Kiertotalous on avain kestävään energiatalouteen

Kiertotalous edellyttää vihreää energiaa ja puhdas energiasiirtymä kiertotaloutta. Ne ovat erottamattomasti sidoksissa toisiinsa ja riippuvaisia toisistaan. Kutsumme tätä suhdetta energian ja kiertotalouden yhdyssiteeksi.

Vaikka tuuli on uusiutuva energialähde, turbiinien valmistuksessa käytettävät materiaalit ovat rajallisia.

facebook linkedin twitter

Kirjoittajat: Caroline Kötter, Associate Manager, Raphael Röcken, Senior Consultant, ja Patrick Moloney, Director, Ramboll

Sekä puhdas energiasiirtymä että siirtyminen kiertotalouteen ovat kestävän tulevaisuuden kannalta olennaisen tärkeitä.

Niiden keskinäistä riippuvuussuhdetta ei kuitenkaan ole toistaiseksi nostettu esiin sillä tavalla kuin luultavasti olisi syytä. Väitteemme on, että ne eivät voi toteutua irrallaan toisistaan.

Tässä artikkelissa selvitämme, miten energiasiirtymä ja siirtyminen kiertotalouteen liittyvät toisiinsa ja millaisia toimia yritysten ja poliittisten päättäjien tulisi harkita, jotta näiden kahden asian suhde toimisi.

Mikä on puhtaan energiasiirtymän ja kiertotalouden yhdysside?

Meillä on yli kahden vuosikymmenen kokemus suurten yritysten tukemisesta sekä puhtaan energian käyttöönotossa että kiertotalouteen siirtymisessä. Näkemyksemme mukaan energia-alan ja kiertotalouden välillä on kaksisuuntainen yhteys, jota kutsumme energian ja kiertotalouden yhdyssiteeksi.

Ensinnäkin kiertotalouteen siirtyminen ei poista energian tarvetta vaan kannustaa meitä käyttämään energiaa tehokkaasti, vähentämään primäärienergian kulutusta ja hyödyntämään hukkalämpöä ja uusiutuvaa energiaa.

Toiseksi energiasiirtymä on riippuvainen siirtymisestä kiertotalouteen – uusiutuvan energian infrastruktuurin määrän nopeanlisääntymisen myötä eri kriittisten mineraalien kysynnän ennustetaan kasvavan valtavasti. Näyttää todennäköiseltä, että lähivuosina tarjonnasta voi olla pulaa. Energia-alalla ei siis ole varaa käyttää niukkoja materiaaleja vain kerran.

The interdependencies of circular economy and energy transition (Source: Ramboll)

Mitä on otettava huomioon energian hallinnassa kiertotaloudessa?

Energiatehokkuus ja asianmukaiset kiertoon perustuvat energialähteet ovat keskeisiä näkökohtia kiertotalouteen liittyvässä energian hallinnassa.

Energiatehokkuus: Energian maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa jatkuvasti, ja sen odotetaan kasvavan edelleen. Primäärienergian kysynnän vähentämiseksi on tarpeen edelleen parantaa asteittain teollisuusprosessien energiatehokkuutta, jotta energiaa kuluu mahdollisimman vähän. Energiaa voidaan säästää älykkäämmällä toiminnalla, mutta se edellyttää todennäköisesti sekä teknologian päivittämistä että prosesseihin liittyviä innovaatioita. Jäljelle jäävän energiantarpeen täyttämiseen soveltuvat parhaiten energialähteet, jotka ovat sopusoinnussa jätteen ja rajallisten resurssien kulutuksen vähentämistä koskevien kiertotalouden perusperiaatteiden kanssa. Tällaisia useat nykyiset energialähteet ovatkin, mikä on tietysti hyvä uutinen.
Uusiutuva energia: Uusiutuvan energian olisi oltava ensisijainen energialähde jokaisessa yrityksessä, joka haluaa toteuttaa kiertotalouden periaatteita tai tarjota kiertotaloustuotteita. Uusiutuviin energialähteisiin kuuluu sekä luonnonvoimista, kuten auringosta ja tuulesta, että biomassasta, kuten maa- ja metsätalouden jätteistä, tuotettu energia. Nämä energialähteet ovat kiertäviä, koska niistä tuotettu energia ei kuluta rajallisia luonnonvaroja. Sekä tuuli- että aurinkoenergiaa on saatavilla lähes rajattomasti, ja niitä vain käytetään mutta ei kuluteta energiantuotannossa – aurinko ei siis ”kulu” ja lakkaa paistamasta, koska se paistaa aurinkopaneeliin. Sitä vastoin biologisten jätteiden (kuten biomassan) kapasiteetti on rajallinen, koska ne kuluvat energiantuotantoprosessin aikana. Käyttämällä aikaa ja näkemällä vaivaa biomassaa voidaan kuitenkin kasvattaa aina uudestaan.
Hukkalämpö ja teollinen symbioosi: Toinen tapa tuottaa ”kierrätysenergiaa” on käyttää hukkalämpöä tuottavia teollisuusprosesseja. Esimerkiksi datakeskusten IT-laitteet tuottavat lämpöä, joka vaatii jäähdytystä. Sen sijaan, että lisäsähköä käytettäisiin datakeskusten jäähdyttämiseen, hukkalämpöä voidaan käyttää joko sisäisesti tai kaukolämpöjärjestelmien lämmönlähteenä kattamaan asuntojen tai teollisuuden lämmöntarvetta. Keskittymällä pelkästään energiatehokkuuteen ja energialähteisiin emme kuitenkaan voi ratkaista nykyisen energiajärjestelmämme kestävyyshaasteita, joita ovat muun muassa resurssien niukkuus, jäte ja hiilidioksidipäästöt. Energian ja kiertotalouden yhdyssiteeseen liittyykin myös toinen ulottuvuus, jossa keskitytään energia-alan kiertotalousratkaisuihin.

Miksi energia on keskeistä kiertotaloudessa?

Kiertotaloudessa suositaan toimintaa, jonka avulla voidaan säilyttää arvoa energian ja materiaalien muodossa. Kiertotaloudessa tarvitaan kuitenkin aina energiaa. Monet nykyisin saatavilla olevista tuotteista eivät vielä sovellu kiertoon, koska ne eivät ole esimerkiksi pitkäikäisiä, korjattavia tai kierrätettäviä. Pitkäaikaiseen kiertoon soveltuvat tuotteet on ensin suunniteltava ja valmistettava, mikä vaatii energiaa.

Jopa sellaiset toiminnot, jotka ovat määritelmällisesti kiertotalouden periaatteiden mukaisia, kuten uudelleenvalmistus ja kierrätys, vaativat tyypillisesti suuria määriä energiaa. Otetaan esimerkiksi merelle rakennettava tuulivoimala tai suuri rakennus: vaikka se olisi suunniteltu kiertotalouden periaatteiden mukaan, se on purettava muutaman vuosikymmenen kuluttua. Joitakin sen osia tai siinä käytettyjä materiaaleja voidaan ehkä käyttää kokonaan uudelleen (rakenteesta ja materiaaleista riippuen). Useimmat materiaalit, kuten perustus, on todennäköisesti purettava, murskattava, silputtava ja/tai sulatettava toissijaiseksi raaka-aineeksi, ennen kuin niitä voidaan käyttää uusissa tuotteissa myöhemmin. Materiaalien pitäminen kierrossa vaatii energiaa prosessin jokaisessa vaiheessa.

Jos tuotteen valmistamiseen tai kierrättämiseen kuluu suuria määriä rajallisia ja uusiutumattomia energialähteitä, kuten maakaasua, sen ei voida väittää olevan kiertotalouden periaatteiden mukainen. Siksi on ratkaisevan tärkeää asettaa etusijalle energiatehokkuus ja kiertotalouteen soveltuvat energialähteet, kuten uusiutuva energia tai hukkalämpö.

Miksi kiertotalous on energia-alalla oleellinen näkökulma?

Lyhyt vastaus: on olemassa vaara, että harvinaisista ja rajallisista mineraaleista tulee pulaa. Vaikka fossiilisten energialähteiden kysyntä vähenee, uusiutuvien energialähteiden infrastruktuurin lisääminen tuo mukanaan uusia resurssien niukkuuteen liittyviä ongelmia, jotka johtuvat mineraalien suuresta kysynnästä. Aurinkosähkövoimaloiden tai tuulipuistojen rakentaminen vaatii yleensä enemmän mineraaleja kuin vastaavien fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien voimaloiden rakentaminen. Eräässä tutkimuksessa esitetyn arvion mukaan 1 kilowattitunti (kWh) uusiutuvaa energiaa voi vaatia kymmenen kertaa enemmän metalleja kuin 1 kWh fossiilisista polttoaineista tuotettua energiaa.

Kun uusiutuvan energian infrastruktuurin ”ensimmäinen aalto”, kuten tuulivoimalat ja uusiutuvat energialähteet, tulevat käyttöikänsä päähän, haasteena ovat uudet jätejakeet, joita on vaikea kierrättää. Yksi tunnetuimmista esimerkeistä ovat tuuliturbiinien lavat. Useimmat tuuliturbiinien materiaalit ja osat, kuten teräs, kuparilanka, elektroniikka ja vaihteisto, voidaan ainakin teoriassa kierrättää tai käyttää uudelleen. Tilaa vieviä lasikuitulapoja on kuitenkin vaikea hävittää – ja lähivuosina terästorneista eri puolilla maailmaa putoaa kymmeniä tuhansia vanhenevia lapoja. Arvioiden mukaan Yhdysvalloissa käytöstä poistuu noin 8 000 lapaa ja Euroopassa noin 3 800 lapaa vuodessa. Vasta viime aikoina turbiinivalmistajat, tuulipuistojen ylläpitäjät ja kierrättäjät ovat alkaneet panostaa ongelman ratkaisemiseen.

Mitä energia-alalla on otettava huomioon kiertotalouden suhteen?

Energia-alan polttaviin kestävyyshaasteisiin vastaamiseksi alalla tarvitaan kiertotaloutta kokonaisvaltaisesti käsittelevä lähestymistapa. Tämä tarkoittaa, että painopisteiksi on energiatehokkuuden ja energialähteiden lisäksi otettava tuotteiden ja materiaalien, teknologioiden ja prosessien sekä strategioiden mukauttaminen kiertotalouden periaatteisiin:

Kierrätettävät tuotteet, osat ja materiaalit: Aurinkopaneelien, tuuliturbiinien, akkujen ja muiden vastaavien tuotteiden osalta tulisi noudattaa kiertotalousperiaatteita. Käytännössä tämä tarkoittaa esimerkiksi, että tuotteista tehdään pitkäikäisiä, uudelleenkäytettäviä, korjattavia ja kierrätettäviä. Tämä on kuitenkin vain osa ratkaisua. On myös varmistettava, että tuotteet todella palaavat kiertoon. Tämä edellyttää yleensä takaisinottojärjestelmiä ja muita käänteisen logistiikan malleja, joiden avulla valmistajat voivat saada käyttöönsä olemassa olevia tuotteita ja komponentteja tai vähintäänkin uusioraaka-aineita.
Kiertotalousteknologiat ja -prosessit: Energia-alan on myös kehitettävä ja otettava käyttöön uusia teknologioita ja prosesseja, joiden avulla tuotteet, osat ja materiaalit voidaan palauttaa kiertoon. Esimerkkinä voidaan jälleen mainita tuuliturbiinien lapojen kasautuminen kaatopaikoille siksi, että asianmukaisia uudelleenkäyttöprosesseja tai kierrätystekniikoita ei vielä ole käytössä suuressa mittakaavassa. Energia-alan olemassa olevan tietämyksen ja teknologian hyödyntäminen ja soveltaminen uudessa kontekstissa voi edistää kiertokulun lisäämistä merkittävästi. Toinen esimerkki ovat innovatiiviset kierrätysyritykset, jotka soveltavat pyrolyysiteknologiaa muovin kierrättämisessä. Suurin osa lopputuotteesta käytetään uusien muovien raaka-aineena. Energiateknologian soveltaminen kiertotalouden näkökulmasta on monilta osin kuitenkin vasta alkuvaiheessa, joten kehittämiselle ja innovoinnille on vielä paljon tilaa.
Kiertotalousstrategiat: Jotta energia-alalla voidaan siirtyä paljon kaivattuun kiertotalousmalliin, tarvitaan laaja systeeminen muutos, joka ulottuu raaka-aineiden valinnasta suunnittelupäätöksiin, valmistusprosesseihin, huolto-ohjelmiin ja kierrätykseen käyttöiän lopussa. Käsiteltäviä asioita on niin paljon, että monilla organisaatioilla on vaikeuksia päättää, mistä aloittaa. Samalla organisaatioiden täytyy suunnitella, miten ne sijoittavat resurssinsa, mikä puolestaan edellyttää kohdennettujen kiertotalousstrategioiden kehittämistä. Apua kiertotalousstrategioiden kanssa alkuun pääsemiseksi löytyy edellisestä artikkelistamme, jossa käsittelimme kiertotalouteen liittyviä olennaisuusarviointeja.

Vaikka energia-ala on tunnustanut kierrätyksen tarpeen jälkijunassa, tilanne on nyt muuttumassa.

Kohti tulevaa

Tarve siirtyä vähähiiliseen energiatalouteen ja samalla turvata energiansaanti on akuutimpi kuin koskaan aiemmin.

Sekä energiasiirtymä että toimitusvarmuus ovat kuitenkin vahvasti riippuvaisia rajallisista materiaaleista. Kiertotalousratkaisut ovat erittäin tärkeitä siksi, että voimme varmistaa kestävän energiasiirtymän ja hallita riippuvuutta rajallisista materiaaleista.

Energiasiirtymän mahdollistavien niukkojen ja rajallisten resurssien suuri kysyntä vaikuttaa merkittävästi myös resurssien saatavuuteen muilla aloilla. Aidosti kestävän energiasiirtymän kannalta energia-alan siirtyminen kiertotalouteen on ensiarvoisen tärkeää.

Energiaviranomaiset eri puolilla EU:ta ovat nyt havahtuneet näkemään tämän yhdyssiteen ja ottavat ensimmäisiä askeleita kiertotalouden keskeisten periaatteiden yhdistämiseksi energiasiirtymään. Yhtenä esimerkkinä teemme parhaillaan töitä tuulivoimateollisuuteen soveltuvien kierrätysstrategioiden tunnistamiseksi ja sen selvittämiseksi, miten ne voidaan sisällyttää esimerkiksi tarjouskriteereihin, tuotesuunnitteluun, materiaalien uudelleenkäyttöön ja tarjouksiin.

Myös itse energia-ala kehittyy ja valmistautuu siirtymään kiertotalouteen. Siirtoverkonhaltijat ja alan julkisten palvelujen tarjoajat siirtyvät toteuttamaan kiertotalouden periaatteita ja energiayhtiöt tutkivat mullistavia kiertotalousteknologioita ja -ratkaisuja, joihin kuuluu esimerkiksi Waste-to-X.

Tämänkaltainen kehitys on tärkeä ensiaskel pyrkiessämme hyödyntämään kaikkea sitä, mitä tietoisuus energian ja kiertotalouden yhdyssiteestä tuo mukanaan.

Haluatko tietää lisää?

Raphael Röcken
Senior Consultant
+45 51 61 10 16
Patrick Moloney
Director, Strategic Sustainability Consulting
+45 51 61 66 46