Forskning för en säker och hållbar kemiindustri
Kemikalier spelar en viktig roll i dagens samhälle. Samtidigt har vissa kemikalier negativa effekter på miljö och hälsa. År 2020 kom EU-kommissionens kemikaliestrategi, vilken lägger riktlinjen för EU:s framtida arbete med kemikalier. IVL:s forskning bidrar till att säkerställa att nya kemikalier och material är säkra och hållbara i sin design, och att processer och ny teknik utvecklas för att den kemiska industrin ska kunna bli klimatneutral.
En viktig del av EU:s kemikaliestrategi är konceptet Safe and Sustainable by Design (SSbD). Ett SSbD-ramverk för fastställande av kriterier och utvärderingsförfarande för design av kemikalier och material publicerades i en rapport från EU-kommissionens vetenskaps- och kunskapstjänst JRC under 2022. Detta har sedan följts av en rekommendation från kommissionen att implementera detta ramverk.
Kemiindustrin står inför stora omställningar för att minska sin klimatpåverkan och skapa säkra, cirkulära flöden. För att nå dit behövs nya processer och produkter som bygger på hållbara och förnybara råvaror och är säkra för människa och miljö. För IVL är detta en spännande och prioriterad fråga.
Stefan Pettersson, forskningschef på IVL
I den forskning som IVL bedriver utvärderas bland annat vilka verktyg, så som kemiska analysmetoder och livscykelbaserade bedömningar, som kan användas för att säkerställa att en kemikalie, en process eller ett material är säker i sin design.
Under kommande år kommer införande av SSbD-ramverket innebära betydligt ökade krav på företagens processer för innovation och produktutveckling. Att säkerställa att produkterna är säkra och hållbara i sin design kräver ändring av innovationsprocesser samt utökning av både bedömningsverktyg och tillverkningsprocesser.
En utmaning är att kombinera säkerhet och hållbarhet utan eventuella kompromisser i innovationsprocesser. Risker kommer att identifieras under projektens gång och adresseras via färdplaner för de olika värdekedjorna och via kommunikation med kommissionen.
Det är främst två forskningsprojekt inom IVL som fokuserar på SSbD:s ramverk: Det EU-finansierade projektet IRISS och det Mistra-finansierade projektet Mistra SafeChem. En utmärkande faktor i båda dessa program/projekt är att kopplingen till industriaktörer är central.
IRISS – Säker och hållbar design inom värdekedjor
Projektet IRISS är en stor EU-satsning som ska accelerera övergången till säkra och hållbart designade material, produkter och processer. IVL är koordinator för IRISS och leder arbetet med att implementera och sprida kunskap om SSbD-ramverket. Detta är ett treårigt projekt med deltagare från 15 EU-länder.
IRISS samarbetar med sex värdekedjor (textil, förpackningar, bilsektor, konstruktion, material för industri och elektronik) och kemiindustrin för att undersöka det befintliga arbetet med SSbD och hur implementeringen ska vidareutvecklas. Arbetet kommer att resultera i ett flertal färdplaner för de nämnda värdekedjorna och en övergripande färdplan för industrin för implementering av SSbD-ramverket.
Målet med IRISS är att samla kunskap och verktyg som finns inom EU, sprida konceptet SSbD till forskare, beslutsfattare och näringsliv, samt bygga ett internationellt SSbD-nätverk. Det internationella nätverket kommer att säkerställa ett brett kunskapsöverföringsforum.
Inom IRISS kommer ett antal tjänster tas fram i form av utbildningsmaterial och olika verktyg för att stödja implementering av SSbD-konceptet i industrin, med särskilt fokus på små och medelstora företag, SME.
Genom att sätta in åtgärder och göra förbättringar redan i designstadiet kan vi minska resursförbrukning och klimatutsläpp och samtidigt designa produkter och material som lättare går att cirkulera och återvinna. Det är en förutsättning för att vi ska nå de mål som har satts upp bland annat i EU:s kemikaliestrategi och FN:s globala hållbarhetsmål.
Emma Strömberg, forskare och koordinator för IRISS
Mistra SafeChem – Forskning för en hållbar kemiindustri
Forskningsprogrammet Mistra SafeChem fokuserar på forskning och utveckling av kemiska synteser, bedömningsmetoder och analysverktyg för att kunna utföra analyser och bedömningar som utvärdering enligt SSbD-kriterierna kommer att kräva.
I Mistra SafeChem samarbetar forskare från Stockholms universitet, KTH, DTU, RISE, CHEMSEC och IVL tillsammans med 14 europeiska industriaktörer inom, eller kopplade till, kemiindustrin. Målet är att utveckla en del av de verktyg och metoder som kommer behövas för att realisera målen i EU:s kemikaliestrategi samt SSbD-ramverket.
En del av arbetet inom programmet bedrivs i fallstudier där metoder sprungna ur forskning på universitet och institut, däribland IVL, testas på verkliga problem från industrin. Exempel på verktyg som testas på IVL är prediktion och bedömning av nedbrytbarhet av kemikalier, bedömning av toxicitetspåverkan i en kemikalies fulla livscykel (human- och ekotoxicitet) samt möjligheten att koppla uppskalning av en kemisk processer till en LCA-bedömningar för att på så sätt optimera den framtida produktionen ur ett hållbarhetsperspektiv.
Mistra SafeChem bedriver industrirelevant forskning där akademi, institut och företag samarbetar, men ansvarar inte för implementering av resultaten. Målet är att företagen ska få tillgång till de allra senaste resultaten inom forskningen och kunna implementera det som känns relevant för just dem. Allt material som produceras inom Mistra SafeChem publiceras med open access vilket underlättar för spridning och implementering. Programmet håller även kurser för de deltagande företagen, samt seminarier och symposiums där nya forskningsrön redovisas i öppna evenemang.
Mistra SafeChem förespråkar en helhetssyn på kemikalier, vilket innebär att samverkan är avgörande. Arbetet innebär en betydelsefull investering och är ett första steg mot att skapa en forsknings- och innovationsplattform för grön och hållbar kemi, både i Sverige och internationellt.
John Munthe, koordinator för Mistra SafeChem
Både Mistra SafeChem och IRISS är fleråriga projekt som löper till 2024 och 2025. Mistra SafeChem har möjlighet att få en fyraårig förlängning till 2028. Efter 2028 är förhoppningen att grupperingen av forskare och kunskaperna de genererat ska kunna bevaras som en plattform för grön kemi i Sverige.
Även IRISS har som mål att bygga en permanent SSbD-plattform med erbjudande om ett flertal olika tjänster, exempelvis utbildningar, stöd till företag att implementera SSbD-konceptet i sin verksamhet och produkter samt internationellt kunskapsutbyte.
Företag och branschorganisationer som är partners i projekten IRISS och Mistra SafeChem har chansen att både påverka ramverkets utformning och att förbereda sig internt på hur de ska arbeta med kraven.
Ur denna forskning ser IVL stor potential att integrera kunskap i nya projekt. Redan under hösten 2022 fick IVL ett Formasprojekt beviljat (Formas Diarienummer: 2022-01991) som ska testa handgripligen hur livscykelbaserade metoder för kemikaliebedömning kan implementeras på ett kemikaliehanterande företag.
Referenser till forskningen
Exempel av vetenskapliga publikationer och rapporter från Mistra SafeChem kommer nedan. Både från IVL samt programmets samarbetspartner:
- Holmquist, H., Roos, S., Schellenberger, S., Jönsson, C., & Peters, G. (2021). What difference can drop-in substitution actually make? A life cycle assessment of alternative water repellent chemicals
Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.. Journal of Cleaner Production, 329. - Ruiz-Caldas, M.-X., Carlsson, J., Sadiktsis, I., Jaworski, A., Nilsson, U., Mathew, A. P. (2022) Cellulose Nanocrystals from Postconsumer Cotton and Blended Fabrics: A Study on Their Properties, Chemical Composition, and Process Efficiency Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 10 (11), 3787-3798.
- Aji Mathew, Joseph Samec, Belén Martín-Matute, Jan-Erling Bäckvall, Per-Olof Syrén and Adam Slabon (2022). Chemical synthesis – half-time achievements and outlook. A report from the Mistra SafeChem Programme. Chemical synthesis – half-time achievements and outlook Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.
- Norinder U. (2023) Traditional Machine and Deep Learning for Predicting Toxicity Endpoints. Molecules Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.. 28(1), 217.
- Rydberg, T., Gunnarsson, J., Gottfridsson, M. (2021). Global human toxicity potential assessed with the ProScale method for use in Normalisation in LCA Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.. Toxicology Letters, 350, S242.
Bidrar till FN:s hållbarhetsmål
