ARVI Materiaalien arvovirrat ohjelman sisältöraami

Transkriptio

1 ARVI Materiaalien arvovirrat ohjelman sisältöraami WP1. Toimintaympäristön tuntemus ja tulevaisuuden kehitysennusteet Task 1.1 Nykyinen toimintaympäristö globaali reaalikuva (Tutkitaan nykyisen toimintaympäristön ajureita ja lainsäädännön sekä kansainvälisten sopimusten vaikutusta käytännön toimintaan) Subtask Toimintaa ohjaavat ajurit Vaatimukset, aikataulut, tukijärjestelmät, miten vaatimukset näkyvät liiketoimintojen kehittymisessä, investointien kehitys EU, USA, BRIC, Kehitysmaat Huomioitava tutkimuksessa: Lainsäädännön tuntemus ja ennakointi Ohjauskeinot ja kehitystarpeet Ilmastopolitiikka Jätehierarkian vaatimukset Jätedirektiivin ohjausvaikutus Materiaalien siirrot Kilpailulainsäädäntö Tuotevaatimukset Terveys (esim. työsuojelusäädökset) Tukipolitiikka Subtask Globaalit nykymarkkinat ja materiaalivirrat Jätehuollon yleiset toimintamallit ja globaalit jätehuoltomarkkinat Taloudellisen arvon määräytymismekanismit ja arvottamiskäytännöt Mitkä tekijät ohjaavat jäte- ja materiaalivirtoja globaalisti? Pääpaino: Strategiset materiaalit Kompleksiset materiaalit Harvinaiset maametallit Muovit (Biomateriaalit) Huomioitava tutkimuksessa: Materiaalivirtojen reitit ja määrät Materiaalien taloudellinen arvo Vertailumateriaalit (ml. neitseelliset materiaalit, öljyn hintakehityksen vaikutukset/energiaintensiivisyys)

2 Task 1.2 Tyyppimarkkinoiden tunnistaminen ja karakterisointi Metodologian kehittäminen Valittujen tyyppialueiden karakterisointi: Eri markkinatyyppien ominaispiirteet Suomi näyteikkunana: näyteikkunainfran inventointi ja pilotointimahdollisuuksien tunnistaminen Kohdealueet: EU, BRIC maat Aasia ja Etelä-Amerikka Huomioitava tutkimuksessa: Tyyppialueiden tuntemus Primaarituotanto /raaka-ainekysyntä Sosioekonomia ja yhteiskunnallinen kehitysaste Kulutustottumusten vaikutus määriin ja laatuun Rakennusmääräysten vaikutus Lainsäädäntö ja asetetut tavoitteet Kilpailutilanne, tuottajat / toimijat Jätehuollon toimintamallit ja stakeholderit Jätteiden käsittelyn tila: teknologiat, määrä, laatu ja trendi Päätöksenteko ja asiantuntijat Kierrätystuotemarkkinat, käytettävyyskriteerit Task 1.3 Toimintaympäristöennuste Globaalit skenaariot: Megatrendien vaikutus globaaliin toimintaympäristöön Technology foresight (beyond BAT in different reference regions) Kohdealueiden skenaariot: Toimintajärjestelmät tyyppialueilla Urbanisoituminen BRIC ja N-11 tyyppisten kasvumarkkinoiden yhteiskunnallisen kehityksen vaikutukset Tulevaisuuden markkinat Tarpeiden kehityksen arviointi Miten markkinat kehittyvät systeemeinä? Materiaalivirtojen määrän ja laadun pitkäaikaiset trendit Ennustemallit määrien ja laadun kehittymisestä Materiaalien hyödyntämispotentiaali 2025

3 WP2. Materiaalivirtojen karakterisointi Kohteena WP1:n pohjalta valitut materiaalivirrat (Biomateriaalien osalta on varmistettava, ettei tehdä päällekkäistä työtä bioenergiaohjelman kanssa) Task 2.1 Menetelmäkehitys Data mining Tilastointimenetelmät Edistykselliset analyysi- ja diagnostiikkajärjestelmät Kemiallinen analytiikka Fysikaaliset ominaisuudet ja tunnistus näytteenotto lajittelu luokittelu mittaus ja monitorointi koneellinen tunnistus Koostumuksen kehityksen ennakointi: Mikä vaikuttaa ja miten?, työkalut ennakoimiseen Task 2.2 Valittujen materiaalivirtojen karakterisointi Luotettavan tiedon koostaminen: määrät, taseet ja koostumus Tuotekohtaiset tarkastelut Kohdealuetarkastelut Materiaalitietokanta WP3. Tehokkaat käsittelyprosessit ja -järjestelmät Task 3.1 Uuden sukupolven yksikköprosessit Tutkimus eri yksikköprosessien toimivuudesta valittujen materiaalien käsittelyyn/kierrättämiseen Esikäsittelymenetelmät (alkulajittelu) Purkumenetelmät Extraction Thermal separation Talteenotto liuoksista Mekaaniset erotusjärjestelmät Tunnistus / erotusjärjestelmät IR, UV, tekonäkö Murskauksen energiatehokkuuden parantaminen

4 Task 3.2 Integroidut käsittelyjärjestelmät (kokonaiskonseptit) Köyhien ja kompleksisten materiaalivirtojen kierrätysteknologiat ja kierrätyksen hallinta Yhdistettyjen virtojen käsittely / Yhteenkerättyjen materiaalien laitoslajittelu High value ja low value -sovellutusten yhdistäminen Alkaliparistojen uusi kemiallinen kierrätysprosessi Kierrätettävän materiaalin laadun heikkenemisen asettamat prosessivaatimukset Toimintamalli hajautettujen ja keskitettyjen toimintamallien yhdistämiselle Joustavat pienen mittakaavanmodulaariset laitokset jätevirtojen esikäsittelyyn ja lajitteluun lähellä syntypistettä (ml. pienten tilojen konseptit esim. laivat) MBT Tulevaisuuden jätteenkäsittelykeskus/kaatopaikkakonsepti Biogeeniset sivuvirrat, integroitu materiaali- ja energiahyötykäyttö Tuhkat ja mineraaliset rakennusjätteet Biopolttoaineiden rinnakkaispolton vaikutukset muodostuvien seostuhkien laatuun ja sitä myötä hyötykäyttömahdollisuuksiin, mm. maarakennusasetuksen näkökulmasta Kuivan lentotuhkan varastointi on erittäin merkittävä tuhkien hyötykäytön kannalta. Toistaiseksi käytössä olevat tekniikat ovat liian kalliita (L&T) Tuhkien jalostaminen rakennusmateriaaleissa ja muissa mahdollisissa käyttökohteissa hyödynnettäväksi (Ekokem, Helen)/ Polttolaitostuhkien mineraaliainesten hyötykäyttömahdollisuudet (KK) Tuhkien sisältämien arvometallien talteenotto KK) Alueelliset/valtakunnalliset tuhkien hyödyntämiskonseptit (samat ehdot ja säännöt kaikille tuhkantuottajille ja hyödyntäjille riippumatta alueesta) (Helen) Mitkä ovat eri toiminnoista syntyvien tuhkien seostamisen edellytykset ja mahdollisuudet yksittäisten materiaalivirtojen ominaisuuksien parantamiseksi? Minkälainen hyötykäyttökonsepti/-konsepteja voitaisiin luoda alueellisesti tuhkien hyötykäytön mahdollistamiseksi ja edistämiseksi? Liiketoimintamahdollisuudet tuhkien hyödyntämisestä? Rakennusjätteen mineraaliaineksen hyötykäyttömahdollisuudet/betonimurskeen kierrätys betoniin aggregaatiksi Rakennusjätteiden käsittelyn TOC kysymykset (KK) Betonielementtien uusiokäyttö Task 3.3 Jäännöstuotteiden / -jätteiden käsittely ja hyödyntäminen Jäännöstuotteiden määrittäminen: laatu, määrä, lähde Mahdolliset jatkokäsittelytarpeet Mahdolliset käyttökohteet Käsittelyprosessit

5 WP4. Systeeminen resurssitehokkuus, konseptien mallinnus ja optimointi Mallinnus kokonaisvaltaisten systeemianalyysien aikaansaamiseksi Task 4.1 Mallinnusmenetelmät systeemidynaamiseen mallinnukseen kompleksisessa kontekstissa Joustavat mallityökalut: työkalujen kehittäminen ja niiden soveltuvuuden tutkiminen eri toimintaympäristöissä: Integroidut prosessimallit Teknistaloudelliset mallit Kevyt esitarkastelumalli = liiketoimintakonseptien asiantuntijasynteesi Konseptien kestävyyden arvioiminen ja optimointi Vaikutusten arviointimallit Sustainability (LCA, LCC, social impacts) Markkinoiden laatua ja kehitystä koskevat tyyppimarkkinamallit Task 4.2 Valittujen kokonaiskonseptien mallinnus ja arviointi Uudet liiketoimintakonseptit (toimijoitten verkostot, ansaintalogiikat) Markkinapotentiaalin tunnistaminen Mahdollisten tuotteiden tunnistaminen: prosessit ja laitteet palvelut kierrätystuotteet materiaalit