ICT-päätelaitteisiin liittyvät materiaali-, energia- ja ilmastokysymykset Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 2020:12 Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 2020:12 ICT-päätelaitteisiin liittyvät materiaali-, energia- ja ilmastokysymykset Jáchym Judl, Susanna Horn, Janne Pesu, Hannu Savolainen, Petrus Kautto Liikenne- ja viestintäministeriö, Helsinki 2020 Liikenne- ja viestintäministeriö ISBN PDF: 978-952-243-613-9 Taitto: Valtioneuvoston hallintoyksikkö, julkaisutuotanto Helsinki 2020 Kuvailulehti Julkaisija Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 11.8.2020 Tekijät Jáchym Judl, Susanna Horn, Janne Pesu, Hannu Savolainen, Petrus Kautto Julkaisun nimi ICT-päätelaitteisiin liittyvät materiaali-, energia- ja ilmastokysymykset Julkaisusarjan nimi ja numero Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 2020:12 Diaari/hankenumero Teema ISBN PDF 978-952-243-613-9 ISSN PDF 1795-4045 URN-osoite http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-243-613-9 Sivumäärä 96 Kieli Suomi Asiasanat ilmastovaikutukset, ympäristövaikutukset, tieto- ja viestintätekniikka-ala, elektroniikkalaitteet Tiivistelmä Liikenne- ja viestintäministeriö tilasi tämän selvityksen tieto- ja viestintäteknologia-alan ilmasto- ja ympäristöstrategian valmistelun tueksi Suomen ympäristökeskus SYKEltä. ICT-ala pystyy vaikuttamaan positiivisesti muiden alojen ilmasto- ja ympäristövaikutuksiin, mutta aiheuttaa samanaikaisesti laitteiden valmistuksen ja käytön osalta myös negatiivisia ilmasto- ja ympäristövaikutuksia, kuten päätelaitteiden valmistukseen käytettyjen materiaalien louhinta ja jalostus, käytönaikainen energiankulutus ja kierrätykseen liittyvät haasteet. Myös päätelaitteiden ulkopuolinen infrastruktuuri aiheuttaa huomattavia ympäristövaikutuksia. Raportissa tarkastellaan päätelaitteiden keskeisiä materiaali-, energia ja ilmastokysymyksiä sekä arvioidaan niihin liittyviä haasteita ja mahdollisuuksia. Laitteet tuotetaan lähes poikkeuksetta Suomen ulkopuolella, joten suurimmat mahdollisuudet Suomessa liittyvät laitteen ympäristötehokkaan käytön ja kierrätyksen parantamiseen sekä vastuullisempien raaka-aineiden tuotantoon. Kuluttajien tietoisuuden ja ymmärryksen lisääminen päätelaitteiden energiatehokkaista käyttötavoista, ohjelmistopäivityksistä ja korjattavuudesta on tärkeää. Lisäksi laitteiden elinkaaritiedon systemaattisempi kerryttäminen on keskeinen toimenpide. EU:n ekosuunnittelu-, energiatehokkuus- ja kiertotaloussääntelyyn ja -toimiin vaikuttaminen nousee myös esille. Kustantaja Liikenne- ja viestintäministeriö Julkaisun myynti/jakaja Sähköinen versio: julkaisut.valtioneuvosto.fi Julkaisumyynti: vnjulkaisumyynti.fi VN/8054/2019 http://urn.fi/URN:ISBN http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/ https://vnjulkaisumyynti.fi/ Presentationsblad Utgivare Kommunikationsministeriet 11.8.2020 Författare Jáchym Judl, Susanna Horn, Janne Pesu, Hannu Savolainen, Petrus Kautto Publikationens titel Material-, energi-, och klimatfrågor som rör IKT-terminalutrustning Publikationsseriens namn och nummer Kommunikationsministeriets publikationer 2020:12 Diarie- /projektnummer Tema ISBN PDF 978-952-243-613-9 ISSN PDF 1795-4045 URN-adress http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-243-613-9 Sidantal 96 Språk Finska Nyckelord klimatpåverkan, miljöpåverkan, it-branschen, elektronisk utrustning Referat Kommunikationsministeriet beställde denna utredning av Finlands miljöcentral SYKE till stöd för beredningen av klimat- och miljöstrategin för it-branschen. IKT-branschen kan ha en positiv inverkan på andra branschers klimat- och miljöpåverkan, men i och med tillverkning och användning av utrustning kan den också påverka klimatet och miljön negativt, till exempel vid brytning och förädling av material som används vid tillverkningen av terminalutrustning, energiförbrukning under användningstiden och utmaningar i anslutning till återvinning. Även terminalutrustningens externa infrastruktur har betydande miljöpåverkningar. I rapporten granskas terminalutrustningens centrala frågor gällande material, energi och klimat, och utmaningar och möjligheter som är förenade med dem bedöms. Utrustningen produceras nästan utan undantag utanför Finland, så de största möjligheterna i Finland hänför sig till miljövänligare användning och bättre återvinning av utrustningen, och produktion av mer ansvarsfulla råvaror. Det är viktigt att öka konsumenternas medvetenhet och förståelse om energieffektiva användningssätt, programvaruuppdateringar och reparationer av terminalutrustning. Dessutom är det viktigt med en mer systematisk insamling av information om utrustningens livscykel. Påverkan på EU:s bestämmelser och åtgärder i fråga om ekodesign, energieffektivitet och cirkulär ekonomi lyfts också fram. Förläggare Kommunikationsministeriet Beställningar/ distribution Elektronisk version: julkaisut.valtioneuvosto.fi Beställningar: vnjulkaisumyynti.fi VN/8054/2019 http://urn.fi/URN:ISBN http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/ https://vnjulkaisumyynti.fi/ Description sheet Published by Ministry of Transport and Communications 11 August 2020 Authors Jáchym Judl, Susanna Horn, Janne Pesu, Hannu Savolainen, Petrus Kautto Title of publication Material, energy and climate issues related to ICT devices in Finland Series and publication number Publications of the Ministry of Transport and Communications 2020:12 Register number Subject ISBN PDF 978-952-243-613-9 ISSN PDF 1795-4045 Website address URN http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-243-613-9 Pages 96 Language Finnish Keywords climate impacts, environmental impacts, ICT sector, electronic equipment Abstract The Ministry of Transport and Communications commissioned this report from the Finnish Environment Institute SYKE to support the preparation of the climate and environmental strategy for the ICT sector. While the ICT sector can have a positive effect on the climate and environmental impacts of other sectors, it also causes negative climate and environmental impacts connected to the manufacture and use of equipment, such as the extraction and processing of materials used in the manufacture of devices, energy consumption during use and challenges related to recycling. The external infrastructure required for the operation of end user devices also has a significant impact on the environment. The report examines the key material, energy and climate issues related to end user devices and assesses the challenges and opportunities they present. Almost without exception, end user devices are produced outside Finland, so the greatest potential for mitigating their environmental impacts in Finland is related to improving the environmentally efficient use and recycling of equipment and producing raw materials more responsibly. It is important to increase consumers’ awareness and understanding of the energy-efficient use of end user devices and the significance of software updates and reparability. More systematic accumulation of information on the life cycle of devices is another key measure. In addition, the EU’s role in influencing ecological design, energy efficiency and circular economy regulation and measures emerges as a significant factor. Publisher Ministry of Transport and Communications Publication sales/ Distributed by Online version: julkaisut.valtioneuvosto.fi Publication sales: vnjulkaisumyynti.fi VN/8054/2019 http://urn.fi/URN:ISBN http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/ https://vnjulkaisumyynti.fi/ Sisältö 1 Johdanto ..................................................................................................11 2 Päätelaitteiden kysyntä ........................................................................... 14 Kysyntään vaikuttavat tekijät ....................................................................................... 14 Laitteiden kysyntä Suomessa...................................................................................... 17 2.2.1 Myyntitilastot .............................................................................................. 17 2.2.2 Käytössä oleva laitekanta .......................................................................... 22 Verkkoyhteyden mahdollistavien liittymien määrä Suomessa ..................................... 23 Päätelaitteiden kysyntä globaalisti .............................................................................. 25 3 Päätelaitteisiin liittyvät raaka-ainevirrat ................................................ .29 Päätelaitteiden materiaalikoostumus ........................................................................... 29 Päätelaitteisiin liittyvät materiaalivirrat Suomessa ....................................................... 32 Yksittäiset raaka-aineet tai raaka-aineryhmät ............................................................. 35 3.3.1 Kriittiset raaka-aineet ................................................................................. 35 3.3.2 Konfliktimineraalit ...................................................................................... 36 3.3.3 Haitalliset aineet ........................................................................................ 37 Suomen primääriraaka-ainevarannot ja niiden hyödyntäminen .................................. 39 4 Päätelaitteiden kierrätys ......................................................................... .41 Kierrätetyt volyymit ...................................................................................................... 41 Kierrätysasteet ............................................................................................................ 43 Kierrätyksen tekninen toteutus .................................................................................... 44 Eri ICT-laitteiden tai komponenttien kierrätys .............................................................. 47 Kierrätykseen liittyvät ongelmat ................................................................................... 49 4.5.1 Jätevirran koostumus ................................................................................ 49 4.5.2 Kierrätysprosessin valinta .......................................................................... 50 4.5.3 Suljettu kierto – onko se mahdollista? ....................................................... 51 Lukijalle......................................................................................................10 Kierrätyksen mahdollistajat ......................................................................................... 53 4.6.1 Kierrätyksen mahdollistavat kantajametallit ............................................... 53 4.6.2 Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu ....................................................... 54 4.6.3 Arvoketjuyhteistyö ..................................................................................... 54 4.6.4 Elinkaarijohtaminen ................................................................................... 55 5 Päätelaitteiden käyttöön liittyvä energiankulutus ................................. .56 Globaalin ICT-sektorin energiankulutus ...................................................................... 56 Laitekohtainen energiankulutus ................................................................................... 58 Päätelaitteiden käytönaikainen energiankulutus Suomessa ....................................... 60 Energiankulutukseen vaikuttaminen ............................................................................ 63 6 Päätelaitteiden ilmastovaikutukset ........................................................ .66 Globaalin ICT-sektorin kasvihuonekaasupäästöt ........................................................ 66 Laitekohtaiset ilmastovaikutukset ................................................................................ 66 Päätelaitteiden ilmastovaikutukset Suomessa ............................................................ 68 Kasvihuonekaasupäästöihin vaikuttaminen ................................................................ 70 7 ICT-laitteisiin liittyvät haasteet ja mahdollisuudet Suomessa ............. 72 Raaka-aineet ............................................................................................................... 72 Tuotesuunnittelu .......................................................................................................... 75 Tuotanto ...................................................................................................................... 77 Käyttö .......................................................................................................................... 78 Kierrätys ...................................................................................................................... 79 8 Johtopäätökset ........................................................................................ 83 Liitteet ................................................................................................................ 86 Lähteet ............................................................................................................... 90 LUKIJALLE Tieto- ja viestintäteknologia-alalla on kahtalainen rooli ilmaston ja ympäristön kan- nalta. ICT-sektorilla on keskeinen rooli ilmasto- ja ympäristöystävällisemmän yhteis- kunnan mahdollistajana, mutta samalla se aiheuttaa energian- ja materiaalinkulutusta ja päästöjä. Liikenne- ja viestintäministeri Marin asetti syksyllä 2019 tieto- ja viestintä- teknologia-alan ilmasto- ja ympäristöstrategiaa valmistelevan työryhmän. Strategian tavoitteena on muodostaa yhteinen näkemys alan ilmasto- ja ympäristövaikutuksista Suomessa sekä suositella keinoja, joilla vaikutuksia voidaan hallita. ICT-päätelaitteisiin liittyy suuria materiaalivirtoja, joiden ennustetaan jatkavan kasvu- aan. Suureen elektroniikkalaitteiden määrään liittyy haasteita materiaalivirtojen kestä- vyyden ja laitteiden kierrätyksen suhteen. Liikenne- ja viestintäministeriö tilasi osana ICT-alan ilmasto- ja ympäristöstrategian valmistelua selvityksen ICT-päätelaitteisiin liittyvistä materiaali-, energia- ja ilmastokysymyksistä sekä niihin liittyvistä haasteista ja mahdollisuuksista. Selvityksen toteutti Suomen ympäristökeskus SYKE, jossa työstä vastasivat Jáchym Judl, Susanna Horn, Janne Pesu, Hannu Savolainen ja Petrus Kautto. Selvityksessä esitetyt johtopäätökset ovat selvityksen toteuttajien, eivätkä välttämättä edusta liikenne- ja viestintäministeriön näkemyksiä. Hankkeen ohjausryhmään kuuluivat Tuuli Ojala liikenne- ja viestintäministeriöstä, Jarkko Vesa työ- ja elinkeinoministeriöstä, Marja Heinonen Liikenne- ja viestintävi- rasto Traficomista sekä Juha Toivanen Energiavirastosta. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 10 1 Johdanto ICT-ala on ympäristö- ja ilmastovaikutuksiltaan monitahoinen sektori, joka tuotteillaan ja palveluillaan pystyy aikaansaamaan systeemistä parannusta muilla sektoreilla, mutta samalla laitteiden valmistus ja käyttö aiheuttaa myös negatiivisia ilmasto- ja muita ympäristövaikutuksia. Näitä negatiivisia ympäristövaikutuksia aiheuttavat mm. päätelaitteiden valmistukseen käytettyjen materiaalien louhinta ja jalostus, laitteiden käytön aikainen energiankulutus ja kierrätykseen liittyvät haasteet. Lisäksi päätelaittei- den ulkopuolinen infrastruktuuri aiheuttaa huomattavia ympäristövaikutuksia, jotka jäävät kuluttajalle usein näkymättömäksi. Tämän raportin tarkoitus on tarkastella pää- telaitteiden keskeisiä materiaali-, energia ja ilmastokysymyksiä sekä arvioida niihin liit- tyviä haasteita ja mahdollisuuksia. Eri tuotteiden ympäristövaikutukset mallinnetaan yleensä niiden koko elinkaaren ajalle (esim. ISO 14040; Euroopan komissio, 2008), jotta saadaan kattavasti arvioitua kaik- kien elinkaaren vaiheiden aiheuttamat ympäristövaikutukset ja välttämään eri elinkaa- ren vaiheiden välinen osaoptimointi. ICT-tuotteiden elinkaari (Kuva 1) alkaa tyypilli- sesti raaka-aineiden louhimisesta ja prosessoinnista sekä tuotteen valmistuksesta. Vaikka tuotesuunnittelu ei suoranaisesti liity materiaalivirtojen liikkumiseen, nähdään tuotesuunnittelu yleisesti yhtenä elinkaaren vaiheena ennen tuotteen valmistusta sen- kin takia, että se vaikuttaa merkittävästi tuotteen seuraaviin elinkaaren vaiheisiin. Val- mistuksen jälkeen tuote päätyy kuluttajalle, joka käyttää sitä tuotteen käyttöiän ajan. Tähän elinkaaren vaiheeseen voi liittyä tuotteen korjaus ja uudelleenkäyttö (repair and reuse) tai toinen käyttötarkoitus (second life). Jos kiertotalous toimii tehokkaasti, voi- taisiin teknisen käyttöiän jälkeen laite vielä uudelleenvalmistaa tai sen komponentit hyödyntää suoraan uuden laitteen kokoonpanossa. Näitä toimintamalleja hyödynne- tään varsin harvoin vielä nykyään. Kun laite on elinkaarensa loppuvaiheessa, eikä sitä tai sen komponentteja voida enää uudelleenkäyttää, toimitetaan se yleensä keräyk- sen ja kierrätyksen piiriin. Näin materiaalit voidaan hyödyntää materiaaleina uudes- taan. Samalla osa esimerkiksi palavista materiaaleista, kuten muoveista, voidaan hyö- dyntää energiana. Huonoimmassa vaihtoehdossa laite, tai sen osat, joutuvat loppusi- joitukseen, jossa materiaaleja tai niiden sisältämää energiaa ei hyödynnetä uudestaan (esim. materiaalihäviöt, kaatopaikat). ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 11 Kuva 1 Päätelaitteen tyypillinen elinkaari Päätelaitteiden aiheuttamia negatiivisia vaikutuksia ympäristöön tai yhteiskuntaan ovat mm. • Laitteiden elinkaarinen energiankulutus ja siihen liittyvät ilmastovaikutukset • Laitteiden materiaalivalintoihin liittyvät raaka-aineiden energia- ja vesi-intensii- vinen louhinta ja prosessointi • Eräisiin materiaaleihin liittyvät vastuullisuusriskit, kuten huonot työskentelyolot ja lapsityövoima, konfliktit ja korruptio • Hankalasti prosessoitavan jätteen synty • Vaarallisten aineiden käyttäminen Tämän tarkastelun kohteena ovat päätelaitteet, joiksi lasketaan pöytätietokoneet, kan- nettavat tietokoneet ja tabletit, älypuhelimet, matkapuhelimet ja -kellot sekä älytelevi- siot. Näiden kuluttajapäätelaitteiden lisäksi tutkimuksessa tarkastellaan myös reititti- miä, verkkolaitteita ja palvelimia siltä osin kuin niiden energiankulutus liittyy suoraan Neitseelliset raaka-aineet Raaka-aineiden prosessointi (rikastus, jalostus) Tuotesuunnittelu Tuotteen valmistus (ml. komponenttien valmistus) Tuotteen käyttö Keräys Kierrätys © SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 12 päätelaitteiden käyttöön. IoT-laitteisiin, sensoreihin ja tulevaisuuden teknologioihin ei tarkastelussa keskitytä, vaikka tulevaisuuden trendit osoittavat siihen suuntaan, että kysyntä tulee erityisesti niiden osalta kasvamaan. Näillä laitteilla on merkittävä poten- tiaali mm. energia- ja materiaalitehokkaiden teollisten prosessien optimoinnissa ja si- ten ympäristö- ja ilmastovaikutusten pienentämisessä. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 13 2 Päätelaitteiden kysyntä Kysyntään vaikuttavat tekijät ICT-sektori on globaalisti nopeasti kasvava ala (Mas ym., 2018) ja päätelaitteita myy- dään maailmassa miljardeja laitteita vuosittain. Vuonna 2018 älypuhelinten myynti oli noin 1,5 miljardia kappaletta globaalisti ja Suomessakin yli 2 miljoonaa kappaletta. Päätelaitteiden suuren kysynnän lisäksi niihin liitettävät tarvikkeet, kuten esim. kuulok- keet, kaiuttimet, kuvaustarvikkeet ovat Suomessa jo yli 100 M€:n voimakkaasti kas- vava markkina (Gotech, 2019b). Päätelaitteiden käyttömahdollisuudet lisääntyvät sekä laitteiden kehityksen että yh- teiskunnan digitalisaation myötä. Kysyntään vaikuttavat myös sosiaaliset tekijät – pää- telaitteita käytetään paljon ja niistä on tullut tärkeä osa elämää. Päätelaitteiden kysyn- tään vaikuttaa laaja joukko tekijöitä, mm. seuraavat (Proske & Finkbeiner, 2020; Judl, 2018; Rousseau, 2020; Salo ym., 2019; Türkeli ym., 2019): • Laitteiden laskevat hinnat • Jatkuva tuotekehitys, esim. ohjelmistokehitys ja komponenttien, näyttötekno- logioiden, IC-piirien kehitys • Laitteiden ja komponenttien lyhyet tekniset käyttöiät • Ympäristömyötäisen suunnittelun puuttuminen • Ohjelmistojen suunniteltu lyhytikäisyys • Korjaamisen vaikeus • Intensiivinen markkinointi, johon liittyy kuluttajien kiihtyvä halu uusia laitteensa uusimpaan Nämä seikat johtavat myös vanhojen laitteiden hylkäämiseen, vaikka ne olisivatkin vielä käyttökelpoisia (TWI2050, 2019; Proske & Finkbeiner, 2020). Esimerkiksi Isossa-Britanniassa, yli puolet älypuhelimen omistajista vaihtaa laitteensa kahden vuoden välein (Statista, 2019a). Toisaalta vaihtonopeuteen vaikuttaa myös ikä – 20- ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 14 39 vuotiaat vaihtavat älypuhelimensa useammin kuin tätä vanhemmat ihmiset (Sta- tista, 2019b). Taulukkoon 1 on kerätty eri lähteiden oletuksia keskimääräisille käyt- töi’ille laitetyypeittäin. Taulukko 1 Tuotteiden käyttöiät eri lähteiden mukaan ADEME 2018 Suckling & Lee 2015 Deng 2017 Bakker ym. 2014 Judl et al. 2018 Cordella ym. 2020 älypuhelin 2 v 2-3 (4) 21 kk 4,5 v matkapuhelin 23 kk 4,6 v läppäri 4 v 4,1 v pöytätietokone 6 v tabletti 3 v älykello 5 v älytelevisio 8 v 10 v modeemi 3,5 v Tuotekohtainen kysyntä etenee usein perinteisen kaupallisen elinkaaren1, toisin sa- noen tuotteen kypsyysmallin mukaan (Kuva 2). Kysyntää nostaa uudessa tuotekate- goriassa nähtävä nopea tekninen kehitys ja uusien käyttötapojen syntyminen. Kehi- tyksen saavuttaessa käytön kannalta riittävän tason, rupeaa uusimistarve vähene- mään ja käyttöiät pidentyvät. Kasvun kypsyminen tarkoittaa vaihetta, jossa kasvuno- peus hiljenee. Vakaassa kypsyydessä markkinat ovat kyllästetyt, eli myynnin määrä on samassa suhteessa käyttäjien määrään. Rapistuva kypsyys tarkoittaa kysynnän pienentymistä määrällisesti (esim. Kotler, 1990). Teknologiatuotteista tulee vanhentu- neita ja ne korvataan muilla tuotteilla. Näin on käynyt esim. kirjoituskoneille, kasetti- soittimille ja perinteisille matkapuhelimille. 1 Tuotteen kaupallisen elinkaaren etenemisestä puhutaan usein myös ”elinkaarimal- lina”. Tämän raportin keskiössä on kuitenkin elinkaari sen materiaalivirtojen osalta (raaka-aineet, tuotanto, käyttö, käytöstäpoisto), minkä takia näitä kahta tuotteeseen liit- tyvää elinkaarta ei tule sekoittaa toisiinsa. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 15 Vaikka kypsyysmalli osoittaa myynnin ja kysynnän vauhdin kasvua (tai hiipumista) yk- sittäisille päätelaitteille, ei se välttämättä auta arvioimaan kulutuselektroniikan koko- naisympäristövaikutuksia: kun tuotteen kysyntä alkaa hiipua, on seuraava tuote jo kasvuvaiheessa. Kokonaisvaikutuksia määriteltäessä on huomioitava sektorin koko- naismateriaalitarve ja -energiankulutus, ml. mahdolliset korvaus- ja heijastevaikutuk- set. Ympäristön kannalta laitteiden kaupalliset elinkaaret ovat kuitenkin mielenkiintoi- sia muutamasta eri näkökulmasta, mm.: • Vanhemman ja yksinkertaisemman teknologian hiipuessa on tämä tyypillisesti korvattu kompleksisemmalla teknologialla. Pienelektroniikan kompleksisuus on etenkin viime vuosina tarkoittanut sitä, että niiden valmistukseen on tarvittu harvinaisempia ja uusia materiaaleja, joiden tuotanto on resurssi-intensiivistä ja toimitusketjut vakiintumattomia, saattaen siten sisältää myös vastuullisuus- riskejä. Asiasta tekee moniulotteisen myös se, että kompleksisempi tuote on saattanut myös korvata joitain muita laitteita (Judl yml. 2012) tai toisaalta uu- sien kompleksisempien tuotteiden myynti on saattanut myös kasvattaa lisä- laitteiden myyntiä, esimerkiksi kaiuttimien, kuulokkeiden, latureiden tms. • Aika kaupallisen elinkaaren alusta loppuun on lyhenemässä. Tämä tarkoittaa, että koko syklin ajallinen pituus lyhenee ja uusia tuotteita tuodaan markki- noille, mikä tarkoittaa, että laitteiden ei odoteta kestävän teknisen käyt- töikänsä päähän, vaan ostetaan uusi, kasvuvaiheen laite jo niin pian, kun sel- lainen tuodaan markkinoille. aika m yy nt i esittely kasvu © SYKE kypsyys hiipuminen Kuva 2 Tuotteen kypsyys markkinoilla, kaupallinen ”elinkaari” ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 16 • Lyhyet tuotesyklit ja yhä kompleksisemmat tuotteet aiheuttavat haasteita kier- rätysprosessien optimoinnille muuttuvien kierrätysvolyymien ja materiaali- koostumuksien vuoksi. • Laitteen kasvuvaiheen usein lähes eksponentiaalinen kasvuvauhti luo laittei- den tarjontaan haasteita, etenkin jos laite vaatii erikoisia tuotantoteknologioita tai eksoottisia materiaaleja. Tyypillisesti ”kypsässä” kaupallisuuden vaiheessa laitteiden tuotanto ja hankintaketjut on pystytty optimoimaan tehokkaammiksi. ICT-alan kehitys jatkuu edelleen voimakkaana ja markkinat ovat siirtymässä kohti uu- sia tuotteita ja palveluita. Uudenlainen verkkoliitettävyys ja 5G-verkko, digitaalinen transformaatio, IoT-kytkettävyys, sosiaaliset sovellukset, tekoäly, virtuaalitodellisuus, data-analytiikka, pilvipalvelut, hybridiverkko jne. vaikuttavat kaikki myös siihen, mitkä toiminnan ympäristövaikutukset ovat. Vaikka laitteilla ei ole käytännössä suoria pääs- töjä, vaativat uudet tuotteet ja palvelut usein uutta infrastruktuuria. Vaikka monet uu- sista, innovatiivisista laitteista ja palveluista helpottavat ihmisten elämää ja tekevät siitä mukavampaa, terveellisempää ja tehokkaampaa, vaikuttaa niiden laajamittai- sempi käyttöönotto nykyisiin materiaalivirtoihin ja energiankulutukseen. Järjestelmää kokonaisuutena tulisi arvioida myös ympäristön kannalta. Tässä raportissa keskity- tään pääasiassa nykyisin käytettäviin laitteisiin, mutta on otettava huomioon, että vaikka niiden kysyntä saattaakin olla tasaantumassa, tulisi skenaarioita jatkon kan- nalta luoda myös uusille, vanhoja korvaaville tuotteille, tai täysin uusia funktionaali- suuksia tarjoaville tuotteille. Lisäksi on varmistettava, että ennen kuin uudet tuotteet tulevat elinkaarensa päähän, on niiden materiaalien uudelleenkäyttö suunniteltu mah- dollisimman tehokkaasti. Laitteiden kysyntä Suomessa 2.2.1 Myyntitilastot Päätelaitteiden kysyntä Suomessa esitellään kuvassa 3. Luvut on kerätty Elektronii- kan Tukkukauppiaat (ETK) ry:ltä2, joka ylläpitää Gotech-tiedotussivustoa ja kulutus- hyödykkeiden teknologiatilastoja Suomessa. Tilastojen mukaan älypuhelinten myynti kappalemäärissä mitattuna on selkeästi suu- rin yksittäinen hyödykeryhmä (2 053 000 kappaletta vuonna 2019). Näiden myynti kasvoi vuosien 2013‒2017 välillä, mutta on siitä lähtien laskenut 14 % vuoteen 2019 2 https://www.etkry.com/ ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 17 https://www.etkry.com/ asti (Kuva 3). Perinteisten matkapuhelinten myynti on laskenut koko seurantajakson ajan (-36 % vuosina 2013-2019) Kuva 3 Puhelinten myynti Suomessa (Lähde: ETK ry, FiCom ry) Muista päätelaitteista tietokoneiden myynti on vähentynyt 13 % ja tablettien myynti 37 % vuosien 2016‒2019 aikana (Kuva 4). Toisaalta, tablettien, kannettavien ja jopa äly- puhelinten kategorisointi on entistä hankalampaa, sillä niiden funktionaalisuudet ja muut käyttöön vaikuttavat ominaisuudet alkavat olla lähellä toisiaan. Älytelevisioiden myynti on kasvanut 20 % vuosina 2016-19 ja älykellojen myynti peräti 114 %, josta pelkästään viime vuonna kasvua oli 83 %. 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 matkapuhelimet 590 921 446 720 286 517 242 959 260 107 215 959 155 680 älypuhelimet 1 917 709 2 153 509 2 292 367 2 309 225 2 384 894 2 290 923 2 053 048 0 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 2 500 000 3 000 000 kp l matkapuhelimet älypuhelimet Lähde: ETK ry, FiCom ry ©SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 18 Kuva 4 Muiden päätelaitteiden myynti Suomessa (Lähde: ETK ry, FiCom ry) Laskemaan kääntyneiden myyntimäärien lisäksi älypuhelinmarkkinoiden kyllästymi- sestä kertovat tilastot niiden henkilöiden osuudesta kokonaisväestöstä, joilla on jo käytössä älylaite. Suomessa noin 83 %:lla asukkaista on älypuhelin omaan käyt- töönsä (taulukko 2). Älypuhelinten käyttö nuorilla on suositumpaa kuin vanhemmilla ihmisillä, eli 98 %:lla alle 45-vuotiaista on älypuhelin, mutta 75‒89-vuotiaista vain 27 %:lla on laite. Opiskelijoista jopa 99 % on älypuhelin, kun eläkeläisistä vastaava luku on 53 %. Niiden kotitalouksien osuus, joilla on jokin tietokone käytössään, on 87 % kaikista kotitalouksista. Tabletti löytyy 54 %:sta kotitalouksista (taulukko 3). 2016 2017 2018 2019 tabletit 470 816 411 429 323 171 298 185 taulutelevisiot 336 998 367 834 405 736 403 945 tietokoneet 417 377 409 373 440 699 362 902 älykellot 166 383 178 141 201 374 355 656 0 100 000 200 000 300 000 400 000 500 000 600 000 kp l tabletit taulutelevisiot tietokoneet älykellot Lähde: ETK ry, FiCom ry ©SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 19 Taulukko 2 Älypuhelimen käyttö, %-osuus väestöstä (SVT, 2019) Omassa käytössä älypuhelin [%]* 16-24v 98 25-34v 98 35-44v 98 45-54v 93 55-64v 90 65-74v 63 75-89v 27 Opiskelija 99 Työllinen 96 Eläkeläinen 53 Kaikki 83 *3G- tai 4G-internetyhteydellä varustettu matkapuhelin, jossa on kosketusnäyttö Taulukko 3 Kotitalouksissa käytössä olevat tabletti- ja muut tietokoneet, %-osuus väestöstä (SVT, 2019) Tablettitietokone Jokin tietokone Kaikki kotitaloudet 54 87 Uusien, puettavien älylaitteiden kysyntä on kasvanut, tosin joidenkin kaupallisten ky- selytutkimusten mukaan (Accenture, 2014) osa kuluttajista kokee vaikeuksia käyttäes- sään uudentyyppisiä älylaitteita. Kaikkiaan 83 % on kohdannut ongelmia muun mu- assa fitness-rannekkeiden, sekä puettavien terveysteknologian laitteiden käytön yh- teydessä. Ongelmat ovat liittyneet esimerkiksi käytön hankaluuteen, asennuksen vai- keuteen tai siihen, että laitteen toiminta ei ole odotetun mukaista. Nykyään yleisimmät puettavat älylaitteet ovat älykellot ja fitness-rannekkeet (Bachér et al. 2017). Laitteiden kysyntää arvioitaessa voidaan myös hyödyntää Pirkanmaan ELY-keskuk- sen (Pir-ELY) seuraamia myyntimääriä ja jätevirtoja Suomessa. Tilastot on koottu ton- nimäärissä, eikä kappaletasolla kuten yllä. Materiaalivirtojen kannalta tonnimäärät ovat käyttökelpoisia indikaattoreita, sillä eri kategorian tuotteet voivat mittasuhteiltaan, painoiltaan ja materiaalivaatimuksiltaan erota toisistaan merkittävästi. Laitteiden pai- nojen lisäksi myös laitteiden sisältämät eri materiaalit ovat olennaista tietoa, jota ei kuitenkaan ko. tilastossa pystytä seuraamaan. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 20 Pir-ELY:n tilastot sisältävät uusien (a) tieto- ja teleteknisten laitteiden sekä (b) kulutta- jaelektroniikan tuonnin Suomeen. Tieto- ja teletekniset laitteet ovat tämän raportin kannalta mielenkiintoisia, sillä kategoria sisältää kaikki ne tuotteet, joissa on sisäinen muisti. Tietokoneet, tabletit, matkapuhelimet ja älypuhelimet ovat osa tätä tilastoa. Ku- lutuslaitteisiin kuuluvat esimerkiksi laajakuva-TV:t. Näiden tilastojen pohjalta on nähtä- vissä, että tonnimäärissä mitattuna kotimaan markkinoille toimitettujen muistilaitteiden määrä on vähentynyt noin puoleen seurantajakson aikana (2008‒2017) kun taas muun kuluttajaelektroniikan määrä on vähentynyt vain noin 20 % (Kuva 5). Tonnimäärien vähenemisen taustalla on laitteiden keventyminen ja korvaantuminen pienemmän kategorian laitteilla. Esimerkiksi pöytätietokoneet korvautuvat kannetta- villa ja nekin osittain tableteilla tai joissain tapauksissa jopa älypuhelimilla. Vaikka ti- lastojen mukaan materiaalien absoluuttinen käyttö vähenee, on syytä painottaa, että pienemmät ja siten kompleksisemmat laitteet ovat hankalammin kierrätettäviä. Kuva 5 Suomen markkinoille toimitetut laitteet (Lähde: Pir-ELY) 0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 to nn ia Kuluttajaelektroniikka Tieto- ja teletekniset laitteet Lähde: Pirkanmaan ELY © SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 21 2.2.2 Käytössä oleva laitekanta Vuosittaisten myyntilukujen ja toimitusmäärien lisäksi voidaan tarkastella myös käy- tössä olevien laitteiden määrää. Kuva 6 esittää arvion Suomessa käytössä olevista laitteista ja niiden keskimääräisistä käyttöi’istä. Laskelma on tehty laskemalla yhteen vuosittaiset myyntiluvut (ETK ry, FiCom) keskimääräisen käyttöiän mukaan, eli esi- merkiksi älypuhelinten osalta 3 vuoden myynnit vuosilta 2017‒2019. Käyttöiät perus- tuvat pääosin ADEMEn (2018) arvioihin, mutta puhelinten ja tablettien osalta lasken- nallista käyttöikää on nostettu vastaamaan Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin (2020) tilastoimien liittymien määrää (Taulukko 4). Kaikkien tuoteryhmien osalta käy- tössä ei ollut riittävän monen vuoden myyntilukuja ja puuttuvat myyntiluvut on ekstra- poloitu lineaarisesti. Tablettien, tietokoneiden ja älykellojen osalta on näin arvioitu yh- den vuoden myyntiluvut (2015) ja taulutelevisioiden osalta vuodet 2012‒2015. Tämän tarkastelun mukaan kotitalouksien käytössä on näistä päätelaitteista selkeästi eniten älypuhelimia, yli 6 miljoonaa, ja taulutelevisioita alle puolet siitä. Tabletteja ja tietokoneita on molempia noin 2 miljoonaa laitetta. Näitä arvioita käytetään myöhem- min pohjana Suomen kokonaistilannetta arvioitaessa ja arviot on tehty yleiskuvan ja suuruusluokkien hahmottamiseksi. Tällä tarkastelulla voidaan myös arvioida käytössä olevien materiaalien potentiaalia, joka tulisi tehokkaalla keräyksellä ja kierrätyksellä muutaman vuoden päästä kierrätyksen piiriin tarjoten raaka-aineita uusiin käyttötar- koituksiin. Kuva 6 Arvio käytössä olevista päätelaitteista Suomessa vuonna 2020 (oma laskelma ETK ry:n, FiCom ry:n datojen pohjalta) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 matkapuhelimet tabletit taulutelevisiot tietokoneet älykellot älypuhelimet m iljo on a kp l tilastoidut vuodet ekstrapoloitu arvio 3 5 8 5 5 3 arvioitu käytöikä Lähde: ETK ry, FiCom ry © SYKE arvio ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 22 Taulukko 4 Liittymätilasto 2019 (Lähde: Traficom, 2020) Matkaviestinverkon liittymät liittymätyypeittäin - tuhatta liittymää 2019 Matkaviestinverkon liittymät - vain puhepalvelut 690 Matkaviestinverkon liittymät - puhe- ja tiedonsiirtopalvelut 6 460 Matkaviestinverkon liittymät - vain tiedonsiirtopalvelut 2 110 Verkkoyhteyden mahdollistavien liittymien määrä Suomessa Verkkopalveluja hyödyntävät päätelaitteet vaikuttavat oman energiankulutuksensa li- säksi välillisesti myös verkon ja verkossa sijaitsevien palvelujen energian käyttöön. Kaikki tarkastellut päätelaitteet voivat kytkeytyä internettiin ja sen takia on oleellista ottaa ympäristötarkastelussa huomioon myös käytön aiheuttama välillinen energian- kulutus. Verkkoyhteyden olemassaolo ja sen laatu vaikuttavat mahdollisuuteen käyt- tää eri palveluja ja palveluilla voi olla hyvinkin erilainen hiilijalanjälki. Esimerkiksi terä- väpiirtovideon suorakatselu vaatii nopean verkkoyhteyden ja aiheuttaa myös välillisiä päästöjä kuluttamalla energiaa verkkolaitteissa ja palvelinkeskuksissa. Tämä energi- ankulutus on käyttäjälle näkymätöntä ja tapahtuu usein kaukana päätelaitteen käyttä- jästä, jopa eri mantereella. Suomen laajakaistamarkkina on kehittynyt ja Suomessa on muihin Pohjoismaihin ja Baltiaan verrattuna eniten laajakaistaliittymiä. Vuoden 2018 lopussa Suomessa oli 72 laajakaistaliittymää sataa asukasta kohden. Suomen laajakaistaliittymät ovat muihin Pohjoismaihin nähden hyvin mobiilipainotteisia ja kiinteän verkon laajakaistaliittymiä on Suomessa vain 31 sataa henkeä kohden. Erillinen laajakaistaliittymä löytyy lähes joka taloudesta (95 %), mutta sen lisäksi myös yksi tai useampia mobiililaitteita omalla laajakaistayhteydellään. Matkaviestinverkon tiedonsiirtopalvelut sisältävistä liittymistä yli 80 % sisältää datayhteyden yli 10Mbit:in laskevalla nopeudella (download). (Tra- ficom 2020) Tilastokeskuksen mukaan kuluttajat käyttävät älypuhelintaan eniten päästäkseen in- ternetiin. Etenkin nuoret käyttävät älypuhelimiaan tähän tarkoitukseen, mutta myös vanhemmat ikäpolvet ovat löytäneet älypuhelimen hyödyt nettiselailussa (Taulukko 5). Myös kannettavaa tietokonetta suositaan internetin käytössä, erityisesti opiskelijoiden keskuudessa. Pöytätietokone on tässä suhteessa menettämässä osuuttaan kaikissa ikäryhmissä. 23 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET Taulukko 5 Internetin käyttö eri laitteilla 2019, %-osuus väestöstä (SVT 2019) Tablettitieto- koneella Kannettavalla tieto- koneella Pöytätietoko- neella Matkapuheli- mella Muulla pienlait- teella 16-24v 40 80 44 98 18 25-34v 43 76 48 98 17 35-44v 62 79 40 97 23 45-54v 52 74 35 93 8 55-64v 54 72 38 84 5 65-74v 35 50 27 54 2 75-89v 11 21 14 20 1 Opiskelija 44 85 48 99 15 Työllinen 54 77 41 95 15 Eläkeläinen 26 41 22 45 2 Kaikki 44 66 36 80 11 Verkkoliikenteen energiankulutukseen, ja siten laitteiden epäsuoriin ympäristövaiku- tuksiin, vaikuttaa päätelaitteen verkkoyhteys, siirretyn datan määrä ja se mitä palve- luja verkossa käytetään. Tiedon siirto mobiiliverkossa kuluttaa yleensä enemmän energiaa kuin kiinteässä dataverkossa (Schien & Priest, 2014). Suomessa on muihin Pohjoismaihin tai Baltian maihin verrattuna suurin siirretyn datan määrä per käyttäjä mobiiliverkoissa. Siirretyn datan määrä kuukaudessa per henkilö oli 30,7 Gt vuonna 2018 (Traficom, 2019). Latvia on tilastossa toisena; siellä siirretyn datan määrä per käyttäjä on silti selkeästi pienempi, vain 15,8 Gt. Vaikka päätelaitteiden ja liittymien määrät eivät Suomessa kasva, on liikenteen kasvu edelleen voimakasta, vaikkakin eksponentiaalisen kasvun vaihe on, ainakin toistaiseksi, ohitettu (Kuva 7). Mobiilida- tan suuri käyttö selittyy ainakin osin tiedonsiirtokäytöltään rajoittamattomien liittymien yleisyydellä – matkaviestinverkon liittymiä käytetään yleisesti kiinteiden laajakaistaliit- tymien sijasta (Traficom 2019). 24 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET Kuva 7 Mobiiliverkoissa siirretyn datamäärän kasvu (Lähde: Traficom, 2020) Päätelaitteiden kysyntä globaalisti Vaikka tutkimuksessa tarkastellaan päätelaitteita Suomen kannalta, on tärkeää ym- märtää päätelaitteiden arvoketjujen globaalit kytkökset. Suurin osa (99 %) laitteista (Nissinen & Savolainen, 2019) tuodaan Suomeen ulkomailta ja Suomen osuus glo- baalista päätelaitemyynnistä on pieni, alle 1 % kaikissa tarkastelluissa tuoteryhmissä (ETK ja Statista, 2020). Globaaleja ristikytköksiä aiheutuu esimerkiksi siitä, että Euroopan mittakaavassa Suomi tuottaa suhteellisen paljon laitteisiin tarvittavia harvinaisempia metalleja (luku 3.3). Näin ollen, Suomessa louhittavien high-tech metallien kysyntä (mahdollisesti myös hinta) saattaa kasvaa jatkossa, mikäli näitä viedään nopeasti kehittyville markki- noille. Suomi, ja itse asiassa koko EU, on silti ylivoimaisen riippuvainen sekä pääte- laitteiden raaka-aineiden, että niistä valmistettujen kulutushyödykkeiden osalta EU:n ulkopuolisista maista. Globaalia vuorovaikutusta muodostuu päätelaitteiden kierrätys- vaiheesta, sillä suomalaisten kehittämät tai käyttämät kierrätysteknologiat ovat suh- teellisen kehittyneitä ja saamme materiaaleja teknisesti hyvin talteen. Näitä materiaa- leja voidaan edelleen hyödyntää laitteiden tuotannossa muualla. Suomella on lisäksi monia kierrätykseen liittyviä strategisia kehitysalueita, joten alue tullee kasvamaan tärkeydessään jatkossakin. Älypuhelimet ovat viime vuosina globaalistikin olleet kappalemyynniltään selvästi suu- rin päätelaiteryhmä. Älypuhelinten osalta koko maailmassa myytyjen laitteiden määrä oli noin 1 500 miljoonaa kappaletta vuonna 2018 (Statista, 2020). Noin puolet tästä 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 m ilj. G t/v uo si vuosikasvu matkaviestinverkossa siirretty tieto - yhteensä Lähde: Traficom 2020 © SYKE 25 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET määrästä on myyty Aasian kehittyvillä markkinoilla (Kuva 8). Älypuhelinten myynti Länsi-Euroopassa on jo saturoitunut ja lähtenyt Suomen tavoin pieneen laskuun. Eu- roopan älypuhelinten myynti on alle 15 % koko maailman älypuhelinmyynnistä. (Cor- della, 2020) Kuva 8 Älypuhelinten globaalin myynnin jakautuma, v. 2018 (Lähde: Gartner, 2019) Kiina 27 % Aasia ja Tyynenmeren alue 30 % Eurooppa 13 % Pohjois-Amerikka 11 % Afrikka 11 % Etelä-Amerikka 8 % Lähde: Gartner (2019) © SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 26 Kuva 9 Puhelinten myynti globaalisti (Lähde: Statista, 2020) Globaali päätelaitemyynti on samansuuntainen Suomen tilanteen kanssa. Edelleen suurinta myyntivolyymia edustavien älypuhelinten kasvu on taittunut ja uusissa kate- gorioissa, kuten älykelloissa, nähdään nopeimmat kasvuvauhdit (Kuva 9 ja Kuva 10). Kuva 10 Muiden päätelaitteiden myynti globaalisti (Lähde: Statista, 2020). 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 matkapuhelimet 735 594 476 421 370 älypuhelimet 1 019 1 302 1 437 1 473 1 466 1 403 1 371 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 m iljo on aa kp l matkapuhelimet älypuhelimet Lähde: Statista ©SYKE 2016 2017 2018 2019 tabletit 203 185 174 161 televisiot 215 221 226 älykellot 21 29 45 0 50 100 150 200 250 m iljo on aa kp l tabletit televisiot älykellot Lähde: Statista ©SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 27 Tulevaisuuden arvioita päätelaitteiden myynnistä, kuten mitä tahansa tulevaisuuden oletuksia, on hankala tehdä. Kysyntään vaikuttavat esimerkiksi tarjonnan puolelta verkkoyhteyksien mahdollistaminen tai fragmentoituminen, 5G-verkon rakentaminen, tietoturva-asiat tai toisaalta myös kuluttajiin tai kysyntään vaikuttavat tekijät kuten tek- nologian hyväksyminen, käyttömukavuus ja lisäarvon mahdollistaminen sekä yleinen ymmärrys ympäristö- ja sosiaalisesta vastuullisuudesta ja kiertotaloudesta. On arvi- oitu, että vuonna 2023 70 %:lla maailman väestöstä olisi verkkoyhteys (Cisco, 2020). Mobiilitilaajien määrän arvioidaan kasvavan 5,1 miljardista (66 % väestöstä) vuonna 2018 5,7 miljardiin (71 % väestöstä) vuonna 2023. Mobiiliyhteyksien määrä kasvaa 8,8 miljardista vuonna 2018 13,1 miljardiin vuonna 2023. Näin ollen vuonna 2023 ole- tetaan olevan kaksinkertainen määrä mobiiliyhteyksiä verrattuna väestön lukumää- rään. Datan siirtonopeuden oletetaan kasvavan samalla aikavälillä 13,2 Mbps:sta 43,9 Mbps:iin. (Cisco, 2020) Ennustamisen vaikeuden johtosta tulevaisuuden arvioihin on hyvä sisällyttää erilaisia skenaarioita. Esimerkiksi Seppälä ym. esittivät vuonna 2013 kolme eri skenaariota älypuhelinmarkkinoiden kehityspoluista. Tällöin älypuhelimet olivat kysynnän kasvun alussa. Eri skenaarioissa puhelimet olisivat joko jääneet lyhytikäiseksi teknologiaksi, jonka uusi teknologia olisi poistanut markkinoilta ripeästi, toisen mukaan myyntihuippu oltaisiin saavutettu vuonna 2016, minkä jälkeen myynti hiipuisi. Kolmas skenaario pe- rustui ajatukseen, että älypuhelimista tulisi ns. välttämättömyystuote, jotka saturaa- tiopisteen saavutettuaan pysyisivät tasaisella kysyntätasolla. Viimeinen skenaario on toistaiseksi toteutunut, vaikka myyntiluvut ovatkin jääneet hieman skenaarion luvuista. 28 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 3 Päätelaitteisiin liittyvät raaka- ainevirrat Päätelaitteiden, kuten monien muidenkin elektronisten tai muiden tuotteiden, komp- leksisuus ja niissä käytettyjen eri materiaalien määrä on kasvanut viimeisten vuosi- kymmenien aikana rajusti (UNEP, 2013). Päätelaitteisiin liittyvät tärkeimmät materiaa- lit ovat metallit, muovit ja lasi. Näiden osalta erityisesti metallit ovat mielenkiintoisia ympäristön kannalta. Niiden louhinta ja prosessointi aiheuttavat merkittävästi enem- män ympäristövaikutuksia verrattuna muoviin tai lasiin, etenkin jos laitteiden kierrätys ei ole sujuvaa3. Tämän takia raportissa keskitytään metalleihin, mutta muovien ja mui- den materiaalien osuutta hahmotetaan kokonaisuuden kannalta. Päätelaitteiden materiaalikoostumus Päätelaitteiden materiaalivalintaan ja sen monipuolisuuteen vaikuttavat materiaalien eri ominaisuudet sekä se, että laitteissa haetaan niiden avulla eri toiminnallisuuksia. Elektroniikkateollisuus käyttää huomattavia määriä esimerkiksi jalometalleja niiden ke- miallisten, korroosio- ja sähkönjohto-ominaisuuksien takia (Cayumil, 2015). Toiminnal- lisuuksia kehitellään jatkuvasti, mikä asettaa uusia vaateita myös materiaaleille ja nii- den soveltuvuudelle eri käyttötarkoituksiin. Uusien päätelaitteiden julkaisutahti on no- pea ja voidaan olettaa, että vuoden 2030 älylaite on erilainen kuin tänä päivänä käyt- tämämme. Mikroelektroniikan kehitys voi tuoda myös erilaisia materiaalihaasteita (Schischke et al., 2019). Esimerkiksi matkapuhelimia ja niihin liittyviä materiaalitarpeita kuvasivat 2000-luvun alussa pienenevät laitekoot, joissa kokonaispaino lähenteli 100 grammaa tai vähem- män. Käytännön rajoitteet katkaisivat tämän trendin, sillä näytön ja näppäimistön mi- nimi oli saavutettu ergonomian kannalta. Noin vuoden 2008 jälkeen teknologian kehi- tys siirtyi laitteen kompleksisuuden kasvattamiseen ja matkapuhelimista tehtiin pie- noistietokoneita. Materiaalien kannalta tämä tarkoitti aivan uusien yhdisteiden käyttöä tai funktionaalisuuksien hakemista. Viime vuosina kehitystrendi on siirtynyt isompien näyttöjen ja kestävämpien akkujen kehittelyyn (Kuva 12), mikä onkin osaltaan vaikut- tanut esimerkiksi akkumetallien kysynnän kasvuun, joka tosin johtuu suurelta osin 3 Kierrätys pienentää tehokkaasti materiaalien jalanjälkeä. Jos kierrätystä ei tapahdu, nojaudutaan pelkästään primäärivarantoihin, jolloin ympäristövaikutuskin on suurin. 29 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET myös sähköautojen kysynnän kasvusta (Reuters, 2019, 2020; Bloomberg, 2019; Mac- quarie Research, 2019). Kuva 11 Matkapuhelinten koon ja painon kehitys 1990-2020 Nykyiset älylaitteet voivat koostua yli 60 eri materiaalista, eri määrissä ja eri tavoin toi- siinsa yhdistettynä (liimattu, ruuvattu, komposiitteina). Kuva 12 esittää nykyisten taulu- televisioiden, pöytätietokoneiden, kannettavien tietokoneiden, älypuhelinten, tablet- tien, reititinten, matkapuhelinten ja älykellojen päämateriaaleja ja niiden osuutta laittei- den koko painosta. Kuva 12 Päätelaitteiden sisältämät päämateriaalit (ADEME, 2018) Kuvassa 13 havainnollistetaan esimerkkiälypuhelimen materiaalisisältöä suurimpien materiaalierien osalta. 1990-luku 2020-luku2000-luku 2010-luku pa in o © SYKE 0 2 4 6 8 10 12 taulutelevisiot pöytätietokoneet kannettavat tietokoneet älypuhelimet tabletit wlan/reititimet matkapuhelimet* älykellot kg /la ite muovit teräs kupari alumiini lasi muut Lähde: ADEME 2018 © SYKE *arvio ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 30 Kuva 13 Materiaalikoostumus, älypuhelin (Cucchiella ym., 2015). Päätelaitteiden sisältämät materiaalit voidaan jakaa metalleihin, muoveihin, lasiin tai keraamisiin aineisiin. Mutta jos halutaan arvioida tarkemmalla tasolla yksittäisten lait- teiden sisältämiä materiaaleja, on arvioita hankala saada, sillä valmistajat eivät tyypil- lisesti julkaise näin tarkkoja tietoja. Tämän takia materiaaleja on tutkittu purkamalla laite osiin (Vice, 2017). Laitekohtainen materiaalipanos riippuu pitkälti laitteesta ja mallista. Mutta esimerkiksi älypuhelin sisältää keskimäärin 70 eri elementtiä, ja metal- leja 62, joista 16 on harvinaisia maametalleja (Nield, 2015). Kullakin materiaalilla on oma funktionsa (neodymium, terbium ja dysprosium mahdollistavat värinän, terbium ja dysprosium näyttöjen värit, jne) ja nämä ovat äärimmäisen heikosti substituoitavissa muihin materiaaleihin (Graedel ym, 2015). Päätelaitteiden osalta ovat metalleista olennaisia hopea, alumiini, kadmium, kulta, ko- boltti, kromi, kupari, dysprosium, rauta, gallium, indium, litium, magnesium, neodyymi, nikkeli, palladium, praseodyymi, platina, tina, tantaali, titaani, volframi, iridium, osmium, rhodium, rutenium, lyijy ja sinkki. Elektronisissa laitteissa metalleja käytetään mm. kuorissa, johdoissa tai kaapeleissa, puolijohteissa, liittimissä, transistoreissa, diodeissa, kytkimissä, mikropiireissä tai piirilevyissä, kondensaattoreissa sekä akuissa 0 20 40 60 80 100 120 älypuhelin g/ lai te Lähde: Cucchiella ym. (2015) © SYKE koboltti alumiini kupari lasi muovi teräs sinkkitina nikkeli lyijy ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 31 (ml. litium-ion akuissa). Niitä käytetään myös laseissa tai sekoiteaineina. Riippuen so- velluksesta, voi materiaaleja olla lukuisia mutta yksittäisten eri metallien osuus silti py- syä hyvinkin pienenä. Päätelaitteisiin liittyvät materiaalivirrat Suomessa Urban mine platform4 on ProSUM-projektin koostama tietopankki EU:ssa sijaitsevien metallien varannoista ja virroista. Siihen on kerätty tietoja elektroniikkaan, autoihin, akkuihin ja kaivosjätteisiin liittyvistä metalleista. Tietopankin mukaan, Suomessa pie- niin IT-laitteisiin (pöytätietokoneet, älypuhelimet, reitittimet, ulkoiset muistit, hiiret, näp- päimistöt, tulostimet) liittyvät materiaalivirrat ovat noin 1,81 kg henkilöä kohti (Urban Mine Platform, 2020). Suomalaiset virrat ovat eurooppalaista keskiarvoa – Luxembur- gilla on korkein luku 2,87 kg, Liettualla pienin 0,54 kg henkilöä kohti. Luku pitää sisäl- lään laitteiden koko painon kaikkine materiaaleineen ja on Suomen tapauksessa pie- nentynyt vuodesta 2000 noin 3 %. Pienten IT-laitteiden osalta tietopankista löytyy maakohtasta tietoa laitteiden sisältä- mistä 49 eri metalleista. Vuosittain Suomen markkinoille tuodusta pienelektroniikasta painossa mitattuna suurin yksittäinen metalli on rauta, jota arvioiden mukaan tuodaan markkinoille pienten IT-laitteiden kautta 3 807 tonnia (85 % kokonaisvirrasta). Alumiini (286 tonnia, 6 %) ja kupari (247 tonnia, 6 %) muodostavat massaltaan myös suuria virtoja. Loput 46 metallia muodostavat kokonaisuudessaan 3,3 % kokonaisvirrasta. Esimerkiksi mangaania tuodaan markkinoille näiden tuotteiden kautta 38 tonnia (0,9 %), lyijyä 9,7 tonnia (0,21 %), kobolttia 2,2 tonnia (0,05 %), kultaa 152 kg (0,003 %) ja platinaa 1,1 kg (0,000024 %) (Kuva 14). Yksittäisten metallien määrät ja kysynnän muutoksen vuodesta 2013 esitellään liitteessä 2. Kokonaismateriaalivirta-analyysin avulla voidaan laskea myös materiaalien kierrätyspotentiaalin suuruuksia, joista voi muotoutua tulevaisuudessa varteenotettavia raaka-ainevirtoja. 4 www.urbanmineplatform.eu 32 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET Kuva 14 Suomessa myydyn elektroniikan sisältämät metallit (Urban Mine Platform, 2020) Sen lisäksi, että laitteita arvioidaan yhtenä virtana, on myös hyvä tiedostaa, että pää- telaitteet eroavat toisistaan fyysisten ominaisuuksien perusteella; ne ovat eri painoisia ja ne sisältävät eri metalleja ja muita materiaaleja, jotka aiheuttavat eri tyyppisiä ja suuruisia ympäristövaikutuksia. Jotta pystyttäisiin arvioimaan eri tuotteiden suuruus- luokkia ja niihin liittyvien ympäristövaikutusten ns. hotspoteja, on hyvä ymmärtää myös tuotekohtaisia kokonaisvirtoja. Jos yksittäisen tuotteen sisältämät materiaalit kerrotaan laitteiden kysynnällä Suo- messa, pystytään arvioimaan tarkemmin kunkin tuotteen aiheuttamaa kokonaismateri- aalivirtaa Suomessa. Suomen päätelaitteiden kysyntää vastaavat materiaalivirrat pys- tytään laskemaan ao. kaavan mukaisesti: 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚,𝑖𝑖 = 𝑠𝑠𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑,𝑥𝑥𝑥𝑥 × 𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖,𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑥𝑥𝑥𝑥 jossa mmat,i on tietyn materiaalin (i) kokonaistarve vuoden (y) aikana, i, sdev,I on tietyn laitteen (x) kokonaismyynti kappaleissa Suomessa vuoden (y) aikana ja d Imati,devxy on laitteen (x) materiaalitarve materiaalin (i) osalta. Kuva 15 esittää arvion Suomessa käytössä olevien päätelaitteiden materiaalisisäl- löistä päätelaitteittain. Arvio on laskettu kertomalla ADEME-raportin (2018) mukaiset eri päätelaitteiden materiaalisisällöt käytössä olevien päätelaitteiden määrillä (luvusta 2). Kuva havainnollistaa kappalemäärien ja materiaalivirtojen erot; vaikka kappale- määrissä mitattuna älypuhelimia on tässä tarkastelussa selvästi taulutelevisioita enemmän, on televisioiden materiaalitarve silti noin kymmenkertainen. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 33 Kuva 15 Suomessa käytössä olevien päätelaitteiden suurimmat materiaalivirrat. Materiaalikoos- tumus perustuu ADEME-raporttiin (ADEME, 2018). Kuva 16 on Suomessa vuosien 2016‒19 aikana myytyjen laitteiden sisältämät materi- aalit painossa mitattuna. Kehitys vuosien välillä pitää sisällään kysynnän muutoksen, ei tuotteiden ja niiden sisältämän materiaalitarpeen kehitystä. Suurimmat materiaali- virrat painon mukaan ovat muovit, kupari, lasi, alumiini ja teräs. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 34 Kuva 16 Arvioidut materiaalivirrat Suomessa kuluttajille myydyistä päätelaitteista. Materiaali- koostumus perustuu ADEME-raporttiin (ADEME, 2018) Yksittäiset raaka-aineet tai raaka-aineryhmät Päätelaitteet sisältävät muutamia yksittäisiä raaka-aineita tai raaka-aineryhmiä, joiden käyttöön liitetään riskejä tai erityisiä vastuullisuusnäkökulmia. 3.3.1 Kriittiset raaka-aineet Päätelaitteiden metalleista useat ovat ns. kriittisisiä raaka-aineita. Näillä tarkoitetaan niitä raaka-aineita, joihin liittyy suuri hankintariski, suuri taloudellinen merkitys ja joi- den luotettava ja esteetön saatavuus aiheuttaa huolta Euroopan teollisuudelle ja arvo- ketjuille (Euroopan komissio, 2017a). EU:n kannalta kriittisten raaka-aineiden luette- lon määrittely on keskeinen osa tätä aloitetta. Kriittisten raaka-aineiden riskejä pienen- tääkseen käytössä on hyvin rajallisia mahdollisuuksia kasvattaa metallien tuotantoa Euroopan sisällä, mutta parempia mahdollisuuksia kasvattaa näiden metallien kierrä- tysasteita. Kriittisten metallien tapauksessa on huomionarvoista se, että Suomella on kahdessa metallissa (koboltti ja germanium) tuottaja/toimittaja rooli (Taulukko 6). 35 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET Taulukko 6 Kriittisiä raaka-aineita elektroniikassa (Lähde: EC, 2017) Raaka-aine Tärkeimmät tuot- tajat maailmassa Tärkeimmät viejät EU:hun EU:n toimitta- jat Tuontiriippuvuus- aste* Käytöstäpoiston yh- teydessä tapahtu- van kierrätyksen osuus** Antimoni Kiina (87 %) Kiina (90 %) Kiina (90 %) 100 % 28 % Koboltti Kongon demo- kraattinen tasavalta (64 %) Venäjä (91 %) Suomi (66 %) 32 % 0 % Gallium Kiina (85 %) Kiina (53 %) Kiina (36 %) 34 % 0 % Germanium Kiina (67 %) Suomi (11 %) Kiina (60 %) Kiina (43 %) Suomi (28 %) 64 % 2 % Indium Kiina (57 %) Kiina (41 %) Kiina (28 %) 0 % 0 % Luonnongrafiitti Kiina (69 %) Kiina (63 %) Kiina (63 %) 99 % 3 % Tantaali Ruanda (31 %) Nigeria (81 %) Nigeria (81 %) 100 % 1 % Platinaryhmän metallit Etelä-Afrikka (83 %) Sveitsi (34 %) Sveitsi (34 %) 99,6 % 14 % Harvinaiset maametallit Kiina (95 %) Kiina (40 %) Kiina (40 %) 100 % 3-8 % ” Tuontiriippuvuusasteella” otetaan hankintariskiä laskettaessa huomioon globaali tarjonta ja EU:n todelliset hankinnat. Se lasketaan seuraavasti: EU:n nettotuonti / (EU:n nettotuonti + EU:n kotimarkkinatuotanto). ** Käytöstäpoiston yhteydessä tapahtuvan kierrätyksen osuus” mittaa tietyn raaka-aineen romukierrätyksen suhdetta EU:n kysyntään, joka vastaa primaari- ja sekundaariaineen toimituksia EU:hun Kriittisten metallien osalta erityisen mielenkiintoinen (tai ongelmallinen) on koboltti. Sitä käytetään nykyisin erityisesti litiumioniakkuihin, joita on lähes kaikessa pienelekt- roniikassa; >90 % koboltista menee Li-Ion akkujen valmistukseen (Dias et al., 2018). Koboltin tuotanto on hyvin riippuvainen Kongon demokraattisesta tasavallasta. Kon- gon koboltintuotannon eettiset ongelmat liittyvät ennen kaikkea lapsityövoiman käyt- töön tai lapsikuolemiin, muun pakotetun työvoiman hyödyntämiseen ja työskentelyolo- suhteiden vaarallisuuteen ja korruptioon (esim. Amnesty International, 2016; The Guardian, 2019). Vaikka suuret yritykset vakuuttavat hankkivansa raaka-aineensa vastuullisista lähteistä, tai jopa lopettavansa koboltin ostamisen Kongosta (Elect- rive.com, 2019), on koboltin tuotantoketjuja yhä vielä hyvin vaikea jäljittää. 3.3.2 Konfliktimineraalit Konfliktimineraaleilla tarkoitetaan sellaisten mineraalien hankintaa, joista saatavat va- rat saattavat kulkeutua konfliktien rahoittamiseen (EU, 2017). Näitä ovat Kongosta hankittavat tina, tantaali, volframi ja kulta sekä niiden johdannaiset. Konfliktialueilla tuotettavia mineraaleja käytetään paljon juuri elektroniikkatuotteissa. Vaikka mineraa- livaroihin liittyy suuria kehitysmahdollisuuksia, voivat ne olla kiistanaihe konfliktialueilla tai korkean riskin alueilla. Tämä riski korostuu, jos niistä saatavia tuloja käytetään ruokkimaan väkivaltaisen konfliktin puhkeamista tai jatkumista ja vaikeutetaan näin kehitystä, hyvää hallintotapaa ja oikeusvaltiota koskevia pyrkimyksiä. Näillä alueilla 36 ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET konfliktien ja mineraalien laittoman hyödyntämisen välisen yhteyden katkaiseminen on tärkeä tekijä rauhan ja vakauden takaamisessa. (EU, 2017) Konfliktimineraalien hyö- dyntäminen ei siis suoranaisesti liity materiaalien ympäristövaikutuksiin, vaan sosiaali- siin vaikutuksiin ja erityisesti aseellisten konfliktien mahdollistamiseen. Ihmisoikeus- loukkaukset ovat yleisiä konfliktialueilla ja korkean riskin alueilla, joilla on runsaasti luonnonvaroja, ja näihin loukkauksiin saattaa kuulua lapsityövoiman käyttöä, seksuaa- lista väkivaltaa, ihmisten katoamisia, pakkosiirtoja ja rituaalisesti tai kulttuurisesti mer- kittävien paikkojen tuhoamista. Euroopassa laadittu Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus 2017/821 vuodelta 2017 (EU, 2017) liittyy niihin EU:n toimijoihin, jotka tuovat konfliktialueilta ja korkean riskin alueilta tinaa, tantaalia ja volframia, niiden malmeja sekä kultaa. Asetuksen tar- koitus on parantaa läpinäkyvyyttä ja toimitusvarmuutta niiden sulattojen, jalostajien tai muiden toimijoiden osalta, jotka tuovat kyseisiä mineraaleja ja metalleja konfliktialu- eilta EU:iin. Näiden toimijoiden tulisi perustaa hallintojärjestelmä, arvioida konfliktimi- neraaleihin liittyvät riskit, suunnitella riskien hallintaa, sekä teettää kolmannella osa- puolella tarkastus, joka liittyy konfliktialueilta tuotaviin mineraaleihin ja raportoida kaikki nämä asiat julkisesti. Tämän tulisi taata uskottavuus toimitusketjun loppu- päässä olevien talouden toimijoiden hyödyksi ja myötävaikuttaa due diligence -käy- täntöjen (eli ketjuun liittyvien riskien ja vastuiden huolellisuustarkastuksen)5 tehosta- miseen toimitusketjun alkupäässä. Sulatot ja jalostajat ovat tärkeä vaihe globaaleissa mineraalien toimitusketjuissa, koska ne ovat tyypillisesti viimeinen vaihe, jossa due di- ligence voidaan tosiasiallisesti varmistaa keräämällä, paljastamalla ja todentamalla tiedot mineraalien alkuperästä ja alkuperäketjusta. Tämän jalostusvaiheen jälkeen mi- neraalien alkuperää on usein mahdotonta jäljittää. Sama koskee myös kierrätettyjä metalleja, jotka ovat käyneet läpi vielä useampia vaiheita jalostusprosessissa. Suo- messa Tukes valvoo konfliktimineraalien maahantuontiin liittyviä velvollisuuksia. En- simmäiset tarkastukset tulevat ajankohtaiseksi vuonna 2022. (Tukes, 2020a) 3.3.3 Haitalliset aineet Sähkö- ja elektroniikkalaitteet sisältävät yhdisteitä, jotka ovat ympäristölle ja ihmisille haitallisia. Näitä ovat mm. PCB-yhdisteet (polyklooratut bifenyylit), bromipitoiset palo- nestoaineet ja PVC-yhdisteet (polyvinyylikloridi), raskasmetallit, antistaattiset aineet tai muovin pehmennysaineet. Näitä aineita löytyy mm. johtimien kuorissa, elektroniik- kalaitteiden suojakuorissa ja koteloissa (bromi) sekä piirilevyissä. (Worrell, 2014) 5 Due diligence-työhön liittyviä ohjeistuksia: https://www.kriittisetmateriaalit.fi/tervetu- loa-ddraan/ ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 37 https://www.kriittisetmateriaalit.fi/tervetuloa-ddraan/ https://www.kriittisetmateriaalit.fi/tervetuloa-ddraan/ Altistuminen haitallisille aineille on vähäistä, olettaen, että laitetta käytetään tavalla, jolla se on tarkoitettu käytettäväksi. Jotta riskiä pystyttäisiin tästä vielä pienentämään, on haitallisista aineista laadittu sähkö- ja elektroniikkalaitteita varten ns. RoHS (Rest- riction of Hazardous Substances)-direktiivi 2011/65/EU (EU, 2011). Lainsäädännön tarkoituksena on suojella ihmisten terveyttä ja ympäristöä sekä vähentää jätteiden haitallisuutta. SCIP (Substances of Concern In articles as such or in complex objects) on jätepuitedirektiivin 2008/98/EY nojalla perustettu tietokanta, johon kerätään tietoja esineissä tai moniosaisissa tuotteissa olevista erityistä huolta aiheuttavista aineista. Sen on tarkoitus varmistaa, että tietoa kandidaattilistassa olevista erityistä huolta ai- heuttavista aineista on saatavana tuotteiden ja materiaalien koko elinkaaren, myös jä- tevaiheen, ajan. Kemikaalilakien avulla pyritään rajoittamaan vaarallisten kemikaalien käyttöä elektroniikassa tai luopumaan siitä, jos kemikaaleille on olemassa turvallisem- pia vaihtoehtoja. Yrityksiä lisäksi rohkaistaan korvaamaan vaaralliset kemikaalit tur- vallisemmilla vaihtoehdoilla, mutta niille voidaan myös myöntää poikkeuksia ja lupia käyttää tiettyjä vaarallisia kemikaaleja elektroniikassa, tavallisesti rajoitetun ajan. Kaikki sähkö- ja elektroniikkalaitteet kuuluvat RoHSin soveltamisalueeseen. Sähkö- ja elektroniikkalaitteissa on rajoitettu tiettyjen metallien, muovien pehmentimien ja palo- nestoaineiden käyttöä. Rajoitukset koskevat seuraavien aineiden käyttöä sähkö- ja elektroniikkalaitteissa, niiden liitäntäjohdoissa ja varaosissa: kadmium, lyijy, elohopea, kuudenarvoinen kromi, polybromatut bifenyylit, polybromatut difenyylieetterit, bis(2- etyyliheksyyli)ftalaatti, butyylibentsyyliftalaatti, dibutyyliftalaatti, di-isobutyyliftalaatti. Sallitut enimmäispitoisuudet ovat 0,01p-% kadmiumille ja kaikille muille aineille 0,1 p-%. Haitallisia aineita käytetään päätelaitteissa mm. seuraavissa tarkoituksissa (Tukes, 2020b): • Kadmiumia käytetään ladattavissa tietokoneen akuissa, liittimissä ja kytki- missä. • Elohopeaa käytetään matkapuhelinten ja litteänäyttötietokoneiden nestekide- näytöissä (LCD) sekä kytkimissä, akuissa ja loistelampuissa. • Lyijyä käytetään tietokoneiden ja televisioiden näyttöjen sisältämissä kato- disädeputkissa (CRT). • Kuudenarvoista kromia käytetään erilaisten metallikoteloiden valmistuksessa. • Nikkeliä käytetään joidenkin matkapuhelinten piirikorteissa ja juotoksissa. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 38 • Lyijyä ja kadmiumia käytetään ladattavissa pelikonsolien ja sähkölelujen akuissa. • Palonestoaineet voivat siirtyä elektroniikkalaitteista talossa olevaan pölyyn. Uusista elektroniikkalaitteista voi myös vapautua palonestoaineita laitteiden kuumentuessa. Suomen primääriraaka-ainevarannot ja niiden hyödyntäminen Suomessa on muihin EU-maihin verrattuna kohtuullisen hyvä tilanne primääriraaka- ainevarantojen suhteen. Suomessa toimi vuonna 2017 yhdeksän metallimalmikai- vosta ja 27 teollisuusmineraalikaivosta. Metallimalmeja louhitaan tällä hetkellä enem- män kuin Suomen kaivoshistoriassa on aiemmin louhittu. (Vasara, 2018) Suomessa on eurooppalaisittain poikkeuksellisen paljon nimenomaan akkumetallien malmiesiin- tymiä. Nikkeliä ja kobolttia louhitaan jo tällä hetkellä, ja lisäksi muutamia esiintymiä on kehitysvaiheessa. Malmien lisäksi Suomessa on näiden metallien jalostusta ja tulevai- suudessa myös ns. akkukemikaalien (nikkeli- ja kobolttisulfaatin) valmistusta sekä prekursori- ja katodiaktiivimateriaalitehtaita. Raaka-aineiden esiintymispotentiaalia Suomen kallioperässä on tutkittu GTK:n toi- mesta esimerkiksi harvinaisten maametallien, grafiitin, titaanin ja litiumin osalta (Sara- pää ym, 2015). GTK:n arvioiden mukaan mukaan useiden kriittisten metallien ja mine- raalien (Be, Cr, Co, grafiitti, PGM, P, Li, magnesiitti, Nb, REE, Sb, Si, Ta, Ti ja W) tuo- tantopotentiaalit ovat Suomessa varsin hyviä. Litiumin osalta EU:n suurimmat esiinty- mät ovat Suomessa. Elektroniikan tuottamiseen tarvitaan suhteellisen paljon jalometalleja (esim. kultaa, hopeaa, platinaryhmän metalleja). Näiden vienti Suomesta on kasvanut viimeisten 15 vuoden aikana euroissa mitattuna 40-900 % (Kuva 17). Lisäksi kasvavan sähköisty- misen myötä herättävät akkumineraalit tällä hetkellä paljon kiinnostusta. Kiinnostus näkyy varsinkin koboltin ja litiumin malminetsintälupahakemusten määrän kasvuna. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 39 Kuva 17 Jalometallien vienti Suomesta (Vasara, 2019) Koboltin osalta tilanne on erityisen mielenkiintoinen Suomessa ja asia linkittyy myös vahvasti eettisiin ongelmiin muualla maailmassa. EU:n koboltin toimituksista 66 % tu- lee Suomesta ja maailman koboltista jalostetaan 13 % Suomessa. Silti Suomi ja EU ovat suurelta osin riippuvaisia Kongon demokraattisesta tasavallasta tuodusta raaka- aineesta, jossa maailman koboltista louhitaan 64 % (jatkossa osin suomalaisellakin teknologialla). Lisäksi Suomeen tuodaan kobolttirikastetta Venäjältä, Itävallasta, Etelä-Afrikasta ja Saksasta, omien kaivostemme lisäksi. Suomessakin on kobolttia maaperässä, joten käynnissä olevia kaivosprojekteja on useita ja tällä hetkellä kobolt- tia tuotetaan Talvivaaran, Kevitsan, Hituran ja Kylylahden kaivoksilla. Metallimalmien louhinnasta ja esimerkiksi suunnitteilla olevista kaivoksista tai kaivosprojekteista saa tietoa mm. GTK:lta (2020). 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 M iljo on aa € kulta hopea PGM Lähde: Vasara (2019) © SYKE ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 40 4 Päätelaitteiden kierrätys Sähkö- ja elektroniikkalaiteromun (SER) määrän arvioidaan olevan yksi nopeimmin kasvavista jätevirroista; oletettu kasvu vuosittain on noin 2-6,5 % (EC, 2020; Sullivan, 2018; Bourguignon, 2018; Tanskanen, 2013; UNEP, 2013; Cayumil, 2015). Maail- massa syntyi vuonna 2018 noin 50 miljoonaa tonnia elektroniikkajätettä ja puolet tästä jätteestä on ollut kulutushyödykkeitä kuten tietokoneita, näyttöjä, älypuhelimia, tablet- teja tai televisioita (loput ovat muita suurempia kotitalouslaitteita). 20-35 % elektroniik- kajätteestä maailmassa kerätään ja kierrätetään tehokkaasti (WEF, 2019; EU, 2019). Tuotteiden kysynnän lisäksi jätevirtojen kasvuun vaikuttavat myös elektronisten laittei- den yhä lyhyemmät elinkaaret (Tanskanen, 2013). Toisaalta, SER on metallisisällöl- tään yksi arvokkaimmista jätevirroista; perusmetallien lisäksi SER sisältää arvo- ja kriittisiä metalleja, kuten kultaa, hopeaa, platinaryhmän metalleja ja harvinaisia maametalleja (luku 3). Tehokas SER-kierrätys pienentää neitseellisten raaka-aineiden kysyntää ja näin ollen vähentää raaka-aineiden tuotantoon liittyviä ilmasto-, vesi- ja muita ympäristövaiku- tuksia. Kierrätettyjen metallien CO2e-päästöt ovat yleensä selvästi pienempiä kuin neitseellisistä raaka-aineista tuotettujen metallien (riippuen metallista, 50-90 % pie- nempi materiaalin hiilijalanjälki). Lisäksi neitseellisten raaka-aineiden prosessointiin liittyvien päästöjen odotetaan tulevaisuudessa kasvavan entisestään malmivarantojen köyhtyessä. Ympäristöjalanjäljen pienentämisen lisäksi kierrätys ylläpitää kierrätysma- teriaalien arvon, vähentää EU:n riippuvuutta tuontimateriaaleista, ennen kaikkea kriit- tisten materiaalien osalta, vähentää materiaalien niukkuutta yleisesti sekä välttää joi- hinkin metalleihin liittyviä sosiaalisia ulkoisvaikutuksia. EU pyrkii jatkuvasti lisäämään kierrätysvolyymeja ja kierrätetyn materiaalin osuutta kokonaismateriaalikäytöstä sekä tehostamaan kierrätysprosesseja (esim. WEEE-direktiivi). EU:n mukaan yksi esteistä on ollut kuluttajien tiedon puute, minkä takia SERin kierrätystä ei ole saatu laajamittai- semmin toimimaan (EU, 2019). Kierrätetyt volyymit SER-volyymeja Suomessa seuraa valtakunnallinen tuottajavastuun valvontaviran- omainen, eli Pirkanmaan ELY-keskus (Pir-ELY). Käytössä ei silti ole kovin hienoja- koista tietoa siitä, mitkä eri kategoriat kuluttajaelektroniikassa ovat suurimpia volyy- meiltään. Tämän raportin keskipisteenä ovat Pir-ELY:ltä kerätyt kaksi eri SER-katego- riaa; Tieto- ja teletekniset laitteet (3) sekä Kuluttajaelektroniikka (4). Kategoria Tieto- ja teletekniset laitteet (3) sisältää elektroniikan, joissa on sisäänrakennettu muisti, ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 41 (älypuhelimet, matkapuhelimet, tabletit, tietokoneet, jne). Kuluttajaelektroniikka sisäl- tää esimerkiksi televisiolaitteet (äly- ja normaalit televisiot), mutta myös radiot, kuulok- keet jne. Pir-ELY:n tilaston (Kuva 18) mukaan kotitalouksilta ja muilta kuin kotitalouksilta kerä- tyn tieto- ja teleteknisten laitteiden määrä on ollut 10 000 tonnin suuruusluokkaa seu- rantajakson aikana. Muilta kuin kotitalouksilta kerätyn romun määrä on kasvanut sel- västi suhteessa kotitalouksilta kerättyyn. Kotimaan markkinoille toimitetun elektronii- kan määrä on laskenut seurantajakson aikana, mutta kerätyn romun määrä on pysy- nyt alle toimitetun elektroniikan määrän. Kuluttajaelektroniikan puolella määrä nousee vuosien 2009 jälkeen yli sen määrän, mitä kotimaan markkinoille on toimitettu. Kuva 18 Suomen SERin keräyksen lähteet (Lähde: Pir-ELY) Suurin osuus SER-käsittelystä on materiaalien kierrätystä; keskimääräisesti vuosien 2008‒17 aikana 88 % tuotteista on mennyt materiaalien kierrätykseen, noin 1 % on hyödynnetty energiana ja 10 % viety kaatopaikalle. Uudelleenkäytön (joko kokonai- sena tai osina) osuus on marginaalinen (<1 %) (Kuva 19). EU:n jätehierarkian mu- kaan tämä ei ole toivottavin tilanne uudelleenkäytön pienen osuuden vuoksi. 0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 35 000 (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 to nn ia Kotitalouksilta kerätty Muilta kuin kotitalouksilta kerätty Kotimaan markkinoille toimitettu Lähde: Pirkanmaan ELY © SYKE (3) = Tieto- ja teletekniset laitteet (4) = Kuluttajaelektroniikka ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 42 Kuva 19 Suomen SER-käsittely (Lähde: Pir-ELY) Suurin osa kierrätysjakeista käsitellään Suomessa ja pienempi osa EU:ssa. Osa kier- rätysmateriaalista viedään jalostettavaksi myös Ruotsiin ja Viroon. EU:n ulkopuolelle ei käytännössä ole vuoden 2008 jälkeen viety kierrätettävää kuluttajaelektroniikkaa. Vaikka Suomessa tai EU:ssa olevia sekundaarimateriaalien varantoja on hankala arvi- oida, on ORAMA-hankkeen (orama-h2020.eu) turvin kartoitettu muutamien pienlaittei- den sekundäärivarantoja Euroopan maissa (urbanmineplatform.eu). Suomen varannot esimerkiksi piirilevyjen osalta edustavat noin sadasosaa koko Euroopan varannoista. Kierrätysasteet ICT-laitteissa käytettyjen metallien kierrätysasteet ovat matalammat, kuin mitä niiden kestävä käyttö vaatisi. Käyttö näin nopeasti kasvavalla kysynnällä ei voisi edes olla kestävää, mutta tehokkaampi kierrätys parantaisi tilannetta. Älylaitteiden kasvava ky- syntä ja tarjonta vaatii kasvavia määriä harvinaisempia ja kriittisiä metalleja ja yksi tapa kattaa kysynnän kasvua on mahdollistaa kierrätys erityisesti näiden harvinaisten, arvo- ja kriittisten metallien osalta. EU:ssa kierrätetään arvioiden mukaan alle 40 % elektroniikkajätteestä. Suomessa SERin kierrätysaste on tätä korkeampi (48 %), ollen EU:n 9:ksi tehokkain SER-kierrättäjä. (Eurostat, 2020) Käytettyjen laitteiden harvinaisista maametalleista vain 1 % kierrätetään ja ylipäänsä noin 35 metallilla on alle 1 %:n kierrätysaste (Taulukko 7). Näitä lukuja arvioitaessa on muistettava, että tarkkojen kierrätysasteiden määrittäminen on hankalaa. Tämä johtuu 0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) (3) (4) 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 to nn ia Energiana hyödynnetty Uudelleenkäytetty (osina) Loppusijoitettu (esim. kaatopaikka) Kierrätetty (materiaalina hyödynnetty) Uudelleenkäytetty (kokonaisena) Lähde: Pirkanmaan ELY © SYKE (3) = Tieto- ja teletekniset laitteet (4) = Kuluttajaelektroniikka ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 43 siitä, että metalliketjut ovat globaaleja, ja raaka-aineita, rikasteita, puolivalmisteita, tuotteita sekä kierrätysjakeita siirrellään maista ja maanosista toisiin nopealla syklillä. Taulukko 7 Eri alkuaineiden kierrätysasteet (UNEP, 2011) Kierrätysaste Alkuaineet, joille kierrätysprosentti arvioitu > 50 % Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Rh, Pd, Ag, Sn, Re, Pt, Au, Pb > 25-50 % Mg, Mo, Ir > 10-25 % Ru, Cd, W > 1-10 % Sb, Hg < 1 % Li, Be, B, Sc, V, Ga, Ge, As, Se, Sr, Y, Zr, In, Te, Ba, Hf, Ta, Os, Tl, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu Kotitalous- ja elektronisten laitteiden kierrätysasteet ovat olleet pieniä verrattuna ra- kennuksissa, autoissa tai suuremmissa laitteissa käytettyihin metalleihin (85-90 %). Kuitenkin on arvioitu, että juuri pienlaitteissa kierrätysasteet nousevat suhteessa eni- ten tulevaisuudessa. Kierrätyksen haasteellisuutta kasvattaa se, että näiden tuottei- den elinkaaret ovat lyhyitä. (UNEP, 2013) Kierrätystoimijoiden osalta innokkuutta vä- hentää myös kierrätettävien laitteiden pieni koko ja niiden sisältämien arvometallien pienet massat; jos yhden laitteen sisältämien raaka-aineiden arvot ovat 1-2 € välillä, tarvitaan kierrätystoiminnan kannattavuuden takaamiseksi tasainen ja suuri virta SE- Riä. Kierrätyksen tekninen toteutus Jotta pystyään arvioimaan kierrätyksen mielekkyyttä, laite- tai metallikohtaisten kierrä- tysasteiden asettamista tai koko prosessin ympäristövaikutuksia, on tärkeää ymmär- tää kierrätysprosessi kokonaisuutena. Kierrätysprosessi ei ole teknologia, joka toimii samalla tehokkuudella riippumatta muista tekijöistä, vaan prosessi määritellään ta- pauskohtaisesti. Näin ollen tulisi sen tehokkuus, talteenotto ja ympäristövaikutukset laskea tapauskohtaisesti, sillä eri ratkaisuilla on erityyppiset tekniset, metallurgiset ja ympäristölliset hyödyt ja haitat. Mitä kompleksisempi ja monimateriaalisempi tuote on, sitä enemmän resursseja joudutaan kierrätykseen käyttämään ja sitä enemmän me- talleja prosessin aikana hävitään (jollei kyseessä ole kierrätystä varten suunniteltu, modulaarinen tuote). ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 44 ICT-laitteiden sisältämien metallien kierrätysprosessi kolmeen eri päävaiheeseen: 1) lajittelu ja keräys; 2) mekaaniset esikäsittely- ja erottelumenetelmät; 3) metallurginen jatkojalostus, eli arvokkaiden materiaalien talteenotto. Jokaiseen vaiheista liittyy kriitti- nen kysymys, jonka vastaus vaikuttaa kierrätyksen tehokkuuden varmistamiseen: a) saadaanko keräys hoidettua logistisesti järkevästi; b) pystytäänkö esikäsittely hoita- maan tehokkaasti hyvin erilaisilla laitekokoonpanoilla; c) valitaanko oikea kierrätyspro- sessi kyseisille syötteille ja halutulle talteenotolle. 1) Lajittelu ja keräys Kuluttajan lajittelu: Kuluttajan SERin erottelu muista jätteistä vaikuttaa koko kierrä- tyksen tehokkuuteen ja arvometallien talteenottoon. Viiveitä aiheutuu sen välillä, kun laite menettää käyttöarvonsa ja se toimitetaan kierrätystoiminnan piiriin (UNEP, 2013). Suomessa kuluttajien tietoisuus kierrätyksestä on hyvällä tasolla, mutta esim. Hagelüken ym. (2009) ovat arvioineet, että kierrätysvolyymeja voitaisiin kasvattaa 40 %:lla, jos kuluttajat toisivat laitteensa paremmin kiertoon. Keräys: SERin keräys hoidetaan kunnallisten tai kaupallisten toimijoiden kautta. EU:n tuottajavastuun mukaisesti käytöstä poistetut laitteet voidaan palauttaa niiden myyjille. Globaalisti, SERin keräys on tehotonta, tai virrat ohjataan harmaille markkinoille (epä- muodollisille6 tai laittomille kierrätystoimijoille); tai kaatopaikoille (UNEP, 2013). 2) Mekaaniset esikäsittely- ja erottelumenetelmät Esikäsittelyn ja erottelun on tarkoitus muodostaa sopivia (hyvälaatuisia) jakeita jatko- jalostukseen. Erotteluprosessin tehokkuuteen vaikuttaa mm. materiaalien viskositeetti, kiintoainepitoisuus, turbulenssi, pyörrevirtaus, partikkelien muoto tai varaus, nesteen pH ja muut partikkelien ominaisuudet (tiheys, johtokyky, magneettisuus). (Reuter, 2015; UNEP, 2013). 6 Joissain kehittyvissä maissa keräys on järjestäytymätön ja epäformaali. Keräyksen hoi- tavat yksittäiset jätteiden keräilijät (waste pickers). Koko keräysketjun tehokkuutta tutkit- taessa on huomattu, että epäformaalin systeemin saanti on parempi (20 %) kuin formaa- lin keräyssysteemin, kuten esimerkiksi EU:ssa (15 %), johtuen osittain kattavammasta keräyksestä (kerääjillä on taloudellinen motivaatio) sekä esiprosessoinnin tarkkuudesta (halvan työvoiman maissa tämä hoidetaan pääosin käsin). Kuitenkin jatkoprosessoinnin kannalta formaali kierrätyssysteemi esim. integroituneilla pyro-/hydroprosesseilla ja 95 % saannillaan voittaa epäformaalit pienen mittakaavan jalostusratkaisut (UNEP, 2013). ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 45 Manuaalinen lajittelu ja purku: Kierrätysoperaattori lajittelee/purkaa laitteita käsin, erotellen mm. haitallisia aineita, piirikortteja, akkuja, LCD-näyttöjä. Käsinlajittelua hyö- dynnetään moderneissakin kierrätyslaitoksissa, sillä se tehostaa jatkoprosessointia. Murskaus ja hienonnus: Lajiteltu ja purettu materiaali murskataan ja hienonnetaan. Murskaus kuluttaa paljon energiaa, joten liian pieneksi murskaaminen ei kannata. Li- säksi se tuottaa pölyä, joka taas aiheuttaa lisähäviöitä prosessista. Murskauksen ja hienonnuksen avulla saadaan harvoin kaikkia kierrätettäviä metalleja irrotettua toisis- taan, mikä myös osittain aiheuttaa häviöitä. Erottelu: Hienonnetussa kierrätysmateriaalissa on kymmeniä metalleja ja materiaa- leja eri muodoissa. Jakeet erotellaan ja ohjataan oikeaan jatkoprosessiin. Ne voidaan erotella joko magneetti-, painovoima- tai sensoripohjaisen erottelun avulla. Pölynpoisto: Koska pölyissä voi olla painoonsa nähden paljonkin arvometalleja, pyri- tään nämä ottamaan talteen (Marra, 2015), esim. sykloneilla, vastavirtaerottimilla tai imureilla. Seulonta: Seulontaa voidaan käyttää eri vaiheissa, esimerkiksi erottelemassa ylisuu- ria kappaleita pois tai muuten homogenisoimassa kappalekokoja. 3) Metallurginen jatkojalostus eli arvokkaiden metallien jatkojalostus Mahdollisimman puhtaat jakeet syötetään jatkokäsittelyprosessiin (mitä tarkempi esi- käsittely, sen helpompi jatkoprosessointi on ja korkeampi kokonaissaanti). Puhtaim- mat metallijakeet voidaan sulattaa ja myydä eteenpäin. Epäpuhtaammat jakeet tulee kuitenkin jatkokäsitellä pyrometallurgisesti tai hydro- ja elektrometallurgisesti tai näi- den yhdistelmillä. Pyrometallurgia on yleisin tapa jalometallien talteenottamiseksi SERistä. Pyrometal- lurginen käsittely käyttää korkeita lämpötiloja ja kemiallisia reaktioita, joiden avulla metallit jalostuvat puhtaammiksi. Pyrometallurgian avulla voidaan kierrättää jalometal- lien lisäksi perusmetalleja, kuten kuparia, lyijyä ja sinkkiä. Pyrometallurgisen käsittelyn vaiheita ovat poltto, sulatus valokaariuunissa ja käsittely masuunissa tai kuparin sula- tusuunissa. Muoveja tai muita helposti syttyviä materiaaleja voidaan käyttää syötema- teriaalina, jolloin energiakustannuksia saadaan pienennettyä (Khaliq, 2014). Prosessi ei ole kovin selektiivinen, varsinkaan jos kierrätettävillä metalleilla on samankaltaiset termodynaamiset ominaisuudet. Hydrometallurgialla metallit kierrätetään nesteessä matalassa lämpötilassa, jossa metallit liuotetaan puhtaampaan muotoon. Prosessiparametrit riippuvat syötteestä. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 46 Prosessi on selektiivisempi kuin pyrometallurgia ja hydrometallurgisen jatkokäsittelyn tavoitteena on hyödyntää kaikissa prosessivaiheissa syntyviä metallipitoisuuksiltaan köyhiä jakeita. Pyrometallurgian kuonia voidaan käsitellä hydrometallurgisesti (Chen, 2012). Käytettävän teknologian valintaan vaikuttaa lähtöaineen laatu. Usein hyödynnetään hydro- ja pyrometallurgian yhdistelmiä; ensin erotellaan pyrometallurgisesti suurimmat massat toisistaan, jonka jälkeen hydrometallurgian avulla saadaan metallit prosessoi- tua vielä puhtaampaan muotoon. Valitun prosessin ympäristövaikutuksia pystytään simuloimaan melko tarkasti jo suun- nitteluvaiheessa, kun tiedetään syöte ja kapasiteetti (esim. Reuter ym., 2019). Kierrä- tysteknologiapäätöksen tulisi perustua ex ante -arvioon koko prosessin tehokkuudesta ja ympäristövaikutuksista. Esimerkiksi pyro- ja hydrometallurgian energiatehokkuus ei ole aina suoraviivainen; liekkisulatto on energiatehokas vaihtoehto, mutta muut pyro- metallurgiset teknologiat vaativat suurempia energiapanoksia päästäkseen korkeisiin lämpötiloihin. Tietyt hydrometallurgiset menetelmät vaativat myös paljon energiaa, vettä tai kemikaaleja. Eri ICT-laitteiden tai komponenttien kierrätys Eri päätelaitteet eivät muodosta tasalaatuista SER-virtaa, vaan laitteisiin ja jopa niiden komponentteihin liittyy erilaisia kierrätyksellisiä näkökulmia tai haasteita. Näitä laite- tai komponenttikohtaisia näkökulmia on käyty läpi taulukossa 8. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 47 Taulukko 8 Päätelaitteiden tai komponenttien kierrätysnäkökulmat Päätelaite tai komponentti Kierrätysnäkökulmat Näytöt ja televisiot (CRT, LCD, LED) Näyttöjen nopea teknologinen kehitys on esimerkki siitä, miten tuotantoteknologia vaikuttaa kierrätysvolyymeihin. CRT-näyttöjen kierrätys on tunnettua ja kannattavaa, eikä kierrätys ai- heuta merkittäviä ympäristövaikutuksia. LCD- ja LED-näytöt ovat tuoneet uusia haasteita kierrätykseen. Esimerkiksi indiumin, galliumin, germaniumin ja muiden harvinaisten metal- lien kierrätystä voidaan parantaa (UNEP, 2013, Buchert ym., 2012) ja näyttöjen piirilevyissä myös esimerkiksi kullan, kuparin ja hopean. Lisäksi näissä käytetään SER-muoveja, joita voitaisiin kierrättää paremmin, jos pystytään ratkaisemaan esim. haitallisten aineiden ongel- mat (Eskelinen ym, 2016). Tulevaisuudessa LED/LCD-näytöt ja -televisiot tulevat olemaan arvokkaimpia SER-jakeita älypuhelinten rinnalla (Cucchiella ym, 2015), mutta erityisesti LCD-monitorien elohopea tulee asettamaan haasteita (Noon et al. 2011). Kannettavat ja tab- letit Kannettavat ja tabletit ovat olleet arvokkain SER-jätteen kategoria (Cucchiella ym, 2015), sillä näiden komponenteissa on suhteellisen suuria määriä arvometalleja. Tableteissa on suurempia osuuksia arvometalleja erityisesti näytössä sekä piirilevyssä, johtuen kompak- tista kokoonpanosta. Kierrätyksen kannalta hankaluus muodostuu silti juuri kompaktiudesta, eli miten saada arvometallit eroteltua toisistaan. Piirilevyt Piirilevyt sisältyvät moniin ICT-laitteisiin ja ovat massaltaan noin 3-6 % SERistä. Vaikka osuus on pieni, on suurin osa arvometalleista juuri näissä komponenteissa ja verrattuna pri- määrimalmeihin ovat pitoisuudet huomattavasti korkeampia (Cayumil, 2015). Nykyinen piiri- levyjen kierrätysprosentti on matala kompleksisen materiaalisisältönsä ja fyysisten ominai- suuksien takia. Näissä on tyypillisesti yli 20 eri metallia, jotka voivat olla bulkkimetalleja (ku- pari, alumiini, teräs), arvometalleja (kulta, hopea, platina), sekä haitallisia aineita (antimoni, arseeni, elohopea, lyijy). Näiden kierrätysprosessit ovat tyypillisesti hyvin energiaintensiivi- siä ja ympäristön kannalta riskialttiita, ja niiden avulla voidaan kierrättää vain noin 30-35 % piirilevyn sisältämistä metalleista. Tyypillisesti muut materiaalit hävitään. Älypuhelimet Älypuhelinten kierrätyksessä on haasteita saada vanhat puhelimet kierrätyksen piiriin. Iso osa vanhoista puhelimista jää pöytälaatikkoihin. Yksittäisen puhelimen sisältämä arvometal- lien osuus/arvo on pieni, minkä takia materiaalinkierrätyksen kannattavuuden ylläpitä- miseksi tarvitaan suuria määriä laitteita. Akut Älypuhelinten sisältämät litium-ion -akut ovat hyvä kierrätyksen kohde ja Suomessa on kehi- telty näille erityistä kierrätysmenetelmää. Koboltin käyttäytymiseen litiumakkujen kierrätyk- sessä liittyy avoimia kysymyksiä. On suuri riski, että kobolttia päätyy ilmaan, kun akkuja pu- retaan ja murskataan kierrätyksen yhteydessä. Tähän todennäköisesti ECHA määrittelee tarkemmat kriteerit (kriittisetmateriaalit.fi). SER-muovit Yksi kehitettävä kohde on SER-muovien kierrätysmenetelmät. Vanhat laitteet sisältävät mo- nenlaisia muoviyhdisteitä ja -laatuja eri vuosikymmeniltä, mikä tekee niiden erottelusta ja jatkojalostuksesta haastavaa. Hyvin lajiteltuna ja kierrätettynä SER-muovi voidaan kuitenkin käyttää uudelleen elektronisissa laitteissa. (serkierrätys.fi) Kaikki virallisiin keräyspisteisiin tai kauppoihin tuodut laitteet käsitellään ensisijaisesti Suomessa. Tuottajayhteisöt tekevät yhteistyötä yhdeksän kotimaisen käsittelylaitok- sen kanssa, samoin joidenkin kierrätyskeskusten sekä tukityöllistettyjen voimin toimi- vien toimintakeskusten kanssa. (serkierrätys.fi) ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 48 Kierrätykseen liittyvät ongelmat Vaikka kierrätys vaikuttaa positiivisesti ICT-sektorin kestävyyteen, ei kierrätysmateri- aalien tuotanto pysty vastaamaan jyrkästi kasvavaan tuotteiden kysyntään. Lisäksi elektronisten laitteiden kierrätystä tarkasteltaessa aliarvioidaan usein materiaalien keskinäiset liitokset tuotteissa (Cucchiella ym., 2015). Samoin kuin malmeissa, ovat kompleksiset tuotteet kytkeytyneitä toisiinsa; puhutaan urbaaneista (”designed”) mine- raaleista tai malmeista (tai urbaanista louhinnasta). Näillä urbaaneilla mineraaleilla tarkoitetaan laitteita, komponentteja ja ennen tuntemattomia funktionaalisia materiaa- liyhdistelmiä, jotka sisältävät alkuaineita ei-luonnollisina yhdisteinä. Luonnossa esiin- tyvissä malmeissa on muutamista noin 20:een eri mineraalia, kun urbaanit malmit voi- vat sisältää jopa yli 50 eri metallia. 4.5.1 Jätevirran koostumus Päätelaitteet koostuvat suurelta osin metalleista, mutta mukana on metallien lisäksi myös muoveja ja lasia. Sen lisäksi, että näissä voi tyypillisesti olla 60 % puhtaita me- tallikomponentteja, löytyy metallia myös piirilevyistä (jopa 45 eri metallia), LCD- ja LED-näytöistä, kaapeleista ja metalli-muoviseoksista. Lisäksi jos verrataan materiaa- lien paino-osuuksia niiden taloudelliseen arvoon, ovat nämä usein ristiriidassa keske- nään. Esimerkiksi piirilevyjen tai tietokoneiden painosta suurin osa on jotain muuta kuin metalleja (pääasiassa muovia), mutta koko taloudellinen arvo on metalleissa (Kuva 20). Kuva 20 Piirilevyn ja tietokoneen kovalevyn magneettien paino- ja arvojakaumat (Väisänen, 2018) Jakauma eri materiaalien aiheuttamista ympäristövaikutuksista on samankaltainen kuin arvon mukainen jakauma. Tämä tarkoittaa, että vaikka joillain metalleilla (esim. palladiumilla, kullalla ja hopealla) on vain pienet paino-osuudet tuotteessa, aiheuttavat ne silti suuremmat ympäristövaikutukset. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 49 Lisähaasteita aiheuttavat myös eri osien kiinnitystavat. Esim. matkapuhelinten ko- koonpanossa käytettiin vielä 1990-luvulla laajasti ruuveja puhelimen eri osien kiinni- tykseen. Nykyisten älypuhelinten tai -laitteiden osat kiinnitetään enenevässä määrin liimaamalla tai muilla kertaluonteisilla kiinnityksillä. Tämä hankaloittaa sekä korjaustoi- menpiteitä, että kierrätyksessä esikäsittelyä (purkamista). Laitteiden valmistajille tämä ei ole ensisijainen ongelma; ellei lainsäädännöllisin keinoin onnistuta ulottamaan vai- kutusta myös heihin. 4.5.2 Kierrätysprosessin valinta Kierrätysprosessi tulee suunnitella ja optimoida suhteessa saantiin, joka vaihtelee ko- koonpanoittain tai tuotteittain. Optimointi tapahtuu yleensä taloudellisin perustein, eli kierrätystoimija laskee prosessoinnin kustannukset suhteessa puhtaan metallin ar- voon. Puhtaan metallin arvo vaihtelee ajassa paljon, joten tämä tekee oikeiden pro- sessointiparametrien ja taloudellisuuden määrittelystä hankalaa. Prosessin muuttami- nen ja optimointi muuttaa väistämättä myös arvokkaiden materiaalien talteenottoa ja käytettyjä apuaineita, sekä suorien tai epäsuorien päästöjen määrää. Kierrätyksen tarkoitus on palauttaa käytöstä poistettujen tuotteiden materiaalit takaisin käyttökelpoiseen muotoon, eli arvokkaisiin, puhtaisiin raaka-aineisiin, jotka voidaan hyödyntää helposti uusissa elektronisissa laitteissa. Ns. bulkki- tai perusmetallien ja komponenttien tai tuotteiden, jotka sisältävät vain yhtä materiaalia, kierrätys on jo nyt hyvällä tasolla ja resurssitehokasta (Taulukko 7). Mutta pienet, kompleksiset älylait- teet ovat hankalia kierrätettäviä, sillä ne ovat sekoitus kymmenistä eri metalleista, muoveista, lasista ja liimoista. Lisäksi pitoisuudet voivat olla hyvinkin pieniä. Eri mate- riaaliyhdistelmät vaativat erityyppisen kierrätysprosessin ja jotkut metallit estävät tois- ten kierrätyksen (luku 4.6.1). Jos laitteet saadaan kerättyä kierrätyksen piiriin, on kor- keahko kierrätysprosentti saavutettavissa silti usein nykyisillä teknologioilla. Tällöin on tiedostettava kierrätysprosessin vaatimat resurssit (esim. energia tai kemikaalit) ja ympäristövaikutukset suhteessa kierrätettävän metallin arvoon, tai verrattuna primää- rimateriaalin tuotannon aiheuttamiin ympäristövaikutuksiin (Reuter, 2018). Ymmärryk- sen kunkin tuotteen saantitasoista suhteessa käytettyihin resursseihin tulisikin ohjata vahvemmin nykyisiä kierrätysjärjestelmiä, tuotteen TKI-suuntauksia sekä kulutuspää- töksiä. ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 50 4.5.3 Suljettu kierto – onko se mahdollista? “Ajatus kiertotalouden suljetusta kierrosta on miellyttävä. Se välittää mielikuvan siitä, että kaikki käyttöön otetut materiaalit voidaan käyttää uudestaan ilman, että kierrätykseen käytetään energiaa. Epämiellyttäväksi asian tekee se, että kierron sulkeminen on mahdotonta. Sen takia tulisi myös keskustella prosessin häviöistä energian, metallien ja pölyjen kautta. Politiikkalinjauksia tarvitaan mahdollistamaan kierrätys, eikä vaikeuttamaan sitä.” (Reuter, Rethink, 2018/19) Täydellistä suljettua kiertoa tai ns. cradle-to-cradle -mallia on fysikaalisten lakien mu- kaan käytännössä mahdoton saavuttaa (Reuter ym., 2015). Tähän vaikuttavat termo- dynamiikan lisäksi myös esimerkiksi teknologian kehittymättömyys, ihmisten toiminta- tavat ja poliittiset päätökset. Kaikki tuotteet, olivat ne yksinkertaisia tai monimutkaisia, tarvitsevat tietyn määrän primäärimetallien syöttöä parantaakseen metallin laatua, täyttääkseen suuremman kysynnän tai kompensoidakseen prosessin häviöitä. Häviöt kierrätyksessä voivat olla merkittäviä (Bartie ym., 2019). Jokainen kierrätysvaihe, käy- tännössä jokainen elinkaaren vaihe, aiheuttaa jonkinlaista häviötä joko materiaalissa itsessään tai sen hyödynnettävissä olevassa energiassa (Kuva 21). Termodynamiikan oppien mukaisesti 100 % kierrätys on fysikaalinen mahdottomuus, sekä materiaalin että energian suhteen ja jokainen kierto käsittää peruuttamattomia häviöitä. Tuotteet voidaan tuottaa täysin kierrätetyistä materiaaleista; mutta elektroniikkatuotetta ei käy- tännössä ikinä voida kierrättää täysin (Reuter ym., 2019). ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 51 Kuva 21 Materiaalihäviöt elinkaaren aikana (mukaillen Bartie ym., 2019) Kiertotalous konseptina on saanut täydellisen suljetut kierrot poliittiseksi tavoitetilaksi, ja kiertotalouden toivetila on yhdistelmä sulavasti toimivista yhteistyöpartnereista, jossa kuitenkin suurelta osin jätetään vääjäämättömät häviöt huomiotta (Lazarevic & Valve, 2017). Prosessin aikaisia häviöitä voidaan ja tuleekin minimoida, mutta niitä ei voida välttää täysin. Matkapuhelinten esiprosessoinnissa on todettu, että noin 3,4 % puhelimen painosta hävitään pölyihin, jotka sisältävät myös mm. hopeaa, kultaa ja palladiumia (Bacher & Kaartinen, 2017). Suljetun kierron tekniset haasteet eivät silti tarkoita, etteikö merkittäviä hyötyjä voitaisi saavuttaa kierrätyksen eri vaiheita tehostamalla. Esimerkiksi laitteiden ja komponent- tien modulaarisuus, näiden fyysinen olomuoto ja kierrätyksen mukainen tuotesuunnit- telu voivat parantaa kiertoa. Myös ihmisten kulutus- ja käytöstottumusten muuttami- seen on tällaisen uuden kiertotalouteen perustuvan toimintamallin perustaminen tär- keää. häviö Neitseelliset raaka-aineet Raaka-aineiden prosessointi (rikastus, jalostus) Tuotesuunnittelu Tuotteen valmistus (ml. komponenttien valmistus) Tuotteen käyttö Keräys Kierrätys © SYKE häviöhäviö häviö häviö häviö ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 52 Kierrätyksen mahdollistajat 4.6.1 Kierrätyksen mahdollistavat kantajametallit Vaikka julkisessa keskustelussa harvoin puhutaan ns. kantajametalleista (carrier me- tals), muovaavat nämä kierrätyksen tekniset ja fysikaaliset rajoitukset. (Reuter, 2019; UNEP, 2013). Kantajametallit voidaan kierrättää kohtuullisen helposti, mutta sen li- säksi ne mahdollistavat myös niihin kytkettyjen toisarvoisten metallien (minor metals) kierrätyksen. Nykyiset elektroniset tuotteet ja niiden sisältämät materiaalit eivät ota tätä huomioon, mikä asettaa haasteita kierrätyksen optimoinnille, sillä useat metallit ovat kierrätysteknisesti (metallurgisesti) keskenään ristiriidassa. Lisäksi jotkut tärkeät kantajametallit, kuten lyijy, ovat regulaation takia poistumassa käytöstä. Työkaluna optimaalisten metalliyhdistelmien hakemiseen, tai kierrätysprosessien alustavaan suunnitteluun on hyödynnetty ns. ”metalliratas”-konseptia (metal wheel, Reuter and van Schaik, 2012). Metallirattaan avulla voidaan arvioida, mitkä metallit kierrättyvät minkäkin kantajametallin avulla joko pyro- tai hydrometallurgisesti. Lisäksi siitä on tun- nistettavissa, mitkä metallit tyypillisesti hävitään tiettyjen metallien kanssa kierrätettä- essä. Kompleksisen konseptin tarkoitus on osoittaa, että jos tuote sisältää lukuisia eri metal- leja, on hyvin todennäköistä, että osa näistä hävitään kierrätyksessä. Esimerkiksi rau- taa kierrätettäessä hävitään todennäköisesti useita muita pienempiä materiaalivirtoja, joita tuotteessa on. Toisaalta, kupari-nikkeli-prosessissa saadaan tehokkaasti sekä pyro- että hydrometallurgisesti muutkin metallit talteen. Konseptin toinen viesti on se, että esimerkiksi lyijy (Pb) on tehokas kantajametalli, sillä se mahdollistaa lähes kaik- kien siihen liittyvien metallien talteenoton. Tämän takia lyijyllä on tärkeä rooli kiertota- louden mahdollistajana. Tai toisin päin muotoiltuna; useiden kriittisten metallien (esim. In, Bi, Cd, Te) talteenoton tehokkuus riippuu nimenomaan mahdollisuuksista käyttää lyijyä. Lyijy nähdään usein ongelmallisena metallina sen terveysvaikutusten takia; minkä takia kierrätys ja koko siihen liittyvä infrastruktuuri tuleekin hallita tarkasti. Silti, lyijyn käytön täydellinen kieltäminen huonontaisi esimerkiksi hopean, kuparin, antimo- nin, tinan, telluurin ja sinkin kierrätystä. Esimerkiksi EU:n Socrates-hankkeen tulok- sina7 on arvioitu, että lyijyä sisältävien tuotteiden kontrollointi ja riskien minimointi on hallittava, sen sijaan, että aineen käyttö kiellettäisiin täysin (Reuter ym., 2019). 7 https://kuleuven.sim2.be/wp-content/uploads/2019/02/SOCRATES-Policy-Brief-2019- Lead.pdf ICT-PÄÄTELAITTEISIIN LIITTYVÄT MATERIAALI-, ENERGIA- JA ILMASTOKYSYMYKSET 53 https://kuleuven.sim2.be/wp-content/uploads/2019/02/SOCRATES-Policy-Brief-2019-Lead.pdf https://kuleuven.sim2.be/wp-content/uploads/2019/02/SOCRATES-Policy-Brief-2019-Lead.pdf 4.6.2 Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu Mahdollisuudet uudelleenkäyttää tai -valmistaa laitteet (kierrättää komponentit) tulisi hyödyntää ennen kuin materiaalit kierrätetään materiaaleina. Ympäristömyötäisen tuotesuunnittelun ja Design-for-Recyclability -konseptien on tarkoitus vahvistaa näitä materiaalikierrätystä edeltäviä vaihtoehtoja (Bartie ym., 2019). Ympäristön kannalta ne ovat parempia vaihtoehtoja, sillä niillä vältetään useita resurssi-intensiivisiä proses- soinnin vaiheita (esim. louhinta ja rikastus). Jopa 80 % tuotteiden ympäristövaikutuk- sista määräytyy suunnitteluvaiheessa, mutta nykytilanne ei tarjoa tuottajille riittäviä kannustimia parantaa tuotteidensa kiertoa. Lisäksi monet raaka-aineet ovat niin hal- poja, ettei niiden hinta motivoi raaka-aineiden uudelleenkäyttöön tai säästöön. Monet tuotteet vanhenevat tai rikkoutuvat liian nopeasti, niitä ei ole helppo käyttää uudelleen, korjata tai kierrättää ja monet niistä valmistetaan vain kertakäyttöisiksi. EU:n aloitteissa ja lainsäädännössä käsitellään jo tuotteiden kestävyysnäkökohtia joko pakolliselta tai vapaaehtoiselta pohjalta. Esimerkiksi ekosuunnitteludirektiivi (EC, 2009) sääntelee energiaan liittyvien tuotteiden energiatehokkuutta ja uudemmat täy- täntöönpanotoimenpiteet myös joitakin kiertoon liittyviä ominaisuuksia. Uudessa toi- menpidesuunnitelmassaan (EU, 2020) Euroopan komissio aikoo edistää kokonaisval- taisemmin kestävää tuotepoliittista kehystä parantaen tuotteiden kestävyyttä, uudel- leenkäytettävyyttä, päivitettävyyttä ja korjattavuutta, puuttuen vaarallisten kemikaalien esiintymiseen tuotteissa, lisäten niiden energia- ja resurssitehokkuutta ja kierrätysma- teriaalien osuutta sekä pienentäen hiili- ja ympäristöjalanjälkiä. Sääntelytoimenpiteillä pyritään nimenomaan vaikuttamaan matkapuhelinten, tablettien ja kannettavien tieto- koneiden energiatehokkuuden ja kestävyyden, korjattavuuden, päivitettävyyden, huol- lettavuuden, uudelleenkäytön ja kierrätyksen ennakoivaan suunnitteluun. Lisäksi elektroniikkaa ja tieto- ja viestintätekniikkaa pidetään ensisijaisena alana ”korjautta- misoikeuden” täytäntöönpanossa, mukaan lukien vanhentuneiden ohjelmistojen päivit- tämisen. 4.6.3 Arvoketjuyhteistyö Eri arvoketjujen toimijoiden välinen vahvempi yhteistyö voi lisätä ekosuunnittelun hyö- tyjä ja tehostaa materiaalien käyttöä. Esimerkiksi materiaaleihin tai modulaarisuuteen liittyvien ominaisuuksien suunnitteluun tulisi lisätä kierrätysprosessien asiantunte- musta. Tieto materiaalien kierrätettävyydestä (esim. kantajametalleista) ei pääsääntöi- sesti yllä lopputuotteen suunnittelijalle asti, etenkään pitkien arvoketjujen, kuten elekt- ronisten laitteiden tapauksessa. Joissain harvoissa tapauksissa tätä yhteistyötä on jo ryhdytty rakentamaan ja se on myös EU:n agendalla. Tämä kuitenkin toteutuu vain globaalissa mittakaavassa, sillä sekä elektroniikkatuotteet