Leibnizin yliopisto

Teollisuuden roottorilehtien ja muovijätteen kierrättäminen

Leibnizin yliopiston muovi- ja kierrätystekniikan instituutti käynnistää mekaanista kierrätystä koskevan tutkimushankkeen. Hankkeen tavoitteena on tehdä vanhoista tuulivoimaloista peräisin olevista kuituvahvistetuista muoveista kierrätyskelpoisia.

Sali, jossa on teknisiä laitteita. — Leibnizin yliopistossa tutkijat kehittävät uusia menetelmiä muovien kierrätykseen.

Hyväksi ympäristölle, mutta vaikea hävittää: tuulivoimalat kestävät keskimäärin 20 vuotta, minkä jälkeen ne on vaihdettava uusiin. Vanhojen laitteiden kierrättäminen on kuitenkin vaikeaa. Erityisesti roottorin siivet ovat ongelmallisia, koska ne on valmistettu kuituvahvistetusta muovista. Myöskään muita muovipohjaisia jätteitä, kuten autojen tavaratilan peitteitä ja pienempiä osia, esimerkiksi terveydenhuollon ja lääketeollisuuden sekä sähkö- ja elektroniikkasovellusten osia, ei voida tällä hetkellä kierrättää lainkaan tai vain huonosti.

Kuituvahvisteisten muovien kierrättäminen

Tässä vaiheessa astuu kuvaan uusi tutkimushanke, joka käynnistyi 1. heinäkuuta 2023 Leibnizin yliopiston Hannoverin (LUH) IKK-instituutissa (muovi- ja kierrätystekniikan instituutti) yhteistyössä KraussMaffei Extrusionin (Laatzen) kanssa. Professori Hans-Josef Endresin johdolla tutkijat aikovat kehittää uuden menetelmän, jolla teollisuusjätteet teknisistä muoviosista, eli kuituvahvistetuista muoveista ja muovipohjaisista komposiittimateriaaleista, voidaan tehdä uudelleen käyttökelpoisiksi. Niedersachsenin tiede- ja kulttuuriministeriö rahoittaa ReKon-hanketta noin 550 000 eurolla; rahoituskausi on kaksi vuotta.

Suljetun kierron kierrätys

Projektin taustalla on ajatus, että kierrätetyt muovit tulisi teollisuudessa käyttää uudelleen mahdollisuuksien mukaan siellä, mistä ne ovat peräisin (suljetun kierron kierrätys). Tavaratilan suojuksesta voisi näin ollen myöhemmin tulla jälleen tavaratilan suojus tai ainakin jokin muu auton osa. ”Tuotteen laatu paranee, kun raaka-aine on mahdollisimman puhdasta ja sen epäpuhtausaste on alhainen. Esikäsittelyvaiheet – lajittelu, erottelu, pesu ja puhdistus – ovat siksi ratkaisevassa roolissa”, sanoo professori Endres. Edut, joita syntyy, kun alkuperäisen osan valmistaja huolehtii myös kierrätyksestä, ovat ilmeiset: muovin ja osien tarkka koostumus on tiedossa, mikä helpottaa lajittelua huomattavasti. Lisäksi kuljetusmatkat ovat lyhyitä, jolloin vältytään pitkiltä kuljetuksilta ja suurilta hiilijalanjäljiltä. Lopulta tulevat komponenttisukupolvet suunnitellaan tämän ansiosta myös kierrätysystävällisemmiksi. Tämä vähentää arvokkaiden raaka-aineiden kulutusta.

Mekaaniset kierrätysmenetelmät

Muovien kierrätyksessä on tällä hetkellä useita vaihtoehtoja: yhä useammin käytetään kemiallisia menetelmiä, ja viime aikoina myös liuotinpohjaisia menetelmiä. IKK:ssa professori Endresin tiimi panostaa vakiintuneisiin, mutta vielä kaukana täydellisestä kehityksestä oleviin mekaanisiin kierrätysmenetelmiin. Vertailussa nämä mekaaniset kierrätysmenetelmät erottuvat selvästi pienemmällä energia- ja resurssitarpeellaan. Periaate on yksinkertainen ja sovellettavissa myös muihin lähtöaineisiin, kuten tekstiileihin: muovijäte murskataan ensin. Tämän jälkeen saatu materiaali sulatetaan ekstruuderissa korkean paineen ja lämpötilan avulla, puhdistetaan ja lopulta jalostetaan eräänlaiseksi rakeeksi. Tämä kierrätysmateriaali – hienoja muovirakeita – muodostaa sitten pohjan uusille komponenteille, joita voidaan käyttää uudelleen muualla.

Painopiste aiemmin vaikeasti kierrätettävissä olevissa materiaaleissa

Uusi tutkimusprojekti keskittyy komponentteihin, joissa eri muovit ja muut materiaalit on yhdistetty toisiinsa siten, ettei niitä voida enää erottaa toisistaan nykyisillä teollisilla kierrätysteknologioilla. Kyse on pääasiassa roottorilevyjen kuitukomposiiteista, lääketeollisuuden materiaalikomposiiteista, sähköromusta sekä autoteollisuuden ns. kevyestä murskausjätteestä, jota ei tällä hetkellä pidetä kierrätettävänä korkeasta muovipitoisuudestaan huolimatta ja joka päätyy useimmiten polttolaitoksiin.

Teollisuudesta peräisin olevan muovijätteen määrän kasvu

Teollisuuden muovijätemäärät kasvavat tulevaisuudessa entisestään. Uusi auto sisältää nykyään yli 300 kiloa muovia, ja EU on juuri esittelemässään romuajoneuvoasetuksessa asettanut kunnianhimoiset kierrätystavoitteet tuleville ajoneuvosukupolville. Myös tuulivoimaloiden osalta niiden määrä, jotka on kierrätettävä lähivuosina, on kasvamassa. Saksan ympäristöviraston vuonna 2022 tekemän tutkimuksen mukaan pelkästään roottorilevyistä kertyy vuoteen 2040 mennessä jopa 430 000 tonnia lasikuituvahvistettua muovia.