Circular business models for increasing critical raw materials circularity in urban environment : case e-bikes

Abstract

Having secured access to Critical Raw Materials is extremely important to the economy and security of Europe since those materials are needed in a variety of goods and key technologies which are used every day. To address this issue, EU´s Critical Raw Materials Act aims to ensure the EU's access to a secure, diversified, affordable and sustainable supply of CRM. This thesis is done for VTT as part of a research project which focuses on creating sustainable pathways for cities by increasing the circularity of Critical Raw Materials. The case product for the study is E-bike, with a focus on the entire lifespan of the bike and the life cycle of components containing Critical Raw Materials, namely battery and motor. The theoretical part focuses on exploring the Circular Strategies (10R) and Circular Business Models at the organizational and ecosystem level. By qualitative research with semi-structured interviews total of 13 organizations within the E-bike ecosystem are studied. The research identifies the current Circular Strategies and the opportunities and challenges prevailing in the ecosystem. Cities can play a significant role in increasing material circularity through their procurement, such as when purchasing urban e-bike systems. Increasing material circularity requires extensive collaboration among ecosystem actors, which, in turn, requires the sharing of data, knowledge, and expertise across organizational boundaries. Cities should proactively initiate collaboration. According to the results, many actors simultaneously implement Circular Business models to both slowing and closing material loops. The 10R framework is considered a useful tool for identifying and analyzing interdependencies prevailing in the ecosystem.

Kriittisten materiaalien turvattu saatavuus on äärimmäisen tärkeää Euroopalle talouden ja turvallisuuden kannalta. EU:n kriittisiä raaka-aineita koskeva säädös pyrkii varmistamaan EU:lle turvatun, monipuolisen, edullisen ja kestävän toimitusketjun. Tämä opinnäytetyö on tehty VTT:lle osana tutkimushanketta, jossa etsitään keinoja kriittisten materiaalien kierron lisäämiseksi kaupunkiympäristössä. Tutkimuksen case-tuotteena ovat sähköpyörät, ja tarkastelunäkökulmana on koko tutkimuksen ajan sekä itse pyörän elinkaari, että kriittisiä materiaaleja sisältävien komponenttien, akku ja moottori, elinkaari. Teoriaosa keskittyy R-strategioihin (10R) ja kiertotalouden liiketoimintamalleihin organisaation ja ekosysteemin tasolla. Kvalitatiivisella tutkimusstrategialla, puolistrukturoiduilla haastatteluilla tutkitaan yhteensä 13 organisaatiota sähköpyöriin liittyvässä ekosysteemissä. Tutkimus tunnistaa organisaatioiden tämän hetken R-strategioita, sekä ekosysteemissä yleisesti vallitsevia mahdollisuuksia ja haasteita materiaalikiertojen lisäämiseksi. Kaupungit voivat hankinnoillaan olla merkittävässä roolissa materiaalikiertojen kehittämisessä, esimerkiksi kaupunkisähköpyöräjärjestelmiä hankkiessaan. Materiaalikiertojen kehittäminen edellyttää laajaa yhteistyötä ekosysteemin toimijoiden välillä, ja tämä puolestaan edellyttää datan, tiedon ja osaamisen jakamista ja siirtämistä yli organisaatiorajojen. Kaupungin tulisi olla proaktiivinen yhteistyön käynnistämisessä. Tulosten perusteella monet toimijat toteuttavat samanaikaisesti kiertotalouden liiketoimintamalleja sekä materiaalikiertojen hidastamiseksi että sulkemiseksi. R-strategioiden viitekehys (10R) on tutkimuksen mukaan hyvä työkalu ekosysteemissä vallitsevien keskinäisriippuvuuksien tunnistamiseen ja analysointiin.