Exploring circular economy opportunities for sustainable automotive sector : current challenges and future pathways for material circularity

Abstract

Global resource consumption is expected to reach the equivalent of three Earths by 2050. Today’s linear economy operates beyond planetary boundaries consuming resources and energy as they were infinite. This has led to serious environmental issues including climate change and biodiversity loss, forcing the need for rethink of resource management. The circular economy framework has been presented as a solution that disconnects resource consumption from economic growth. The model is based on three principles: eliminating pollution and waste, keeping materials in circulation at their highest value, and regeneration of natural systems.

The automotive sector is one of the largest single-product markets, and a major employer worldwide. The sector is undergoing a transition to electric mobility due to decarbonization strategies. However, electrification is switching the sector from carbon-intensive to material-intensive one. Particularly, the demand for critical raw materials with concentrated supply chains is increasing significantly. Additionally, decarbonization strategies are forcing the implementation of lightweight materials, which often are harder to recycle, potentially reducing overall material circularity.

This thesis, based on literature review, investigates current challenges and the potential of implementing circular solutions in the European automotive. The key findings suggest that recycling is the most adapted circular solution in the sector, and the factors limiting circularity include material complexity, economic viability, and the EU’s legislation that mandates recycling rates by weight. In the future, it is important that the sector implements higher value circular solutions, such as ecodesign and lifetime extension strategies.

Maailmanlaajuisen luonnonvarojen kulutuksen ennustetaan saavuttavan tason, joka vastaa kolmen maapallon resurssien kulutusta vuoteen 2050 mennessä. Tämän päivän lineaarinen talousmalli ylittää planeetan kantokyvyn rajat ja käyttää luonnonvaroja ja energiaa, kuin niitä olisi rajattomasti. Tämä on johtanut vakaviin ympäristöongelmiin, kuten ilmastonmuutokseen ja biodiversiteettikatoon, pakottaen uudelleenarvioimaan resurssien hallintaa. Kiertotaloutta on esitetty mahdollisena ratkaisuna erottamaan luonnonvarojen käyttö talouskasvusta. Tämä malli perustuu kolmeen pääperiaatteeseen: jätteiden ja päästöjen minimointi, materiaalien pitäminen kierrossa mahdollisimman pitkään, sekä luonnonvarojen uudistaminen.

Autoteollisuus on yksi maailman suurimmista teollisuudenaloista ja merkittävä työllistäjä. Ala on käymässä läpi muutosta kohti sähköistä liikennettä CO2-päästöjen vähentämiseen tähtäävien strategioiden vuoksi. Sähköistyminen kuitenkin siirtää alan hiili-intensiivisestä materiaali-intensiiviseksi. Erityisesti kriittisten materiaalien kysyntä kasvaa merkittävästi. Lisäksi autojen keventämiseen tähtäävät ratkaisut lisäävät sellaisten materiaalien käyttöä, joiden kierrättäminen on usein hankalampaa, mikä voi vähentää kiertotalouspotentiaalia.

Tässä diplomityössä tarkastellaan kiertotalouden toteuttamiseen liittyviä haasteita ja sen tuomia mahdollisuuksia autoteollisuudessa Euroopassa. Tulokset osoittavat, että kierrätys on yleisimmin sovellettu kiertotalousratkaisu, ja keskeisimmät rajoitteet ovat materiaalien monimutkaisuus, kierrätyksen taloudellinen kannattavuus sekä EU:n lakisäädäntö, joka velvoittaa kierrätyksen painoperusteisesti. Tulevaisuudessa on tärkeää, että autoteollisuus ottaa käyttöön ”korkeamman arvon” kiertotalousratkaisut, kuten ekologisen suunnittelun (ecodesign) sekä tuotteiden elinikää pidentäviä ratkaisuja.