Jäljitettävä data kiihdyttää materiaalien kiertoa

Artikkelit
VTT
Close up of plugs plugged into a network router

​Kukaan ei tiedä tarkasti, missä arvokkaat materiaalit ovat, kuka ne omistaa ja miten niitä juuri nyt käytetään. Tämä on kiertotaloudelle iso ongelma. Materiaalien seurannan kehittäminen on huikea bisnesmahdollisuus myös suomalaisille yrityksille.

VTT:n tulevaisuuskuvassa data ja materiaalit liitetään yhteen niin, että materiaaleista tulee tunnistettavia ja jäljitettäviä.

– Tieto on kiertotalouden kannalta aivan kriittinen asia. Pitää tietää, missä materiaalit ovat. Ilman tietoa monet tärkeät edistysaskeleet jäävät tekemättä, sanoo VTT:n erikoistutkija Matti Tähtinen.

Kiertotaloudessa tarvittavan tiedon lista on pitkä.

– Tarvitaan tietoa tuotteista, joita ylipäätään voi kierrättää. Sijaintitiedon lisäksi oleellista on myös tieto tuotteiden sisältämistä materiaaleista. Valmistajalla tämä tieto on, mutta myyjällä tai käyttäjällä ei välttämättä ole, sanoo erikoistutkija Ville Kotovirta.

Ideaalitilanteessa tuote itsessään sisältää tiedot materiaaleista, joista se on valmistettu. Vaatteissa on jo lappunen, joka kertoo mistä kuidusta se on tehty. Tuotteiden jäljitettävyyttä on parannettu myös RFID-tägien avulla.

Monet teolliset tuotteet sisältävät kuitenkin kymmeniä erilaisia materiaaleja. Jos materiaalitieto on puutteellista, monet arvokkaat materiaalit menevät väistämättä hukkaan.

Tieto pitäisikin liittää osaksi tuotteita, komponentteja ja materiaaleja. Kuulostaa vaikealta ja sitä se onkin, sanoo VTT:n erikoistutkija Géza Szilvay.

– Käytössä on jo mikrotason tägejä, jotka liittyvät tunnistamiseen ja väärentämisen estämiseen. Niitä löytyy esimerkiksi seteleistä. Mutta jos halutaan mennä komponentti- ja materiaalitasolle, tarvittavat tekniset ratkaisut ovat huomattavasti vaikeampia.

VTT tutkii jo, miten materiaaleihin voisi kirjoittaa dataa ja miten sitä voisi lukea. Tutkittavat ratkaisut liikkuvat molekyylitasolla.

– Tutkimme, miten molekyylirakenteiden periodisuutta voi hallita ja onko olemassa käytännöllisiä tapoja lukea tätä dataa. Haluamme hyödyntää myös biokemiallisia rakenteita, esimerkiksi erilaisten mikrorakenteiden syntyä ajan funktiona ja löytää niille sopivia lukumenetelmiä. Tavoitteemme on hyödyntää tutkimusta konsepteissa, joita yritykset voivat aikanaan käyttää materiaalien seuraamiseen, Szilvay sanoo.

Reaaliaikaista tietoa tarvitaan pian

Materiaalitiedon liittäminen materiaalin osaksi olisi suuri saavutus, mutta sekään ei yksin riitä.

­– Tarvitsemme jo hyvin pian reaaliaikaista tietoa materiaalivirroista. Esimerkiksi litiumin tarve kasvaa entistä enemmän. Sen palauttaminen kiertoon on elintärkeää, koska litiumia tarvitaan aurinko- ja tuulienergian varastointiin sekä sähköautojen akkuihin, kertoo VTT:n tutkija Vafa Järnefelt.

Reaaliaikainen seuranta onnistuu, jos tuotteet, komponentit ja materiaalit pystyvät kommunikoimaan ja toimimaan osana teollista internetiä. Silloin niiden sisältämä data voisi tallentua erilaisiin pilvipalveluihin. Kuka tahansa voisi saada selville, missä arvokkaita materiaaleja on, kuka ne omistaa ja koska ne tulevat elinkaarensa loppuun, josta niitä voi palauttaa takaisin materiaalikiertoon.

Vaikutukset olisivat mullistavia.

– Datan liikkuvuus on edellytys sille, että markkinat syntyvät. Kun tieto materiaaleista tulee avoimeksi, markkinatieto on kaikkien käytössä ja materiaaleille muodostuu markkinahinta. Myös datalla itsessään on arvoa, koska se vaikuttaa materiaaleilla käytävään kauppaan. Jollain on varmasti intressi kaivaa tämä data esiin. Näin kiertotalouteen liittyvälle datalle voi syntyä markkina, joka motivoi datan jakamisen. Datamarkkinan syntyminen kiihdyttää myös itse kiertotalouden kasvua, Ville Kotovirta ennustaa.

​​​​​​​Materiaali palveluna

Erittäin oleellista on myös materiaalin omistajuuteen liittyvä tieto.

– Lineaarisen talouden ongelma on se, että vastuu materiaaleista katkeaa, kun tuotteen omistajuus vaihtuu. Jos materiaali ei ole yhteydessä omistajuuteen, siitä ei välitä kukaan. Jonkun täytyy välittää materiaaleista niin, että se saadaan uudelleen kiertoon. Jäljitettävyystekniikoilla se on mahdollista, Vafa Järnefelt sanoo.

Jos on tiedossa kuka materiaalin omistaa, pienistäkin eristä voidaan tehdä ostotarjouksia. Taloudellinen houkutin tekee kierrätyksestä entistä kannattavampaa. Parhaillaan suomalainenkin omistaa kännykässään, tietokoneessaan ja tabletissaan litiumia yhden leikkelepaketillisen verran.

On myös mahdollista, että materiaalien käyttöoikeuksia ryhdytään myymään palveluna. Palvelun tarjoajaksi voi ryhtyä perinteinen metalliteollisuus, mutta aivan yhtä hyvin mikä tahansa uusi toimija.

­– Se, jolle materiaali on arvokasta, huolehtii siitä, että se tulee takaisin käyttöön ja pysyy arvokkaana niin pitkään kuin mahdollista, Järnefelt sanoo.

Markkinat saavat aikaan systeemisen muutoksen

Datan yhdistäminen materiaalikiertoon vaatii suuria systeemisiä muutoksia. Kenen asia on edistää muutosta?

– Kaikkien niiden, jotka haluavat luoda uutta bisnestä ja kasvua, vastaa Ville Kotovirta.

– Systeeminen muutos syntyy markkinoiden muutoksesta. Jo nyt halutaan kestävämpiä ratkaisuja, ja vastaavasti ei-kestävien ratkaisujen haluttavuus laskee jollain aikavälillä. Välttämättä ei tarvita regulaattoria, joka sanoo, että näin on pakko tehdä. Regulaattori luo kehyksen, jossa toimitaan, mutta lopulta markkinat luovat itse muutoksen. Kierrätysmateriaaleilla käydään jo nyt globaalia kauppaa, vaikka kukaan ei sitä reguloi.

Matti Tähtisen mielestä materiaalien seurannan kehittäminen on huikea bisnesmahdollisuus suomalaisille yrityksille.

– Kyseessä on täysin skaalautuva bisnesmalli. Jos se saadaan toimimaan Suomessa, ratkaisun voi viedä mihin tahansa maailmassa.

VTT:llä on rakenteilla kiertotalouden hanke, joka tähtää tiedon generoinnin ja jakamisen avulla vauhdittamaan tuotteiden ja materiaalien kiertoa. Yrityskonsortiota kerätään parhaillaan ja yrityksiä kutsutaan mukaan hankkeeseen.

 

Lue lisää: VTT vision roadmap Going beyond a circular economy: A vision of a sustainable economy in which material, value and information are integrated and circulate together.

Jaa
Kiinnostuitko? Ota yhteyttä!
Vafa Järnefelt

Vafa Järnefelt

Research Scientist
vafa.järnefelt@vtt.fi
Matti Tähtinen

Matti Tähtinen

Senior Scientist
matti.tähtinen@vtt.fi
Ville Kotovirta

Ville Kotovirta

Research Team Leader
ville.kotovirta@vtt.fi
Geza Szilvay

Geza Szilvay

Senior Scientist
geza.szilvay@vtt.fi