Mistra STEPS – Sustainable Plastics and Transition Pathways, startade 2016. Forskningsprogrammet har i drygt åtta år arbetat för att skapa en mer hållbar och sammanhållen kedja, från biobaserade plaster, till ett välfungerande system för återvinning och cirkulära affärsmodeller för att minska plastanvändningen i samhället.

En viktig del inom programmet har varit att utveckla gröna byggstenar inom biobaserad plasttillverkning. Arbetet har handlat om att utforska processer med låg miljöpåverkan från råvaror som sockerbeta och cellulosa för att ersätta fossila byggstenar. Enligt programchef Rajni Hatti-Kaul har ett av programmets största bedrifter varit skapandet av biobaserade kemikalier för plastens byggstenar, med både biotekniska och kemiska metoder. Mistra STEPS forskning visar också på vikten av att kombinera metoderna.

Ytterligare en prestation från programmet har varit att utveckla processer som kan skalas upp och öka potentialen för industriell tillämpning. Mistra STEPS har dock saknat en industriell partner dedikerad för detta, vilket varit en utmaning. Och för att snabba på omställningen till ett mer hållbart plastsystem krävs förändring på policysidan.

– Arbetet för att driva på omställningen ligger till stor del på tillsynsmyndigheter och policyinstanser. Nuvarande tillsyn och politik är till stor del baserad på fossila resurser vilket inte går att översätta till biobaserad plast, vare sig gällande tillverkning, återvinning eller återanvändning, säger Rajni Hatti-Kaul.

Mahmoud Sayed, forskare inom Mistra STEPS, genomför ett experiment för att testa olika processer för att utveckla gröna byggstenar. FOTO: Kennet Ruona.

Utvecklat olika demoprodukter

Forskare inom Mistra STEPS har också utvecklat egna biobaserade plaster och testat deras prestanda och miljöpåverkan jämfört med fossila alternativ. 2017 togs ett golvbaserat lack, gjort av en sockerbaserade polymer, fram tillsammans med Bona, Perstorp och Nordic Sugar. Lacket applicerades på ett golv på Kemicentrum i Lund, och är än idag i gott skick. Enligt Mistra STEPS visar det på möjligheten för biobaserade varianter att kunna konkurrera med fossilbaserad plast.

Ett annat exempel är en biobaserad fiber som kan användas för att producera mer miljövänliga sportkläder. Fibern är framtagen tillsammans med Rise och har optimerats av Clariant.

Forskare inom Mistra STEPS arbetspaket två utvecklade en biobaserad fiber tillsammans med forskare vid Rise. Fibret kan användas för att exempelvis tillverka nylon-eller funktionskläder. FOTO: Kennet Ruona.

– Forskarna har vidare lagt stor vikt vid att utveckla olika sorts plaster, bland annat av lignin från skogsindustrin, med syfte att undersöka hur de beter sig vid exempelvis uppvärmning eller testa deras prestanda. Denna kunskap är viktig för att kunna bestämma vilka biobaserade polymerer som kan passa för olika plastprodukter, förklarar säger Rajni Hatti-Kaul.

Enzym för nedbrytning

Inom Mistra STEPS har forskare arbetat med återvinning av polymerer. Programmet har utvecklat och testat olika enzymer för att bryta ned polyestermaterial till monomerer, det vill säga mindre byggstenar som tillsammans bildar en större molekyl – en polymer.

Nedbrytning kan vara ett alternativ när plasten inte längre kan återvinnas. Genom nedbrytning kan materialet användas igen för att skapa liknande eller andra produkter. Ett av resultaten från forskningen är en lösning som kan bryta ned blandat plastavfall. Arbetet har lett till en patentansökan och metoden kommer att vidareutvecklas till innovationsstadiet med stöd av Vinnova.

Plastperspektiven måste vidgas

Diskussioner om plastens kopplingar till fossila utsläpp var relativt ovanliga när Mistra STEPS startade. I samband med programmets uppstart lanserades EU:s första plaststrategi med syfte att minska plastavfall och främja en cirkulär ekonomi. Ellen Palm var både med och skrev ansökan för forskningsprogrammet och har även varit doktorand vid Lunds universitet och inom Mistra STEPS. I våras publicerade hon sin avhandling där hon studerat olika aspekter av vägen mot fossilfri plast.

För att komma till rätta med plastens påverkan i samhället och för att minska utsläppen från plastproduktion och -konsumtion anser Ellen Palm att perspektiven behöver vidgas. Från att ofta stanna vid diskussion och beslut om avfall- och nedskräpning, behöver även perspektiv som klimatpåverkan, hälsa och minskade mängder plast lyftas och styra beslut.

– Plast måste kopplas till diskussioner och beslut i bredare skala – fossil råvara, kemikalieanvändning, nedskräpning, ökad population, människors hälsa och cirkulär ekonomi. Även om klimatperspektiven har fått mer plats i plastdiskussionerna är det viktigt med en fortsatt integrering av frågor gällande nedskräpning, klimat och kemikalier. Det hoppas och tror jag att min avhandling kan bidra till, säger Ellen Palm.

Beroendet av fossila bränslen

Forskare inom programmet har även lyft på vilket sätt plastindustrin är beroende av fossila resurser och hur det är institutionaliserat genom hela värdekedjan i artikeln Plastics and climate change – Breaking carbon lock-ins through three mitigation pathways. Artikeln pekar på identifierade hinder, så kallade koldioxidinlåsningar, och ger förslag på tre vägar framåt för att bryta beroendet – smart användning, förnybara råvaror, cirkulära system.

Våren 2020 infördes den så kallade plastpåseskatten som väckte stor debatt. 2021 publicerade Mistra STEPS rapporten The future of plastics? – Swedish public opinion on plastics policies som baserades på en undersökning som genomförts av SOM-institutet om svenskars attityder till reglering av plast. Resultatet visade att svenskar var positiva till en tuffare plastpolitik.

Ett viktigt resultat har varit att identifiera tre vägar framåt för en mer hållbar plastanvändning. Detta sätt att kommunicera kring vägar framåt för plasten införlivades i både Naturvårdsverket, liksom i EU:s, kommunikation om plast. Illustration: Catrin Jakobsson.

Färre plastvarianter kan öka återvinningen

Mistras STEPS har också tillsammans med det avslutade forskningsprogrammet Mistra REES undersökt hur en begräsning av antalet termoplaster – från dagens hundratals varianter till ett fåtal – skulle öka möjligheterna för materialåtervinning. Inom det gemensamma projektet Unity släppte de rapporten Går det att ersätta dagens alla plastvarianter med ett färre antal?(2022). Rapporten visar att ett minskat antal termoplaster skulle medföra högre volymer av basplaster hos återvinnarna, och att de då kan sälja större volymer återvunnen plast med både jämnare och högre kvalitet till ett lägre pris. Det innebär i sin tur att det blir enklare med insamling och sortering, vilket bidrar till en högre kvalitet på återvinningen och ekonomiska fördelar i hela värdekedjan.

– Den uppsjö av olika plaster och additiv som finns är ett mycket stort problem. Dessutom tillsätter företag sina egna additiv. Jag tror att vi kommer få se ett än större fokus på återvinning där företagen kommer tvingas specificera plastens innehåll och addera krav för hur produkter ska återvinnas. Även kemisk återvinning, likt den vi arbetat med inom programmet, tror jag vi kommer att se mer av inom kort, säger Rajni Hatti-Kaul.

Sommarskola redde ut myter

En viktig aspekt inom forskningsprogrammet har varit att öka kunskapen och engagemanget för plastfrågan. Med syfte att öka förståelsen för hur plastsystemet fungerar och kan bli mer hållbart anordnade Mistra STEPS en två veckor lång sommarskola 2023. 30 deltagare från akademin och näringslivet fick ta del av forskningsresultat samt utmaningar från industriaktörer och näringslivsrepresentanter.

Under våren 2024 genomförde programmet även en två dagar lång uppföljande skola om plast, speciellt framtagen för kommuner, företag och intresseorganisationer. 50 personer deltog och framhöll särskilt värdet i att forskare, likväl som företag, myndigheter och kommuner bidrog i programmet.

Initiativet har uppmärksammats av ett utbildningsföretag och diskussioner om en eventuell utbildning med Mistra STEPS-representanter har förts.

Plast som konst väcker känslor

Under våren visades utställningen Plastic Perspectives med nio verk – bland annat en mobil frisörsalong av syntetiska hårfibrer, framtidens klenoder i en tid bortom överflöd samt pantbara snusdosor – på Stockholm Furniture Fair och Form/Design Center i Malmö. Verken har på olika sätt inspirerats av Mistra STEPS forskning. Syftet med projektet var att nå nya målgrupper som kan göra skillnad i sin profession, som designers, formgivare och arkitekter, som både kan påverka designprocesser samt ställa kritiska frågor och tänka nytt runt den byggda miljön.

– Det har varit ett lärande från båda håll och vi hoppas att lärandeprocessen ger ringar på vattnet och stärker formgivarna kunskapsmässigt. En förhoppning är att de i sina yrkesroller reflekterar över mer hållbar användning av plast och att de vågar ställa kritiska frågor i de fält de verkar i, säger Noomi Egan, kommunikatör vid Lunds universitet och kommunikationsansvarig för Mistra STEPS.

FOTO: Andy Liffner

En vinst med olika kompetenser

Rajni Hatti-Kaul lyfter upp bredden av kompetens inom programmet som en stor styrka, från kemister till policyexperter. Det nära samarbetet har lett till att utmaningarna och möjligheterna kunnat synas i sömmarna och att nya perspektiv formats och utretts.

I programmets andra fas fokuserade Mistra STEPS på fallstudier baserade på specifika intressen från sina industripartners. Målet var att studera problematiken, utveckla en lösning och förhoppningsvis skapa en bättre produkt. Programmet har bland annat arbetat med att skapa en förnybar mellanrumsborste för TePe och med Tetra Pak som vill skapa bättre återvinningsmöjligheter för barriärskiktet i sina förpackningar. Även om Mistra STEPS nu avslutats fortsätter delar av programmets arbete vidareutvecklas på andra håll, både inom industrin, via myndigheter och i EU-projekt.

– Vi har höjt kunskapsnivån, breddat perspektiven gällande plastens påverkan och utvecklat duktiga forskare. Vi har också involverat och engagerat företag som vill skapa förändring. Men det finns fortfarande utmaningar. För att biobaserad plast ska konkurrera med befintliga produkter måste vi arbeta för uppskalning av nya tekniker och sluta subventionera fossil plast. För att minska plastanvändningen i samhället behöver fler plastperspektiv styra politiska beslut, säger Rajni Hatti-Kaul.