Artikkelit

Nani Pajunen 12.05.2015 Nani Pajunen

Elinkaariajattelu mukaan materiaalien kehitysvaiheeseen

Energia- ja materiaalivirtojen liikkeillä on suuri merkitys teollisuuden ympäristövaikutuksiin. Materiaalien kestävä käyttö ja tuotteen elinkaaren aikaisten ympäristövaikutusten hallinta on merkittävä kilpailukykytekijä jo nyt. Ihmiset, niin yksityiset kuluttajat kuin päätöksiä tekevät henkilöt yrityksissä, ovat yhä enemmän kiinnostuneempia tuotteiden elinkaaresta, sen ympäristövaikutuksista sekä erilaisten materiaalien kestävästä käytöstä.

Prosessiteollisuudessa liikkuu suuria määriä materiaalia ja energiaa. Teollisuusprosessien kautta syntyvä tuote siirtyy elinkaarensa aikana useiden eri valmistusvaiheiden ja samalla yritysten kautta käyttöön. Elinkaarensa lopussa tuote voidaan hyödyntää joko materiaalina uudelleen tai se voi päätyä loppusijoitettuna jätteenä kaatopaikalle. Jotta tuotteen elinkaaren loppupäässä tapahtuvaan materiaalijakeiden lajitteluun ja uudelleenkäyttöön voidaan vaikuttaa, tulee tuotteesta, sen valmistusprosessista ja elinkaaresta olla kaikilla tuotantoketjun toimijoilla riittävän tarkka tieto. Materiaalitehokkuuden ja materiaalikierron lisääminen edellyttää jo materiaalin kehitys- ja tuotteen suunnitteluvaiheessa materiaalien erottelua, talteenottoa ja uudelleenkäyttöä parantavia ratkaisuja.

Materiaalitehokkuuden lisäämisen onnistumisen edellytyksenä on, että keskeiset toimijat tunnistavat tämän edellyttävän toimintatapoihin merkittäviä muutoksia. Lisäksi heidän tulee olla kiinnostuneita innovatiivisten ratkaisujen etsimisestä ja löytämisestä sekä niiden toimeenpanosta. Elinkaariajattelussa on aina kyse useasta yrityksestä ja yritysten ketjusta, jotka kaikki vaikuttavat tuotteen, sekä valmistuksen että käytön aikaisiin, ympäristövaikutuksiin.

Tekesin Strategisen huippuosaamisen keskittymän (SHOK) Fimeccin (Metallituotteet ja koneenrakennus) jo päättyneessä Light –tutkimusohjelmassa Environmental footprint –hankkeessa elinkaariajattelu tuotiin tuotesuunnitteluun. Ympäristömyötäisellä tuotesuunnittelulla voidaan tehdä kannattavaa liiketoimintaa jo nyt. Valituissa esimerkkitapauksissa Rautaruukin maansiirtolavan keventyminen, aiheutti materiaalikustannusten nousua, mutta loppuasiakkaan käytönaikaiset kustannukset laskivat polttoaineen kulutuksen pienentyessä, jolloin asiakas ja ympäristö hyötyivät kevyemmästä rakenteesta. Metson mobiilimurskaimen kulutusosia kehitettiin siten, että niiden käyttöikä lisääntyi 2-3 -kertaisiksi. Valmistusprosessi monimutkaistui ja nosti hiukan valmistuskustannuksia. Laitteen huollon tarve kuitenkin väheni ja työturvallisuus lisääntyi. Yksittäisen kulutusosaparin valmistuksen ympäristövaikutukset kasvoivat, mutta käyttöiän lisääntymisen myötä kokonaisympäristövaikutukset vähenivät.

Fimeccin Hybrids –tutkimusohjelman hankkeissa kehitetään uusia hybridi- ja komposiittimateriaaleja vastaamaan nykypäivän tarpeisiin. Meneillään olevan Drivers for recyclability –tutkimushankkeen tavoite on tuoda elinkaariajattelu mukaan materiaalien kehitysvaiheeseen. Paras asiantuntemus materiaalin elinkaaren aikaisten haasteiden ratkaisemiseksi on varmasti materiaalin kehittäjällä ja tuotteiden suunnittelijoilla. Nyt olisi tärkeätä saada myös elinkaaren loppupää mukaan suunnitteluvaiheeseen.

Maaliskuussa järjestetyssä Life Cycle Day -seminaarissa kuultiin yhteiskunnan siirtymisestä kiertotalouteen; elinkaariajattelun mahdollisuuksista materiaalikehityksessä ja tuotesuunnittelussa; sekä yritysesimerkkejä siitä, mitä liiketoiminnallista hyötyä elinkaariajattelun myötä voi saavuttaa. Elinkaaripäivässä kuultiin myös siitä, minkälaisia haasteita kierrätykselle hybridimateriaalit voivat tuoda.

Lisätietoja Hybrids -tutkimusohjelmasta: http://www.fimecc.com/programs/hybrid

Light –tutkimusohjelman Environmental footprint –hankkeessa tehdyt Elinkaariarviointi tuotesuunnittelussa- ja Elinkaarinäkökulma liiketoiminnan kehittämisessä – opas löytyvät osoitteesta: http://hightech.fimecc.com/results/a-roadmap-towards-sustainability

 

Nani Pajunen, Lis.Sc.

Kirjoittaja työskentelee tutkijana ja projektipäällikkönä Aalto-yliopistolla Materiaalitekniikan laitoksella. Tällä hetkellä hän projektityön ohessa viimeistelee väitöskirjaansa Decision making towards sustainability in process industry – drivers, barriers and business opportunities.

, , , , , ,