About STEPS

STEPS Sustainable Plastics and Transition Pathways

Om programmet

STEPS är ett forskningsprogram med en vision om ett framtida samhälle där nya plastalternativ utvecklas, produceras, används och återvinns på ett hållbart sätt i en cirkulär ekonomi. Detta kräver en övergång till förnybara råvaror samt en ökad återanvändning och återvinning av plast.

Sulan på joggingskorna är tillverkad av förnybar termoplastisk elast.

Målet med STEPS är att bidra till och påskynda denna omställning. För att åstadkomma detta stärker vi kunskaps- och forskningsbasen för innovation, utvecklar nyckelprodukter inom vissa nischer tillsammans med industripartners, och analyserar potentiella omställningsvägar och vad de innebär med avseende på styrning för såväl vårt samhälle som för industrin.

STEPS är utformat i nära samarbete med industripartners och reflekterar därför marknadens behov av hållbar plast på både kort och lång sikt. Programmet är baserat på konceptet att utforma miljövänliga plaster med önskade materialegenskaper och livscykler, genom att matcha lämpliga koldioxidneutrala byggstenar och deras derivat.

Störst fokus i programmet är på polyestrar, som utgör en grupp plaster med varierande egenskaper för ett brett spektrum av applikationer och med en betydande global marknad. I STEPS kommer polyestrar att tillverkas av byggstenar som produceras från förnybara råvaror. Materialen kommer också att utvärderas för tillverkning av sampolymerer och kompositer med andra naturliga polymerer som protein, cellulosa och stärkelse.

Plastråvaran som utvecklas kommer att utvärderas ur ett livscykelperspektiv, med hänsyn till hållbarheten av de förnybara råvarorna, produktion, bearbetning och end-of-life-lösningar för plasten. Att förstå hur plast implementeras och används som produkter samt kasseras som avfall är en viktig del för att bedöma hela livscykeln. Således kommer programmet också att överväga konsumentbeteende samt strategier för industrier och företag i samband med implementering och användning av innovativa plaster.

 STEPS är indelat i tre arbetspaket (work-package/WP):

WP 1 – Produktion av byggstenar från förnybara råvaror

WP1 fokuserar på att utveckla miljövänlig och konkurrenskraftig teknik som bygger på grön kemi och bioteknik för produktion av alifatiska och aromatiska byggstenar från förnybara råvaror. Målet att ersätta fossil råvara, minska koldioxidavtrycket och tillgodose behoven för olika plastgrupper. Byggstenarna kommer att bestå av representanter bland dioler (t.ex. 1,6-hexandiol), dikarboxylsyror (t.ex. adipinsyra, 2,5-furan-dikarboxylsyra, tereftalsyra), furaner (5-hydroximetyl furfural) och laktoner (t.ex. ε-kaprolakton).

De råvaror som används kommer att vara representativa för de strömmar som genereras lokalt från rest/avfall och sido-biomassa från jord- och skogsbruk. För att komma åt socker i råvaran kommer fraktionerings- och förbehandlingstekniker för lämpliga biomassor att optimeras och utvärderas.

Användningen av koldioxid som en alternativ råvara för hållbara plastsystem utgör en långsiktig strategi för STEPS. Processerna för framställning av byggstenar från respektive råvaror kommer att bedömas med avseende på olika parametrar, för att säkerställa att målen för miljömässig och ekonomisk hållbarhet uppfylls.

WP 2 – Tillverkning, karakterisering och tillämpning av biobaserade plaster

I WP2 utvecklas, karakteriseras och utvärderas formuleringar för att producera ”drop-in” polymerer. Detta innebär nya polymerer med olika kombinationer av biobaserade (eller biologiskt nedbrytbara) byggstenar och modifierade naturliga polymerer, med önskade egenskaper för industriella applikationer, återvinning, biologisk nedbrytbarhet och avlägsnande av giftiga tillsatser.

Bioplaster ställer även krav på gröna tillsatser.

De bioplaster som väljs ut kommer att baseras på industriella behov. Nya homo- och sampolyestrar (PET- eller PLA-liknande) kommer att skräddarsys med användning av biobaserade byggstenar (från WP1), och modifieras med olika formuleringar (t.ex. med gröna tillsatser, gröna lösningsmedel, fyllmedel eller andra biopolymerer eller naturliga polymerer).

Syftet är att förbättra specifika materialegenskaper för att möta kraven från olika utvalda tillämpningar, men även för att möjliggöra nya slutanvändningar. De nya bioplasterna kommer att utvärderas med avseende på mekaniska egenskaper, hanterbarhet och nedbrytbarhet/återvinning. Uppskalningsmomenten kommer att genomföras av industriella deltagare. Produkterna (t ex filmer, fibrer, ark) kommer att utvärderas av industriella partners som slutanvändare.

WP 3 – Styrning av övergången till ett hållbart plastkretslopp

WP3 bedömer den miljömässiga och ekonomiska bärkraften av de produkter och processer som utvecklas i projektet. Utgångspunkten är att stödja tidig och smidig implementering, samt analysera potentiella vägar till omställning, för att ge underlag för policy och industriella strategier för hållbarhet på lång sikt.

Detta WP behandlar också bredare konsekvenserna för styrning till en cirkulär ekonomi för plast, inklusive sociala dimensioner och den roll som medborgare och konsumenter har.

De nuvarande socio-tekniska systemen kommer att kartläggas och nya hållbarhetsvägar utforskas och bedöms i nära samarbete med olika intressenter. Detta inkluderar utvärdering av politiska och ekonomiska styrmedel och deras konsekvenser samt förändringar i sociala normer och konsumentbeteende (både bland konsumenter och stora användare som IKEA och Region Skåne). Vägar till omställning inom detta område kommer att studeras på en generell nivå, men även för särskilda fall, såsom produkter eller affärslösningar som har ursprung i WP1 och WP2.

Gränsöverskridande uppdrag

STEPS involverar en mångvetenskaplig grupp av forskare från olika institutioner vid Lunds universitet, tillsammans med Svenska Lantbruksuniversitet (SLU Alnarp) och Swerea IVF för att täcka de olika aspekterna för en övergång till en hållbar plast ekonomi. Resurser finns inom kemi och kemiteknik, bioteknik, polymerteknologi och förädling, hållfasthetslära, produktutveckling, miljösystemanalys, innovationsstudier, sociologi och statsvetenskap.

Viktigast är att aktörer som är knutna till programmet representerar hela värdekedjan och har förmågan att driva på övergången till ett hållbart plastkretslopp. Intressenterna omfattar företag med olika biomassaströmmar – Lyckeby, Nordic Sugar och Södra; producenter av byggstenskemikalier och plaster – Bona, IKEM, Perstorp, SEKAB, Flextrus och GPS; tillsatser för plaster – Clariant och Deflamo; användare av plastprodukter – Electrolux, IKEA, Orkla Foods och Region Skåne; samt återvinnings- och avfallshanteringsföretag – Sysav, Hans Andersson Plastics och Miljösäck.