Körkörös gazdaság - zöld kémia Szépvölgyi János MTA Természettudományi Kutatóközpont szepvolgyi.janos@ttk.mta.hu
Körkörös gazdaság - vonalból kör LINEÁRIS GAZDASÁG ÁTALAKÍTÁS vs. KÖRKÖRÖS GAZDASÁG KINYERÉS ÁTALAKÍTÁS LERAKÁS VISSZANYERÉS HASZNÁLAT Első gondolatok az 1970-es években - elterjedés az 1990-es évektől R. Lifset and T. E. Graedel, Industrial Ecology: Goals and Definitions, In R. U. Ayres and L. Ayres (ed.), Handbook for Industrial Ecology, Brookfield: Edward Elgar, 2001. P. Hawken, A. Lovins, and L. H. Lovins, Natural Capitalism: Creating the Next Industrial Revolution, BackBay, 2008. G. Pauli, Blue Economy: 10 Years, 100 Innovations, 100 Million Jobs, Paradigm Pubns, 2010. 2
A változás hajtóerői I. Szerkezeti veszteségek Élelmiszerek 31%-a hulladékba kerül Árkockázatok Fémek, mezőgazdasági termékek árai Ellátási kockázatok Ritkafémek - Kína Új üzleti modellek Kölcsönzés, bérlés, megosztás 3
A változás hajtóerői II. Természeti környezet romlása Klímaváltozás, biodiverzitás Technológiai fejlődés Új energiaforrások, ICT Szabályozók szigorodása Hulladéklerakás költségei 4
Miben hoz újat a körkörös gazdaság? Megújítja a gazdaság működését Biztosítja az erőforrások optimális felhasználását Együtt kezeli a természeti és technológiai ciklusokat Folyamatosan pozitív hatású Megőrzi és erősíti a természeti tőkét Minimalizálja a rendszerkockázatokat 5
A körkörös gazdaság 3 alapelve 1. A természeti erőforrások megőrzése és védelme Véges készletek ellenőrzése és kézben tartása 1. Megújuló források kiegyensúlyozott használata 2. Az erőforrások optimális kihasználása Anyagok és termékek körfolyamatban tartása Biológiai és ipari körfolyamatok összhangja 3. 3. A rendszerek hatásfokának növelése A negatív externáliák azonosítása és kiiktatása A hulladékképződés "kitervezése" 2. 6
A 3 alapelv a gyakorlatban The Ellen Macarthur Foundation: Towards a Circular Economy. November 2015 7
A RESOLVE program REGENERATE Megújuló anyagok és energiák Az ökorendszerek egyensúlyának fenntartása Regenerált biológiai anyagok visszajuttatása a természetbe SHARE Vagyontárgyak (pl. autók, ingatlanok) megosztása Újrahasznosítás, second hand kereskedelem Élettartam meghosszabbítása (tartósabb termékek tervezése) OPTIMISE Hatékonyabb, jobban működő termékek Hulladékmentes termelési és ellátási láncok Big data, automatizálás, távérzékelés LOOP Alkatrészek és termékek újbóli feldolgozása Anyagok visszaforgatása Szerves hulladékok biotechnológiai feldolgozása (biokemikáliák) VIRTUALISE Közvetlen anyagmentesítés (könyvek, CD-k, más adathordozók) Közvetett anyagmentesítés (on-line vásárlás) EXCHANGE Régi anyagok felcserélése új, nem-megújuló anyagokkal Új technológiák (3D nyomtatás) Új termékek, szolgáltatások (kombinált fuvarozás) The Ellen Macarthur Foundation: Towards a Circular Economy. November 2015 8
Milyen előnyökkel jár a körkörös gazdaság? EU27 - Mobilitás, élelmiszer, épített környezet 7,2 6,3 Externáliák Egyéb költségek Primer nyersanyagok 5,4 The Ellen Macarthur Foundation: Towards a Circular Economy. November 2015 9
Melyek a környezeti előnyök? Légköri emisszió EU27 2030: -50% CO 2 UK 2050: -7,7 Mt üvegházhatású gáz Primer nyersanyagok 2030: -32% (autóipar, építőipar, műtrágya-, növényvédőszer-gyártás, üzemanyagok, nem-megújuló energia) Termőtalaj állapota és termelékenysége Biológiai hulladékok anaerób kezelése és visszajuttatása Regenerálódó képesség: +2,7x Negatív externáliák csökkenése Talajhasználat, levegő-, víz-, zajszennyezés, károsanyag kibocsátás The Ellen Macarthur Foundation: Towards a Circular Economy. November 2015 10
ZÖLD KÉMIA Kémia új alapokon 11
A zöld kémia 12 alapelve Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press: New York, 1998. 12
Zöld kémia - a körkörös gazdaság egyik eleme Megújuló alapanyagok Fenntartható szintézisek Minimális hulladék ZÖLD KÉMIA Biztonságos katalizátorok Folyamat hatékonyság Atomhatékonyság Energiahatékonyság Környezetbarát oldószerek 13
Egy új kezdeményezés Kaliforniából (USA) Üveghulladék hasznosítása a cementgyártásban Üveghulladék begyűjtése Cementgyártás Cement kiszállítása Google & Ellen MacArthur Foundation: The Circular Economy and the promise of glass in concrete. October, 2016. 14
Üveghulladék a cementgyártásban Motivációk 8 Mt/év lerakott üveghulladék hasznosítása 90 Mt/év cementigény csökkentése (20 millió gépkocsi CO 2 kibocsátásával azonos emisszió) Nehézfémek és egyéb toxikus cementalkotók kioldásának csökkentése Az ellátási láncok lokalizálása, átmenet egy körkörös gazdaságba Várható eredmények Helyi, nem-toxikus alapanyag Kevesebb hulladékot kell lerakni Cementgyártás szén-lábnyoma: -20-40% A betonban a cement egy részét üvegpor helyettesíti Csökken a nehézfémek kioldódásának veszélye A beton ára 2-3%-kal emelkedik Google & The Ellen Macarthur Foundation: The Circular Economy and the promise of glass in concrete. October, 2016. 15
Egy saját K+F projekt Cellulosic biomass LT & MT thermal treatment HT gasification Chemical processing Carbonized biomass Gaseos & liquid products Syn-gas Intermediers Combustion Production of electricity Storage of electricity Production of biofuels Production of chemicals Heat PEMFCs SCs Biofuels Chemicals A megújuló energiaforrások újszerű felhasználására és korszerű energiatárolási eszközök fejlesztésére alkalmas innovativ eljárások tudományos megalapozása (KTIA_AlK_12-1-20124014) 16
A GVL gazdaság Alapötlet: Horváth IT et al.: Green Chemistry (2008) 10, 238. 17
Zárógondolatok Körkörös gazdaság Környezeti és társadalmi szükségszerűség Rengeteg a teendő az odavezető úton Zöld kémia Erőforrás gazdálkodás és környezetvédelem hatékony eszköze A gazdasági feltételek erős hajtóerők 18
A Földet nem szüleinktől örököltük, hanem gyermekeinktől kaptuk kölcsön. -Seattle indián törzsfőnök