Esa Toukoniitty
Muovi materiaalina on tuttu kaikille arkipäiväisistä tuotteista kuten pakkauksista ja muovisista kulutustavaroista. Muovi on erinomainen ja edullinen materiaali, joka soveltuu moniin käyttötarkoituksiin. Muoville materiaalina on leimallista pitkäikäisyys, mikä on erinomainen ja toivottu ominaisuus tuotteissa kuten vesiputkissa, pinnoitteissa, autoissa ja elektroniikassa, joiden toivotaan olevan pitkäikäisiä. Yksi tekijä muovituotteiden menestykseen on ollut mahdollisuus tuottaa moniin käyttötarkoituksiin räätälöityjä tuotteita edullisesti massatuotantona. Muovi materiaalina on heterogeeninen ryhmä satoja erilaisia polymeerejä. Kaupalliset muovituotteet, kuten pakkaukset, eivät pelkästään koostu polymeereistä vaan niiden ominaisuuksia on optimoitu lisäaineilla. Muovituote voi sisältää polymeerin lisäksi esim. stabilointi-, palonesto- ja väriaineita. Kalvomaiset pakkaukset voivat koostua useista muovilaaduista rakennetuista monikerrosrakenteista, joiden erottelu ja uusiokäyttö on haastavaa. Lisäksi markkinoilla on biopohjaisia sekä biohajoavia muovilaatuja.
Muovi on syrjäyttänyt monissa sovelluksissa perinteiseksi miellettyjä materiaaleja kuten lasia ja metalleja, joille on nykyään käytössä pitkälle kehitettyjä ja vakiintuneita kierrätysprosesseja. Verrattuna lasin, paperin tai metallien kierrätykseen ja uusiokäyttöön muovituotteiden osalta on vielä valtavasti kehitettävää. Tällä hetkellä pakkausmuoveja kerätään Suomessa kattavasti ja niistä valmistetaan uusiomuovituotteita. Pakkausmuovit kattavat n. 40 % tuotetusta muovista, mutta edelleen suurin osa muovista jää kierrätyksen ja uusiokäytön ulkopuolelle.
Viime vuosina ollaan herätty muovin aiheuttamiin ympäristöhaittoihin, kuten mikromuoveihin ja merien muoviroskiin (Fjäder 2016). Ympäristöongelmia voidaan vähentää roskaantumista vähentämällä, mutta tämä on vain yksi tekijä muovien tulevaisuuden skenaarioissa. Nykyään muovijäte nähdään enemmänkin raaka-aineena kuin pelkästään jäteongelmana. EU edellyttää tulevaisuudessa tehostuvaa muovien uudelleen käyttöä, johon kiertotalousajattelu tarjoaa toimivia ratkaisuja. Myös alan etujärjestöt ja toimijat ovat innolla lähteneet kehittämään toimintamalleja muovien kiertotalousteeman ympärille. Yritykset ovat sitoutuneet lisäämään uusiomuovin käyttöä tuotteissaan, mutta tämä edellyttää koko muovin elinkaaren kattavia ratkaisuja toimiakseen. Suomi monien maiden ohella on laatinut oman muovitiekarttansa (Suomen muovitiekartta), jolla pyritään nostamaan esille muovin kiertotalouden kannalta keskeisiä haasteita.
Monialainen yhteistyö
Muovin perinteinen elinkaari koostuu monista vaiheista, joissa jokaisessa on mukana useita eri toimijoita. Elinkaari käsittää polymeroinnin, tuotesuunnittelun, tuotteen valmistuksen, kulutuksen sekä käytön jälkeiset vaiheet eli pakkausmateriaalin keräys, uusiokäyttöprosessi tai muiden muovien osalta päätyminen sekajätteen käsittelyyn. Tulevaisuuden kiertotalousmallit ovat paljon monimutkaisempia muovien osalta, mikä edellyttää tiivistä yhteistyötä kaikkien arvoketjun toimijoiden välillä.
Haasteita löytyy edelleen kaikissa muovin elinkaaren ja kiertotalouden vaiheissa. Polymeerin eli muovin pääkomponentin osalta materiaalikestävyyden parantaminen, kierrätettävyyden mahdollistaminen ja helpottaminen sekä biohajoavuuden ja mikromuovien hallinta ovat esimerkkejä.
Kuluttajalle päätyvän muovituotteen suunnitteluun ja valmistukseen liittyy monia tekijöitä, joilla voidaan edesauttaa kiertotaloutta ja uusiokäyttöä. Huomioitavia tekijöitä ovat esim. yhdestä muovilaadusta valmistetut tuotteen (monomateriaalit), värittömän muovin suosiminen, etikettien ja muiden osien suunnittelu helposti kierrätysprosessissa irtoaviksi/erotettaviksi toisistaan. Näistä löytyy tietoa mm. Suomen uusiomuovin www-sivuilta (Suomen Uusiomuovi Oy).
Kuluttajilta ja teollisuudesta kerättävän muovijätteen lajitteluun, esikäsittelyyn ja epäpuhtauksien poistoon liittyy paljon haasteita ja kehitettävää. Erityisen haastavia tuotteita ovat esim. nykyiset monikerros- ja monimateriaalituotteet, musta muovi, jota ei prosessissa ole helppoa tunnistaa sekä kompostoituvat muovilaadut. Muoviin käytön aikana sitoutuneet epäpuhtaudet voivat olla iso haaste uusiokäytölle ja ne rajaavatkin osaltaan uusiomuovin käyttökohteita esim. elintarvikkeissa ei saa uusiomuovia käyttää. Jotta saadaan korkealaatuista uusimuovia uusiotuotteiden valmistukseen, pitäisi pystyä erottamaan eri muovilaadut toisistaan ja takaamaan tasalaatuisuus analytiikan ja puhdistusmenetelmien avulla.
Varsinaisten kierrätysprosessien kehykseen liittyy myös kehitettävää. Tällä hetkellä Suomessa käytetään mekaanista kierrätystä sekä kehitetään kemiallisen kierrätyksen prosesseja ja muita vaihtoehtoja. Muovimateriaalin suunnitteleminen helpommin kierrätettäväksi, sen kerääminen tehokkaasti ja siitä uusiotuotteiden valmistamisen edellytyksenä on kokonaisuuden kehittäminen kaikkien toimijoiden kesken. Jotta koko kiertotaloussykli toimii, pitää toimijoiden pystyä yhteistyössä ratkomaan haasteita. Plastic Europen julkaisemassa raportissa (PlasticsEurope 2020) on käsitelty monia tulevaisuudessa ratkottavia haasteita, joita tehokkaampi muovien uusiokäyttö ja kiertotalousmallit edellyttävät.
Metropolia Ammattikorkeakoulun opiskelijat ja henkilökunta yhdessä VTT:n ja yritysten kanssa ovat kehittämässä innovaatioekosysteemiä edistämään muovien kiertotaloutta EAKR-rahoitteisessa Plast2Recycle-hankkeessa. Yhtenä innovaatioekosysteemin tavoitteena on mahdollistaa muovialan toimijoiden kiertotalousmyönteinen innovaatiotoiminta koko tuotteen elinkaaren osalta. Kehitettävän innovaatioekosysteemin ytimessä on tavoite saada eri toimijat yhdessä tunnistamaan kehityksen pullonkauloja, tiedostamaan laajemmin koko tuotteen elinkaaren aikaiset haasteet ja mahdollisuudet ja näin aikaansaamaan uusia muovien kiertotalouden ratkaisuja.
Plast2Recycle-hankkeessa konkretisoituu poikkitieteellinen ja laaja-alainen yhteistyö, jossa Metropolia Ammattikorkeakoulun tekniikan, kulttuurintuotannon ja liiketalouden opiskelijat yhteistyössä sidosryhmien ja hanketoimijoiden kanssa rakentavat pohjaa kehitettävälle innovaatioekosysteemille. Opiskelijoiden tekemillä monialaisilla MINNO® projekteilla on ollut tärkeä rooli hankkeen tavoitteiden saavuttamisessa. Opiskelijat ovat tehneet muovialan yritysten liiketoiminnan kartoitusta, toteuttaneet asiantuntijahaastatteluita sekä osallistuneet innovaatioekosysteemin perustamisen sekä tapahtumien ja etätyöpajojen suunnitteluun, järjestelyihin ja toimintaan. Hankkeen toimintoihin on tarvittu monialaista osaamista, jota osaltaan eri alan opiskelijat ovat tuoneet.
Toisena tärkeänä tavoitteena on jakaa viimeisintä tutkimustietoa muovin uusiokäyttömahdollisuuksista alan toimijoille, mikä osaltaan edesauttaa muovien kiertotalouden kehitystä.
Mitä on muovien kiertotalous?
Yksinkertaisimpia kiertotalousmalleja on muovituotteen käyttö samaan käyttötarkoitukseen uudelleen ja uudelleen. Tästä esimerkkinä on uudelleen käytettävät muoviastiat, tarjottimet ja mukit, joita hyödynnetään uudelleen vain pesuprosessin kautta kiertäen ravintoloissa. Analoginen esimerkki ovat pantilliset ja uudelleenkäytettävät muovipullot. Vastakohtana tälle kiertotaloudelle on pikaruokaloissa käytettävät kertakäyttöiset aterimet ja mukit, jotka päätyvät roskaksi yhden käyttö kerran jälkeen. Tämä edustaa perinteistä lineaarista taloutta.
Useimmissa yhteyksissä uudelleenkäyttö pelkästään pesemällä ei toimi sellaisenaan vaan tarvitaan monivaiheisempia prosesseja. Silloin esim. muovituotteen sisältämä polymeeri voidaan prosessoida mekaanisen kierrätyksen keinoin uusiotuotteiksi ja saada takaisin kiertoon. Mekaanisesti kierrätetty muovi voidaan käyttää samanlaisen uusiotuotteen valmistukseen (Closed Loop Recycling) tai kierrättää toiseksi tuotteeksi (Open Loop Recycling). Prosessiin päätyy myös huonolaatuista tai vaikeasti kierrätettävää kestomuovia, joka päätyy rejektiin. Tätä muovirejektiä voidaan hyödyntää ja palauttaa uusiokäyttöön kemiallisen kierrätyksen avulla.
Muovin kemiallista kierrätystä voidaan käyttää sellaisenaan tai lisänä mekaanisen ja muun kierrätyksen kanssa. Erityisesti huonolaatuista tai vaikeasti kierrätettävää kestomuovia sekä kertamuovia voidaan hyödyntää ja palauttaa uusiokäyttöön kemiallisen kierrätyksen keinoin. Toisin kuin mekaanisessa kierrätyksessä, jossa muovin polymeerirakenne pyritään säilyttämään, kemiallisessa kierrätyksessä polymeerirakenne pilkotaan. Näin saadaan tuotteeksi monia hyödynnettävissä olevia kemikaaleja. Kemiallisen kierrätyksen menetelmiä ovat mm. liuottaminen, solvolyysi, depolymerointi, pyrolyysi ja kaasutus. Nämä sopivat tietyille muovituotteille ja saatavat monomeerit ja kemikaalit voidaan käyttää uuden muovin valmistuksessa, kemianteollisuuden raaka-aineina tai polttoaineina.
Muovin arvoketju ei tulevaisuudessa päätykään enää ensimmäisen käytön jälkeen kaatopaikalle jätteeksi, joka voi aiheuttaa ympäristöongelmia vaan se kiertää muovin kiertotalousskenaarioissa lähes loputtomiin. Tuote voi kiertää muovina uusiotuotteissa, monomeerinä tai kemikaaleina mahdollisesti palaten muovituotteiksi, energiana vapauttaen hiilidioksidia, joka palautuu biomuovikierron myötä takaisin muovituotteiksi. Edelleen suuri osa jätemuovista päätyy poltettavaksi tai roskaamaan ympäristöä. Jotta näin ei jatkossa tapahtuisi, koko tuotteen elinkaaren käsittävä kiertotalous edellyttää useita innovatiivisia ratkaisuja tulevaisuudessa. Nämä muovin kiertotalouden haasteet ovat ratkaistavissa vain kaikkien toimijoiden välisellä yhteistyöllä ja vuoropuhelulla. Muovin kiertotalous ottaa lähitulevaisuudessa suuria harppauksia eteenpäin, kun uudistuva jätelaki ja EU-säädökset avaavat tietä muovin kiertotalouden uusille prosesseille ja liiketalousmalleille. Plas2recycle-hanke jatkuu vuoden 2021 loppuun ja kevään aikana järjestetään työpajoja ja tapahtumia, joihin kaikki halukkaat voivat osallistua.
Lisätietoa toiminnasta ja tapahtumista: www.plast2recycle.fi
Kirjoittaja
Esa Toukoniitty, TkT, lehtori, Metropolia Ammattikorkeakoulu Oy, esa.toukoniitty@metropolia.fi
Lähteet
Fjäder, P. (2016). Merten roskaantuminen, muovit, mikromuovit ja haitalliset aineet, Suomen ympäristökeskus, haettu 29.1.2021 osoitteesta http://hdl.handle.net/10138/167421
Suomen muovitiekartta, https://ym.fi/suomen-muovitiekartta, haettu 29.1.2021.
Suomen Uusiomuovi Oy, Opas kierrätyskelpoisen muovipakkauksen suunnitteluun, http://www.uusiomuovi.fi/document.php/1/130/packdes_painos_1/442070829017fd4aa7d7e00bf960978b, haettu 29.1.2021.
PlasticsEurope. (2020). Sustainable Plastics strategy https://www.plasticseurope.org/download_file/force/4339/181, haettu 29.1.2021.
Abstract
Multidisclipinary innovation as a tool towards circular economy of plastics
Awareness of plastic related environmental problems has increased and single use plastic products based linear economy need to change. Plastics are valuable raw materials in future circular economy scenarios. In order for the new circular economy approach to succeed, multiple challenges throughout the plastic product’s lifecycle have to be solved. This is only possible via innovation and collaboration of all actors and stakeholders involved in the plastic product lifecycle. Students and staff on Metropolia University of Applied Sciences together with VTT and companies are developing an innovation ecosystem in an ERDF-funded Plast2Recycle research project that helps to include all plastic products lifecycle actors in the innovation process. Circular economy of plastics will take huge leaps forward as EU regulations pave the way to new circular economy innovation and business models.
Key words: Plastics, Circular Economy, Mechanical Recycling, Chemical Recycling, Innovation Ecosystem
