Materiaalitehokkuus, kierrätys ja jätehuolto
ARVI – MATERIAALIEN ARVOVIRRAT Muuttuva kierrätystalous • • • • • • • • • Materiaalitehokkuuden merkitys kasvaa, pelkkä energiatehokkuusajattelu ei riitä-> pyritään materiaali- ja energiatehokkaisiin ratkaisuihin ja lisäämään materiaalihyödyntämisen osuutta Taloudellisen ohjauksen merkitys kasvaa, lainsäädännön kierrätystavoitteet tiukkenevat edelleen (esim. Roadmap to Resource Efficiency) Keskustelu strategisista materiaaleista johtaa korvaavien materiaalien ja ratkaisujen kehittämiseen, vaikutus ei vielä juuri näy jätevirroissa 5 vuoden kuluttua, voi vaikuttaa materiaalien hintoihin ja keskustelun rauhoittumiseen Kansainvälisten markkinoiden hyödyntäminen yhä välttämättömämpää Muutosten nopeus ja hallinta (nopeat tuotesyklit, talouden nopeat muutokset, alihankintaketjujen hallinta) otettava huomioon liiketoiminnassa Uusia ratkaisuja tarvitaan erityisesti arvoaineiden kustannustehokkaaseen talteenottoon köyhistä ja ”vaikeista” materiaalivirroista (pienet pitoisuudet, vielä hyödyntämättömät jäte- ja sivuvirrat) Biotalous – tarve ravinnekiertojen tehostamiseen ja maan köyhtymisen ehkäisyyn Öljyn hinnan nousu? Kuluttajien paine ympäristömyötäisyyteen kasvaa, yrityksillä paineita luoda ja säilyttää ympäristömyötäinen maine Muuttuva kierrätystalous Tunnistettuja haasteita • Korkeisiin kierrätysasteisiin ei päästä pelkästään kierrätysprosessia kehittämällä • Materiaalihukka ja haitallisten aineiden joutuminen materiaalivirtoihin keräily- ja alkulajitteluvaiheessa (saannin ja laadun heikkeneminen) • Kierrätysasteen nosto ei ole pelkästään teknologinen ongelma • • • Arvoketjujen välisten synergioiden hyödyntäminen tärkeä kannattavan materiaali- ja energiatehokkuusliiketoiminnan edellytys Köyhien materiaalivirtojen kustannustehokkaat kierrätysteknologiat ja kierrätyksen hallinta • Hyödyntämättömien raaka-ainelähteiden käyttöönotto ja tiukentuvien materiaalihyödyntämistavoitteiden saavuttaminen (esim. rakennusjäte, biojätteet) High-value ja low-value sovellusten yhdistäminen – Tavoite tuotteiden jalostusasteen nosto – kaikki virrat eivät sovellu korkean jalostusasteen tuotteisiin, esim. materiaalien laatu heikkenee kierrätyssyklien aikana • • Jäännösmateriaalien varastointi (loppusijoitus) Kierrätysteknologioiden kehitystarpeet – – – – Murskauksen energiatehokkuuden parantaminen, toimivuuden ja häiriöiden vähentäminen Suurten laitosten lisäksi tarvitaan pienen mittakaavan laitoksia, siirrettäviä ja modulaarisia monituotelaitoksia Tunnistus-, monitorointi- ja automaatioteknologioiden tehokkaampi hyödyntäminen Teknologioiden joustavuuden lisääminen - modulaaristen ja siirrettävien teknologioiden kehittäminen Tutkimuskokonaisuuden*) tavoitteet • Maksimoidaan materiaalien kierrättäminen ja hyötykäyttö, minimoidaan luonnonvarojen käyttö / • Parannetaan kierrätettävien materiaalien tuotteistuksen edellytyksiä • Kilpailuetua yrityksille siitä, että materiaali- ja energiatehokkuus on huipussaan • Uutta liiketoimintaa osaamisintensiivisistä ratkaisuista materiaalitehokkuuden ja kierrätyksen laite-, järjestelmä-, tuote- ja palvelubusinekseen *) Koska kokonaisuuden hankerakenteesta ei vielä ole tietoa, on tässä vältetty sanan tutkimusohjelma käyttöä Keinot • Luodaan reaalikuva tulevaisuuden kierrätettävistä materiaaleista • Integroidaan tuotanto, kierrätys ja jätehuolto materiaali- ja energiatehokkaasti • Kehitetään ymmärrystä toimintaympäristöstä (regulaatio, kuluttajakäyttäytyminen jne.). Ohjelman sisältörakenne (luonnos) Materiaalivirrat nyt ja tulevaisuudessa Prosessit ja järjestelmät Systeeminen resurssitehokkuus Strategiset materiaalit Epäorgaanis et sivuvirrat Biogeeniset sivuvirrat Elektroniikkaromu (ml. alkaliparistot) Tuhkat Mineraaliset rakennus jätteet MSW:n biohajoava Lietteet, Elintarviketeollisuuden sivuvirrat, Rakennuspuujäte Uudet raaka-ainelähteet Materiaalivirtojen analysointi/(soveltuvuus) Ennakointi Esilajittelu Energiatehokas murskaus, tunnistus- ja monitorointimenetelmät erotukseen ja laadunhallintaan Prosessointikonseptit Modulaariset esierotusyhdistettyyn materiaali- ja energiantuotantoon liuotus- talteenottokonseptit Prosessimallinnus, Materiaalivirtojen ja logistiikan hallinta, LCA, LCC, Systeemiset vaikutukset Keräyksen ja logistiikan tehostaminen Uudet tuotteet ja palvelut Toimintaympäristön hallinta, uudet liiketoimintamallit Uudet raaka-ainelähteet Materiaalivirtojen analysointi/(soveltuvuus) Ennakointi Esilajittelu Alueellinen tuhkien hallinta/ hyödyntämiskonsepti Pilotointi, … Uudet raaka-aineet ja tuotteet (P, N, proteiinit; kemikaalit, polttoaineet),yhdistetyt materiaali/ energiakonseptit Pilotointi, Pilotointi, … Pilotointi,… … Pilotointi, … Vedet ??? Ohjelman sisältörakenne Strategiset materiaalit Epäorgaanis et sivuvirrat Biogeeniset sivuvirrat Materiaalivirrat nyt ja tulevaisuudessa Prosessit ja järjestelmät Systeeminen resurssitehokkuus Uudet tuotteet ja palvelut Toimintaympäristön hallinta, uudet liiketoimintamallit Pilotointi, … Pilotointi,… … Pilotointi, Vedet ??? Esimerkki tutkimuskokonaisuudesta – Biogeeniset sivuvirrat (ehdotus) • Tavoite: Tehokkaat konseptit biopohjaisten sivuvirtojen yhdistettyyn materiaali- ja energiahyödyntämiseen – Esimerkiksi MSW:n biohajoava, rakennuspuujäte, elintarvike-teollisuuden ja maatalouden hyödyntämättömät sivuvirrat, lietteet • Tuotteet: Ravinteet (P, N), proteiinit, biomuovien ja –kemikaalien raaka-aineet, polttoaineet, energiaraaka-aineet Prosessiteknologia, suunnittelupalvelut, tehokkaat tuotantokonseptit • Tutkimuskysymyksiä 1) Materiaalivirrat – Materiaalivirtojen soveltuvuuden ja esikäsittelytarpeen analysointi • – Haitalliset aineet, raaka-ainesisältö, soveltuvuus biologiseen prosessointiin, esilajittelun ja esikäsittelyn tehostamismahdollisuudet Materiaalivirtojen tulevan kehityksen ja tulevaisuuden liiketoimintaedellytysten ennakointi ja arviointi 2) Prosessointikonseptit yhdistettyyn materiaali- ja energiatuotantoon 3) Systeemiset vaikutukset, kustannus- ja ympäristötehokkuus (prosessimallit, LCA, LCC, systeemidynaaminen mallinnus); 4) Tuotteiden jalostus • Muuta: Mahdolliset päällekkäisyydet/yhtymäkohdat: Biorefineryohjelma, Metsäklusterin FuBio, .. ARVI-työryhmän (yritykset ja tutkimuslaitokset) 7.10. kokouksessa tehty ehdotus wp-rakenteesta Materiaalitehokkuus, kierrätys ja jätehuolto Tutkimusaiheita 1/4 WP1 Politiikan ja lainsäädännön tuomat vaikutukset kierrätykselle WP2 Materiaalivirtojen parempi tuntemus ja analysointi – Haitalliset aineet jätevirroissa, tunnistaminen, jätevirtojen analysointi – Hyötyaineet jätevirroissa – Jätemarkkinoiden ennakointi • Tulossa olevien koostumus‐ ja määrämuutosten ennakointi, tiedon virrat WP3 Materiaalivirtojen hallinta Task 3.1Strategiset materiaalit – tuotteissa materiaalien muoto saattaa muuttua hyödyntämiskelvottomaksi – miten materiaalit saadaan talteen? Pienissä pitoisuuksissa olevien aineiden talteenotto • • • • Määrät? Missä tuotteissa? Miten saadaan talteen? Millä hinnalla kannattaa erottaa talteen ja varastoida ajatellen erilaisia hintojen kehitystrendejä? • Tarvittavat ohjauskeinot talteenoton kehittämiseksi? Materiaalitehokkuus, kierrätys ja jätehuolto Tutkimusaiheita 2/4 Task 3.2 Biogeeniset sivuvirrat ja jätteet, uudet kokonaiskonseptit (esim. MBT) Mädätysprosessin energia‐ ja materiaalitehokkuuden optimointi • Sisältäen erilaiset jätevirrat (yhdyskuntien, kaupan ja teollisuuden biojäte sekä maatalouden jätteet) • Yhdistetty jätteiden käsittely • Prosessin tehokkuuden kehittäminen • Käsiteltävien materiaalien optimointi • Laitosten sijainnin optimointi • Energiatuotteiden käytön optimointi • Materiaalituotteiden käytön optimointi Task 3.3 Epäorgaanisten sivutuotteiden käsittely ja hyötykäyttö (esim. tuhkat, sakat ja tuotannon rejektit) Tuhka uudelleen ajankohtainen, ratkaisuja kaivataan Teollisuuden sivuvirtojen hyödyntäminen Materiaalitehokkuus, kierrätys ja jätehuolto Tutkimusaiheita 3/4 WP4 Systeeminen resurssitehokkuus ja kierrätys- ja hyödyntämisjärjestelmien mallinnus ja optimointi – Materiaalien hallintakysymyksiä tarkasteltava kokonaisvaltaisesti (tuotantokulutus- hyödyntäminen-loppukäsittely, ohjauskeinot jne.) – Tuotesuunnittelu (life-cycle design, ecodesign) • Kompleksiset tuotteet • Pakkausten kierrätys • Uusien materiaalien kierrätettävyys (esim. nanomateriaalit, biohajoavat muovit, kompleksisten materiaalien käyttö) – – – – – – Jätteiden tuotteistamisen edellytysten parantaminen Paikallisen ja laaja-alaisen yhdistäminen Logistinen optimointi, keräystehokkuuden parantamismahdollisuudet Industrial symbiosis –näkökulma Uudet kokonaiskonseptit ja liiketoimintamallit Kierrätyksen jätevirtojen hyötykäytön lisääminen Materiaalitehokkuus, kierrätys ja jätehuolto Tutkimusaiheita 4/4 WP 5 Tehokkaat käsittelyprosessit ja -järjestelmät – Pienten materiaalivirtojen ongelma – nykyisin lajiteltavien materiaalien lisäksi ryhdyttävä lajittelemaan pienempiä materiaalivirtoja (esim. strategisia materiaaleja) – Rikastaminen – Erottelutekniikat merkittävässä roolissa, nykyään vähän kehittäjiä – Landfill mining WP 6 Ydinjäte – kapselointi tai konsentrointi? – Säteilevän aineksen erottaminen
© Copyright 2024