Identifying challenges, technology and knowledge gaps across plastic value chain with a focus on recycling in circular economy

Abstract

The circular economy of plastics is currently more relevant than ever. With the EU setting ambitious plastic waste recycling targets and businesses seizing the opportunities in circular economy the interest is high. However, the plastic value chain has a long history of fitting perfectly into a linear economy. Linear economy has not shown to be a sustainable model for plastics and has resulted in environmental harm in a form of marine and on land plastic waste and pollution through fossil based raw material use and incineration.

Circular economy is a newly resurfaced model and efforts to transition for circular economy of plastics are undergoing. However, various challenges hamper the transition. The transition requires changes across the whole value chain, which has been designed to fit linear economy.

This thesis was done with an objective to identify the challenges, technology and knowledge gaps related to plastic recycling in circular economy in the EU. The work is divided into two parts. First part is a broad literature review including regulatory and state-of-the-art technology review. Second part is an experimental part including stakeholder interviews across the plastics value chain and questionnaire for researchers in the field. Additionally, experimental part contains Modix trial runs of agricultural plastic waste as a pre-treatment step to respond to a known existing challenge.

The identified challenges and gaps were divided into four categories: 1) feedstock acquisition and its quality, 2) recycled plastic and its uptake, 3) technology, 4) policies. Challenges and gaps across the whole value chain were identified and the conclusion is that effort across all actors is needed to solve complex problems that are sometimes very application-dependant issues.

Muovien kiertotalous on tällä hetkellä erittäin ajankohtainen aihe. EU on asettanut kunniahimoisia tavoitteita muovijätteen kierrätykselle, ja yritykset alkavat näkemään kiertotalouden hyötyjä. Muovia on pitkään käytetty lineaarisen talousmallin mukaan, jolle tarvitaan muutos. Muovin lineaarinen talous on aiheuttanut muovin päätymistä ympäristöön, sekä ilmaston saastumista fossiilisten raaka-aineiden käytön ja jätteenpolton seurauksena. Kiertotalous on uudelleen otsikoihin nouseva malli, johon siirtymiseen panostetaan niin sääntelyillä, kuin myös tutkimuksella ja kehityksellä.

Tämän diplomityön tavoitteena on tunnistaa haasteet, sekä teknologian ja tietämyksen puutteet liittyen muovin kierrätykseen kiertotaloudessa. Työ koostuu kirjallisuus- ja kokeellisesta osasta. Kirjallisuusosa sisältää katsauksen nykyisistä sääntelyistä ja olemassa olevista teknologioista. Kokeellinen osa koostuu pääosin sidosryhmähaastatteluista ja kyselystä. Haastatteluissa haastateltiin toimijoita muovin arvoketjulta ja kysely oli kohdennettu tutkijoille. Haastatteluiden ja kyselyn lisäksi kokeellinen osa sisälsi maatalousmuovijätteen Modix-koeajoja, joiden tavoitteena oli vastata olemassa olevaan haasteeseen.

Tunnistetut haasteet ja puutteet jaettiin neljään kategoriaan: 1) raaka-aine ja sen laatu, 2) kierrätetty muovi ja sen käyttö, 3) teknologia, 4) politiikkatoimet. Tunnistettujen haasteiden ja puutteiden perusteella voidaan päätellä, että toimia tarvitaan koko arvoketjulta, jotta monimutkaisia ongelmia pystytään ratkaisemaan.