Tutkimus: Biopohjaisten muovien ympäristövaikutukset voivat olla fossiilisia vaihtoehtoja suuremmat

Biopohjaisia eli uusiutuvista raaka-aineista tehtyjä muoveja pidetään usein ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona fossiilipohjaisille muoveille. Aalto-yliopiston, Luonnonvarakeskuksen (Luke), VTT:n ja Lapin yliopiston yhteisen ValueBioMat-hankkeen tutkimuksen mukaan biopohjaisten muovien ympäristövaikutukset voivat kuitenkin olla yllättävän suuria – ja joissakin tapauksissa fossiilipohjaisia vaihtoehtoja kuormittavampia. 

Elinkaariarviointi paljastaa biopohjaisten raaka-aineiden tuotantoon liittyviä haasteita: viljely ja jalostus voivat esimerkiksi aiheuttaa päästöjä ilmakehään ja vesistöihin, lisätä maankäytön paineita sekä vähentää luonnon monimuotoisuutta, jos metsiä raivataan pelloiksi. 

”Ympäristön kannalta olennaista on, että materiaalit ovat käyttöön sopivia ja suunniteltu niin, että jätteeksi päätyvän materiaalin määrä jää mahdollisimman pieneksi. Lisäksi on huomioitava paitsi materiaalin hiilijalanjälki, myös sen vaikutukset biodiversiteettiin, maankäyttöön ja resurssien riittävyyteen”, sanoo tutkimusprofessori Hannu Ilvesniemi Lukesta. 

Biopohjaisia muoveja valmistetaan usein esimerkiksi kasviöljyistä, tärkkelyksestä tai ligniinistä. Näiden materiaalien mekaaninen kestävyys ei kuitenkaan aina yllä fossiilipohjaisten muovien tasolle.

”Tutkimuksessamme löysimme kuitenkin lupaavia ratkaisuja: eri raaka-aineiden yhdistelyllä voidaan saavuttaa sekä riittävä suorituskyky että pienempi ympäristökuormitus. Yhtenä vaihtoehtona ovat komposiitit, joita voidaan valmistaa yhdistämällä biopohjaisia ja fossiilisia komponentteja”, sanoo polymeeritekniikan apulaisprofessori Jukka Niskanen Aalto-yliopistosta.

Joissakin tapauksissa biopohjaisen muovin ja biopohjaisen täyteaineen yhdistelmä voi olla ympäristön kannalta parempi ratkaisu kuin täysin biopohjainen muovi. Vastaavasti myös fossiilipohjaisen muovin ja biopohjaisen täyteaineen yhdistelmä voi vähentää ympäristökuormitusta. 

”Myös muovien pitkäikäinen käyttö, uudelleenkäyttö ja kierrätys voivat vähentää ympäristökuormaa merkittävästi. Uudet komposiitit – joissa hyödynnetään esimerkiksi tärkkelystä tai biohiiltä – voivatkin samanaikaisesti parantaa materiaalien suorituskykyä ja pienentää hiilijalanjälkeä”, Ilvesniemi täydentää.

Komposiittien kierrätys on kuitenkin haastavaa, mikä edellyttää uusia ratkaisuja tuotesuunnittelussa ja kierrätysjärjestelmissä. Tutkijoiden mukaan kestävä siirtymä muoveissa vaatii tutkimuksen, teollisuuden ja päätöksenteon yhteistyötä – sekä tarkkaa koko arvoketjun arviointia siitä, milloin biopohjainen ratkaisu todella vähentää ympäristökuormaa.

ValueBiomat on Aalto-yliopiston koordinoima hanke, jossa ovat mukana Lapin yliopisto, Luonnonvarakeskus (Luke) ja VTT yhdessä useiden yrityskumppaneiden kanssa. Hankkeessa yhdistyy materiaalitutkimus, elinkaariarviointi, kiertotalousratkaisut ja liiketoimintanäkökulmat. Hanketta rahoittaa Suomen Akatemian Strateginen tutkimus.