Pilottikokeiluista kohti kierrätysmuovien teollista tuotantoa

Uutinen 24.3.2020 klo 16.49
Rakennusjätettä. © Karelia AMK

Karelia-ammattikorkeakoulussa tutkitaan, olisiko Pohjois-Karjalan alueelle kannattavaa perustaa teollisuusmittaluokan laitos, jossa käsiteltäisiin alueelta kerättävää rakennus- ja maatalousmuovia. Aihetta on tutkittu useiden opinnäytetöiden voimin. Selvitys on osa Cirwasten osahanketta Pohjois-Karjalassa.

Muovin kierrätys ympäristöystävällisempää kuin poltto

Hankkeen yhdessä opinnäytetyössä vertailtiin rakennusjäteperäisen muovin polton ja kierrätyksen elinkaarisia vaikutuksia. Muovia polttamalla voidaan välttää valmistuksesta aiheutuvia päästöjä noin 0,6-0,7 t CO2-eq/t. Tämä tarkoittaa, että polttamalla yksi tonni syntypaikkalajiteltua muovia rakennustyömaalta voidaan välttää noin 25 prosenttia muovin elinkaaren aikaisesta hiilijalanjäljestä.

Vastaavasti muovin kierrättämisellä vältetään hiilidioksidipäästöjä noin 1,2-1,4 t CO2-eq/t. Kierrättämällä pienennetään muovin elinkaaren aikaista hiilijalanjälkeä noin 50 prosenttia. Näiden tarkastelujen perusteella vaikuttaa siltä, että ympäristövaikutuksien kannalta muovin kierrättäminen olisi selkeästi polttoa parempi vaihtoehto.

Samassa tutkimuksessa tarkasteltiin myös rakennustyömaalla syntyvien eri muovilaatujen määriä. Tulosten perusteella suurin osa rakennustyömaalla syntyvästä muovijätteestä on pakkaus-, suojaus- ja kalvomuovia eli PE-LD:tä. Suurin osa kyseisestä muovista oli silmämääräisesti melko puhdasta, mutta osassa oli rakennustyömaalta jäänyttä pölyä ja muita epäpuhtauksia.

Muovin keräys maatiloilta kustannustehokkaaksi

Karelia-ammattikorkeakoulussa on tutkittu myös maatalousmuovin keräyksen kuljetus- ja keräyskustannuksia sekä mietitty toiminnan kustannustehokkuuden parantamista Pohjois-Karjalassa. Maataloudessa syntyy Suomessa vuosittain noin 21 miljoonaa tonnia jätettä, josta muovijätteen osuus on noin 12 000 tonnia. Merkittävä osa muovijätteestä on paalimuovia, jonka osuus kaikesta muovijätteestä on noin puolet. Maatalouden jätteet eivät kuitenkaan kuulu kunnallisen jätehuollon piiriin ja siten muovijätteiden asianmukainen käsittely jää viljelijöiden vastuulle.

”Maatalousmuovien keräystä ei ole järjestetty pysyvin ratkaisuin eikä keräyksen kustannuksia ole juurikaan tutkittu aikaisemmin Suomessa”, kertoo projektipäällikkö Simo Paukkunen Karelia-ammattikorkeakoulusta. Syksyllä 2019 MTK ja Itä-Suomen murskauskeskus aloittivat maatalouden jätemuovin keräyksen, mutta toiminnan laajuudesta ei Paukkusella ole vielä tarkempaa tietoa.

Mallinnuksen perusteella viljelijöille edullisimmaksi ja kuljetusyrityksille tehokkaimmaksi vaihtoehdoksi osoittautui kolmen vuoden välein tapahtuva muovien keräystiheys tiloilta. ”Aikaisemmissa tutkimuksissa on selvitetty viljelijöiden kipukynnystä muovin keräyshinnalle ja tämä tarkasteltu kolmen vuoden välein tapahtuva keräys osuu tähän hintaluokkaan”, kertoo Paukkunen.

Määrällisesti pelkkien maatalousmuovien määrä jää niin pieneksi, ettei teollisen mittaluokan toiminta ole kannattavaa. Potentiaalia voi kuitenkin löytyä, jos materiaalivirroissa hyödynnettäisiin maatalousmuovien lisäksi rakennusjätteen kalvomuovia. Tutkimuksen ulkopuolelle jää muovista valmistettujen tuotteiden taloudellinen kilpailukyky, koska esimerkiksi elintarvikekäyttöön jätemuovista tehdyt uusiotuotteet eivät sovellu.

Ainutlaatuinen komposiittimuovi jäteperäisistä materiaaleista

Etelä-Karjalan Circwaste-osahankkeessa tutkitaan myös rakennusperäisen muovimateriaalin hyödyntämisen mahdollisuuksia pilot-mittakaavassa. Lappeenrannan Kukkuroinmäen käsittelykeskukseen on perustettu pilottilinjasto rakennusjäteperäisen komposiittimateriaalin valmistukseen. Tuotekehittelyä tehdään LUT-yliopiston ja Wimao Oy:n yhteistyönä.

”Jäteperäisten materiaalivirtojen koostumukset vaihtelevat, mikä tuo oman haasteensa tuotteen valmistukselle”, kertoo tutkijatohtori Sami Matthews LUT-yliopistosta.

LUT:n osahankkeessa tutkitaan myös, mitkä työstömenetelmät ja työvaiheet sopivat parhaiten kierrätetystä kuitukomposiitista valmistettaviin tuotteisiin. LUT:n tutkimuksessa tutkitaan vaihtoehtoa ruiskuvalumenetelmälle käyttäen puristusmuovausmenetelmää, koska puukuidut tuottavat haasteita perinteisen ruiskuvalun hyödyntämisessä. Puukuidut eivät kestä korkeita lämpötiloja eivätkä painetta, joten prosessointiolosuhteiden tulee olla optimaaliset.

Testien perusteella vaikuttaa myös siltä, että teknisiltä ominaisuuksiltaan komposiittimateriaali täyttäisi teollisen mittakaavan tuotantoon vaadittavat ominaisuudet. Materiaalin leikkauspinta on laadukasta eikä murene.

Maailmanlaajuisesti LUT:n tekemä tutkimus on ainutlaatuista. ”Käsityksemme mukaan kukaan muu ei tällä hetkellä tutki puumuovikomposiittien jälkityöstöä”, kertoo Matthews. Tulevaisuudessa tutkitaan vielä kierrätysmateriaalin mekaanista kestoa ja mahdollisia riskejä ennen massatuotantoon siirtymistä.

Lisätietoa: