Closing the loop från avfall till resurs

Transkript

1 Mistra rapport Closing the loop från avfall till resurs Denna rapport har utarbetats inom Mistras Idéprocess i samband med att forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs utvecklades hösten Britt-Inger Andersson 0

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Closing the loop från avfall till resurs... 2 Motivering varför Mistra ska investera... 2 Förslag organisationsform... 3 Bakgrund... 4 Arbetsprocessen... 4 Omvärld... 5 Behov, hinder och utmaningar Forskningsbehov Forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs Appendix 1. Mistras Idéseminarium 1 november Appendix 2. Summering Mistras Idéseminarium 1 november

3 Closing the loop från avfall till resurs Resurser och särskilt naturresurser behöver användas på ett mycket mer effektivt och hållbart sätt. Ett nytt synsätt och tvärvetenskaplig forskning behövs för att styra från avfallshantering till hållbar resurshushållning med materialåtervinning i fokus och effektivt fungerande slutna kretslopp med låg miljö- och hälsopåverkan samt där olika aktörer samverkar. Motivering varför Mistra ska investera I dag stiger råvarupriserna, vissa råvarukällor sinar och nya källor måste utvinnas samt alternativa material utvecklas. Den svenska och globala konsumtionen ökar och med den växer avfallsflödena. Detta är inte hållbart. Mistra kan genom att investera i ett forskningsprogram inom området: Öka kunskap om resursflödena i samhället och utveckla möjlighet för värdehöjande upparbetning av industrins biprodukter, restprodukter och avfall Stärka svensk industrins konkurrenskraft genom innovativ grön teknik- och materialutveckling och ökat affärsutbyte. Öka möjligheten att nå de svenska miljökvalitetsmålen beträffande avfall Minska miljöpåverkan i Sverige och även i andra länder. Av den totala mängden icke-farligt avfall år 2008 uppgick 12 procent till någon form av materialåtervinning (kompostering och rötning, återvinning av metallavfall, återvinning av pappers- och pappavfall, återvinning av glas, återvinning av plast). Om gruvavfall exkluderas blir siffran 42 procent. Anmärkningsvärt är att mycket lite plast återvinns. En stor del av avfallet inom industrin tas om hand för slutlig behandling vid den anläggning där det genereras och då främst i form av deponering och energiutvinning. Exempelvis deponerade järn- och stålverk i Sverige ca ton eget avfall främst slagg, men även visst farligt slam år I Mistras program Stålkretsloppet 1 har ny teknik utvecklats för materialåtervinning. Legeringsämnet vanadin kan nu med ny teknik utvinnas ur stålugnslagg och värdet för vanadinet uppskattas till 1 miljard kronor. Även ny teknik för att analysera metallskrot med laser har utvecklats inom programmet med vinst för miljö och ekonomi. Ett annat exempel handlar om skogsindustrin där den industrin förutom de primära produkterna massa, papper och trä samt energirelaterade produkter nu utvecklar helt nya produkter 2 t ex kemikalier från restprodukter och industriavfall i bioraffinaderier. Mistra bedömer att det troligen finns stor potential för värdehöjande upparbetning av biprodukter, restprodukter och avfall från industrin till värdefulla kemikalier, material och produkter från flera industrisektorer. Sveriges avfallsplan , i enlighet med EU:s ramdirektiv 2008/98/EG och 83 Avfallsförordningen (2011:927), strävar efter att komma från avfallshantering till resurshushållning. Vi har ett generations-mål 3 som är det övergripande målet för miljöpolitiken och inriktas bl a på att Kretsloppen är resurseffektiva och så långt som möjligt fria från farliga ämnen. I lagstiftningen finns idag flera mål som berör industriavfall. Målen för återvinning- och materialutnyttjande har uppnåtts för skrotbilar, el-avfall, returpapper och nästan alla förpackningsslag undantaget plast. För bygg- och rivningsavfall blir det svårt att klara målet till 2020 om inga ytterligare åtgärder sätts in. Det finns inget specifikt mål för industriavfall Skogsindustrins nya vision 2035, se resp

4 Det är inte enbart högre resurseffektivitet som behöver uppnås utan även lägre miljöpåverkan och påverkan på hälsa i strävan mot ett uthålligt samhälle. Sociala frågor i samband med utvinning blir än mer viktiga och idag talas om social footprints. Miljöpåverkan uppkommer under hela produktens livscykel dvs vid utvinning av råvaror, under de industriella processerna att tillverka material, komponenter och produkter, under tiden då produkterna används samt slutligen då produkterna blir avfall och ska hanteras och behandlas. Påverkan på hälsa uppstår under dessa livscykelfaser. Transporter i alla dessa livscykelfaser bidrar med sin miljö- och hälsopåverkan. Upparbetning av industriellt avfall innebär oftast en lägre miljöbelastning än då jungfruliga råvaror används. För forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs kan Mistra konstatera att: Det uppfyller Mistras ändamålsparagraf. Industrin i Sverige ser stora möjligheter att stärka sin konkurrens genom forskning och innovation inom området materialåtervinning från biprodukter, restprodukter och industriellt avfall samt miljöteknik. Inom EU:s och svensk lagstiftning prioriteras materialåtervinning av avfall före energiutvinning och deponi. Industrin står inför stora utmaningar med mycket industriavfall som behöver styras in mot materialåtervinning. Återvinningsindustrin har en särskild utmaning bestående i att hantera, behandla och upparbeta allt mer komplexa produkter. Ny avancerad teknik för sortering och kompetens behövs. Det finns stort forskningsbehov särskilt inom området industriellt avfall. Forskning om hushållens avfall pågår och har prioriterats av bl a Naturvårdsverket, medan svensk industriell avfallsforskning är fragmenterad. Det finns några få tvärvetenskapliga forskarmiljöer inom avfallsområdet och genom finansiering av Mistra kan dessa ytterligare stärkas. Forskning inom området bedöms ha stor potential att omvandla en del av ett miljöproblem dvs industriavfall till en resurs, sluta brutna flöden och värdekedjor. Förslag organisationsform Forskningstemat föreslås utlysas i form av ett Mistra program bestående av flera enskilda projekt och inte ett program bestående av ett enda stort konsortium. Den främsta motiveringen är att starta forskningen redan under våren 2012 och kunna visa på goda exempel och resultat redan efter tre år dvs program-/projekttiden föreslås till tre år. Ett annat skäl för att välja en sådan programform är att uppmuntra till projekt med hög innovationshöjd, vilket vanligen medför högre risktagande för Mistra och därför är denna programform lämplig. Mistra har idag två program bestående av projekt (Mistra Arctic Futures respektive Mistra Innovation). På sedvanligt sätt kommer en programvärd att utses av Mistra. Den kommer att få i uppdrag att vara den sammanhållande stödresursen till projekten. Programstyrelsen utses av Mistra. Mistra kommer även att skriva avtal med mottagarna av projektmedel. 3

5 Bakgrund Mistra investerar i starka forskargrupper som i samverkan med användare bidrar till att åstadkomma förändring genom att lösa viktiga miljöproblem och bidra till hållbar samhällsutveckling. Användare finns inom såväl näringsliv som inom förvaltning och frivilligorganisationer. Mistra är en stiftelse och del av det svenska forsknings- och innovationssystemet samt investerar årligen i storleksordningen 200 miljoner kronor för forskning. 4 Mistras styrelse beslöt i juni 2011 att Mistras kansli skulle utveckla forskningstemat från idé till ett färdigt förslag till beslut om utlysning. Denna rapport utgör underlag till beslutet. Forskningstemat ska inriktas mot uppgradering av industriellt avfall från olika sektorer och branscher till värdefulla resurser (kemikalier, material, komponenter, produkter) på ett hållbart sätt. På så sätt kan mer resurser recirkuleras tillbaka till samhället samtidigt som värdet på industrins biprodukter, restprodukter och avfall kan höjas. Recirkulation av resurser ger även ofta lägre miljöbelastning än då jungfruliga råvaror används. Forskningstemat ska även vara tvärsektoriellt och tvärvetenskapligt, knyta samman flöden och aktörer, ha potential att skapa stora tekniksprång, vara innovationsdrivet, ha hög miljöprofil, innefatta samhälleliga och ekonomiska aspekter samt särskilt inriktas på industrins behov Arbetsprocessen Forskningstemat har utvecklats enligt Mistras Idéprocessen, men i en förenklad form utan stöd av en internationell idégrupp. Istället har olika forskare, experter på Naturvårdsverket och branschorganisationer (Avfall Sverige, Återvinningsindustrin, Skogsindustrierna, Jernkontoret, BIR Bureau of International Recycling) samt regeringens avfallsutredare intervjuats och bidragit i arbetet. Anledningen till att den förenklade formen valdes var främst att Mistra redan hade fått inspel av forskare, industrin, myndigheter m fl om att det finns ett stort forskningsbehov. Arbetet påbörjades efter sommaren med intervjuer och faktainsamling. Under hösten inbjöds Mistra att medverka på Naturvårdsverkets forskningsdag och ett seminarium om resurseffektiva materialflöden. Där diskuterades forskningsbehovet med ca 20 personer från KEMI, Naturvårdsverket och forskare från IVL, KTH och Chalmers. Mistra anordnande i november ett eget Idéseminarium med 30 personer från industrin, branschorganisationer, myndigheter och forskare. Efter mötena utarbetades denna rapport av Mistra och i samarbete med några experter: Christer Forsgren, teknik- och miljöchef Stena Metall AB och adj. professor Chalmers Hans Wrådhe, chef för sektionen avfall och kemikalier, Naturvårdsverket Britt Sahleström, VD Återvinningsindustrierna Björn Grufman, ordförande Bureau of International Recycling BIR (världsorganisation) Mats Eklund, professor Linköpings Universitet Britt Marie Bertilsson, f d programansvarig Mistra 4 4

6 Omvärld Definitionen av avfall är gemensam för EU, se direktivet för avfall (2008/98/EG). Med avfall menas alla föremål, ämnen eller substanser som innehavaren vill göra sig av med eller är skyldig att göra sig av med. Avfall kan upphöra att vara avfall om det behandlas så att det får kvalitetssäkrade egenskaper som motsvarar jungfruliga produkters och råvarors egenskaper. En restprodukt från en produktionsprocess kan antingen vara ett avfall eller en biprodukt. Inom EU genereras närmare 3 miljarder ton avfall per år och Sverige ligger på sjätte plats bland EU:s medlemsländer (beräknat på person och år). I Sverige uppstod år 2008 nästan 100 miljoner ton avfall varav ca 60 miljoner ton var från utvinningsindustrin 5 och av den mängden var 83 % gruvavfall. Totalt genererades 2,3 miljoner ton farligt avfall och drygt 5 miljoner ton hushållsavfall. Figur 1. Avfallsflödet i samhället en översikt i Sverige (miljoner ton), Naturvårdsverket Utvinningsindustrin genererar i särklass mest industriavfall (gråstensrester, anrikningssand mm). Därefter kommer massa- och pappersindustrin som genererar olika typ av avfall bl a träavfall och slam. Materialåtervinning från den industrisektorn framgår av tabell 1 från Skogsindustrierna. Ståloch metallindustrin, på tredje plats, genererar främst slagg och förbränningsavfall. En annan industrisektor är livsmedelsindustrin som genererar relativt mycket avfall i form av främst animaliskt och vegetabiliskt avfall. Verkstadsindustrin genererar främst metallskrot. Utveckling av avfall i olika industrisektorer visas i tabell 2. Skillnader mellan åren är beroende på produktionsändringar eller på 5 Med utvinningsindustri avses t ex gruvindustrin 5

7 olika sätt att räkna. Många forskare m fl anser att materialflödes- och avfallsstatistiken är bristfällig i Sverige 6 och att det finns ett stort behov av att förbättra den. Tabell 1. Avfall och restprodukter från massa- och pappersindustrin (våt vikt) år 2008, Skogsindustriernas miljödatabas Tabell 2. Utveckling av avfall i industrin, Naturvårdsverket I Sverige har vi ett generations-mål som är det övergripande målet för miljöpolitiken. Det innebär att förutsättningarna för att lösa miljöproblemen ska vara uppfyllda inom en generation och att miljöpolitiken ska bl a inriktas mot att Kretsloppen är resurseffektiva och så långt som möjligt fria från farliga ämnen. I de nationella miljökvalitetsmålen, fastställda av riksdagen, finns flera mål som berör avfall. Många delmål kopplas till hushållsavfall, men inte alla. Delmålen för återvinning och materialutnyttjande har uppnåtts för skrotbilar, el-avfall, returpapper och nästan alla förpackningsslag undantaget plast. För bygg- och rivningsavfall bedöms det bli svårt att klara målet till 2020 om inga ytterligare åtgärder sätts in. Alla EU:s medlemsländer har eller kommer att ta fram avfallsplaner enligt ramdirektivet för avfall (2008/98/EG). Enligt avfallsförordningen 83 ska Naturvårdsverket se till att det finns en nationell avfallsplan och nu finns ett sådant förslag framme: "Från avfallshantering till resurshushållning - Sveriges avfallsplan ". 7 Den föreslagna planen anger inriktning på det fortsatta avfallsarbetet och innehåller ett antal förslag till åtgärder inkl. förslag till forskning. Industriellt avfall är inte prioriterat utan NV prioriterar: 6 Detta diskuterades på NVs forskningsdag 26 oktober, på Mistras Idéseminarium 1 november och på Återvinningsdagen 29 november

8 Avfall i bygg- och anläggningssektorn Hushållsavfall Resurshushållning i livsmedelskedjan Avfallsbehandling Illegal export av avfall till andra länder Senast 2013 ska Sverige ta fram ett nationellt program med mål, indikatorer och åtgärder för att minska avfallsmängderna och farligheterna i avfallet. Vem finansierar avfallsforskning i Sverige? Naturvårdsverket och några till myndigheter och organisationer finansierar avfallsforskning i Sverige. NV finansierar forskning som stödjer verkets eget arbete. Följande forskningsprogram pågår: Hållbar avfallshantering ( , budget 16 miljoner kr) 8 respektive Emissioner från varor ChEmiTecs ( , budget 16 miljoner kronor) 9 Formas finansierar bl a Forskarskolan Tvärvetenskaplig Avfallsforskning i Sverige POWRES inriktad mot näringsliv och samhälle. POWRES ingår i Chalmers. Formas finansierar ett flertal projekt bl a om återvinning av metaller ur askor från förbränning av avfall och möjliga användningsområden för restprodukter. Se Vinnova finansierar bl a projekt inom området Urban mining som fokuserar på utvinning av metaller dvala i samhällets infrastruktur. Vinnova har utdelat medel till ett flertal projekt exempelvis för återvinning av platta bildskärmar och återvinning av elkablar med avseende på polymerer. De har särskilt uppmanat återvinningsindustrin till dialog med dem om bl a innovationsupphandling. Se Energimyndigheten finansierar avfalls- och återvinningsforskning relaterad till energi, värme, belysning mm. Energimyndigheten finansierar bl a kunskapscentrum Waste Refinery, som är ett nationellt kunskapscentrum inom avfall inrättat vid SP, Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. Se och Stiftelsen för Strategiska Forskning, SSF har oktober 2011 avslutat en utlysning om innovativa teknologier för uttag av kritiska metaller från biprodukter, avfall och råvaror. SSF beviljade endast en ansökning av 16 inlämnade ansökningar och ger nu ett ram-bidrag på 23,5 miljoner kronor till Nya våtkemiska metoder för sällsynta jordartsmetaller. Mistra har inte haft ett forskningsprogram inom avfallsområdet, dock har recycling och avfallsfrågor integrerats i andra program och då kan särskilt nämnas Stålkretsloppet och Mistra Future Fashion. Vem utför avfallsforskning i Sverige? Branschorganisationen Avfall Sverige har inventerat avfallsforskning i Sverige. De har summerat sådan forskning utförs på drygt 20 universitet, institutet och högskolor och omfattar minst 75 forskare. En del forskare arbetar i lite större grupperingar med mer tvärvetenskapliga studier, medan 8 och hemsidan för programmet och hemsidan för programmet 7

9 den mesta forskningen utförs i mindre grupper med specifika problemställningar. Mistra konstaterar att industriavfallsforskningen är fragmenterad. Avfallsforskning har hitintills främst utförts inom områdena: Hushållsavfall Biogas/rötning Förorenad mark Återföring av näring LCA/miljöeffekter Materialåtervinning av metall Exempel på utförare inom området avfallsforskning med inriktning på industriavfall: IVL, Svenska Miljöinstitutet ( har genom åren arbetet mycket med avfallsforskning. IVL s forskningen innefattar alla delar i avfallshierarkin. De forskar på att förebygga avfall, återanvända avfall och återvinna det inklusive biologisk behandling samt forskning om deponier och lakvatten. IVL arbetar både med hushållsavfall och industriavfall samt icke-farligt avfall och farligt avfall. Ofta används systemanalytiska verktyg livscykelanalys (LCA), livscykelkostnadsanalys (LCC) och cost-benefit analys (CBA) för att göra miljömässiga och ekonomiska bedömningar av olika tekniker, strategier och styrmedel för avfallshanteringssystem. IVL har uppdrag från bl a Naturvårdsverket där de leder och är utförare av forskningsprogrammet Hållbar avfallshantering med fokus på hushållsavfall. Även andra institut utför forskning inom avfallsområdet. Exempelvis Swerea MEFOS ( med inriktning på tillverkning, bearbetning, användning och återanvändning av metaller samt Swerea KIMAB ( med inriktning på material och korrosion. Båda instituten ingår i Mistra programmet Stålkretsloppet. Ett annat forskningsinstitut Swerea IVF ( utför forskning om bl a miljöanpassad produktutveckling och återvinning i samverkan med många olika industrisektorer. Waste Refinery 10, SP (Sveriges Tekniska Forskningsinstitut) är ett nationellt kunskapscentrum med övergripande mål att uppnå en effektiv resurshantering och energianvändning av avfall med avseende på både ekonomiska och miljömässiga effekter. Centret inrättades 2007 och är nu inne på sin andra etapp om fyra år. Forskningen fokuseras på termisk- och biologisk behandling samt systemanalys med inriktning på forskning om optimering av systemlösningar inom avfallsområdet. Centret är en gemensam FoU-satsning i ett kluster bestående av representanter från näringsliv, samhälle och forskningsorganisationer. Centret förvaltar över 60 Mkr för den andra etappen och offentliga medel från Energimyndigheten m fl har varit väsentligt för dess utveckling och framgång. Centret har idag en organisation med centrumledning, beredningsgrupper för projektansökningar och styrelse. Konjunkturinstitutet (KI) gör prognoser som används som beslutsunderlag för den svenska ekonomiska politiken. KI forskar även inom bl a miljöekonomi och utvärderar miljöpolitiska styrmedel samt utför modellutveckling. KI har nyligen utfört en studie 11 om avfall som visar på fördelar med att använda ekonomiska styrmedel i avfallspolitiken. KI medverkar även i Naturvårdsverkets program Hållbar avfallshantering Avfall - Återvinna, bränna eller slänga? Robert Lundmark, Eva Samakovlis SNS förlag,

10 På landets alla tekniska högskolor pågår någon form av industriell avfallsforskning. Chalmers har etablerade forskargrupper och bl a fokuserat på industriell materialåtervinning. Där finns även ett Kompetenscenter för återvinning (CCR) där forskare från skilda discipliner arbetar. Initiativtagare till CCR är Stena Metall AB. Forskargruppen Industriell Materialåtervinning startades i januari 2007 och ingår i kompetenscentret. Projekt utförs inom återvinning av batterier och då främst NiMH, återvinning av ädelmetaller från bil-katalysatorer, undersökningar av fragmenteringsrester samt återvinning av kasserade brandvarnare. Inom Chalmers pågår även andra avfallsprojekt och ett exempel är recycling av textila fibrer (polyester, bomull) inom programmet Mistra Future Fashion 12. På Luleå Tekniska Universitet, LTU utförs avfallsforskning på bl a Avdelningen för Geovetenskap och Miljöteknik (GVM) respektive Avdelningen för Industriell Miljö och Processteknik (IMP). På GVM forskas bl a om hur industrin på ett hållbart sätt tar hand om gruvindustrins restprodukter. Vatten- och miljöfrågor liksom hållbar hantering av samhällets flöden av avfall och restprodukter är också viktiga områden. På IMP utförs forskning med mål att bl a nå effektiv och energisnål utvinning av mineral- och metallprodukter från primära och sekundära råvaror respektive hållbar produktion av drivmedel, förnybara material/kemikalier från skogsbaserad biomassa. På KTH finns exempelvis Avdelning för Miljöstrategisk Analys med målsättning att bidra till långsiktiga lösningar, kunskaps-uppbyggnad och debatt kring strategiska miljöproblem. Verksamhetsområdet omfattar skärningen mellan miljöfrågor, samhällsförändringar och teknikutveckling. Forskning utförs om strategier för avfallshantering, miljöbedömning av avfallshantering, styrmedel och avfallspolitik. Ett exempel på områden som avdelningen nyligen har studerat är plaståtervinning respektive byggavfall där de funnit stora potentialer att öka återvinningen och minska klimatpåverkan samt miljöbelastningen. På avdelningen för Tillämpad Processmetallurgi, KTH pågår exempelvis projekt om samhällets stålflöden inom Mistra programmet Stålkretsloppet. Ett annat exempel på avfallsforskning är den som utförs på Linköpings universitet på Institutionen för Ekonomisk och Industriell utveckling. Där arbetar man bl a med forskning inriktat på systemfrågor och identifierar, utvecklar och utvärderar strategier för effektivare utnyttjande av resurser (material, energi) i avfall som är i dvala och på soptippar. Avfall syftar i detta fall både på årliga flöden av hushålls- och industriavfall och resurser i dvala, som finns inbyggda i samhällets infrastruktur (gamla byggnader, vatten- och avloppssystem, energi- och kommunikationssystem etc.). Inom det relativt nya forskningsområdet Urban mining har forskarna genom att studera historiska och moderna källor kommit fram till att det finns ca 5000 ton metall (koppar, aluminium mm) som ligger i dvala under jord enbart i Norrköping. Exempel på annan avfallsforskning finns på Örebro universitet där forskare inom Människa-Teknik- Miljö området studerar systemen biogeosfären och teknosfären samt den omfördelning och omvandling av ämnen som sker genom naturliga processer och genom människans och samhällets processer. Konsekvensanalyser för samhällets säkerhet och hållbara utveckling utförs

11 Behov, hinder och utmaningar På Naturvårdsverkets interna dag Forskning för miljömålen 26 oktober deltog forskare, NV och KemI s experter i en workshop om Resurseffektiva materialflöden. IVL och Mistra var inbjudna att tala om ämnet. Hans Wrådhe, sessionsledare för workshopen, inledde med att beskriva vad som pågår inom EU och Naturvårdsverkets arbete. På workshopen redovisades den forskning som Naturvårdsverket stödjer för sitt miljömålsarbete med koppling till avfall. Den avfallsforskningen handlar främst om hushållsavfall. Sammanfattningsvis finns det stora samhälleliga behov och utmaningar inom avfallsområdet. Vi konstaterade ytterligare behov av forskning inom det som kallas verksamhetsavfall dit industriavfall ingår och även visst behov av forskning om hushållsavfall. Forskning om styrmedel diskuterades och lyftes fram som ett angeläget forskningsområde. Även det stora behovet av förbättrad materialflödes- och avfallsstatistik diskuterades. Mistra anordnade ett Idéseminarium om Closing the loop från avfall till resurs den 1 november. På en workshop diskuterade forskare, branschorganisationer, industrin och Naturvårdsverket behov och hinder för ökad materialåtervinning av industriavfall, se appendix 1 och nedan: Behov Hinder Långsiktighet Tunnelseende hos alla aktörer Bättre statistik Okunskap om dolda resurser, förekomst och egenskaper Myndigheter måste förstå +/- med Kortsiktighet inbyggt i det politiska systemet styrmedel Kartlägga flöden Felaktigt utformade styrmedel Hitta lösningar för komplexa materialströmmar Kostnader för återanvändning bl a dålig logistik Hållbar materialhantering LCA-tänk För låga värden på resurser och återvunnet Tillgång till fler och rätt material: Bristande kunskap och kompetens behov av kvalitetssäkring, insamlingssystem. Bättre materialkunskap Bristande samverkan Integrerade system Marknadens villkor Integrerad och mer effektiv logistik Ineffektiva produktionsprocesser Internationellt perspektiv Övergång till tjänster minska prylsamhället Utmaningar Gemensam syn på problematiken hos Hitta rätt styrmedel/samhällets incitament aktörerna Balans mellan vinstintresse och samhällsintresse Efterfrågan på återvunna material hos beställare. Offentlig sektor bör vara först. Askåterföring till mark Våga vara visionär Återvinning på mg-gram -nivå (teknikutveckling) Öka förädlingsgraden genom teknikutveckling Attityder och kunskap Hitta nya former för samarbete Ny teknik - innovationer Komplexa materialströmmar Tillförlitliga materialflödesanalyser Värdehöjande, ny affärsmodell Information genom värdekedjan 10

12 Forskningsbehov Mistra konstaterar att det finns ett stort behov av forskning inom området för flera industrisektorer och branscher främst metall- och stålindustrin, skogsindustrin (papper, massa), plast- och kemiindustrin samt återvinningsindustrin. Behoven kan sammanfattas: Svensk forskning om industriavfall finns idag, men är fragmenterad. Några etablerade forskargrupper finns och av dem har några få ett tvärvetenskapligt angreppssätt. Stort behov av forskning med ökat systemperspektiv omfattande sustainability aspekter Stort behov av forskning om industriella tekniska processer Stora behov av information till stöd för innovation och forskning samt myndigheternas arbete (tillståndsprövning mm) Hinder bör studeras och särskilt vad gäller styrmedel, industriella standards mm Möjligheter att införa styrmedel som styr från deponering och förbränning till materialåtervinning En nationell plattform Industriavfall behövs för att öka samverkan och kompetens med syfte att bidra till branschöverskridande lösningar. Dessutom finns behov av en funktion för prioritering av forskningsbehov. Stort behov av tvärvetenskap och tvärsektoriell forskning Återvinningsindustrin är en industrisektor i stort behov av tekniksprång och sådana bör kunna komma till stånd genom forskning och innovation i samarbete med forskare och andra industrisektorer. Mer avancerade produkter och material utvecklas, vilket ställer stora krav på återvinningsindustrin. Byggsektorn har även den behov av forskning och utveckling, men här handlar det mer om metoder för sortering av blandat avfall på bygg- och rivningsplats och inventering av material mm. Se Naturvårdsverkets remiss om nationell avfallsplan. NV kommer att prioritera åtgärder för bygg- och rivningssektorn och även livsmedelsindustrin. Generellt är det angeläget med forskning som i första hand söker kombinationer av olika sektorers/branschers avfall för att skapa produkter med nya, unika egenskaper för speciella applikationer. Lösningar som uppstår genom sammankoppling av problem som tidigare beaktats som separata kan bidra till att lösa mer än ett problem i taget och bör prioriteras. Dessutom behövs insatser som ökar kunskaperna om möjligheter/tekniker för att avskilja/separera innehållet av olika ämnen och problemsubstanser från avfallet. Ett värdefullt instrument inom området vore att ta fram en allmänt tillgänglig plats för information om industriavfall där vetenskapliga data samlas om avfall som genereras inom industri och övriga samhället. Tanken är att en sådan databas kan användas av forskare för att söka specifika data, men också vara en motor för nya användningsområden och kombinationer samt innovativ material- och produktutveckling. Även myndigheter kan ha stor nytta av en sådan databas. Särskilt forskningsbehov har identifierats för metaller och de ovanliga jordartsmetallerna. De senare nämnda metallerna används i produkter såsom vindkraftverk, hybridelbilar, solceller, diodbelysning, mobiler, datorer och elektronik m fl. Det är bland annat de produkterna som ska bidra till omställning mot en hållbar samhällsutveckling. Det är därför mycket angeläget att de inte genom dålig resurshushållning bidrar till problem i framtiden. Det extremt ökade behovet av metaller och 11

13 särskilt jordartsmetaller kan leda till brist som leder till högre priser. Behoven och risk för brist har identifierats av bl a EU och amerikanska myndigheter såsom DOE 13. EU har analyserat ett urval av 41 mineraler och metaller samt redovisat en metod för att bedöma, på en relativ skala, hur kritiska dessa råvaror är för den europeiska ekonomin 14. Det framkommer att 14 råvaror bedöms vara kritiska. Det konstateras att en av de mest viktiga förändringarna är teknologi-skiften och det pågående gröna teknik-skiftet. Sveriges Geologiska Undersökning, SGU menar att det periodvis kan uppstå viss brist på vissa jordartsmetaller, men att problemet snarare ligger i att det är svårt och kostsamt att utvinna dessa metaller samt att det har medfört väldigt stor miljöpåverkan vid utvinning 15. Stiftelsen för Strategiska Forskning SSF har under 2011 haft en utlysning inom området med fokus på återvinning och upparbetning av dessa jordartsmetaller. De har endast beviljat en ansökan och främst beroende på att kommersialisering av forskningsresultaten inte var så väl beskrivna i ansökningarna. Dock, bedömdes den svenska vetenskapliga nivån vara god vilket är positivt. Inom Mistras pågående program Stålkretsloppet har både Mistra och stålindustrin investerat omkring 200 miljoner kronor i forskning. Programmet är tvärvetenskapligt och med fokus på att sluta kretsloppet för stål. I programmet forskas det bl a på hur järn och värdefulla metaller återvinnas, men även hur stålskrotets eller järnråvarans alla beståndsdelar kan utnyttjas på ett resurssnålt och energieffektivt sätt. Analys och preparering av skrotet är viktigt för att kunna öka utbytet av järn och legeringar vid omsmältning till nytt stål. Ny teknik med laseranalys har utvecklats och den möjliggör sortering av skrot efter noggrannare analys av metall-innehållet. Ett annat område som det forskas på inom programmet är förvärmning av skrotet till hög temperatur för att förbättra skrotets renhet och därigenom öka flexibiliteten vid skrotsmältningen. Samtidigt blir rökgasvolymen avsevärt mindre än idag och därmed kan rening av rökgaserna från icke önskvärda föroreningar effektiviseras. Ett särskilt forskningsområde som bör omnämnas är utveckling av en ny metod för tillvaratagande av malmråvarans vanadininnehåll liksom ökat utbyte av t ex krom vid smältning av skrot. Omkring ton vanadin kan utvinnas ur den stålugnsslagg som Sverige årligen producerar och den betingar ett pris på ca 1 miljard kronor. Genom programmet Stålkretsloppet har det visats att forskning med fokus på att sluta kretslopp och återvinning av industriavfall kan bidra till att värdefulla resurser med högt miljövärde görs tillgängliga. Stålindustrin och forskningsutförare SWEREA m fl och Jernkontoret (branschorganisation) har tydligt påtalat forskningsbehov och fortsatt satsning inom området. Mistra har även inom ett annat område nyligen startat ett forskningsprogram Mistra Future Fashion 16 och investerat i forskning om bl a återvinning av kläder. Behovet av moderna insamlingssystem och industriella tekniska processer med låg energi- och miljöbelastning för att återvinna olika typer av fibrer är stort. Möjligen finns det även behov av avfallsforskning inom området tekniska textilier. Naturvårdsverket har i sin remiss om nationell avfallsplan bl a föreslagit att återanvändning- och materialåtervinning av icke-farligt byggnads- och rivningsavfall är minst 70 % år 2020, vilket är detsamma som EU:s mål i avfallsdirektivet. I remissen 17 beskrivs vad olika aktörer behöver göra för 13 DOE, Department of Energy, US Mineralmarknaden, SGU

14 att målet ska bli verklighet och för vissa avfallstyper, dock inte industriavfall, beskrivs forskningsbehoven. KemI är den myndighet i Sverige som är ansvarig för kemikalier. Elektrisk och elektronisk utrustning innehåller hälso- och miljöfarliga ämnen. Produkterna regleras bland annat av RoHSdirektivet (2002/95/EG, om begränsning av vissa farliga ämnen i elektrisk eller elektronisk utrustning) och WEEE-direktivet (2002/96/EG, om avfall som utgörs av eller innehåller elektrisk eller elektronisk utrustning). Sammantaget används stora mängder farliga ämnen i elektrisk och elektronisk utrustning. Den ständigt växande användningen ger stora mängder avfall. Det är främst när elektrisk och elektronisk utrustning blir till avfall som de farliga ämnena kan utgöra en risk för människors hälsa och för miljön, framför allt om produkterna inte tas om hand på lämpligt sätt. Det kan konstateras att det finns stora behov av forskning inom området farligt avfall från varor. Forskningsbehoven och kompetensbehoven diskuterades på Mistras Idéseminarium den 1 november. På en workshop diskuterades forskare, branschorganisationer, industrin och Naturvårdsverket behovet av ny kunskap och forskning, se appendix 1 och nedan: Ny kunskap och forskning som behövs 1. Ny teoretisk kunskap, modeller för att finna material/metaller för återvinning 2. Hela kedjan från termodynamik till marknadsföring 3. Samlad kunskap om materialflöden inom och mellan sektorer 4. System för kvalitetssäkring för att skapa förtroende för återvunna produkter 5. EU:s 14 strategiska material/ämnen 6. Sveriges strategiska material behov om 25 år 7. Ersätta eller bli självförsörjande på viktiga material 8. Skapa en avfallsportfölj på vetenskaplig grund för innovation till stöd för företag och forskare 9. Kan begreppet industriell metabolism visa vägen (ingen forskar på detta i Sverige) 10. Hur konsumera smartare 11. Kunskap om beteende hos konsumenter och inom industrin; incitament, styrmedel 12. Hur mäta decoupling 13. Internationellt perspektiv titta på/samarbeta med t ex Sydkorea, Japan, Nederländerna, Danmark, Schweiz, Österrike 14. Processutveckling för olika avfallsströmmar 15. Teknikutveckling 16. Inkludera plast och kemi 17. Få ut kunskap, paketera på rätt sätt, till rätt målgrupp 18. Utveckling av lönsamma affärsmodeller 13

15 Inom EU har en expertgrupp rekommenderat: (citat från rapporten The Group recommends that policy actions are undertaken to make recycling of raw materials or raw material-containing products more efficient, in particular by: mobilising End of Life products with critical raw materials for proper collection instead of stockpiling them in households (hibernating) or discarding them into landfill or incineration; improving overall organisation, logistics and efficiency of recycling chains focus on interfaces and system approach; preventing illegal exports of EoL products containing critical raw materials and increasing transparency in flow; promoting research on system optimisation and recycling of technically-challenging products and substances. 14

16 Forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs Mistra har under arbetet med forskningstemat diskuterat det med många experter från industri, branschorganisationer, forskare och myndigheter och alla föreslår att forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs bör utlysas. Det bör inriktas på tvärvetenskaplig och tvärsektoriell forskning. Det ska ha ett tydligt systemperspektiv omfattande socio-ekonomiska och miljömässiga hållbarhetsaspekter. Forskningstemat ska även inriktas mot att nå högsta vetenskapliga nivå och samtidigt generera nytta till stöd för svensk industris konkurrenskraft. Forskningstemat inriktas specifikt på: Innovation på systemnivå i form av övergripande studier av resursflöden i flera industribranscher för att utveckla möjligheter för värdehöjande uppgradering av material genom nya samarbeten. Förståelse för den socio-ekonomiska och institutionella kontext som kan möjliggöra genomförande av nya värdehöjande samarbeten. Innovativ processteknik för upparbetning av industriavfall till råvaror och material utan att bidra till att sprida miljögifter vidare i kretsloppet. Innovativ teknik för sortering av industriavfall och avskiljning/separering av ämnen från avfallet. Utveckling av innovativa produkter med nya egenskaper från kombinationer av olika industrisektorers och branschers industriavfall. Ekonomiska styrmedel som styr från deponering och förbränning till materialåtervinning och uppnår högsta miljönytta för pengarna Mätteknik och materialanalys för industriavfall samt återvunna råvaror och material Utveckling av en informationsdatabas för industriavfall till nytta för industrin, forskare och myndigheter Att utveckla en plattform för samverkan om industriavfall Mistra föreslår, bland annat med hänsyn till andra pågående satsningar, att forskningstemat inriktas på dåligt nyttjande av biprodukter, restprodukter och avfall som uppstår främst i följande industrisektorer: 1. Återvinningsindustrin 2. Metall- och stålindustrin inkl. verkstadsindustrin 3. Skogsindustrin (papper och massa) 4. Plast- och kemiindustrin Andra sektorer kan komma att involveras för vilka marknader som man kan nå med de uppgraderade material och produkterna. Mistra föreslår att forskningstemat särskilt prioriterar återvinningsindustrin eftersom den utgör en nyckelaktör när det gäller insamling, behandling och bearbetning av olika avfall för all annan industri. Återvinningsindustrin har dessutom ett mycket stort behov av ny teknologi och ny kompetens för att bli en stark partner till industrin som genererar industriavfallet. Återvinningsindustrin bedöms på detta sätt även få ökade möjligheter till export av svensk miljöteknik. 15

17 Mistra föreslår att det inom forskningstemat prioriteras forskning om värdehöjande uppgradering av icke-farligt industriavfall. Industrisektorn generar även en stor del farligt avfall som idag behandlas på olika sätt och även förbränns. Även här finns det forskningsbehov. Vidare föreslår Mistra att prioritera forskning om avfallsflöden som redan idag genereras inom de föreslagna industrisektorerna och avfall som tillförs återvinningsindustrin. (Hushållsavfall är inte prioriterat). Forskning för att förebygga avfall genom bl a förändrat design- och materialval eller konsumtionsbeteenden är inte prioriterat i detta forskningstema. Även om ett sådant forskningsområdet i sig är mycket angeläget. För att ställa om samhället och industrin i Sverige till mer uthållig utveckling behövs många åtgärder och s k grön teknik ses som en möjliggörare för omställning. Grön teknik innebär ett stort teknikskifte och kräver samverkan mellan olika kompetenser och för vissa branscher t ex återvinningsindustrin kan ny kompetens behöva tillföras. Ett teknikskifte är även beroende av ny samverkan mellan industrisektorer. Ett exempel är det skifte som nu sker inom skogsindustrin där de och kemiindustrin utvecklar skogsbaserad bioraffinaderier tillsammans. Tvärsektoriell och tvärvetenskaplig forskning behövs inom området industriavfall därför att den kan bidra till innovation på systemnivå och bättre förståelse för den samhälleliga kontext vari de nya lösningarna finns. Den samhällsekonomiska effektiviteten kan ökas genom att använda styrmedel inom avfallsområdet. Dock kan styrmedel även snedvrida konkurrens eller till och med skapa negativa miljöeffekter beroende på hur de utformas. Behov av mer forskning inom området har påpekats av industrin, branschorganisationer och forskare. Exempel på forskningsfrågor kan vara: På vilket sätt påverkar policy och styrmedel hantering och behandling av industriavfall? Finns det målkonflikter mellan och inom policy-områden för att uppnå de svenska målen för industriavfall? Hur kan återvinningssystem effektiviseras? På vilket sätt kan råvaruskatter och skatter på jungfruliga råvaror bidra till hållbar samhällsutveckling? Mätteknik för komplexa avfallsflöden och materialanalyser på industriavfall, nya återvunna råvaror och material behöver utvecklas. Inom Mistra programmet Stålkretsloppet har man visat hur teknikutveckling av laseranalys kan nyttjas på skrotflöden både i laboratorie-skala och på skrotgårdar. Laseranalys är troligen en av flera teknologier som skulle kunna utvecklas och nyttjas inom avancerad återvinning av industriavfall. Materialanalyser för att fastställa de nya återvunna råvarorna och materialen egenskaper kan behöva utvecklas. I första hand kan traditionella materialanalyser nyttjas, men eftersom produkterna blir alltmer multifunktionella och det nyttjas alltmer komplexa material och ytskikt till dem kan det även behövas forskning inom detta område. Industrin, forskare och myndigheter har påpekat behov av en informationsdatabas där vetenskapliga fakta och kvalitetssäkrade materialegenskapsdata samlas. En sådan databas kan nyttjas dels för innovativ material- och produktutveckling av industrin dels av myndigheter i samband med tillståndsprövning mm. Flera forskare har även påpekat att även de har behov av en sådan databas för industriavfall då de idag får söka fram vetenskapliga fakta från olika databaser och källor. Det har även påpekats ett stort behov av tillförlitliga materialflödesdata och avfallsstatistik för industriavfall och annat avfall. Det är därför angeläget att samverkan inom ett kommande forskningsprogram kan ske med olika aktörer som Naturvårdsverket, KEMI och SCB. 16

18 Appendix 1. Mistras Idéseminarium 1 november 2011 Mistras Idéseminarium Closing the loop från avfall till resurs Ni är mycket välkomna till Idéseminarium 1 november! Mistra inbjuder till en diskussion om forskningstemat Closing the loop från avfall till resurs. Temat är planerat att inriktas mot uppgradering av industriellt avfall från olika sektorer med syfte att skapa värdefulla resurser till samhället på ett hållbart sätt. Se bifogat PM. Vi vill med detta seminarium skapa dialog, höra efter vilka behov och forskningsidéer som finns. Datum: 1 november 2011 Tid: inkl. lunch och kaffe efter seminariet med eftersnack för den som vill Plats: Mistra, Gamla brogatan i Stockholm Christer Forsgren, Miljö & teknikchef Stena Metall AB och adjungerad professor vid Chalmers är ordförande för mötet. Program Välkomna! Britt-Inger A Presentation av deltagarna, Mistra och Christer F m fl detta initiativ Några exempel på uppgradering Stålkretsloppet, Göran Andersson Jernkontoret Waste Refinery, Christina Anderzén Nya skogsprodukter, Jan Lagerström Skogsindustrierna Workshop I: Behov, utmaningar och möjligheter Lunch Workshop II: Forskningsidéer - olika sektorer/branscher Presentation Summering och Mistras nästa steg Christer F/Britt-Inger A Slut VÄLKOMNA! Britt-Inger 17

19 Deltagare Mistra Idéseminarium 1 november Förnamn Efternamn Organisation Bert Allard Örebro universitet Göran Andersson Jernkontoret Britt-Inger Andersson Mistra Christina Anderzen Waste Refinery Christian Baarlid Renova AB Britt Marie Bertilsson Mistra Bo Björkman Luleå tekniska universitet Annica Carlsson KTH Stig Edner SYSAV Utveckling AB Mats Eklund Linköpings universitet Elin Eriksson IVL Svenska miljöinstitutet Christer Forsgren Stena Metall AB Danielle Freilich Sveriges Byggindustrier Björn Grufman Kilsta Metallvärden AB Viveke Ihd Återvinningsindustrins Service AB Lars Johansson Outokumpu Stainless Anna Karin Jönbrink Swerea IVF AB Pär Jönsson Kungliga Tekniska högskolan Joakim Krook Linköpings universitet (deltog inte) Anders Lagerkvist Luleå tekniska universitet Jan Lagerström Skogsindustrierna Johan Laurell JTI-Institutet för jordbruks- och miljöteknik Lotta Lind Lindskan Slagg & Kemi AB Maria Ljunggren Söderman IVL Svenska miljöinstitutet Hitomi Lorentsson Stena Metall Service AB Per Nilzén Avfall Sverige Gunno Renman Kungliga Tekniska högskolan (deltog inte) Britt Sahleström Återvinningsindustrins Service AB Katarina Schough Naturvårdsverket Britt-Marie Steenari Chalmers tekniska högskola Weine Wiqvist Avfall Sverige 18

20 Appendix 2. Summering Mistras Idéseminarium 1 november 2011 Workshop I: Behov, Hinder och Utmaningar Fem grupper diskuterade samma frågeställningar och slutsatserna presenterades för alla. Nedan följer de punkter som lyftes upp vid presentationerna och efterföljande diskussioner. Behov Hinder Långsiktighet Tunnelseende hos alla aktörer Bättre statistik Okunskap om dolda resurser, förekomst och egenskaper Myndigheter måste förstå +/- med Kortsiktighet inbyggt i det politiska systemet styrmedel Kartlägga flöden Felaktigt utformade styrmedel Hitta lösningar för komplexa materialströmmar Kostnader för återanvändning bl a dålig logistik Hållbar materialhantering LCA-tänk För låga värden på resurser och återvunnet Tillgång till fler och rätt material: Bristande kunskap och kompetens behov av kvalitetssäkring, insamlingssystem. Bättre materialkunskap Bristande samverkan Integrerade system Marknadens villkor Integrerad och mer effektiv logistik Ineffektiva produktionsprocesser Internationellt perspektiv Utmaningar Övergång till tjänster minska prylsamhället Hitta rätt styrmedel/samhällets incitament Gemensam syn på problematiken hos aktörerna Efterfrågan på återvunna material hos beställare. Offentlig sektor bör vara först. Balans mellan vinstintresse och Våga vara visionär samhällsintresse Askåterföring till mark Öka förädlingsgraden genom teknikutveckling Återvinning på mg-gram -nivå Hitta nya former för samarbete (teknikutveckling) Attityder och kunskap Komplexa materialströmmar Tillförlitliga materialflödesanalyser Ny teknik - innovationer Information genom värdekedjan Värdehöjande, ny affärsmodell 19

21 Workshop II: Forskningsbehov, kompetens, organisationsform Diskussionen fortsatte i samma fem grupper som tidigare. Slutsatserna presenterades och diskuterades med alla deltagare närvarande. Ny kunskap och forskning som behövs 1. Ny teoretisk kunskap, modeller för att finna material/metaller för återvinning 2. Hela kedjan från termodynamik till marknadsföring 3. Samlad kunskap om materialflöden inom och mellan sektorer 4. System för kvalitetssäkring för att skapa förtroende för återvunna produkter 5. EU:s 14 strategiska material/ämnen 6. Sveriges strategiska material behov om 25 år 7. Ersätta eller bli självförsörjande på viktiga material 8. Skapa en avfallsportfölj på vetenskaplig grund för innovation till stöd för företag och forskare 9. Kan begreppet industriell metabolism visa vägen (ingen forskar på detta i Sverige) 10. Hur konsumera smartare 11. Kunskap om beteende hos konsumenter och inom industrin; incitament, styrmedel 12. Hur mäta decoupling 13. Internationellt perspektiv titta på/samarbeta med t ex Sydkorea, Japan, Nederländerna, Danmark, Schweiz, Österrike 14. Processutveckling för olika avfallsströmmar 15. Teknikutveckling 16. Inkludera plast och kemi 17. Få ut kunskap, paketera på rätt sätt, till rätt målgrupp 18. Utveckling av lönsamma affärsmodeller Kompetensbehov Tvärvetenskap behövs liksom att kunna arbeta över sektor-/branschgränser Systemanalys resp. organisationsanalys Psykologi, humaniora (i tillägg till naturvetenskap, miljö och teknik) Metallurgisk kompetens t ex vad händer om man plockar ut 0,1 % värdefullt material, vad gör man med resten utan att skapa ett större problem Branschöverskridande samtal även med myndigheter aktörssamverkan Ekonomi, beteende, nya affärsmodeller Samordning av befintlig information och kompetens 20

22 Mindmap med summering av Workshop I och Workshop II, ordförande för Idéseminariet Christer Forsgren, Stena Metall AB/Chalmers. 21