RR-tietopalvelu -hankekuvaus A77486, Muovin pyrolyyttisen kierrätyksen pilotointialusta

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Muovinjätteen kierrätys on yksi keskeisistä keinoista vähentää muovien aiheuttamaa ympäristökuormaa, ja uusien entistä parempien kierrätysmenetelmien kehittäminen on tärkeää. Muovien laajamittainen kierrätys edellyttääkin toimivia ratkaisuja muovin kemialliselle kierrätykselle, jossa muovimolekyylit pilkotaan kemiallisesti uusioraaka-aineeksi olemassa oleviin muovin valmistuksen prosesseihin. Näin saadaan valmistettua huonompilaatuisestakin kierrätysraaka-aineesta suuressa mittakaavassa uutta muovia, jonka ominaisuudet vastaavat kaikilta osin öljystä valmistetun muovin ominaisuuksia. Muovien kemiallisen kierrätyksessä termokemialliset menetelmät ja etenkin pyrolyysitekniikat ovat teollisuuden mielenkiinnon kohteena, mutta teollisen mitan kemiallisen kierrätyksen laitoksia ei ole vielä käynnissä, ja toimivien ratkaisujen toteuttaminen vaatii vielä paljon kehitystyötä.
Suomessa ei ole olemassa riittävän suuren pilotmittakaavan muovin pyrolyysiin soveltuvaa laitteistoa, jota voitaisiin hyödyntää muovin kierrätyksen arvoketjun yritysten ja TKI-toimijoiden tarpeisiin. VTT Bioruukki -pilotointikeskuksessa on kuitenkin olemassa vastaavan kokoinen biomassan (metsätähteet yms.) pyrolyysin pilotlaitteisto, jonka voi kohtuullisilla lisäyksillä ja muutoksilla muuttaa kustannustehokkaasti ja suhteellisen nopeasti muovin kemiallisen kierrätykseen soveltuvaksi.

Tämän PlastPyro-hankkeen tavoite on edelleen kehittää VTT Bioruukin innovaatioalustaa ja muuntaa nykyinen biomassan pyrolyysin pilotointilaitteisto sekalaisen muovijätteen pyrolyysiin sopivaksi. Laitteistoa voidaan valmistuttuaan käyttää pyrolyyttisen kierrätyksen prosessien ylösskaalaukseen ja kaupallistamiseen. Hankkeen konkreettiset toimenpiteet voidaan jakaa neljään osaan:
1. Muovin kemiallisen kierrätyksen arvoketjun yritysverkoston ja ekosysteemin analyysi.
2. Muovin kemiallisen kierrätyksen teknologia-analyysi ja laitemuutosten kartoitus.
3. VTT:n Bioruukki pilotointikeskuksessa sijaitsevan biomassojen pyrolyysin pilot-ympäristön muutostyöt, jonka investointiosuus toteutetaan rinnakkaisena investointihankkeena.
4. Uuden muovin pyrolyysin pilotointilaitteiston toiminnan demonstrointi ja tutkimushankkeiden pohjustus.
Hanke toteutetaan pääosin VTT:n asiantuntijoiden toimesta hyödyntäen hankkeen johtoryhmässä olevien alan avainyritysten ja muiden sidosryhmien asiantuntemusta.

Hankkeen tuloksena saadaan VTT Bioruukki -pilotointikeskukseen, Espooseen ja Uudellemaalle merkittävä muovin kierrätyksen innovaatioalusta, jota pystytään hyödyntämään laajasti koko alan innovaatioekosysteemissä tuottamaan teknologioiden kaupallistamiseen ja käyttöönottoon tarvittavaa tietoa. Hankkeen varsinainen kohderyhmä ovat muovin kierrätyksen arvoketjussa toimivat yritykset ja muut toimijat, kuten prosessi- ja teknologiateollisuuden veturiyritykset, sekä niitä tukevat ja täydentävät osaamisintensiiviset prosessitekniikan, valmistavan teollisuuden, jätehuollon ja palvelualojen pk-yritykset. Innovaatiolaustaa hyödynnetään myös uusien alan tutkimus- ja kehityshakkeiden perustana, ja näin alueelle saadaan hankittua suhteellisen lyhyelläkin tähtäimellä T&K-toiminnan julkista ja yksityistä rahoitusta niin Suomesta kuin kansainvälisestikin.
Hankkeen tavoitteet ja käytännön toimet keskittyvät uusien entistä taloudellisempien ja teollisesti sovellettavien muovin kierrätysmenetelmien kehittämiseen. Siten toimet tukevat vahvasti kestävän kehityksen periaatteita taloudellisesti ja sosiaalisesti kestävällä tavalla: erityiseti luonnonvarojen käytön, vesien roskaantumisen ja eliöstön elinympäristön kannalta. Sukupuolten tasa-arvon ja yhdenvertaisuuden näkökulmat on otettu huomioon hankkeen toteutuksessa. Esimerkiksi hankkeen johtoryhmätyöhön osallistuvien tahojen yhteyshenkilöissä on suunnilleen yhtä paljon miehiä ja naisia.
Hanke tukee Uudenmaan alueellisen koronakriisin selviytymissuunnitelman 2020-23 toimeenpanoa erityisesti jälleenrakennuksen toimenpidekokonaisuuksien kohdan 3. osalta, jossa panostetaan Uudenmaan kansainvälisten ekosysteemien, osaamisen ja innovaatiotoiminnan vahvistamiseen.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat muovin kierrätyksen arvoketjussa toimivat yritykset ja muut toimijat, kuten prosessi- ja teknologiateollisuuden veturiyritykset, sekä niitä tukevat ja täydentävät osaamisintensiiviset prosessitekniikan, valmistavan teollisuuden, jätehuollon pk-yritykset. Lisäksi hankeen varsinaiseen kohderyhmään kuuluvat yksityiset teknologia-alan palveluyritykset, kuten prosessilaitteistoja suunnittelevat insinööritoimistot sekä tutkimus- ja konsultointipalveluja myyvät yritykset, joista merkittävä osa on tyypillisesti pk-yrityksiä. Muovin kierrätyksen arvoketjun kohderyhmään voidaan lukea myös jätehuollon, kaupan, logistiikan, elintarvike- ja pakkausteollisuuden sekä rakennusalan yrityksiä. Jätehuollon ja kierrätysmuovin keräyksen kautta myös jotkut julkisen sektorin toimijat voivat kuulua varsinaiseen kohderyhmään.

Hankkeessa tällä hetkellä yritysrahoittajina olevat alan veturiyritykset (Neste ja Valmet) ovat eniten vaikuttamassa hankkeen ohjaamiseen ja siten parhaiten hyödyntämässä hankkeen innovaatioalustaa ja uusinta alan tietoa. Tavoitteenamme on kuitenkin saada hankkeen aktiiviseen johtoryhmä- ja työpajatyöskentelyyn mukaan lisää yrityksiä arvoketjusta, mukaan lukien pk- ja startup-yrityksiä. On selvää, että hankkeen tuloksena saatavalla pilotointialustalla tehtävissä innovaatioprojekteissa on hyödyntäjiä laajasti koko muovin kierrätyksen arvoketjun toimijoissa. Uudenmaan alueella, mutta myös laajemminkin Suomessa ja ulkomailla, on runsaasti eri kokoisia prosessiteollisuuden ja teknologia-alan yrityksiä tai yksityisen sektorin TKI-palveluja myyviä toimijoita, jotka osallistuisivat hankkeen jälkeen käynnistettäviin julkisiin sekä kahdenvälisiin tutkimushankkeisiin.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Tärkeänä välillisenä kohderyhmänä ovat hankkeen tuloksena sen päättymisen jälkeen saataviin julkisiin tutkimushankkeisiin osallistuva tutkimusorganisaatiot, lähinnä yliopistot ja ammattikorkeakoulut. Välillisinä hyötyjinä voidaan pitää myös pääkaupunkiseudun osaamiskeskittymän kaupunkeja ja niissä toimivia julkisein puolen toimijoita, kuten koulutus- ja tutkimusorganisaatiot ja muut julkiset palvelut. Lisäksi hankkeen tuloksista hyötyy välillisesti laajemmin Suomen opetus- ja tutkimusorganisaatiot, kaupungit ja kunnat sekä kuluttajat ja kuntalaiset, jotka hyötyvät hankkeessa tuotetusta tiedosta ja hankkeen jälkeen innovaatioekosysteemissä tehtävästä työstä. Muovin kierrätyksen korkeakoulutasoista opetus- ja tutkimustoimintaa on pääkaupunkiseudun lisäksi etenkin Tampereen ja Lahden seudulla.
Kiertotalous ja muovin kierrätys on aihepiiri, jossa on olemassa myös muita alueellisia kehityshankkeita, esimerkiksi pääkaupunkiseudun Smart&Clean -säätiön ”Kaikki muovi kiertää” -aloite.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 441 180

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 272 944

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 491 475

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 306 357

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Uusimaa

Seutukunnat: Helsingin

Kunnat: Espoo

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Ruukinmestarintie 2

Postinumero: 02330

Postitoimipaikka: Espoo

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä

Hankkeen aihe liityy kiertotalouden, kierrättämisen ja uusiokäytön yleiseen toimintaympäristöön, jossa sukupuolten tasa-arvon tai naisten mahdollisuuksien kannalta ei ole ongelmia. Naiset ovatkin usein miehiä aktiivisempia ja kiinnostuneempia kierrätyksen uusien ratkaisujen kokeilussa ja toteuttamisessa. Hankkeessa tutkijat ja tutkimusinsinöörit, joiden tehtävänä on tutkimuslaitteiden suunnittelu ja käyttö, ovat pääasiassa miespuolisia. Koeajoissa tutkimusta avustavat henkilöt ovat pääosin naisia. Kuitenkin VTT:n tämän aihepiirin tutkimustiimien 52 henkilöistä 19 on naisia, ja heitä on suhteellisen tasaisesti kaikissa henkilöstöryhmissä. Joten hankehenkilöstön sukupuolijakauma on hieman poikkeuksellinen ja se saattaa myös muuttua projektin aikana. Tapahtumiin osallistuvat ja ekosysteemiä kehittävät henkilöt ovat sekä nais- että miespuolisia. Hankkeen johtoryhmään osallistuvien yritysten henkilöstö on miesvaltaista, mutta johtoryhmätyöhön osallistuvien yhteyshenkilöissä on yhtä paljon miehiä ja naisia. Hakuvaiheessa on valmistelemassa ollut molempien sukupuolten edustajia.

Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä

Naisilla ja miehillä on yhtäläiset mahdollisuudet osallistua hankkeeseen ja tämä huomioidaan hankkeen toteutuksessa. Tämä näkyy käytännössä siten että mm. tapahtumia rakennetaan niin, että molemmilla sukupuolilla on yhtäläiset mahdollisuudet osallistua. Hankkeen tehtäviin valitaan henkilöt ainoastaan osaamisen perusteella. Vaikka tämänhetkisen hankehenkilöstön tutkimuslaitteiden suunnittelijat ja käyttäjät ovat miespuolisia, on laitteiden kehittäminen käyttö yhtälailla mahdollista myös naispuolisille henkilöille. Hankkeessa hyödynnetään seuraavia oppaita ja julkaisuja: - ”Tasa-arvon valtavirtaistaminen kehittämisohjelmissa ja projekteissa”, - ”Periaatteessa hyvä, mutta emme ajatelleet sukupuolen liittyvän omaan projektiimme” - Selvitys sukupuolinäkökulman sisältymisestä rakennerahastojen (ESR ja EAKR) ohjelma-asiakirjoihin ja projektisuunnitelmiin (TEM, https://www.tem.fi/files/33964/TEM_sukupuolinakokulma_FINAL_kevyt.PDF ) - Sosiaali- ja terveysministeriön hankkeen toteuttajan tarkistuslista (http://www.stm.fi/c/document_library/get_file?folderId=833479&name=DLFE-10672.pdf )

Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei

Hankkeen päätavoite ei ole sukupuolten välisen tasa-arvon edistäminen vaan sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa läpileikkaavasti.

8.2 Kestävä kehitys

	Välitön	Välillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys	4	8
Hanke tukee materiaalien parempaa kierrätys- ja jatkohyödyntämisastetta, joten sillä voidaan olettaa olevan niin välittömiä kuin välillisiäkin vaikutuksia luonnonvarojen käytön kestävyyteen. Muovin uudet kierrätysratkaisut vaikuttavat fossiilisten raaka-aineiden tarpeen vähenemiseen, vaikka muovin osuus fossiilisten raaka-aineiden käytöstä verrattuna energiatuotantoon on suhteellisen pieni.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen	3	7
Muovin uudet kierrätysratkaisut, kierrätyksen kasvu, materiaalitehokkuus ja polton väheneminen vaikuttavat alentavasti CO2 päästöihin, vaikka muovien osuus globaaleista CO2 päästöistä on suhteellisen pieni verrattuna esim. energiatuotannon päästöihin.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus	5	9
Muovien tehostettu kierrätys vähentää muovien aiheuttamaa jätekuormaa ja siten mahdollisuutta kulkeutumisesta luontoon roskaamaan, mikromuovin muodostumiseen ja kasvuympäristön kemikalisoitumisen, jotka kaikki vahingoittavat etenkin eliöitä ja luonnon monimuotoisuutta.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen)	4	8
Muovien tehostettu kierrätys vähentää muovien aiheuttamaa jätekuormaa ja siten mahdollisuutta kulkeutumisesta luontoon ja maaperään roskaamaan. Kierrätyksen alentava vaikutus kasvihuonepäästöihin ei ole kuitenkaan niin suuri kuin vaikutus roskaamisen ja mikromuovin määrän vähentämiseen.
Natura 2000 -ohjelman kohteet	1	3
Suoria vaikutuksia Natura 2000 ohjelman kohteisiin on vaikea löytää, mutta epäsuorasti luonnon roskaantumisen vähentäminen on eduksi myös Natura 2000 -ohjelman kohteille.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet	8	10
Hankkeen suorat ja epäsuorat vaikutukset liittyvät pääasiassa muovijätteen lisäarvoiseen hyödyntämiseen uusiomateriaaleina ja sekajätteen määrän vähenemiseen.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö	3	3
Muovin uudet kierrätysratkaisut vaikuttavat vain vähän uusiutuvien energialähteiden käyttöön. Muovien tuotannon energiakulutus on suhteellisen pientä verrattuna monen muun materiaalin valmistukseen.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen	5	7
Uudet ja entistä kattavammat ja tehokkaammat muovin kierrätyksen menetelmät, niissä käytetty uusi teknologia ja tiedon avoin jakaminen antavat hyviä lähtökohtia uudelle paikalliselle yritystoiminnalle.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen	8	9
Uudet innovaatioalusta ja tiedon avoin jakaminen antavat konkreettisia mahdollisuuksia tutkimus-, innovaatio- ja oppimispalvelujen kehittämiselle.
Liikkuminen ja logistiikka	2	4
Positiivinen vaikutus liikkumiseen ja logistiikkaan on vähäinen. Mahdolliset hankkeen vaikutuksesta syntyvät ison luokan kemiallisen kierrätyksen ratkaisut voivat vähentää pienemmän kapasiteetin kuljetusten tarvetta.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen	2	4
Hanke ja kiertotalouden kehittyminen luo pohjaa ekologisesti kestävämmälle tulevaisuudelle, joka on välillisesti osa yksilön hyvinvointia.
Tasa-arvon edistäminen	1	2
Vaikka hankkeella ei ole suoranaista välitöntä vaikutusta tasa-arvoon, Verkostomaisessa toiminnassa huomioidaan sukupuolisensitiivisyyden ja -tasa-arvon kysymykset tasa-arvon edistämiseksi.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus	0	0
Ei hankkeen keskiössä
Kulttuuriympäristö	0	0
Kulttuuriympäristön kestävyys ja yhdenvertaisuus eivät ole hankkeessa keskiössä.
Ympäristöosaaminen	4	7
Asiantuntijoiden osaamista voidaan kääntää yleisemmälle tapahtumaviestinnän kielelle, joka vahvistaa ympäristöön ja kiertotalouteen liittyvän osaamisen syventymisen myös kaikissa sidosryhmän edustajissa.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Uusien ja entistä parempien kierrätysmenetelmien kehittäminen on yksi keskeisistä keinoista vähentää muovien aiheuttamaa ympäristökuormaa. Muovin kierrätyksessä muovit ensin kerätään ja lajitellaan sopiviin fraktioihin, jonka jälkeen ne joko uusiokäytetään materiaalina tai poltetaan energiaksi. Muovin uusiokäytössä materiaalina (mekaaninen kierrätys) muovit ensin sulatetaan ja uudelleen granuloidaan.
Mekaaniseen kierrätykseen liittyy kuitenkin rajoituksia, kuten muovin asteittainen hajoaminen jokaisella kierrätys syklillä, joka vaikuttaa sen polymeeriominaisuuksiin kuten kemialliseen rakenteeseen ja muutoksiin mekaanisissa ominaisuuksissa. Tämän takia muovin mekaanisella kierrätyksellä kierrätettävyys on rajallinen, ja vaatii usein neitseellisen muovin lisäystä kierrätysketjuun. Lisäksi erilaiset epäpuhtaudet rajoittavat mekaanisesti kierrätetyn muovin käyttöä tuotteissa, missä vaaditaan erityistä puhtautta kuten elintarvikepakkauksissa. Esimerkkejä epäpuhtauksista ovat kierrätyksestä tulleet orgaaniset yhdisteet, kuten torjunta-aineet, teollisuuskemikaalit ja muut lisäaineet. Jotta muovin kierrätysastetta voitaisiin nostaa, on mekaaniseen kierrätykseen kelpaamattomille muovijakeille löydettävä uusia kierrätysmenetelmiä (kemiallinen kierrätys) jotka pilkkovat muovimolekyylit muovin valmistusprosessien raaka-aineiksi. Muovin kemiallisessa kierrätyksessä termokemialliset menetelmät ja etenkin pyrolyysitekniikat ovat teollisuuden mielenkiinnon kohteena, mutta teollisen mittakaavan kemiallisen kierrätyksen laitoksia ei ole vielä käynnissä, ja toimivien ratkaisujen toteuttaminen vaatii vielä paljon kehitystyötä. Suomessa ei ole olemassa riittävän suuren pilot-mittakaavan muovin pyrolyysiin soveltuvaa laitteistoa, jota voitaisiin hyödyntää muovin kierrätyksen arvoketjun yritysten ja TKI-toimijoiden tarpeisiin. VTT Bioruukki pilotointikeskuksessa oli hankeen alkaessa vastaavan kokoinen biomassan pyrolyysin pilot-laitteisto, jota voidaan kustannustehokkaasti ja suhteellisen nopeasti muokata muovin kemiallisen kierrätykseen soveltuvaksi.
PlastPyro-hankkeen päätavoite oli kehittää VTT Bioruukin innovaatioalustaa ja muuntaa nykyinen biomassan pyrolyysin pilotointilaitteisto sekalaisen muovijätteen pyrolyysiin sopivaksi. Työ aloitettiin teknologia-analyysillä, missä vertailtiin muovin pyrolyysissä käytettyjä reaktorityyppejä keskenään ja muovin pyrolyysin keskeisiä prosessiaskeleita, jonka pohjalta muokkaustarpeet kartoitettiin VTT:n pilotille. VTT:n vanha biomassapyrolyysipilotti perustui leijupetitekniikkaan ja tämä osoittautui teknologiaselvityksen perusteella myös sopivaksi ratkaisuksi muovin pyrolyysille sen tehokkaan lämmönsiirron ja skaalautuvuuden takia. Teknologiaselvityksessä kävi myös ilmi, että muovin syöttö ja tuotteen kuten öljyn ja vahan talteenotto vaativat erilaisia ratkaisuja verrattuna olemassa olevaan biomassan pyrolyysiin. Muovin syöttöjärjestelmäksi valittiin ekstruuderi, joka takaa tasaisen virtauksen reaktoriin. Ekstruuderissa muovi sulatetaan 300–350 °C lämpötilassa ja syötetään suuttimen avulla reaktoriin. Ekstruuderin käyttö mahdollistaa myös halogeenien poiston joko lisäaineilla tai vakuumipumpun avulla, ja lisäksi teollisen mittakaavan laitoksessa ekstruuderi mahdollistaa pyrolyysiprosessin osittaisen sähköistämisen ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisen. Talteenottoyksikköön tehtiin myös muutoksia lisäämällä pesureiden jälkeen pisaranerottimia sekä uusimalla pesureiden lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä, jotta vaiheittainen talteenotto olisi mahdollista.
Teknologiaselvityksen pohjalta aloitettiin suunnittelu, tilaluokitus ja riskitarkastelu. Muovin pyrolyysiöljy eroaa merkittävästi biomassan pyrolyysiöljystä jonka takia talteenoton tilaluokituksen muuttaminen oli välttämätöntä luokkaan II B, T3. Tilaluokituksen muutoksen seurauksena myös kaikki sähkölaitteet oli uusittava pesureissa. Laitteiden pitkien toimitusaikojen takia pilotin muutostöitä ei saatu valmiiksi projektin aikana ja työtä on jatkettu projektin päätyttyä. Tämän johdosta laitteen demonstrointi keskittyi ainoastaan syöttöjärjestelmän toimivuuden takaamiseen.
Projektin toisena tavoitteena oli kartoittaa muovin kemiallisen kierrätyksen arvoketjun yritysverkostoa ja identifioida mahdollisia puuttuvia osia. Tavoitteena oli saada uusi pilotointialusta ja siihen liittyvät palvelut hyödyttämään hankkeessa mukana olevien veturiyritysten lisäksi myös arvoketjun pk-yrityksiä. Analyysi paljasti sen, että kemiallisen kierrätyksen toimet puuttuvat täysin arvoketjusta. Tähän liittyen huomattiin myös jatkokehityskohteita arvoketjuun liittyen, kuten raaka-aineen lajittelu ja esikäsittely, pyrolyysiöljyn laatustandardi sekä muovin kemiallisen kierrätyksen säädökset.

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

2 Hakijan perustiedot