IVL Swedish Environmental Research Institute

Det pratas mycket om den nya smarta tekniken med sensorer, robotar och drönare som tillsammans med artificiell intelligens, maskininlärning och omfattande datakraft ska revolutionera avfallssektorn. Samtidigt är det många som upplever att det kan vara svårt se vilka faktiska nyttor som kommer att uppstå när digital teknik ska implementeras i den egna verksamheten. För många känns utmaningarna lika oändliga som de löften som tekniken kommer med. Därför har IVL tillsammans med Avfall Sverige drivit ett projekt där vi fokuserat på nyttan med den teknik som kan vara av speciellt intresse för avfallsanläggningar.

I skriften ”System som optimerar och skapar nya värden” har vi lagt fokus vid digitala systemlösningar. Med generell information om vad man behöver tänka på i kombination med konkreta exempel och erfarenhetsdelning belyser vi möjligheter och utmaningar från två perspektiv: Hur man genererar nytta inom den egna verksamheten och hur man kan använda systemlösningar för att samverka med andra.

I skriften ”Smart teknik banar väg för effektiva lösningar” förmedlar vi vilken nytta som kan uppstå för avfallsanläggningen när sensorer och annan smart teknik blir en del av verksamheten och vad man bör tänka på när man börjar tillämpa smart teknik, såsom drönare och robotar.

Major reasons for a lower GWP in the update

The battery manufacturing supply chain is often divided into material sourcing, cell and component production, and battery pack manufacture. The previous report highlighted the differences in energy-use in cell manufacture, which is the focus of most of this update.

The most energy-intensive step for cell production is the dry-room, for which newer data has been measured in newer studies. The measurements were done in several larger production plants which ran more efficiently per battery produced than for pilot plants.

Changes to the modelling of an energy-intensive evaporation step to reflect real production has decreased the energy estimate further.

Battery production considerations

Although the carbon dioxide emitted is a big contributor to environmental burdens, battery production also requires the sourcing of metals which produce negative environmental and social effects in the supplying countries. The amounts that need to be mined in coming years will depend on the types of batteries produced, and how successful battery recycling will be.

This study compared plastics content in passenger cars. It concluded that there has likely been no change in passenger cars’ plastics share in the past twenty years and the next five years will likely tell a similar story.

Three methods were used to estimate the future trends for plastics content in cars.

The first was a literature review. This data showed a slight increase of plastic material shares in some sources, but the transparency of data selection, material categorization (what is a “plastic”), and calculation methods left us questioning its legitimacy.

The second method was based on our own selection of cars representing the Swedish car fleet with A2mac1 vehicle breakdown data for each model. Since we controlled more variables in this data, we were more convinced of its legitimacy. The results show that there has been no change in plastics fraction in cars for each separate driveline in the past twenty years.

The third method was using Volvo car material data compiled from each model’s numerous part suppliers for a single production year, to compare to the other methods.

The study was conducted as part of the project Explore in the research program Closing the Loop, funded by Mistra.

The material flows for end-of-life (EOL) lithium-ion batteries (LIBs) in Europe are analysed for the years 2022, 2026, and 2030 and the facility location is optimized for select hydrometallurgical material recovery technologies. It details the growing significance of EOL LIBs as a source for new battery materials, projecting an increase in volumes through 2030. The report is divided into two parts:

Mapping (Part 1): This section involves converting battery scrap, new cells, and black mass into cell-weight equivalents for comparison in material flow analysis. It utilizes Sankey charts and geographical maps to display the significant increase in both the number of actors and the aggregated volumes in 2022, 2026, and 2030.

Optimization (Part 2): This part focuses on optimizing the network setup for material recovery facilities, aiming to minimize costs and CO2 emissions. The study evaluates processing capacities and the impact of different network setups on monetary costs and CO2 emissions. The potential savings from optimization are highlighted, with the study indicating significant monetary and environmental benefits if data is properly leveraged.

The report underscores the potential for substantial monetary and environmental savings through effective optimization and utilization of available data in the management of EOL lithium-ion batteries in the EU region.

Den 24 mars 2021 gav regeringen SGU i uppdrag att tillsammans med Naturvårdsverket arbeta för att öka möjligheterna till hållbar utvinning av mineral och metaller från sekundära råmaterial (Näringsdepartementet, 2021). Uppdraget innehåller ett antal strecksatser varav den fjärde handlar om att ge en överblick över flöden av kritiska mineral och metaller samt att föreslå system för hur livscykelanalys och spårbarhet kan utformas för att bidra till en cirkulär ekonomi. Denna rapport avhandlar en del av strecksatsen och beskriver resultatet av arbetet med att föreslå det efterfrågade systemet.

Inom ramen för arbetet har det varit nödvändigt att tolka och delvis omdefiniera några av de efterfrågade delarna i systemet. I den här studien läggs tyngdpunkten på totala mängder, fördelning och användning av råmaterial, snarare än genom vilka värdekedjor ett visst delflöde av råmaterial har flödat eller vilket hållbarhetsavtryck det råmaterialflödet har orsakat. För att tydliggöra den avgränsningen benämns det system som föreslås i den här studien för ett kartläggningssystem i stället för ett spårbarhetssystem. Ett system för att spåra eller kartlägga kritiska råmaterial med syftet att bidra till en cirkulär ekonomi bör initialt inte inriktas på att samla in livscykeldata eller på att ta fram nya LCA-undersökningar, utan i stället fokusera på var olika material finns, i vilka mängder dessa förekommer samt var i livscykeln (teknosfären) dessa befinner sig och när dessa (om möjligt) kan bli tillgängliga för att återanvändas eller återvinnas. I ett uppbyggnadsskede är det därmed ett livscykelperspektiv som behövs i systemet och inte ett system för livscykelanalys.

I arbetet med att ta fram och föreslå ett system har det ingått att beskriva befintliga datakällor, hur ett beräkningssystem skulle kunna utformas samt att beskriva hur datakällor och beräkningar ska kunna kombineras till ett system som också tar hänsyn till det arbete som inletts med digitala produktpass som ett led i den nya ekodesignförordningen som föreslås implementeras inom EU framöver.SMED förordar att ett framtida livscykelbaserat kartläggningssystem för kritiska råmaterial i den svenska teknosfären utvecklas med en så kallad bottom-up-ansats. Det innebär ett mer komplext system som ställer större krav på datainsamlingen än med en top-down-ansats. Samtidigt lägger det grunden för ett system som kan bli varaktigt över tid och som fullt ut kan dra fördel av den dramatiska ökningen av tillgängliga produktdata som de digitala produktpassen troligtvis kommer att innebära. Utformningen av och innehållet i produktpassen kommer regleras i den delegerade akten för respektive produktgrupp. Begränsad tillgång till produktdata har hittills varit det främsta argumentet för en top-down-ansats. Den pågående och samhällsgenomgripande omställningen av det svenska och europeiska energisystemet kommer att innebära ett växande materialberoende. SMED anser därför att kartläggningssystemet med stor sannolikhet kommer att vara relevant under lång tid framöver, vilket väl motiverar en hög inledande ambitionsnivå för att från början utveckla ett system att växa i. Systemet blir av nödvändighet mycket dataintensivt, men bygger i hög grad på data som samlas in centralt.

Som framgår i flera avsnitt i den här rapporten har kartläggningssystemet utformats för att vara förenligt med de initiativ som SMED bedömer vara de viktigaste initiativen. Särskild uppmärksamhet ges åt batteriförordningen och ekodesignförordningens produktpass på EU-nivå och Avfallsregistret på nationell nivå.En framgångsfaktor för det föreslagna kartläggningssystemet blir att fortlöpande bevaka utvecklingen på området för att både säkerställa att Sveriges nationella system blir konsistent med de framväxande systemen på EU-nivå, och att identifiera och utnyttja de möjligheter till synergier mellan olika system och olika aktörer som kartläggningssystemet kommer att medföra. Inte minst har det potentialen att lindra uppgiftslämnarbördan för näringslivet, eftersom delar av den data som kartläggningssystemet behöver samtidigt efterfrågas och i många fall begärs för andra ändamål.

Sammantaget kommer SMED till slutsatsen att mycket talar för att gå vidare med en utveckling av ett kartläggningssystem enligt vad som rekommenderas vidare i rapporten. För det fall de digitala produktpassen implementeras i en nära framtid och kan tillhandahålla den data som idag förespeglas kommer utvecklingskostnader och uppgiftslämnarbördor att hållas nere väsentligt. Å andra sidan, om data över flöden av kritiska råmaterial av ett eller annat skäl inte kommer att tillhandahållas av produktpassen ökar värdet av ett svenskt kartläggningssystem ytterligare, eftersom det då (så vitt vi kan förutse idag) inte kommer att finnas något annat system som kan teckna den nödvändiga kartan.

Denna studie är en del av det fortsatta regeringsuppdrag som Energimyndigheten, Naturvårdsverket och Sveriges geologiska undersökning (SGU) erhållit som handlar om att utveckla myndighetssamverkan för Sveriges delar av en hållbar europeisk värdekedja för batterier.

En utveckling mot en mer hållbar batterivärdekedja (BVK) innebär enligt regeringsuppdraget att de problemområden som finns behöver förbättras och de möjligheter som finns förstärkas. Indikatorer kan användas för att följa utvecklingen. Inom detta uppdrag har en litteraturstudie genomförts där indikatorer sammanställts som kan vara tillämpliga för att kunna följa utvecklingen.

I uppdraget har även ingått att ta ställning till frågor om tänkta användares behov möts bäst av statiska indikatorer, kontextberoende indikatorer eller en kombination av dessa, samt när kvalitativa eller kvantitativa indikatorer är mest ändamålsenliga. Inom olika delar av BVK finns olika problem och möjligheter, vilket beskrivits väl i en rapport från ett tidigare samverkansuppdrag mellan Energimyndigheten, Naturvårdsverket och SGU (Energimyndigheten, 2022).

Dessa problem och möjligheter tillsammans med de målområden och de kriterier för hållbarhet som sattes upp inom samverkansuppdraget har utgjort en grund för de indikatorer som presenteras i denna studie. BVK är i en relativt ny fas sett till den kontext som avsågs i samverkansuppdraget där litiumjonbatterier (LIB) till elfordon var i fokus. De stora problemområdena kring hållbarhet inom BVK för LIB kopplas till stor del till en brist på hållbarhet vid råmaterialframställningen som idag nästan uteslutande sker utanför Europa.

Batteriproduktion kräver stora mängder energi, vilket ställer krav på att den energi som nyttjas i så stora delar som möjligt utgörs av förnyelsebar energi. I övrigt handlar produktionssteget (som vid all produktion) om att sikta på en så hög resurs- och materialeffektivitet som möjligt, vilket bland annat ställer krav på längre livslängd, smartare design och utökad spårbarhet.  

Kompetens och samverkan är två andra viktiga frågor för att få till en positiv hållbar utveckling inom BVK. Kompetens saknas i flera avseenden och i flera delar av BVK och den snabba utveckling som sker och det enorma behovet av batterier enligt flera studier ställer höga krav på en utökad samverkan (IEA, 2020; WEF, 2019).Parallellt med den snabba utvecklingen inom BVK kommer också mycket ny lagstiftning. Inte minst via nya EU-regleringar inom den gröna given (Green Deal). Flera av regleringarna kommer att ha en betydelse för den problematik som beskrivits ovan och för batterivärdekedjan på sikt. Inom de olika förslagen till ny EU-lagstiftning som lanserats på senare tid kommer mycket av detaljerna att fastställas längre fram genom delegerade akter.

Här finns möjligheter för aktörer inom BVK att göra sin röst hörd i den process där medlemsstaterna får komma in med synpunkter. En hypotes är att denna process skulle tjäna på en utökad samverkan mellan aktörer inom BVK med större möjligheter att se helheten och gemensamma problem och på så vis också ta fram inspel med gemensam nytta. 

I arbetet med att undersöka vilka befintliga indikatorer som kan användas för att följa en hållbar utveckling av BVK behöver de bakomliggande drivkrafterna fastställas. Det kan finnas olika drivkrafter för en etablering av en hållbar BVK. Aktörer kan ha olika mål och intressen i olika delar av BVK. Myndigheter och beslutsfattare kan exempelvis ha en syn på att den övergripande drivkraften med att etablera en mer hållbar BVK är för att bidra till en minskad klimatpåverkan, medan drivkraften för andra intressenter kan vara att tjäna pengar.

Det ena behöver naturligtvis inte utesluta det andra, men i förlängningen kan det ge olika uppfattning om vilken påverkan som är mer eller mindre viktig. Det gör att indikatorer som kan användas för att mäta en hållbar utveckling av BVK kommer att svara på olika frågeställningar och peka i olika intresseriktningar. Hållbarhetsbegreppets tre delar (sociala, ekonomiska och miljömässiga) behöver alla beaktas, vilket också betyder att en indikator kan peka på en ekonomiskt positiv utveckling, men där det samtidigt inte behöver betyda en positiv social och/eller miljömässig sådan. För aktörer i olika delar av BVK bör hållbarhet inte längre bara vara ett regulatoriskt krav, utan snarare bli en nyckelkomponent i affärsstrategin. Särskilt eftersom hållbarhetskraven när det gäller klimatpåverkan, efterlevnad av mänskliga rättigheter och ansvarsfull användning av råvaror ständigt främjas inte bara på politisk nivå utan också av kunder, investerare och intressegrupper.

Ytterligare en viktig del, kopplat till indikatorer för att beskriva utvecklingen inom BVK, är att det behövs hänvisning till vilka företag och aktörer som avses vara verksamma inom BVK. Detta har inte varit en del att lösa inom detta uppdrag. En hypotes är att det exempelvis skulle gå att använda så kallade SNI-koder. SNI är en standard för svensk näringsgrensindelning för att bland annat hänföra företagens verksamhet till en eller flera näringsgrenar (SCB, 2023a). Eftersom BVK består av olika typer av företag kan alla förmodligen inte knytas till en och samma SNI-kod, men ett sätt att lösa det kan vara att utgå ifrån det företag som producerar batterier och därefter, liknande en livscykelinventering, följa företagets aktiviteter och kopplingar till aktörer upp- och nedströms batteriproduktionen. Det finns många hållbarhetsindikatorer redan idag som används för att mäta utvecklingen inom olika värdekedjor, branscher och företag både på global (Agenda 2030) och nationell nivå (Sveriges miljömål). Redan idag rapporterar företag om sin ekonomiska, sociala och miljömässiga påverkan. Olika myndigheter har ansvar för att ställa samman information om Sveriges arbete med att uppnå globala och nationella miljömål där indikatorer ligger till grund för bedömningarna.Även indikatorer inom en av de tre dimensionerna kan visa på olika riktningar.

Exempel på detta kan vara att klimatpåverkan minskar genom ökad andel förnyelsebar energi, men att detta samtidigt kan bidra till en utökad resursanvändning (primära material i form av metaller och mineral). Detta kommer inte att gå att undvika i vissa fall och därför är det av stor vikt att väga olika motsatser och att sträva efter det alternativ som totalt sett är det mest hållbara. Indikatorer ska därför ses som ett verktyg av flera för att kunna belysa differenser och avväganden i en större kontrast.Inom denna studie är en generell notering att det till antalet finns fler beskrivna och listade miljömässiga och sociala indikatorer än ekonomiska. Beträffande ekonomiska indikatorer kan dessa också ses som mer generella och därför inte ha specifika kopplingar till olika branscher.Studien diskuterar också viktiga aspekter kring tolkning av indikatorer och datakvalitet ihop med några exempel på BVK-indikatorer.

Bland annat är det av relevans att förstå ursprunget och eventuella begränsningar som de underliggande datakällorna kan ha. Alla datakällor är dock unika på sitt sätt och kräver att en djupare analys av datakällor och klassificering av indikatorkategori görs på varje indikator som ska användas, förslagsvis med studiens samling av aspekter kring indikatorer och data. 

Utgångspunkten för denna rapport har varit att indikatorerna tillsammans och var för sig beskriver de delar som kan utgöra positiva och negativa effekter för att batterivärdekedjans utveckling blir så hållbar som möjligt. Utifrån dessa indikatorer är det sedan upp till myndigheter och beslutsfattare att, tillsammans med aktörerna inom BVK, driva utvecklingen åt rätt håll. 

För att uppfylla åtagandena i Parisavtalet krävs en mycket omfattande omställning av världens energi- och transportsystem. De klimatvänliga energiteknikerna – vindkraftverk, solceller och elfordonsbatterier – kommer att kräva mycket stora mängder av både basmetaller och sällsynta jordartsmetaller. Europeiska kommissionen ser vart tredje år över vilka ämnen som är av avgörande betydelse för den gröna omställningen. Gemensamt är att ämnena både är av stor ekonomisk betydelse och att EU:s tillgång till ämnena är begränsad eller sårbar. Den senaste listan från 2020 består av 27 enskilda ämnen och 3 ämnesgrupper (totalt 49 ämnen). Hållbar utvinning och återvinning av sekundära råmaterial är ett växande komplement till brytning av primära mineralresurser. Enligt Sveriges strategi för en cirkulär ekonomi ska primära råmaterial så långt det är möjligt ersättas av resurser som används effektivt i cirkulära flöden. Regeringen har därför gett SGU och Naturvårdsverket i uppdrag att arbeta för att öka möjligheterna till hållbar utvinning av mineral och metaller från sekundära flöden.

Den här studien syftar till att öka kunskapsunderlaget inom det uppdraget. Studien består av de tre delarna 1) kartläggning av sekundära flöden av kritiska råmaterial i den svenska teknosfären, 2) beskrivning av förutsättningar, möjligheter och utmaningar med olika typer av spårbarhetssystem för ökad cirkularitet samt 3) utveckling av en metod, inklusive beskrivning av datatillgång, inför kommande fördjupade eller kompletterande kartläggningar. Kartläggningen har avgränsats till de flöden där de studerade råmaterialen har passerat en användarfas innan de blir avfall och eventuellt går till återvinning. Avfall från gruvor och tillverkningsindustri ingår inte.En övergripande slutsats är att det saknas statistik för metallanvändning i Sverige. För kritiska råmaterial saknas dessutom tillförlitliga uppgifter på koncentrationer av kritiska råmaterial i produkter och uppgifterna är än bristfälligare för avfallsflödena. Den statistik som finns beskriver främst produktion, import och export av basmetallerna och avfall för olika produktkategorier. Det innebar att den ursprungliga arbetsgången med en inledande litteraturstudie följd av en statistikgenomgång för att sammanställa ett enhetligt underlag för flödesberäkningar inte kunde genomföras fullt ut. I praktiken har det varit nödvändigt att göra specifika antaganden och val av beräkningsmetoder för vart och ett av de ämnen som har kartlagts kvantitativt. 

Denna förstudie ger en överblick över den miljöpåverkan som förväntas ske från utbyggnad av elnät och olika energilagringstekniker i ett framtida energisystem. Rapporten beskriver miljöpåverkan för olika delar av livscykeln, dvs. utvinning av råvaror, tillverkning, anläggning, drift och underhåll samt kvittblivning inklusive återanvändning och återvinning.

Syftet med denna rapport är att öka kunskapen om bygg- och rivningsprodukter och -material som går att återanvända, för att på så sätt öka andelen material som cirkuleras. Rapporten sammanställer befintlig information och presenterar en enkel utvärdering av byggvarugrupper och deras återanvändbarhet baserat på ett ungefärligt tillverknings- och monteringsår. Detta kan användas som en indikator för att bedöma risken för potentiellt farliga ämnen i byggprodukter i relation till deras farlighet under driftsfasen. Rapporten utvärderar ett 70-tal produkter som presenteras kategoriserat utifrån husdelar. Ett byggåterbruksguiden har tagit fram baserad på rapporten som publiceras som ett separat dokument till rapporten.

Rapporten och guiden omfattar följande produktgrupper:

-        Takkonstruktion

-        Fasader

-        Fundament

-        Dörrar och fönster

-        Innertak och bjälklag

-        Golv

-        Badrumsmaterial

-        Köksinredning

-        Mark och trädgård

-        Emballage

-        Restpartier

Följande ämnen inkluderas i utvärderingen

-        Asbest

-        Metaller: bly (Pb), kadmium (Cd), krom (Cr), koppar (Cu), nickel (Ni), zink (Zn), arsenik (As) och kvicksilver (Hg)

-        Klorparaffiner, kortkedjiga (SCCP)

-        PAH (polycykliska aromatiska kolväten)

-        CFC / HCFC (klorfluorkarboner och vätefluorkolväten)

-        Kolväten (C6 - C36, alifatiska kolväten)

-        PCB (polyklorerade bifenyler, inkluderar 209 PCB-varianter)

-        Bromerade flamskyddsmedel (hexabromcyklododekan)

Syftet med denna guide är att öka kunskapen om byggprodukter och byggmaterial som går att återanvända, så att den cirkulära användningen blir större. Guiden kan användas som en indikator för att bedöma risken för potentiellt farliga ämnen i byggprodukter.

Guiden är riktad till privatpersoner som vill använda begagnade byggvaror eller som har äldre byggprodukter i sina bostäder och vill veta om de innehåller farliga ämnen innan de lämnar dem till återbruk. Den ger en enkel och lättavläst utvärdering av byggvaror och visar om de går att återanvända, baserat på ungefärligt tillverknings- och monteringsår. Guiden omfattar ett 70-tal produkter som presenteras utifrån husets delar. Den ger även tips på hur man känner igen farliga material och hur man sorterar avfallet. Här finns även en lista över aktörer i Sverige som arbetar med återbruk av byggvaror, dock inte fullständig – eftersom antalet aktörer inom detta område ökar stadigt.