään monia negatiivisia kaikuja. Esimerkiksi biopohjaisuus, biohajoavuus tai vaikkapa sähkönjohtavuus ovat ominaisuuksia, joita ei ensimmäisenä liitetä muoviin, mutta jotka kuitenkin ovat tänä päivänä mahdollisia määritteitä muovillekin. Tuotteen kuvailussa pitäisi päästä muovi/muoviton-linjalta pidemmälle, koska se, että tuotteessa on tai ei ole muovia ei lopulta kerro kuluttajalle juurikaan sen ominaisuuksista tai raaka-aineista.

Mitä minun yritykseni voi tehdä?

VTT haluaa edistää vastuullista muovinkäyttöä ja uutta muovitaloutta yhdessä yritysten, kuluttajien ja muiden sidosryhmien kanssa. Keinoja voivat olla esimerkiksi kiertotalouskonseptien kehittäminen ja kestävän kehityksen mukaiset, korkean suorituskyvyn materiaaliratkaisut. Uusien innovaatioiden synnyttämiseen voidaan hyödyntää esimerkiksi VTT:n kattavaa polymeerien ja komposiittien prosessointilaitteistoa Tampereella.

Loppuun vielä lyhyt yhteenveto muovien maailmasta tamperelaisen silmin. Ei tää oo niin vakavaa, otetaan iha rennosti, nääs.

Muovi: Näitä on niin monenlaisia ja moneen tarkotukseen. Ilman sitä Nysset olis tosi eri näkösiä. VTT:n tutkijat on aika näppäriä keksimään siitä vaikka mitä uutta.

 

Biomuovi: Tää termi onki monimutkanen. Kato nääs se voi tarkoittaa sekä biopohjaista että biohajoavaa muovia – tai molempia. Media tuppaa käyttään tätä miten sattuu, mutta ekoa se ny o kumminki!

 

Granulaatti: Parin millin muovipallero, joka laitetaan koneeseen ja josta tehdään sulattamalla vaikka ohutta muovikalvoa. Kokeneimmat VTTläiset tunnistaa muovityypin suoraan pallerosta, ei siihen mitään analyysilaitteita tarvita.

 

Uusiomuovi: tää on sitä kierrätysmuovia. Sun kierrätykseen tuomista muovipakkauksista tehdään uudelleen muovia, jota käytetään vaikka muovipusseissa. Jonka sitten ostat kaupasta ostoksillesi, kun sää taas unohdit sen kangaskassin kotio. Ens kerralla sitte muistat.

 

Kiertotalous: Mää tuotan tätä materiaalia ja sää ostat siitä tehdyn tuotteen. Sitten se palautuu takas mulle ja homma alkaa uudestaan. Ihan noin niinku esimerkiksi. Yks kuuluisa turkulaine tähtitieteilijä sanoi, että kiertotaloutta pitäis harjoittaa enemmän, koska neitseelliset raaka-aineet loppuu pian maailmasta. Ainoo kerta kun voi sanoa, että turkulaine oli oikeassa.

 

elina_ylirantala
Elina Yli-Rantala

Research Scientist, VTT
elina.yli-rantala(a)vtt.fi

 

satu_pasanen
Satu Pasanen
Research Scientist, VTT
satu.pasanen(a)vtt.fi

Muovien kiertotalouden ABC on viisiosainen blogisarja, jossa sukelletaan muovien maailmaan. Sarjassa käsitellään biomuoveja, muovien kierrätystä ja liiketoimintaa, sekä kiertotalouden tulevaisuuden visioita. 

Ahoy there – setting a course for the circular economy!

Material overboard! Logbook entry on 2 February 2018 at 07.50 hours at 61°18′50″N 023°45′10″E: non-environmental object overboard. Two boys are walking to school, one of whom is eating from a jar of baby food. Out of the corner of my eye, I notice the jar flying through the air into a bank of snow. I turn around and say, “Are you serious? Did you really just throw that jar away? Come and pick it up.” The boy obediently returns. “It’s not nice to have trash thrown into our yard. Secondly, a jar does not decompose in the natural environment. Take it to that recycling bin,” I say, returning the jar to the boy’s hand.

Clearly, if perfectly usable material ends up somewhere other than recycling, there has still been too little discussion of the circular economy. Plastic is a material that could be used even more widely than glass.

Good or bad guy?

People have a range of opinions on plastic, and the headlines handle the issue from a number of perspectives: “The age of plastic is coming to an end”, “Plastic from sugar”, “Beaches are choking on plastic,” “The future of plastic begins at the designer’s desk,” “Plastic recycling is a lovely, but not yet viable, idea”, “Millions of plastic beads are entering the world’s oceans”, “New (plastic) material draws energy from light”, “Avoid plastic”. 

These concepts can easily be mixed up and perspective lost when trying to create click-bait. For example, in such cases it might be forgotten that plastic can be found in places other than disposable products or plastic bags. A plastic bag purchased in Finland does not have to end up in the Baltic, but the consumer can decide whether to recycle it as a material or use it to generate energy.

Global production of plastic has risen each year and its use is increasing as national economies develop. However, recycling and reuse have not kept pace with this process. New innovations and measures are needed to balance the situation. In plastic, a material scientist sees a material, the status of which (whether good or bad) depends on its overall life cycle.

Responsible use of plastic

To speed up the circular economy, the EU Commission published its strategy on plastics on 16 January 2018. The contents of the strategy can be summarised by saying that, from now on, the entire lifecycle of plastic materials will be taken into account from design, production and use all the way through to recycling. In addition, by 2030 all packaging must be recyclable.

In some respects, industry is already sailing ahead of the strategy in terms of its goals: for example, a large industrial flagship, Unilever, is committed to making its packaging recyclable by 2025.

The plastic strategy also takes account of microplastics, whose intentional use is restricted in products. The washing of synthetic textile fibres and the reduction of micro-plastic emissions from traffic is the subject of a further investigation by the European Commission. A macro-plastic product that enters a body of water after being worn down into microplastics represents a wasted opportunity, i.e. an obstacle to the potential recycling of the product’s material.

Plastic is a useful material when used responsibly. Responsibility is based on products at the end of their lifecycle being returned for recycling. Many dangerous waters must be avoided when recycling materials, but there are also several routes to successful recycling.

A full cargo of options

A range of possibilities is available when designing and implementing recycling. The following alternatives must be weighed up for both concentrated regional recycling systems, and wider national alternatives:

  • Mechanical recycling/chemical recycling
  • Adding value to recycled fractions/use of recycled fibre as is
  • Sorting at the location where the waste is created/reception of mixed plastic fractions
  • Compacted multiple-sorting methods/sorting methods based on a single technology

Key factors include the types of material streams and their availability, as well as the homogeneity of fractions. Functional and efficient logistics complement the recycling value chain.

Big flagships

Companies – both large and small – and cities investing heavily in the circular economy are flagships showing the way in the recycling and re-use of plastic.

In November 2017, VTT and Nokia began a concept development project, resulting in a model of a plastic recycling plant for the ECO3 area. ECO3 is a bio and circular economy business district located in Kolmenkulma in Nokia. Mixed raw material streams, whose value has been raised by new types of refining, provide a channel for the wider application of plastics recycling for the project and in general.

The EU’s strategy highlights public actors, who are encouraged to favour recyclability and recycled plastics in their procurement activities. This is a major opportunity for many companies both within and outside the ECO3 area. At VTT, we know how to help businesses take advantage of this opportunity.

What about the two youngsters who ran into our materials researcher early one morning? What happened to the baby food jar that was picked out of the snowdrift? It wound up in a glass recycling bin, where it belonged. The course was corrected with a tiny adjustment. The circular economy represents an opportunity for us all: Welcome aboard!  
Satu Pasanen 03
Satu Pasanen
Research Scientist, VTT
satu.pasanen(a)vtt.fi

 

Kurssi kohti kiertotaloutta – Hiiohoi!

 

Materiaalia yli laidan! Lokikirjan merkintä 2.2.2018 paikassa 61°18′50″N 023°45′10″E kello 07:50: ympäristöön kuulumaton kappale yli laidan. Kaksi poikaa kävelee kouluun, toinen syö samalla lasten purkkiruokaa. Sivusilmällä huomaan, kuinka purkki lennähtää kaaressa lumihankeen. Käännyn ympäri ja sanon: ”Oletko ihan tosissasi, että heitit tämän purkin menemään? Tule hakemaan se.” Poika tulee kiltisti takaisin. ”Ei ole ollenkaan kivaa, että meidän talon pihaan heitellään roskia. Toiseksi, purkki ei maadu luonnossa. Vie se tuohon keräyslaatikkoon”, sanon ja nostan purkin takaisin pojan käteen.

Kiertotaloudesta ei selvästikään ole puhuttu vielä tarpeeksi, koska täysin käyttökelpoista materiaalia päätyy muualle kuin hyötykäyttöön. Muovi on materiaali, jonka hyödyntäminen olisi mahdollista tehdä vielä laajemmin.

Hyvis vai pahis?

Muovista on monta mielipidettä, ja lehtiotsikot käsittelevät sitä monesta näkökulmasta: ”Muovin valtakausi loppuu”, ”Sokerista muovia?”, ”Rannat tukehtuvat muoviin”, ”Muovin tulevaisuus alkaa suunnittelijan pöydältä”, ”Muovinkierrätys on kaunis, mutta vielä kannattamaton ajatus”, ”Miljardeja muovihelmiä maailman meriin”, ”Uusi (muovi)materiaali kerää energiaa valosta”, ”Vältä muovia”.  

Klikkejä kalastaessa voivat käsitteet helposti sekoittua ja perspektiivi hukkua. Silloin voi unohtua esimerkiksi, että muovia on muuallakin kuin kertakäyttötuotteissa tai muovipusseissa. Suomessa ostetun muovipussin ei myöskään tarvitse päätyä Itämereen, vaan kuluttaja voi päättää, kierrätetäänkö se materiaalina vai hyödynnetäänkö energiana.

Muovin maailmanlaajuinen tuotanto on noussut joka vuosi, ja kansantalouksien kehittyessä myös sen käyttö lisääntyy. Kierrätys ja hyötykäyttö eivät kuitenkaan ole pysyneet vauhdissa mukana. Tilanteen tasapainottamiseksi tarvitaan uusia innovaatioita ja toimenpiteitä. Materiaalitutkija näkee muovissa materiaalin, jonka status hyvänä tai pahana riippuu sen koko elinkaaresta.

Vastuullinen muovinkäyttö

Kiertotaloutta vauhdittaakseen EU:n komissio julkaisi 16.1.2018 muovistrategiansa. Sen sisällön voi tiivistää siten, että muovimateriaalin koko elinkaari suunnittelusta, tuotannosta ja käytöstä aina kierrättämiseen asti otetaan jatkossa huomioon. Lisäksi pakkausten tulee olla kierrätettävissä vuoteen 2030 mennessä.

Teollisuuden tavoitteet ovat osin muovistrategiaa jo keulan mitan pidemmällä: Alan isoista lippulaivoista esimerkiksi Unilever on sitoutunut tekemään pakkauksistaan kierrätettäviä vuoteen 2025 mennessä.

Muovistrategia huomioi myös mikromuovit, joiden tarkoituksellista käyttöä tuotteissa rajoitetaan. Synteettisten tekstiilikuitujen pesusta sekä liikenteestä aiheutuvien mikromuovipäästöjen vähentäminen on komission jatkoselvityksen aiheena. Vesistöön päätynyt ja mikromuoviksi hienontunut makromuovituote on hukkaan heitetty mahdollisuus, eli este tuotteen materiaalin mahdolliselle uusiokäytölle.

Muovi on hyödyllinen materiaali vastuullisesti käytettynä. Vastuullisuus edellyttää, että elinkaarensa loppupäässä tuote palautuu takaisin hyötykäyttöön. Hyötykäyttöön saattamisessa on monta karikkoa vältettäväksi, toisaalta taas monta vaihtoehtoa käytettäväksi.

Laiva on lastattu vaihtoehdoilla

Kierrätystä suunnitellessa ja toteuttaessa on eri mahdollisuuksia käytettävissä. On sitten kyseessä keskittynyt alueellinen tai laajempi valtakunnallinen kierrätyssysteemi, tulevat seuraavat vaihtoehdot eteen puntaroitavaksi:

  • Mekaaninen kierrätys/kemiallinen kierrätys
  • Kierrätysjakeen arvonnosto/käyttö sellaisenaan
  • Syntypaikkalajittelu/sekalaisen muovijakeen vastaanotto
  • Kompaktoidut monierottelumenetelmät/yhtä tekniikkaa hyödyntävät erottelumenetelmät

Materiaalivirtatyypit ja niiden saatavuus sekä jakeiden homogeenisuus ovat avaintekijöitä. Toimiva ja tehokas logistiikka täydentää kierrätyksen arvoketjua.

Isot lippulaivat

Yritykset – niin isot kuin pienetkin – sekä kiertotalouteen merkittävästi panostavat paikkakunnat ovat lippulaivoja, jotka näyttävät suuntaa muovin kierrätyksessä ja hyötykäytössä.

VTT ja Nokian kaupunki aloittivat marraskuussa 2017 vuoden kestävän konseptikehitysprojektin, jonka tuloksena saadaan malli kierrätysmuovitehtaasta ECO3-alueelle. ECO3 on Nokian Kolmenkulmassa sijaitseva bio- ja kiertotalouden yritysalue. Monimuotoiset raaka-ainevirrat, joiden arvoa on parannettu uudentyyppisen jalostuksen avulla, ovat projektin ja yleisesti muovin uusiokäytön väylä laajempiin sovellusmahdollisuuksiin.

EU:n strategia nostaa esille julkiset toimijat, joita rohkaistaan suosimaan hankinnoissaan uudelleenkäytettävyyttä ja kierrätettyjä muoveja. Tämä on iso mahdollisuus monelle yritykselle niin ECO3-alueella kuin sen ulkopuolellakin. Me VTT-läiset osaamme auttaa yrityksiä heidän tarttuessaan tähän mahdollisuuteen, sillä meillä on paljon muoveihin ja niiden kiertotalouteen liittyvää osaamista.

Palataan vielä kahteen nuorukaiseen, jotka aamutuimaan kohtasivat materiaalitutkijan. Miten kävi lumihangesta nostetulle lastenruokapurkille? Se päätyi asiallisesti lasinkeräyslaatikkoon. Pienellä ohjausliikkeellä saatiin kurssi korjattua. Kiertotalous on mahdollisuus meille kaikille: Tervetuloa, astu laivaan!

Satu Pasanen 03
Satu Pasanen
Research Scientist, VTT
satu.pasanen(a)vtt.fi

 

Yritys, auta meitä kehittämään kiertotaloutta!  Osallistu kyselyyn
Kierrätysmuovien jalostaminen ECO3-yritysalueella Nokialla. Vastaukset auttavat meitä kehittämään ECO3-alueen kierrätyskonseptia.

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”.