UrbanMill-projektin tavoitteena on rakentaa perustaa muovijätteiden kemiallisen kierrätyksen läpimurrolle Pelkkä muovien mekaaninen kierrätys ei riitä täyttämään lainsäädännön kierrätystavoitteita, vaan rinnalle tarvitaan kemiallista kierrätystä. UrbanMill-projektissa kehitetään pyrolyysiin perustuvaa kemiallisen kierrätyksen prosessia, joka pystyy hyödyntämään entistä sekalaisempaa muovijätettä. Tulokset osoittavat, että pyrolyysin syöttöaineena on mahdollista käyttää nykyistä sekalaisempia muoveja, mutta se edellyttää innovatiivisia keinoja poistaa pyrolyysin kannalta ei-toivottuja komponentteja prosessin eri vaiheissa.
Teksti ja kuvat: Mika Härkönen, työelämäprofessori, Teknologian tutkimuskeskus VTT
Pyrolyysiin perustuva kemiallinen kierrätys on teollisen jättiharp- pauksen partaalla. Kuitenkin vuonna 2022 kemiallisen kierrätyksen osuus kaikesta kierrätetystä muovista oli vain 1 %. Kapasiteetin on arvoitu kymmenkertaistuvan seuraavan kahden vuoden aikana, mut- ta se edellyttää kalliita investointeja. Tuotantokapasiteetin investoin- tipäätökset edellyttävät, että toiminta on taloudellisesti kannattavaa ja että liiketoimintaympäristöön vaikuttavat regulaatio on suotuisaa ja pitkäjänteisesti ennakoitavissa. Pyrolyysiin voidaan käyttää huonompilaatuista ja sekalaisempaa muovijätettä kuin mekaaniseen kierrätykseen, kunhan polyolefiinipi- toisuus on riittävän suuri. Polyeteenejä ja polypropeeneja ei tarvitse erotella toisistaan, pesua ei välttämättä tarvita, eikä muovien värillä ole väliä. Käytettävä muovijäte voi sisältää kohtuullisesti polystyree- niä, mutta happea, typpeä ja halogeeneja sisältävät polymeerit, kuten polyesterit, polyamidit, selluloosa, ABS, polyuretaanit ja PVC, ovat ei-toivottuja komponentteja. Jos näiden yhteismäärä syötössä lähes- tyy 10 %, tulee nykyisille pyrolyysiteknologioille sekä teknisiä että taloudellisia haasteita. Hyvälaatuinen muovijäte on kalliimpaa kuin sekalaisempi, mutta toisaalta käytettävän muovijätteen laatu vaikuttaa pyrolyysöjyn laa- tuun ja siitä saatavaan hintaan. Useimmat nykyiset pyrolyysilaitok- set käyttävätkin raaka-aineenaan melko puhtaita polyolefiinijakeita. Tällöin pyrolyysiin saattaa mennä mekaaniseen kierrätykseen kel- paavaa muovia, ja iso osa sekalaisemmasta muovijätteestä edelleen poltetaan energiantuotannossa. On siis sekä taloudellisen että kestä- vän kehityksen kannalta keskeistä, että uusi kemiallisen kierrätyksen kapasiteetti pystyy hyödyntämään runsaasti saatavilla olevia sekalai- sempia ja edullisempia muovijätevirtoja.
Vaikka muovien käytöllä materiaalina on monia etuja kestävän kehityksen kannalta, niiden aiheuttama roskaaminen ja jätteen- polton hiilidioksidipäästöt aiheuttavat valtavia ympäristöhaasteita. Ympäristövaikutuksia voidaan vähentää, jos muovijäte kerätään asian- mukaisesti ja kierrätetään tehokkaasti. Nykyään Suomessa pakkaus- muovien kierrätysaste on noin 30 %, ja uusi jätelaki edellyttää 55 % tasoa vuoteen 2030 mennessä. Muovit ovat kierrätettävissä mekaanisin ja kemiallisin menetelmin, ja molempia tarvitaan tavoitteiden saavuttamiseksi. Muovien kierrä- tyksen suurin haaste verrattuna metalleihin tai paperiin/kartonkiin on muovien moninaisuus. Laadukas muovien mekaaninen kierrätys edellyttää, että kaikki muovityypit erotellaan tarkasti, pestään ja kier- rätetään erillään. Mekaanisesti kierrättämällä valmistettavat uusio- muovit ovat usein alkuperäisiä heikompilaatuisia, mikä rajoittaa nii- den käyttöä monissa vaativissa sovelluksissa. Kemiallisessa kierrätyksessä muovit pilkotaan petrokemianteol- lisuuden lähtöaineiksi, joista valmistetaan uutta vastaavia muove- ja. Tämä laajentaa merkittävästi kierrätetyn muovin käyttökohteita. Kemiallinen kierrätys pystyy hyödyntämään sekalaisempaa ja likai- sempaa muovijätettä, mutta on virheellistä sanoa, että kemialliseen kierrätykseen voi syöttää mitä tahansa. Kemiallisen kierrätyksen pro- sessitkin vaativat sekalaisen muovijätteen esikäsittelyä, mutta lajit- telu ja pesu voivat olla yksinkertaisempia kuin mekaanisessa kier- rätyksessä. Muovien kemiallinen kierrätys kuluttaa enemmän ener- giaa ja aiheuttaa enemmän hiilidioksidipäästöjä kuin mekaaninen kierrätys. Tämän vuoksi kemialliseen kierrätykseen ei pidä käyttää muovijätettä, jota voi kierrättää mekaanisesti. Kemiallisesti kannat- taa kierrättää nykyisin polttoon meneviä muoveja, mikä vähentää hiilidioksidipäästöjä.
UrbanMill laajentaa pyrolyysiin perustuvan kierrätysteknologian raaka-ainepohjaa
Pyrolyysiin perustuva kemiallinen kierrätys soveltuu polyolefiinen kierrätykseen
UrbanMill-projektin tavoitteena on tuottaa kierrätysratkaisuja vai- keasti kierrätettävälle sekalaisille muoveille kehittämällä edistynyttä pyrolyysitekniikkaa ja integroimalla innovatiivisia esi- ja jälkikäsit- telytekniikoita. Tavoitteena on kehittää prosessikonseptia siten, että syötteessä voi olla nykyistä enemmän polyestereitä, polyamideja ja selluloosaa. Erityisen kiinnostavaa on löytää kierrätysratkaisu moni- kerrosmuoveille, jotka nykyisin lopulta poltetaan.
Polyolefiinimuovien, eli polyeteenien ja polypropeenien, kemiallinen kierrätys perustuu nykyisin lähes poikkeuksetta pyrolyysireittiin. Siinä polymeerejä pilkotaan pyrolyysin avulla pääosin nestemäisek- si hiilivetyjen seokseksi, josta voidaan jatkojalostaa monomeerien val- mistukseen sopivaa höyrykrakkerin syöttöainetta. Kierrätyseteeni ja -propeeni voidaan sitten normaaliin tapaan polymeroida yhtä korkea- laatuisiksi muoveiksi kuin öljystä tehdyt.
24 MUOVIPLAST 3/2024
Made with FlippingBook - Online magazine maker