Sähköä johtavien muovisekoitteiden elinkaariarviointi ja hiilidioksidipäästölaskimen luominen
Korpi, Teemu (2023)
2023
Materiaalitekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Materials Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-25
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305125704
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305125704
Tiivistelmä
Ilmastonmuutos on globaali ilmiö, millä on vaikutuksia usealla eri alueella. Uudistuva lainsäädäntö ja vihreämmät kulutuspäätökset ovat johtaneet muutoksiin yritysmaailmassa. Polymeeriteollisuus on yksi teollisuuden aloista, missä tapahtuu jatkuvasti muutoksia. Kasvavat vaatimukset tuotteiden ympäristöystävällisyydestä ovat johtaneet kiinnostukseen tuotteiden hiilijalanjäljistä. Hiilijalanjälkien tutkimiseen on kehitetty erilaisia työkaluja, kuten elinkaariarviointi (LCA). LCA on standardisoitu työkalu, minkä avulla tuotteen tai palvelun päästöjä voidaan tutkia. Elinkaariarvioinnin avulla voidaan tunnistaa merkittävät päästölähteet, ja niiden vaikutuksia voidaan tutkia.
Tämä diplomityö syntyi Premix Oy:n halusta vähentää hiilijalanjälkeään. Työssä tutkittiin kolmen eri sähköä johtavan muovisekoitteen elinkaaren päästöjä. Päästöjen selvittäminen alkoi raaka aineiden keräämisestä ja loppui kun tuote oli pakattu. Työssä keskityttiin hiilidioksidipäästöihin, koska hiilidioksidi on tunnetuin kasvihuonekaasu ja hiilidioksidipäästöistä oli eniten tietoa saatavilla.
LCA:n tavoitteena oli tunnistaa merkittävät päästölähteet muovisekoitteille ja laskea reseptien hiilidioksidiekvivalentit (CO2-ekv). CO2-ekv on yksikkö, jota käytetään eri kasvihuonekaasujen vaikutusten yhteen laskemiseksi. CO2-ekv lasketaan eri kasvihuonekaasuille niiden ilmaston lämmityspotentiaalien avulla. Tutkimuskysymyksiä oli kaksi. Ensimmäinen liittyi tuotekehitykseen. Tuloksista haluttiin nähdä kuinka suuria päästöt ovat ja mihin kannattaa kiinnittää huomiota tuotteiden hiilijalanjäljen vähentämiseksi. Toinen tutkimuskysymys liittyi Scope-kategorioihin. Työssä selvitettiin, kuinka suuri osa elinkaarien päästöistä kuuluu Scope 1 ja Scope 2, eli omasta tuotannosta syntyviin, päästöihin.
Elinkaariarviointien tuloksia käytettiin päästölaskentatyökalun luomiseen. Tuloksia hyödynnettiin työkalun tietokannan perustamiseen ja työkalun testaamiseen. Työkalun avulla voidaan selvittää reseptin päästöt, jos raaka-aineiden päästöt tunnetaan. Työkalu auttaa myös kehittämään uusia ympäristöystävällisempiä tuotteita. Päästölaskentatyökalun alusta on Microsoft Power BI, koska sillä voi rakentaa interaktiivisia visualisointeja. Lisäksi Power BI-työkalun voi integroida Premixin omiin ohjelmistoihin.
Kolmen reseptin hiilidioksidipäästöissä oli merkittäviä eroja. Kierrätettyä polypropeenia (PP) pääraaka-aineena käyttävä resepti aiheutti 1300 g CO2-ekv / kg. Neitseellistä PP:a käyttävä resepti aiheutti 2300 g CO2-ekv / kg ja polyamidi 6:tta (PA 6) käyttävä resepti aiheutti 6200 g CO2-ekv / kg.
Tuloksiin vaikutti eniten raaka-aineiden valmistamisen hiilidioksidipäästöt, jotka olivat vähintään 95 %. Sähköä johtavan muovin hiilijalanjäljen vähentämisessä kannattaa siis keskittyä raaka ainevalintoihin. Seuraavaksi suurin vaikutus oli kuljetuksilla. Sähkönkulutuksella ja vedenkulutuksella oli erittäin pieni vaikutus tuotteen hiilidioksidipäästöihin. Hävikin vaikutus päästöihin on noin 5 %, mikä on laskettu mukaan raaka-aineiden hiilidioksidipäästöihin.
Tämä diplomityö syntyi Premix Oy:n halusta vähentää hiilijalanjälkeään. Työssä tutkittiin kolmen eri sähköä johtavan muovisekoitteen elinkaaren päästöjä. Päästöjen selvittäminen alkoi raaka aineiden keräämisestä ja loppui kun tuote oli pakattu. Työssä keskityttiin hiilidioksidipäästöihin, koska hiilidioksidi on tunnetuin kasvihuonekaasu ja hiilidioksidipäästöistä oli eniten tietoa saatavilla.
LCA:n tavoitteena oli tunnistaa merkittävät päästölähteet muovisekoitteille ja laskea reseptien hiilidioksidiekvivalentit (CO2-ekv). CO2-ekv on yksikkö, jota käytetään eri kasvihuonekaasujen vaikutusten yhteen laskemiseksi. CO2-ekv lasketaan eri kasvihuonekaasuille niiden ilmaston lämmityspotentiaalien avulla. Tutkimuskysymyksiä oli kaksi. Ensimmäinen liittyi tuotekehitykseen. Tuloksista haluttiin nähdä kuinka suuria päästöt ovat ja mihin kannattaa kiinnittää huomiota tuotteiden hiilijalanjäljen vähentämiseksi. Toinen tutkimuskysymys liittyi Scope-kategorioihin. Työssä selvitettiin, kuinka suuri osa elinkaarien päästöistä kuuluu Scope 1 ja Scope 2, eli omasta tuotannosta syntyviin, päästöihin.
Elinkaariarviointien tuloksia käytettiin päästölaskentatyökalun luomiseen. Tuloksia hyödynnettiin työkalun tietokannan perustamiseen ja työkalun testaamiseen. Työkalun avulla voidaan selvittää reseptin päästöt, jos raaka-aineiden päästöt tunnetaan. Työkalu auttaa myös kehittämään uusia ympäristöystävällisempiä tuotteita. Päästölaskentatyökalun alusta on Microsoft Power BI, koska sillä voi rakentaa interaktiivisia visualisointeja. Lisäksi Power BI-työkalun voi integroida Premixin omiin ohjelmistoihin.
Kolmen reseptin hiilidioksidipäästöissä oli merkittäviä eroja. Kierrätettyä polypropeenia (PP) pääraaka-aineena käyttävä resepti aiheutti 1300 g CO2-ekv / kg. Neitseellistä PP:a käyttävä resepti aiheutti 2300 g CO2-ekv / kg ja polyamidi 6:tta (PA 6) käyttävä resepti aiheutti 6200 g CO2-ekv / kg.
Tuloksiin vaikutti eniten raaka-aineiden valmistamisen hiilidioksidipäästöt, jotka olivat vähintään 95 %. Sähköä johtavan muovin hiilijalanjäljen vähentämisessä kannattaa siis keskittyä raaka ainevalintoihin. Seuraavaksi suurin vaikutus oli kuljetuksilla. Sähkönkulutuksella ja vedenkulutuksella oli erittäin pieni vaikutus tuotteen hiilidioksidipäästöihin. Hävikin vaikutus päästöihin on noin 5 %, mikä on laskettu mukaan raaka-aineiden hiilidioksidipäästöihin.