ARVI MATERIAALIEN ARVOVIRRAT

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

*) Koska kokonaisuuden hankerakenteesta ei vielä ole tietoa, on tässä vältetty sanan tutkimusohjelma käyttöä 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

Keinot Luodaan reaalikuva tulevaisuuden kierrätettävistä materiaaleista Integroidaan tuotanto, kierrätys ja jätehuolto materiaali- ja energiatehokkaasti Kehitetään ymmärrystä toimintaympäristöstä (regulaatio, kuluttajakäyttäytyminen jne.).

Ohjelman sisältörakenne (luonnos) Strategiset materiaalit Elektroniikkaromu (ml. alkaliparistot) Epäorgaanis et sivuvirrat Tuhkat Mineraaliset rakennus jätteet Biogeeniset sivuvirrat MSW:n biohajoava Lietteet, Elintarviketeollisuuden sivuvirrat, Rakennuspuujäte Vedet??? Materiaalivirrat nyt ja tulevaisuudessa Uudet raaka-ainelähteet Materiaalivirtojen analysointi/(soveltuvuus) Ennakointi Esilajittelu Uudet raaka-ainelähteet Materiaalivirtojen analysointi/(soveltuvuus) Ennakointi Esilajittelu Prosessit ja järjestelmät Systeeminen resurssitehokkuus Energiatehokas murskaus, tunnistus- ja monitorointimenetelmät erotukseen ja laadunhallintaan Prosessointikonseptit Modulaariset esierotusliuotus- talteenottokonseptit yhdistettyyn materiaali- ja energiantuotantoon Prosessimallinnus, Materiaalivirtojen ja logistiikan hallinta, LCA, LCC, Systeemiset vaikutukset Keräyksen ja logistiikan tehostaminen Uudet tuotteet ja palvelut Alueellinen tuhkien hallinta/ hyödyntämiskonsepti Uudet raaka-aineet ja tuotteet (P, N, proteiinit; kemikaalit, polttoaineet),yhdistetyt materiaali/ energiakonseptit Toimintaympäristön hallinta, uudet liiketoimintamallit Pilotointi, Pilotointi,

Ohjelman sisältörakenne Strategiset materiaalit Epäorgaanis et sivuvirrat Biogeeniset sivuvirrat Vedet??? Materiaalivirrat nyt ja tulevaisuudessa Prosessit ja järjestelmät Systeeminen resurssitehokkuus Uudet tuotteet ja palvelut Toimintaympäristön hallinta, uudet liiketoimintamallit Pilotointi,

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