Kritiska material i städernas cirkulära ekonomi (Romulus) 2022-2025

Romulus undersöker kritiska metallers förekomst och kemiska sammansättning och natur. Detta kombineras med forskning kring städernas cirkulära ekonomi. Under lupp är processer, produkter och tjänster som baseras på hållbar utveckling.

Tillväxt av framåtskridande ekonomier ökar efterfrågan på naturresurser. Städer har ett stort behov för kritiska material eller grundämnen till exempel i hushåll, byggnader och olika konstruktioner. Mot slutet av materialens livscykel är det viktigt att återanvända eller återvinna kritiska materialen eller grundämnen. Speciellt minskar reserver av sällsynta naturresurser. Det är alltmer viktigt att ha pålitlig och ostörd tillgång till tillämpningar av datateknik, kommunikation och nya miljö- och energitekniker. Batterier till elbil, paneler för solenergiproduktion samt högeffektiva permanenta magneter for vindkraftsproduktion alla innehåller sällsynta jordartsmetaller som har klassificerat som kritiska och andra grundämnen som ska bli kritiska i framtiden. Dålig tillgång till viktiga metaller och andra grundämnen kan bero på många olika orsaker. Europa är beroende av importerade metaller. Europeiska kommissionen stävar efter att trygga säker och hållbar tillgång till råvaror till ett facilt pris. Europeiska gruvindustrin kan inte säkra tillgången på de råvaror som används av alla teknologier. Det är nödvändigt att återvinna metaller effektivt för att förbättra tillförlighet gällande råvaror.

Programmet undersöker fyndigheter av efterfrågare metaller och deras kemiska strukturer i olika matriser samt utvecklar lönsamma processer för metallernas anrikning, separering, återställning och raffinering i enlighet med principer för hållbar utveckling. Det behandlar rena återvinningsprocesser och integrering av metaller eller metallrika intermediärer i existerande primärprocesser. Programmet undersöker även processernas skalbarhet och miljövänlig och lönsam avfallsåtervinning samt skapar kunskaper i avbildning på systemnivå för lösningar inom cirkulära ekonomin. Temat kan undersökas från olika synpunkter, till exempel systemteori, industriekologi eller värdebildning hos återvinning.

Att material kan återvinnas förutsätts ny lagstiftning och andra styrmedel samt begrepp om konsumtionsbeteende och ansvarighet. Forskning av dessa teman tillhör programmet väsentligt.

Sortering av användbart material från avfall i städer (urban mining) kan trygga råvaror som krävs i produktion. Elektronikavfall är ofta mångfaldigt rikare på vissa metaller än malm (t.ex. kretskort på Cu, Au, Pt, Pd, Ag). Återställning är också mer kostnadseffektivt. Produkter har dock bara en liten mängd vissa teknologimetaller (t.ex. In i tunna skärmar, Co i kretskort), varför en stor mängd grundämnen förloras i återvinningsprocessen. Därför kräver ekonomisk återställning nya innovationer.

Utnyttjandet av material i städernas fysiska strukturer (byggnader, konstruktioner inkl. underjordiska rör och ledningar, el- och elektronikavfall) förutsätter bra kunskap om materialens sammansättning. En av forskningens utmaningar är det stora antalet olika avfallsmaterial. Vi måste utreda hur vi kan samla vissa grundämnen miljövänligt och lönsamt eller komma på en annan lösning till materialens återvinning och återanvändning. Fungerande biobaserade cirkulära ekonomin är essentiell för att uppnå mål för hållbar utveckling.