Muovin biopohjaisuus ei yksin takaa sen ympäristöystävällisyyttä. Tutkimus osoittaa, että ratkaisevaa on muovin koko elinkaari sekä se, mihin käyttöön materiaali valitaan. Ympäristön kannalta kestävimmät vaihtoehdot voivat löytyä bio- ja fossiilipohjaisten raaka-aineiden yhdistelmistä, esimerkiksi komposiiteista.
Biopohjaisia eli uusiutuvista raaka-aineista tehtyjä muoveja pidetään usein ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona fossiilipohjaisille muoveille. Aalto-yliopiston, Luonnonvarakeskuksen (Luke), VTT:n ja Lapin yliopiston yhteisen ValueBiomat-hankkeen tutkimuksen mukaan biopohjaisten muovien ympäristövaikutukset voivat kuitenkin olla yllättävän suuret – ja joissakin tapauksissa fossiilipohjaisia vaihtoehtoja kuormittavammat. Kestävyyteen vaikuttavat tuotteen koko elinkaari sekä myös materiaalin ominaisuudet ja käyttöikä.
Materiaalien yhdistelmistä uusia mahdollisuuksia
Biopohjaisia muoveja valmistetaan usein esimerkiksi kasviöljyistä, tärkkelyksestä tai ligniinistä. Näiden materiaalien mekaaninen kestävyys ei kuitenkaan aina yllä fossiilipohjaisten muovien tasolle.
”Tutkimuksessamme olemme kuitenkin löytäneet lupaavia ratkaisuja: eri raaka-aineiden yhdistelyllä voidaan saavuttaa sekä riittävä suorituskyky että pienempi ympäristökuormitus. Yhtenä vaihtoehtona ovat komposiitit, joita voidaan valmistaa yhdistämällä biopohjaisia ja fossiilisia komponentteja”, sanoo polymeeritekniikan apulaisprofessori Jukka Niskanen Aalto-yliopistosta.
”Myös muovien pitkäikäinen käyttö, uudelleenkäyttö ja kierrätys voivat vähentää ympäristökuormaa merkittävästi. Uudet komposiitit – joissa hyödynnetään esimerkiksi tärkkelystä tai biohiiltä – voivatkin samanaikaisesti parantaa materiaalien suorituskykyä ja pienentää hiilijalanjälkeä”, täydentää tutkimusprofessori Hannu Ilvesniemi Lukesta.
Joissakin tapauksissa biopohjaisen muovin ja biopohjaisen täyteaineen yhdistelmä voi olla ympäristön kannalta parempi ratkaisu kuin täysin biopohjainen muovi. Vastaavasti myös fossiilipohjaisen muovin ja biopohjaisen täyteaineen yhdistelmä voi vähentää ympäristökuormitusta. Komposiittien kierrätys on kuitenkin haastavaa, mikä edellyttää uusia ratkaisuja tuotesuunnittelussa ja kierrätysjärjestelmissä.
Elinkaariarviointi paljastaa kokonaiskuvan
Elinkaariarviointi toi esiin biopohjaisten raaka-aineiden tuotantoon liittyviä haasteita. Raaka-aineiden viljely ja jalostus voivat aiheuttaa päästöjä ilmakehään ja vesistöihin, lisätä maankäytön paineita sekä vähentää luonnon monimuotoisuutta, jos metsiä raivataan pelloiksi.
”Ympäristön kannalta olennaista on, että materiaalit ovat käyttöön sopivia ja suunniteltu niin, että jätteeksi päätyvän materiaalin määrä jää mahdollisimman pieneksi. Lisäksi on huomioitava paitsi materiaalin hiilijalanjälki, myös sen vaikutukset biodiversiteettiin, maankäyttöön ja resurssien riittävyyteen”, sanoo Ilvesniemi.
Tutkijoiden mukaan kestävä siirtymä muoveissa vaatii tutkimuksen, teollisuuden ja päätöksenteon yhteistyötä – sekä tarkkaa koko arvoketjun arviointia siitä, milloin biopohjainen ratkaisu todella vähentää ympäristökuormaa.
- ValueBiomat-hankkeen tutkimus keskittyi biopohjaisiin muoveihin ja niiden elinkaarisiin ympäristövaikutuksiin – ei biohajoavuuteen.
- Biopohjaiset muovit valmistetaan uusiutuvista raaka-aineista, kuten kasviöljyistä, tärkkelyksestä tai ligniinistä. Kaikki biopohjaiset muovit eivät ole biohajoavia.
- Biohajoavat muovit voivat hajota tietyissä olosuhteissa pienemmiksi yhdisteiksi, mutta ne voivat silti olla valmistettu fossiilisista raaka-aineista.
ValueBiomat on Aalto-yliopiston koordinoima hanke, jossa ovat mukana Lapin yliopisto, Luonnonvarakeskus (Luke) ja VTT yhdessä useiden yrityskumppaneiden kanssa. Hankkeessa yhdistyy materiaalitutkimus, elinkaariarviointi, kiertotalousratkaisut ja liiketoimintanäkökulmat. Hanketta rahoitti Suomen Akatemian Strateginen tutkimus.
Lisätietoja:
- Apulaisprofessori Jukka Niskanen, Aalto-yliopisto, puh. +358503024717, [email protected]
- Tutkimusprofessori Hannu Ilvesniemi, Luke, puh. +358295322440, [email protected]
- Tutkimuspäällikkö Katri Valkokari, VTT, puh. +358408479352, [email protected]
- Professori Jouni Partanen, Aalto-yliopisto, puh. +358505769804, [email protected]
Lue lisää:
Uutinen on julkaistu myös Luke.fi-sivuilla