Seuraa sähköpostitse

keskiviikko 8. huhtikuuta 2015

Kiertotalous näköpiirissä?

Kiertotaloudessa pyritään vähentämään käyttöön otettavien raaka-ainevirtojen määrää sekä minimoimaan taloudellisen toiminnan myötä syntyvien jätteiden syntyminen. Kiertotaloudesta puhutaan paljon. Tuoreen tutkimuksen perusteella voidaan hahmottaa, että kuinka lähellä ollaan tilannetta, jossa "läpivirtaustaloudesta" ollaan siirrytty kiertotalouteen. Ollaanko jo lähellä? Millaisia mahdollisuuksia ja haasteita kiertotalouteen siirtymisessä on?



Luonnonvarojen ehtyessä sekä raaka-aineiden hinnat että niiden vaihtelu saattavat kasvaa. Toisaalta kasvavan taloudellisen toiminnan myötä syntyvien jätteiden määrä on jo ylittänyt ympäristön kyvyn ottaa päästöjä vastaan (esim. ilmastonmuutos, biologisen monimuotoisuuden vähentyminen ja merten happamoituminen). Kiertotalous voi periaatteessa vastata näihin haasteisiin, sillä siinä pyritään vähentämään käyttöön otettavia raaka-aineita ja syntyviä päästöjä sulkemalla raaka-aineiden kiertoja kierrätyksen avulla. Raaka-aineiden kierrättäminen kuluttaa tyypillisesti paljon energiaa, joten energiahuolto on aivan keskeisessä osassa kiertotaloudessa. Energiaa ei voida kierrättää, joten energiahuolto pitää järjestää muuten kestävällä tavalla. Iso osa ongelmaa on, että noin 87 % maailman energiankulutuksesta tuotetaan fossiilisten polttaineiden avulla. Esiintymien laatu heikkenee eli koko ajan joudutaan sijoittamaan suurempi määrä energiaa ja pääomia tietyn energiamäärän saamiseksi yhteiskunnan käyttöön.

Luonnonvarojen ehtyminen on suhteellista siinä mielessä, että jos käytössä on liki rajaton määrä sopivassa muodossa olevaa energiaa ilman merkittäviä paikallisia tai globaaleja haittavaikutuksia, niin juuri mikään raaka-aine ei maapallolla ehdy. Tällaista energialähdettä ei ole ainakaan vielä näköpiirissä, joten joidenkin mineraalien ja energiankantajien ehtyminen voi synnyttää talouskasvua hidastavia palautekytkentöjä ja geopoliittisia jännitteitä.

Maailmantalouden sosiaalis-taloudellista aineenvaihduntaa on tutkittu varsittu vähän. Tuoreessa tutkimuksessa (Haas et al., 2015) analysoitiin maailmantalouden ja EU:n raaka-ainevirrat vuodelta 2005. Tutkijat hämmästyivät itsekin tulostaan, jonka mukaan globaalin talouden materiaalivirroista vain 6 % kierrätetään. EU:n osalta luku oli suurempi, mutta silti pienehkö 13 %. Koko maailman tasolla vuonna 2005 raaka-aineita otettiin käyttöön 62 gigatonnia, josta 4 gigatonnia (6 %) on kierrätysmateriaalia ja 58 gigatonnia neitseellisiä materiaaleja. Nk. Sankey-diagrammeilla voidaan havainnollistaa tätä (kuva 1). Viivan paksuus heijastaa virran suuruutta (kuvan luvut gigatonnia vuodessa). Kuvan alimmainen osa kuvastaa kierrätystä ("Stocks"-laatikon alapuolella). Tällainen tutkimus ei koskaan voi olla täydellinen, mutta on kaikki syyt uskoa, että ko. tutkimuksen mukainen suuruusluokka on oikea. Haasin ja kumppaneiden (2015) tutkimus antaa tekijöiden mukaan todennäköisesti liian optimistisen kuvan kiertotaloudesta. Esimerkiksi rakennusten käytöstä poistetun purkujätteen, jota ei käytetä uudelleen, määrän arviot vaihtelevat suuresti, mutta Haas ja kumppanit (2015) käyttivät pienintä mahdollista julkaistua arviota, joka johtaa suurimpaan kierrätysasteeseen.

Kuva 1. Sankey-diagrammi globaaleista ja EU27-maiden raaka-ainevirroista (Haas et al., 2015). Creative Commons attribution license.

Sankey-diagrammista paljastuu mielenkiintoisia asioita. Stocks-laatikko kuvastaa talouden käyttöön kumuloituneita raaka-aineita (jalostettuna), kuten rakennus- ja laitekantaa. Kuten nähdään kuvasta, Stocks-laatikkoon virtaa enemmän ainetta enemmän kuin siitä poistuu sekä maailmantalouden että EU27-maiden kohdalla. Eli EU:ssakaan ei olla vielä tilanteessa, jossa rakennus- ja laitekanta olisi vakaa. Globaalisti se kasvaa vielä nopeammin kuin EU:ssa. Vuosina 1950-2010 raaka-ainevirrat ovat kasvaneet keskimäärin 3,6 prosentin vuosivauhtia (eli kaksinkertaistuvat alle 20 vuodessa). Euroopan unioniin tuodaan nettona paljon raaka-aineita (Net Imports), mikä viittaa siihen, että EU:n kulutuksesta varsin merkittävä osa näkyy jätteiden synnyssä jossain muualla kuin EU:ssa (tämä on hyvin linjassa aiemmassa kirjoituksessani käytettyjen lähteiden kanssa).

Raaka-ainevirtojen yhdistäminen Sankey-diagrammaksi ei ole ongelmatonta. Siinä yhdistetään raaka-ainevirtoja, joiden energia- ja päästöintensiteetti ei ole yhtäläinen. Esimerkiksi alumiinin valmistus kuluttaa paljon enemmän energiaa tonnia kohti kuin vaikkapa kuparin. Biomassa (kuvassa vihreänä) on periaatteessa kierrätettävissä yhteyttämisen kautta takaisin, mutta käytännössä tässä on paljon ongelmia. Esimerkiksi se, että ravinnepitoisen maan ravinteet eivät välttämättä palaudu takaisin. Tanskassa on esimerkiksi tutkittu ainetaseet typen, fosforin ja kaliumin osalta (Markussen & Østergård, 2013). Tuloksena oli, että Tanskaan näistä ravinteista 80-90 % tuodaan ulkomailta. Suuri osa näistä tuontiravinteista päätyy laimentuneena meriin eikä takaisin maaperään sinne missä ruoka/rehu kasvatettiin. Osa ruuan- ja rehuntuotannosta on uusiutumattomien pohjavesivarojen varassa. Käytettyä biomassaa vastaava määrä uutta biomassaa ei siis automaattisesti synny.

Filosofisiin haasteisiin kiertotalouden mittaamisen kannalta päädytään esimerkiksi siinä, että osa fysikaalisen talouden kierrossa olevasta puumateriaalista päätyy energiantuotantoon. Korvaako tällöin puu fossiilisia polttoaineita? Toisaalta tuhkaa voidaan käyttää esimerkiksi betonin seosaineena, jolloin kiertotalouden osuus taloudesta kasvaa, mutta betonia, rautaa tai jotain muuta materiaalia voidaan joutua käyttämään enemmän jos suuremman tuhkapitoisuuden betonin lujuus on alhaisempi.

Kiertotaloutta voitaisiin lisätä sillä, että ruokaa ja rehua tuotettaisiin enemmän paikallisesti, jolloin ravinteiden kierrättäminen takaisin kasvupaikalle olisi helpompaa. Kasvispainotteiseen ruokavalioon siirtyminen olisi suurehko askel kiertotalouden suuntaan, sillä eläinten suuri osuus ruokavaliossa on varsin materiaali- ja energiaintensiivistä. Arviolta 20-30 % ruuasta päätyy hukkaan kun koko ketju korjuusta kulutukseen huomioidaan, joten ruuan hävikissä on myös suuri potentiaali kiertotalouden edistämisen kannalta.

Uusiutuva energia lisää kiertotaloutta ainakin niiltä osin kuin se korvaa fossiilista energiaa. Fossiilisten polttoaineiden osuus globaaleista materiaalivirroista on lähes puolet eli 44 % ja vain 0,26 % fossiilisista polttoaineista kierrätetään tällä hetkellä lähinnä muovien muodossa. Kierrättämisen yksi haaste paljastuukin juuri muoveissa, eli laadun heikkeneminen kierrätettäessä, kun pakkausmuovia kierrätetään mm. muovipusseiksi. Joissakin metalleissa on samaa laadun heikkenemistaipumusta, sillä osa arvokkaista metallilejeeringeistä "laimentuu" raakaraudaksi kierrätyksessä. Samoin paperia kierrätettäessä selluloosaketjujen keskimääräinen pituus pienenee ja lujuusominaisuudet heikkenevät.

Joidenkin metallien osalta kierrätysaste on jo lähellä täydellistä. Lyijystä lähes kaikki käytetään lyijyakuissa, ja lyijyakkujen kierrätysaste on yli 90 %, joten lyijystä kierrätetään globaalistikin yli 90 %. Raudastakin noin 90 % kierrätetään. Asfaltista arviolta noin 99 % kierrätetään Yhdysvalloissa, joskin asvaltin kierrättäminen on energiaintensiivinen prosessi sekin. Paperistakin jo noin 50 % kierrätetään sekä Euroopassa että globaalisti. Joidenkin metallien kierrätyksessä jäädään alle yhteen prosenttiin, kuten litiumin ja talliumin kohdalla. Metallien kierrätys ei ole niin kehittynyttä teknologiaa kuin kaivostoiminta, joten kierrätysasteen nostossa on useiden metallien kohdalla sekä potentiaalia että haasteita.

Kierrätys ei aina ole ongelmatonta senkin vuoksi, että kierrättäminen saattaa vaatia runsaasti energiaa ja kierrätetyn materiaalin mahdollisesti alentunutta laatua joudutaan kompensoimaan jollain muulla tavalla, kuten suuremmalla määrällä neitseellistä materiaalia. Kierrätyksen kasvattamisessa on potentiaalia varsinkin metallien suhteen, ennen kaikkea jos jo suunnitteluvaiheessa otettaisiin kierrätettävyys huomioon paremmin ja taloudellisia kannustimia lisättäisiin. Toisaalta kierrätettävyyden nosto on monen metallin kannalta hankalaa. Esimerkiksi jos lopputuotteessa on pienempi pitoisuus metallia kuin parhaissa kaivos-esiintymissä. Kierrätettävyyttä ei pitäisikään optimoida itseisarvona vaan vain silloin kun se on ympäristörasituksen vähentämisen kannalta järkevää (eikä esimerkiksi johda suurempiin ympäristöhaittoihin kuin neitseellisen materiaalin tuottaminen).

Metalleista kierrätetään maailmanlaajuisesti 71 % (kokonaismassasta). Käytännössä kierto-osuus on kuitenkin noin 40 %, koska maailmantalous ja sen myötä metallien käyttö kasvaa. Suurin ongelma metallien kierrättämisen ongelma onkin  niiden kasvava käyttö. Jos esimerkiksi raudan tai lyijyn käyttö kasvaa esimerkiksi 3,5  % vuosittain, niin 20 vuoden keskimääräinen käyttöikä tarkoittaa sitä, että täydelliselläkin kierrätyksellä tarvitaan silti yhtä suuri määrä "tuorerautaa" talouteen kuin käytöstä palautuva rautavirta on. Jos metallin käyttö kasvaa 7 % vuosittain, niin 20 vuoden päästä käytöstä poistuvan metallin täydellinen kierrättäminen riittää kattamaan enää noin 25 % koko metallin tarpeesta ja lähes 75 % on katettava neitseellisellä materiaalivirralla (kuva 2 kirjoituksen lopussa havainnollistaa tätä). Kasvava maailmantalous tuo siten haasteita kiertotalouteen siirtymissä. Toki ainakin osaratkaisuna voidaan kasvattaa tehokkuutta, jolla materiaaleja käytetään. Silti Haas et al. (2015) näkevät, että raaka-aineiden käytön fyysisen kasvun on vähintäänkin tasaannuttava (tällöin stocks-laatikkoon tulee sama määrä "kantaa" kuin sieltä poistuu) tai mieluummin raaka-ainevirrat pitäisi pystyä kääntämään lasku-uralle.

Raaka-aineiden hinnanvaihtelu tekee kierrätyksessä haastavaa alan toimijoiden kannalta. Esimerkiksi nyt öljyn hinta on alhainen ("vain" kaksin-kolminkertainen 1990-luvun tasoon nähden), jolloin muovia kierrätetystä materiaalista valmistavat yhtiöt ovat vaikeassa kilpailutilanteessa. Neitseellisten materiaalien käyttöönotossa voisi olla eräänlainen globaali raaka-ainevero, joka tasoittaisi hinnanvaihteluita ja kannustaisi kierrättämään (mutta vain silloin kun se on kokonaisuuden kannalta järkevää).

Maailmantalouden raaka-aineiden "sosioekonominen aineenvaihdunta" on kasvanut hurjaa 3,6 prosentin vuositahtia vuosina 1950-2010 (Schaffartzik et al., 2014). Globaalit ja paikalliset haitalliset vaikutukset ovat olleet huomattavia jo vuoden 2000 aineenvaihdunnan tasolla, mutta silti raaka-aineiden tarpeen odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2020 mennessä. Monet raaka-aineita vievät maat harjoittavat vientiä oman infrastruktuurinsa kustannuksella ja globaali epätasa-arvo onkin tässä mielessä kasvanut. BBC julkaisi hiljan varsin havainnollisen jutun Mongolian Baotoun alueen kaivosteollisuuden paikallisista vaikutuksista.

Haasin ja kumppaneiden (2015) mukaan on yllättävää, että EU:ssakin ollaan hyvin kaukana kiertotaloudesta kun ottaa huomioon kierrätystä edistävän EU:n politiikan. Teollisissa maissakin kierrätettävät materiaalivirrat ovat varsin pieniä suhteessa koko raaka-aineaineenvaihduntaan ja kierrättämisen ohella fyysisten resurssien kulutuksen kasvu pitää pystyä taittamaan tai jopa kääntämään laskuun. Tämä voi olla ristiriidassa talouden jatkuvan kasvun vaatimusten kanssa. Tai kuten tutkijat (Haas et al.,  2015) toteavat hienovaraisemmin: raaka-aineiden kulutuksen kasvun pysäyttäminen pysyy haasteistamme suurimpana.

Lähteet


1. Haas et al., 2015. How Circular is the Global Economy? An assessment of material flows, waste production, and recycling in the European Union and the World in 2005. Journal of industrial ecology.
2. Schaffartzik et al., 2014. The global metabolic transition: Regional patterns and trends of global material flows, 1950–2010. Global Environmental Change 26:87–97.
2. Markussen, Mads & Hanne Østergård, 2013. Energy Analysis of the Danish Food Production System: Food-EROI and Fossil Fuel Dependency. Energies 6:4170-4186.

Kuva 2. Eksponentiaalisen kasvun vaikutus tarvittavaan kierrossa olevaan raaka-aineiden määrään. Mitä nopeammin raaka-aineiden tarve kasvaa, sitä vähemmän voidaan tarvetta tyydyttää jo olemassa olevalla raaka-aineen kannalla (kierrätys).