Kriittiset materiaalit kaupunkien kiertotaloudessa (2022-2025)

Kehittyvien talouksien kasvu lisää jo ennestään suurta luonnonvarojen kysyntää. Kaupungeissa kriittisiä materiaaleja tai alkuaineita tarvitaan esimerkiksi kotitalouksissa, rakennuksissa ja erilaisissa rakenteissa. Materiaalien elinkaaren loppuvaiheessa kriittiset materiaalit tai alkuaineet on tarpeellista saada kiertoon, uusio- tai toisiokäyttöön. Metallien tehokas kierrätys on välttämätöntä, jotta voidaan parantaa raaka-aineiden toimintavarmuutta.

Ohjelmassa tutkitaan haluttujen metallien esiintymistä ja niiden kemiallista luonnetta sekä kehitetään kestävän kehityksen periaatteiden mukaisia ja taloudellisesti kannattavia prosesseja metallien rikastukseen, erotukseen, talteenottoon ja puhdistukseen. Ohjelmassa tarkastellaan sekä kierrätysprosesseja että metallien tai metallirikkaiden välituotteiden integrointia olemassa oleviin prosesseihin. Ohjelmassa tutkitaan myös prosessien skaalautuvuutta, jätteiden ympäristön kannalta kestävää ja taloudellisesti kannattavaa kierrätystä ja luodaan systeemitason mallinnusosaamista kiertotalouden ratkaisuihin. Aihetta voidaan tutkia esimerkiksi systeemiteoreettisesti, teollisen ekologian tai kierrätyksen arvonmuodostuksen näkökulmasta.

Materiaalien kierrätys edellyttää uutta lainsäädäntöä ja muita ohjauskeinoja sekä ymmärrystä kulutuskäyttäytymisestä ja vastuullisuudesta.

Käyttökelpoisen materiaalien erottelu kaupunkijätteestä (urban mining) on yksi mahdollinen keino varmistaa tuotannon tarvitsemat raaka-aineet.

Kaupunkialueiden rakenteiden (rakennukset, rakenteet, mukaanlukien maanalaiset putket ja johdot, sähkö- ja elektroniikkajäte) materiaalien hyötykäyttö edellyttää materiaalikoostumuksen tuntemista. Yhtenä tutkimushaasteena on selvittää hyvin erilaisista jätemateriaaleista, miten haluttua alkuainetta voidaan kerätä talteen ympäristöystävällisesti ja taloudellisesti kannattavasti tai miten muuten materiaalien uusio- tai toisiokäyttö voidaan ratkaista.