Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Den traditionellt fossilbaserade världsekonomin är ifrågasatt och anses ohållbar för vår framtid. En övergång mot en mer biobaserad ekonomi är därför i fokus på nationell och internationell nivå för att konfrontera klimat-, miljö- och resursproblematik.

I skogsrika länder som Sverige lyfts skogsråvaran fram som den viktigaste resursen för bioekonomin, och livsmedelsindustrin som den enskilt viktigaste näringen för behov av omställning. En logisk riktning i Sveriges bioekonomiska strategi är att därmed utnyttja skogsresurser till att framställa material och produkter som främjar livsmedelsindustrins förädlingskedja mot en mer hållbar utveckling. Ett sådant projekt är BioInnovation Work Package som söker att utvärdera jordbruksmarknadens potential för skogens bio-baserade material.

En växande marknad har upptäckts inom jordbrukets alltmer populära marktäckningsdukar. Utläggning av marktäckningsdukar är en metod inom jordbruket som syftar till att isolera plantjorden mot ljusexponering som i annat fall leder till vattenavdunstning, ogräs och temperaturväxlingar. Ett material som i tidigare studier visat sig lämpligt för detta ändamål är papper. Pappersindustrin har varit ansträngd i Sverige i behov av att finna nya innovativa produkter med nya användningsområden som kan nå andra marknader än den dalande tryckpapperskonsumtionen. En biobaserad marktäckningsduk har genom BioInnovation Work Package tagits fram i just detta syfte, att expandera skogsindustrins marknadssegment genom att konkurrera med en miljömässigt hållbar och kostnadseffektiv produkt i jordbrukssektorn.

Detta examensarbete avsåg att använda detta projekt som ett fall i ett teoretiskt sammanhang av resursstrategi och hållbar miljöutveckling. I detta sammanhang används LCA som metod att jämföra produktlivscykelns miljöpåverkan av den biobaserade marktäckningsduken och dess fossilbaserade motsvarighet.

Livscykelanalysen utfördes med ISO-standardens miljöpåverkanskategori IPCC 2013 som ger index GWP100 för klimatpåverkan för olika emissioner. Datainsamlingen utgjordes av sekundärdata från databaserna EcoInvent, ThinkStep och PlasticEurope. Därutöver kontaktades svenska massabruken i värdekedjan som levererade datamaterial från deras egna emissionsdeklarationer. Excel användes som standardprogram för uträkningar.

Resultatet visade på att den biobaserade marktäckningsduken hade en mindre klimatpåverkan över alla studerade scenarion. Den största källan till utsläpp i biodukens livscykel visade sig ligga hos pappersmaskinen, där elkonsumtionen är högst. Störst potential för minskning av klimatbördan låg i att tillsätta returfiber och öka andelen sulfatmassa i mälden.

The traditional fossil-based world economy is being challenged, and is seen as untenable for our future. A transition to a more bio-based economy is for that reason in focus on a national and international level, to confront climate, environment and resource challenges.

The forest is presented as the most important resource for the bio-economy in forest rich countries like Sweden, and the agricultural trade as the most important industry in need of readjustment. A logical path for Sweden’s bio-economy strategy is thereby to exploit the forest resource to produce new materials and products that promotes the agricultural supply chain to a more sustainable development. One Such project is BioInnovation Work Package, that seek to evaluate the agricultural markets potential for bio-based forest materials.

A growing market has been discovered in the increasingly popular mulch films. The use of mulch films is a method in agriculture that seeks to isolate the soil against sunlight exposure, that otherwise will lead to water evaporation, weeds and temperature fluctuations. A material that has been shown to be suitable for this purpose is paper. The paper industry in Sweden is in need of new innovative products with new areas of use, that may reach other markets than the waning print paper consumption. A bio based mulch film have been developed by BioInnovation work Package for just this reason, to expand the forest industry’s market segment by competing with an environmentally sustainable and cost-effective product in the agricultural trade.

This master thesis intended to use this project as a case in a theoretical context, of resource strategy and environmentally sustainable development. LCA was used in this context, as a method to compare the product life cycles of the bio based mulch film and its fossil based equivalent.

The life cycle assessment was accomplished with the ISO-standard’s environmental impact category IPCC 2013, which produces the index GWP100 for climate impact of different emissions. The data collection was consisted by secondary data from the databases EcoInvent, Thinkstep GaBi, and PlasticEurope. Swedish pulp industries in the value chain provided their own emission declarations in addition to these databases. Excel was used as standard software for calculations.

The result showed that the biobased mulch film had less climate impact than the plastic counterpart in all studied scenarios. The biggest source of emission in the bio-based mulch films life cycle was the paper machine, with its high electricity consumption. The greatest potential for a reduction of the overall climate impact was to add recycled pulp and to increase the amount of sulphite pulp in the mix.