Hvilke kompetencer kræver anvendelse af nye plastmaterialer?

Transkript

1 Hvilke kompetencer kræver anvendelse af nye plastmaterialer? 2014

2 INDHOLDSFORTEGNELSE Indledning 3 Analysens design, resultater og anbefalinger 4 Plastanalysens områder 9 Bioplast 9 Metalerstatning - Substitution af metal med plast 16 Hvad siger virksomhederne om metalerstatning? 20 Uddannelsesindsats relevante projekter 27 Behov for justering af eksisterende uddannelser 32 Afslutning 34 Referencer 36 Side 2 / 39

3 Indledning Udfordring og tendenser miljøhensyn og genanvendelse Plastens historie er lang og kan skrives tilbage til Leo Baekeland, der i 1909 opfandt bakelit. Historien er i dag vendt mod at udvikle plasttyper, der vender tilbage i naturens kredsløb. Der produceres ifølge hjemmesiden globalt ca. 250 millioner tons plast om året. Metalerstatning i form af komplekse kompositter og bioplast er to af de centrale løsningsmuligheder, plastindustrien arbejder med i den aktuelle danske og globale kontekst. Miljøvenlighed, genanvendelse, design og erstatning af metaller eller konventionel plast er centrale elementer i den aktuelle miljømæssige udviklingsorienterede diskurs, og dermed også elementer i de rammer og udfordringer, danske plastvirksomheder stilles overfor. En stor del af de plastmaterialer, vi kender i dag, kommer med stor sandsynlighed til at blive erstattet af bioplast. Eksempelvis kan man bruge bioplast til at udvikle emballage, der forlænger fødevarers holdbarhed, og man kan bruge affald som ressource til at lave bioplast, en udvikling af plast baseret på fornybare ressourcer. Klimaet kan spares for store CO 2 udledninger, hvis biomassen bruges til at fremstille basisplast. Basisplast er polyethylen (PE) og polypropylen (PP), som bruges til at fremstille fx vandflasker, legetøj og fødevareemballage. Basisplast udgør ca. halvdelen af verdens forbrug af plast. Derfor skal biomasse bruges til at fremstille plast, der har de samme egenskaber som dem, vi allerede kender. Der er dog stadig et stykke vej til helt at kunne erstatte plast fremstillet af olie og gas med bioplast. Ifølge Dammand Nielsen m.fl (2010) er anvendelsen af bioplast i Danmark stadig begrænset, og de engangsartikler, der sælges på det danske marked, er i høj grad importeret. Men anvendelse af bioplast er i stigning, og der er mange muligheder for at udvide anvendelsesområderne. Målet er blandt andet, at biobaseret plast bliver bionedbrydeligt og får samme egenskaber som de eksisterende plasttyper. Samtidig skal bioplasten kunne genanvendes så meget som muligt for at spare flest mulige ressourcer. Det er derfor vigtigt at få et kvalitativt grundlag for at vurdere det behov for efteruddannelse af plastmagere og operatører i plastindustrien, der er knyttet til udvikling og produktion af bioplastbaserede produkter. En anden væsentlig tendens er, at plastmaterialer erstatter flere og flere produkter baseret på stål. Offshoreindustrien er et af de områder, hvor denne tendens er stærk og bruges derfor her som illustrerende eksempel. Offshoreindustrien bruger store mængder stål til produktions- og beboelsesplatforme, rørledninger og andre installationer på Nordsøen. Stigende priser på stål og det faktum, at stål er tungt og korroderer i kontakt med havvand, har betydet en øget interesse for at finde andre materialer. Ved at erstatte stål med andre, lettere materialer, kan offshoreindustrien spare penge og besvær, ligesom det er muligt at nedbringe energiforbruget på den enkelte offshoreinstallation. Side 3 / 39

4 En anden fordel er, at plastkompositter tillader en større fleksibilitet i designet, da de mekaniske og fysiske egenskaber ofte kan skræddersys for at imødese specielle krav. Formålet med analysen Formålet med projektet er at undersøge, hvilke kompetencemæssige konsekvenser anvendelse af bioplast og substitution af stål med plast har for plastmagere og operatører i plastindustrien. På begge områder bioplast og substitution af stål med plast viser analysen, hvordan de forskellige fremstillingsprocesser på termoplast- (bioplast) og hærdeplastområdet (komplekse kompositter) påvirkes og om denne påvirkning ændrer kravene til plastmageres og operatørers kompetencer bliver forandret. Analysen giver et overblik over de områder, hvor stål kan erstattes af plast, og de dertil knyttede forandrede krav til kompetencer for plastmagere og operatører i plastindustrien. Analysen giver grundlag for anbefalinger til justeringer af beskrivelse af jobområder, TAK er og konkrete AMU mål i relevante Fælles Kompetencebeskrivelser (FKB). Analysen giver konkret input til FKB Analysens design, resultater og anbefalinger Analysen er gennemført i to selvstændige analyser en af bioplast og en af metalerstatning. Den indledende undersøgelse i fase 1 har vist, at bioplast har et udviklingspotentiale, men kun anvendes i begrænset omfang i dansk plastproduktion, hvorfor den nærmere undersøgelse af den kompetencemæssige konsekvens af øget metalerstatning er prioriteret i fase 2. Analysen er gennemført mhp. at afdække kritiske kompetencer forstået som kompetencer der er kritiske ift. at realisere virksomhedens udviklingspotentialer. Analysens gennemførelse Analysen er afgrænset til anvendelsen af eller den industrielle forarbejdning til færdige produkter af bioplast og kompositmateriale og ikke til selve produktionen af plasten som råvare. De deltagende virksomheder er alle medlemmer af Plastindustrien, og er med i Plast Center Danmarks netværk af plastvirksomheder. Analysen er afgrænset til de erhvervs- og arbejdsmarkedsuddannelser, som Industriens har udviklingsansvar for. Det gælder uddannelsen til plastspecialist (KVU), plastmager og plastmedhjælper (EUD/VEUD) og rækken af AMU-uddannelser inden for plastområdet. Da virksomhederne anvender procesoperatører (EUD), er disse uddannelser også omtalt i analysen. Side 4 / 39

5 Analysen er gennemført i 3 faser: Fase 1 bestod af en desk research af tilgængelige forskningsrapporter, relevante hjemmesider, samt oplæg om udviklingen inden for plastindustrien. I denne fase er der - med relevans for bioplastområdet - gennemført interview med Kristian Dammand fra Force Technology. Der har været dialog med Henrik Skou Pedersen fra Væksthus Midtjylland (projektleder på et projekt i Region Midt ); kontakt til Helle Fabiansen fra Plastindustrien, og gennemført interview med Jesper Emil Jensen, Færch Plast og Lene Holmskov fra Plastindustrien. Inden for metalerstatningsområdet er der gennemført interview med Bente Nedergaard Christensen, Plast Center Danmark. Der er indhentet en rapport fra Plast Center Danmark om et uddannelsesprojekt gennemført i relation til området for metalerstatning. Rapporten har titlen: Efteruddannelse af plastindustriens medarbejdere. Plast Center Danmark September Der er gennemført interview med konsulent Claus Roth Nielsen AMU SYD, og Uddannelsesleder Allan B Rasmussen fra Den jydske Haandværkerskole, der begge har bidraget med input på både bioplast og metalerstatning. Claus Roth Nielsen har endvidere bidraget med en rapport over et uddannelsesprojekt, han har gennemført på AMU SYD. (Læringsforløb med fokus på Innovative kompetencer i plastuddannelser ved AMU SYD). I fase 2 er der gennemført besøg og interview på tre virksomheder: Fiberline Composites Interview med produktionschef, uddannelsesmedarbejder og operatør. Rundgang på virksomheden med operatør. HBN-Teknik Interview gennemført med salgschef, produktionschef og plastspecialist. Rundgang gennemført med produktionschef. Dansk Polyglas Interview gennemført med virksomhedens direktør og produktionschef. Rundgang gennemført med produktionschef. På de tre nævnte virksomheder inden for metalerstatningsområdet omfattede besøgene en kombination af virksomhedsrundgang og kvalitative interviews med ledelses- og medarbejderrepræsentanter. Virksomhedsanalysen har inden for bioplastområdet omfattet mailkontakt og telefoninterview med Jesper Emil Jensen fra Færch Plast, kort kontakt med SKY-LIGHT og læsning af relevant materiale, jf. litteraturoversigten. I fase 3 er der udarbejdet en rapport, som indeholder resultaterne fra fase 1 og 2. Claus Roth Nielsen og Allan B Rasmussen har kommenteret på et tidligere rapportudkast. Analysen og dens konklusioner er efterfølgende behandlet på en workshop den 13. marts med repræsentanter fra AMU SYD (konsulent og faglærer Claus Roth Nielsen og uddannelseschef Henrik Saarup Mortensen), Den jyske Haandværkerskole (uddannelsesleder Allan B Rasmussen) og Industriens (konsulent Henrik Vejen Kristensen). Side 5 / 39

6 Den konkrete formidling af projektets resultater er aftalt med IU og gennemføres på et fælles møde med Udviklingsudvalget for Plastindustri og de godkendte skoler inden for FKB 2756 i maj Den foreliggende rapport er struktureret i to hovedafsnit for henholdsvis bioplast og metalerstatning. Afsnittene er struktureret med et afsnit om plastens potentiale set i et internationalt/globalt perspektiv, et afsnit om potentiale og udviklingsaktiviteter i en dansk sammenhæng og et afsnit med konkrete erfaringer fra danske plastvirksomheder. Rapporten afsluttes med et afsnit om uddannelsesindsatsen og to uddannelsesprojekter rettet mod metalerstatning med nye materialer inden for plastområdet, der er gennemført af henholdsvis Plastcenter Danmark og AMU SYD. Dette afsnit slutter med en opsamling på analysens uddannelsesmæssige budskaber. Generelle uddannelsesbehov - opsamling Tidligere analyser peger på, at plastindustrien outsourcer standardproduktion til udlandet, at det er produktion af mindre serier og forskning og udvikling af nye produkter, der bliver i Danmark. Der er et moderat behov for flere plastmagere, og at de kompetencer, der tidligere har været efterlyst, bl.a. omfatter materialekendskab og kompetencer knyttet til procesforståelse, forretningsforståelse samt andre almene og personlige kompetencer. Man kan generelt til beskrivelsen af jobområder i FKB nr konkludere, at jobområdet er uændret. Det er analysens konklusion, at der må forventes flere og oftere omstillinger i produktionen, og der stilles krav om en forståelse af hele flowet fra design til kundens anvendelse af emnet. Dette indgår i virksomhedernes efterlysning af en større forretningsforståelse, der ifølge virksomhederne vil fremme medarbejderens ansvarlighed og omstillingsevne. Den opstillede TAK for termoplast kan anbefales suppleret med at indarbejde brugen af bioplast, og TAK en for hærdeplast kan suppleres ved at indarbejde de nye og mere komplekse kompositter. Analysens overordnede konklusioner inden for de to plastområder kan samles i følgende punkter: Bioplast Brug af bioplast har globalt et gevaldigt miljøpotentiale. Bioplast tjener miljømæssige formål, og vil på sigt kunne substituere konventionel plast. Bioplast vil ifølge eksperter kun i meget begrænset omfang blive anvendt i dansk produktion i fremtiden og primært i kombination med traditionel plast. Det kommercielle potentiale kan dog udløses, hvis bioplast udvikles med bedre egenskaber og til en lavere pris end i dag. Udviklingen vil bl.a. være afhængig af krav i gældende miljølovgivning, fx krav til genanvendelse og bortskaffelse af plast. Danske plastvirksomheder vil være klar, fordi de ved, at de har medarbejdere med relevante kompetencer. Side 6 / 39

7 De foreløbige erfaringer fra anvendelse af bioplast i danske virksomheder siger, at der fortsat arbejdes med at udvikle bioplastens egenskaber, at produktionen kan udføres på eksisterende ekstruderings- og sprøjtestøbeanlæg, at der kun i begrænset omfang stilles særlige krav til kompetencer ud over, at uddannelserne må have fokus på materialekendskab og de særlige egenskaber, som bioplast besidder i kombination med traditionel plast. Metalerstatning Metalerstatning er på sigt afhængig af positive udviklingsprojekter - et potentielt nyt forretningsområde for en række plastvirksomheder. Metalerstatning i form af kompositter anvendes allerede i betydeligt omfang, bl.a. i automobilbranchen og værftsindustrien, og er ikke et nyt område i Danmark. Inden for offshore området er potentialet til stede. Virksomhederne efterlyser mere specialiseret viden om kompositter på et videnskabeligt niveau. Skal udviklingspotentialet inden for fx offshore området realiseres, kræves mere specialiseret viden for at kunne konkurrere med eksisterende metaller, der i dag er godkendte til fx offshore installationer. Der efterlyses en selvstændig ingeniøruddannelse, der giver en bredere og dybere viden, end mulige specialer i ingeniøruddannelserne har i dag. Inden for kompositområdet peges der på et behov for, at plastmagere og plastspecialister opnår et større kendskab til kompositter, og at de ligesom ikke-faglærte operatører får forståelse for behovet for omstillinger og test af nye produkter i det daglige arbejde. Der forventes ikke helt ny teknologi på området, omend de eksisterende teknologier løbende skal optimeres og justeres til nye kompositter. Der er et betydeligt behov for, at plastvirksomheder samarbejder med designvirksomheder som led i udvikling af fx nye kompositter. Her kan gruppen af plastspecialister spille en rolle, men plastmagere og ikke-faglærte deltager ikke i disse udviklingsopgaver. I takt med, at der foregår et stort udviklingsarbejde, vil nye kombinationer af polymerer, armeringsmaterialer og additiver blive udviklet, og viden om disse materialer og deres forarbejdningsbetingelser under plastprocesserne vil blive et must for medarbejdere, der betjener anlæggene. Virksomheder, der arbejder med metalerstatning, anvender eksisterende sikkerhedsuddannelser og har ikke peget på særlige sikkerhedsprocedurer i plastindustrien. Varigheden af de eksisterende kurser skal være længere. Dette er der - ifølge analysen gennemført af Plast Center Danmark - ikke enighed om blandt branchens virksomheder. Det synes dog klart, at deltagerne på det særlige uddannelsesforløb på AMU SYD har et ønske om forløb af længere varighed, mens virksomhedernes ledere giver udtryk for, at varigheden helst ikke er på mere end 1-2 dage. Side 7 / 39

8 Skal medarbejderne klædes på til at indløse et fremtidigt potentiale inden for bioplast og metalerstatning, må det overvejes, om plastuddannelserne skal have fokus på: At paratheden forudsætter, at medarbejderne har et grundlæggende kendskab til bioplast og kompositters egenskaber og kemi. At medarbejderne er klædt på til at deltage i test og udvikling af nye produkter og processer og kan bidrage aktivt med viden og erfaring om optimering af eksisterende processer. At medarbejderne udvikler en forretningsforståelse, der inddrager et kunde- eller et slutbrugerperspektiv. Det ville være en ubetinget fordel, hvis virksomhedsejere og ledere er indstillede på at investere den nødvendige tid til at opnå den større viden og kompetence, som plastvirksomhederne efterspørger. Side 8 / 39

9 Plastanalysens områder I det følgende omtales udviklingstendenserne inden for bioplast og metalerstatning. For hvert af de to plastområder beskrives de produkter og det potentiale, der allerede eksisterer inden for hvert område, det potentiale, der eksisterer i danske virksomheder, og endelig omtales dele af den udviklingsaktivitet, der er iværksat for at realisere det eksisterende potentiale. Bioplast Hensyn til miljøet Interessen for bioplast er begrundet i en række problemer med at anvende konventionel plast, der er produceret på oliebaserede råvarer. Konventionel plast besidder en række gode egenskaber som lav vægt, lang holdbarhed og gode isoleringsevner. Men samtidig er den vanskelig at nedbryde eller kompostere, er ressourcekrævende at producere og udvikler CO 2 ved forbrænding. Miljømæssige hensyn ligger bag ønsket om at producere plast af biologisk materiale, der er biologisk nedbrydeligt, biokomposterbart eller kan forbrændes uden anden udledning end vanddamp. I denne analyse er bioplast primært PLA (PolyLactidAcid), der er det mest anvendte og afprøvede bioplastmateriale og omdrejningspunkt for denne analyse. Derfor drejer det sig ifølge Helle Fabiansen (Plast Panorama nr. 1, januar 2011) om at kunne dokumentere plastens miljømæssige fordele. Spørgsmålet om bioplastens miljømæssige fordele er stadig åbent, især set i lyset af udfordringen i på én gang at udvikle en plast, der på den ene side kan leve op til både de ønskede egenskaber i plasten og de miljømæssige krav og på den anden side til prisen på den producerede plast. De miljømæssige forhold drøftes i en etisk kontekst, hvor der er behov for at finde andre råvarer end fødevarer til produktion af bioplasten, og dels i den miljømæssige kontekst hvor bioplastens komposterbarhed og dens bidrag som naturberigelse stadig er usikker. I dag anvendes en række engangsprodukter i fødevareindustrien, hvor en af udfordringerne er at matche emballagens holdbarhed med produktets hyldetid (Dammand Nielsen m.fl. (2010)), fordi bioplasten ikke altid er stabil ift. vand og varme. Hvad er bioplast? Bioplast er ifølge Plastindustriens hjemmeside om Bioplast plastmaterialer, der er baseret på biopolymerer udvundet af biologisk materiale. Der skelnes mellem tre former for plast: ikke bionedbrydelig plast, bionedbrydelig plast og komposterbar plast. (Nicolas, Alexander m.fl. (2008)). Ud over PLA nævnes PHA (Polyhydroxyalkanoate) og stivelsespolymerer (Engangsartikler i bioplast, s. 2). Anvendelsesmulighederne er de samme for de tre former for bioplast, men der er forskel på, hvordan de er produceret. Der er forskel på plasttypernes bestandighed og hårdhed, men ofte er det Side 9 / 39

10 additiverne, der er afgørende for plastens egenskaber, der derfor holdes som firmahemmeligheder. PHA er dyrere at fremstille og derfor mindre udbredt end de to andre typer. Globalt potentiale Allerede i dag anvendes bioplast i en lang række forskellige ofte nicheprægede - produkter: plasticposer, vandflasker, emballager, legetøj, mobiltelefoner. Hertil kommer, at PLA følge en artikel i Plast Panorama nr forventes at kunne anvendes til: urtepotter, golf-tees, ligkisteornamenter (Rubek Emballage), bladaffaldssække, kødbakker, drikkekrus, madfolie, flasker, bestik (fra Plant2Plast, Greenway-Danmark, Abricon Energy, Field Advice m.fl.), kreditkort, ekspanderet skum, bionedbrydelige poser til køkkenaffald og hundeefterladenskaber (fra ZENZO Group). Ifølge eksperter og flere rapporter er potentialet i udvikling af biomasse og brug af bioplast enormt. Ifølge BIO Plastic på Wikipedia har der i perioden 2000 til 2008 på verdensplan været en vækst på 600 pct. i forbruget af bioplast. NNFCC (The National Non-Food Crops Centre) har forudsagt, at den globale årlige kapacitet vil øges til 2.1 millioner tons i BCC Research forudsiger ifølge Wikipedia, at det globale marked for bionedbrydelige polymerer vil øges med mere end 17 procent i Selv på trods af denne vækst vil bioplast fortsat udgøre en niche i forhold til det samlede plastmarked, som globalt nåede 220 millioner tons i PLA anvendes i farmaceutisk sammenhæng og bl.a. i USA produceres PLA med medicinsk formål. Der er endvidere opstået interesse for garner af spundne PLA-fibre til tekstilmarkedet (Biobaserede materialer del 2 s. 29). Bioplast har et stort potentiale globalt set! Anvendelse af bioplast i Danmark Ifølge eksperter og flere rapporter (Kristian Dammand m.fl. (2010), AGROBIOSAM (2013), Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning (2006) er potentialet i udvikling af biomasse og brug af bioplast stort. Interessen for bioplast i Danmark synes i dag først og fremmest at tjene miljømæssige formål. De miljømæssige interesser er knyttet til fx at reducere blødgørere i eksisterende plast og til at udvikle plastmaterialer, der kan affaldshåndteres gennem miljømæssig forbrænding, kompostering og genanvendelse mv. Ifølge Innovationsnetværk for miljøteknologi er kunderne der allerede og vores umiddelbare indtryk er, at de er meget interesserede, når det kommer til bioplast! Ifølge danske eksperter (Dammand Nielsen m.fl. 2010) produceres råvaren ikke i Danmark, bl.a. fordi teknologien til det ikke findes i Danmark. Danmark importerer i stedet film, granulat eller færdige produkter. De interviewede eksperter har givet udtryk for, at kvaliteten af bioplasten har udviklet sig, og at virksomheder afventer, hvad der sker på markedet. Prisen er stadig højere for bioplast end på konventionel plast, og så længe oliepriserne ikke stiger mere, end de har gjort, ser virksomhederne ikke Side 10 / 39

11 umiddelbart grund til at gå væk fra oliebaseret plast. Incitamenter til at producere med bioplast vil være, at EU stiller krav om omstilling fra konventionel plast til bioplast, eller hvis der ændres i afgiftssystemerne, fx i form af en vægtbaseret emballageafgift. PLA er ifølge Innovationsnetværk for miljøteknologi, det mest lovende biobaserede emballagemateriale, når både pris og tekniske specifikationer tages i betragtning. Den primære producent er NatureWorks, og det er også herfra, at danske virksomheder henter deres råvarer. Engangsemballage i bioplast i danske forretninger er typisk importeret fra udlandet. Danske virksomheder, der forhandler bioplast, er derfor primært grossister og detailhandel. Der synes derfor generelt at være et stort potentiale for anvendelse af bioplast og produktion af emner i bioplast inden for fødevareindustri, lægemiddelindustri og tekstilindustri med udgangspunkt i internationale erfaringer. Dette potentiale afventer incitamenter fra lovgivernes side og fra markedet, for at potentialet kan indfris. Ifølge et oplæg til et samlet forprojekt (Lejre (2009)) er den danske plastindustris produkter såkaldte high market produkter med relativt højt videnindhold. Det er ifølge oplægget forventningen, at det med forskningen og udviklingen inden for biopolymerområdet vil blive muligt at tilpasse biopolymerernes egenskaber til markedets efterspørgsel. Initiativet rettede sig både mod at producere biomasse til anvendelse som råmateriale for råvaren bioplast og mod at anvende bioplast i plastfremstilling. Formålet med initiativet var i perioden at gennemføre et projekt, der skulle dække hele værdikæden fra afgrøderne, over konverteringsteknologierne og til anvendelsen i plastindustrien. Indsatsen blev ifølge Jesper Emil Jensen, Færch Plast fulgt op af en livscyklusanalyse (LCA analyse), der pegede på et stort miljøpotentiale for bioplast. The PlantBottle er det eksempel på en plastflaske tilsat 15% biopolymer, som Coca-Cola har udviklet, og som generelt nævnes som eksemplet på, at der er et potentiale for bioplast. Begrænsede danske erfaringer med bioplast Danske virksomheder, der har forsøgt sig med bioplast, satser i høj grad på genanvendelse. Det gælder for Færch Plast og for SKY-LIGHT. Disse virksomheder har lige som Hammel Plast testet kvaliteten ved brug af bioplast og tilbyder kunder PLA som led i en fremstilling. Det gælder ifølge seniorkonsulent Lene Holmskov fra Plastindustrien, at mange danske virksomheder har gjort forsøg med bioplast for at vurdere, om den kan anvendes på eksisterende produktionsanlæg (ekstrudering, termoformning mv). Hun fortæller, at fx. Trioplast Nyborg har gennemført forsøg med ekstrudering af PLA til plasticposer. Erfaringen var, at kvaliteten ikke var god nok, og at det var for dyrt. De vil være parate den dag, der sker et gennembrud ift. udvikling af plast med de rigtige kvaliteter og egenskaber og den rette pris. Spørgsmålet om anvendelsen på eksisterende anlæg vil ifølge Lene Holmskov være et must for virksomheder, der ikke vil anvende bioplast, hvis den skulle kræve store investeringer i ny teknologi. Bioplasten vil blive udviklet, så den er velegnet til den eksisterende teknologi. Det er ifølge Lene Holmskov ikke helt let af konkurrencemæssige hensyn - at få indsigt i plastvirksomheders erfaringer Side 11 / 39

12 med bioplast. En virksomhed, der har deltaget aktivt i en indsats i samarbejde med det offentlige, er imidlertid stået frem. Det drejer sig om Færch Plast. Der er ganske få danske plastproducenter, der benytter bioplast. I dag er det det samme granulat, som bruges i Coca-Colas PlantBottle, der er en kombination af bioplast og konventionel plast. Afdelingschef Kristian Dammand, Force Technology, er ifølge rapporten Engangsartikler i bioplast i Danmark ikke bekendt med, at bioplast er ved at brede sig ud over de produkter og brancher, der allerede i dag benytter bioplast. Virksomheden Fast Plast har haft et forsøgsprojekt sammen med Force Technology med brug af bioplast. Dammand Nielsen m.fl. (2010) vurderer, at brugen af bioplast som erstatning for traditionel plast vil fortsætte, således at de traditionelle former for plast (fx polyethylenterephthalat (PET)) vil blive erstattet i en ikke nærmere tidsfæstet fremtid. Hvor lang tid der vil gå, er vanskeligt at sige. Bioplast kan forarbejdes i eksisterende ekstrudere og sprøjtestøbemaskiner uden de store omstillinger. Bioplastens egenskaber giver fra processens start den udfordring, at den biologiske nedbrydningsproces allerede starter under varmetilførslen. Bioplasten skal gøres termisk stabil, så den kan tåle at blive varmet op, og dette kan ske ved at tilføre en pasta af konventionel plast og en række varmestabiliserende additiver, som bidrager med de ønskede egenskaber. Man har typisk den her biopolymer tilsat additiver, inden du forarbejder den. Der er tale om små molekylekæder, som er bygget på polymerkæden, og når den begynder at blive nedbrudt termisk, er det de små molekylekæder, som er bygget på polymerkæden, i stedet for på polymeren, der rives løs. Det svarer til at koge kartofler på det samme vand igen og igen. Vandet fordamper under processen, kan man sige, det samme sker med plast. Derfor handler et projekt med en plastvirksomhed om at undersøge, hvor mange gange man kan genanvende et bioplastmateriale, uden at det mister sine egenskaber. (Faglærer Claus Roth Nielsen, AMU SYD). Færch Plast A/S Færch Plast A/S erfaringer daterer sig til et projekt, der blev gennemført under ledelse af Region Midtjylland i sammen med Plast Center Danmark. Der foreligger ingen tilgængelige skriftlige rapporter fra projektet. Virksomheden og dens erfaringer præsenteres kort i det følgende. Færch Plast A/S er en dansk plastvirksomhed med hjemsted i Holstebro. Virksomheden har også fabrikker i England, Tjekkiet og et salgskontor i Frankrig (SkanKomp). Færch Plasts strategi bygger på, at den mest standardiserede produktion flyttes til de udenlandske virksomheder, mens den mest komplekse del bliver i Danmark. Virksomheden har ca. 480 medarbejdere, hvoraf de 380 arbejder i Danmark. Virksomheden er (SkanKomp) organisatorisk opdelt i en ekstruderafdeling med ca. 49 ansatte hvoraf 1/3 er ufaglærte, en termoformafdeling med ca. 150 ansatte heraf ca. 2/3 ufaglærte, en produktionsteknisk afdeling (PTA) med ca. 45 medarbejdere hvor bl.a. plastmagerne er placeret sammen smede og andre faglærte og endelig en pakkeafdeling. Side 12 / 39

13 Færch Plast A/S leverer emballage til fødevareindustrien. Produkterne består af plastemballage til kolde fødevarer og snacks, til fersk kød og til færdigretter. Virksomheden er en af få virksomheder i Danmark, der har erfaringer med brug af bioplast i form af PLA. Intentionen var at leve op til den europæiske komposteringsstandard og samtidig levere en plast med de ønskede egenskaber. Det har imidlertid vist sig vanskeligt at kombinere disse hensyn, fordi PLA nedbrydes relativt hurtigt af fugt i fødevarer, har lav varmestabilitet og bliver sprødt. Der er endnu ikke fundet en løsning, der gør PLA stærkere og samtidig opfylder komposteringsstandarden. Bioplast kan anvendes på eksisterende anlæg Færch Plast har deltaget i et forsøg med bioplastartikler på basis af indkøbt PLA. I dette forsøg viste det sig ifølge Jesper Emil Jensen, at produktionsanlægget i Færch Plast uden videre kunne bruges til at støbe bioplastartiklerne (Plast Panorama nr. 1, 2011). Dette bekræftes af Ole Terney, der giver udtryk for, at bioplast ikke medfører ændring af produktionsprocessen (Plast Panorama nr. 1, 2011). Færch Plast har i den tid, de har produceret med PLA, fået folien ekstruderet i en ekstern virksomhed, fordi det krævede et stort arbejde at rense ekstruderen efter anvendelsen af PLA. Plast, der produceres med PLA, er skrøbelig og har ikke de samme egenskaber som PET. Færch Plast har anvendt og støbt PLA i deres termoformafdeling og har konstateret, at brugen af PLA kræver, at medarbejderne går til arbejdet i termoformafdelingen med en særlig opmærksomhed på materialet. Færch Plast etablerede derfor en særlig gruppe af medarbejdere, der skulle arbejde med bioplast. Gruppen har bl.a. haft stort fokus på forretningsforståelse, herunder især på hele flowet fra råvare over produktion til kunde. Jesper Emil Jensen fortæller, at de har haft gode erfaringer med at arbejde med et kunde- og forbrugerperspektiv. En gang årligt deltager medarbejderne i et arrangement, hvor de får vareprøver på deres emballage med indhold, som de vurderer ud fra et kunde- og et forbrugerperspektiv. Et særligt observationspunkt i termoformningsprocessen var at undgå, at der faldt granulat ned i filmen, når den skulle formes. Bioplast er porøs og kunne ødelægges i formningen, hvis der var granulat med i formen. Bioplast fordrer derfor særlig opmærksomhed i termoformprocessen på grund af bioplastens særlige egenskaber. Færch Plast har valgt at bruge genbrugsplast, og da Coca-Colas PlantBottle udgør en del af denne, vil der i genbrugsplasten indgå en vis mængde PLA. På sigt vil Færch Plast afprøve melassebaseret PET, der betegnes som en 2. generations ethanol. Fordelen ved denne er, at der er tale om et naturprodukt, der har de samme egenskaber som den konventionelle plast. Færch Plast vil forsøge sig med at udvikle Side 13 / 39

14 varmestabil PET op til 220 grader. PLA kræver mere justering og omstilling end anvendelse af biobaseret PET, fx melassebaseret PET. Jesper Emil Jensen peger også på, at der kan ske mindre ændringer i samspillet mellem operatører og test- og kvalitetsafdelingen, og at dette samspil vil være et opmærksomhedspunkt i en produktion med bioplast. Endelig er det umiddelbare svar på spørgsmålet, om produktionen af bioplastprodukter stiller nye kompetencekrav til plastmageres og operatørers faglige og vidensmæssige kompetencer: Jo vi kan tydeligt se forskel på, hvem vi har haft til at køre produktionsmaskinerne ind. Motivation for at prøve noget nyt spiller også ind her. De hidtidige danske erfaringer med bioplast giver derfor ikke anledning til at argumentere for forskelle i anvendelse af konventionel plast eller bioplast. Begge former kan ekstruderes og termoformes. Plastens egenskaber er forskellige, og derfor er procesparametrene forskellige fra granulat til granulat. Bioplast skærper opmærksomheden på proces og materialer Anvendelse af bioplast ændrer ikke på jobprofiler og arbejdsfunktioner for medarbejdere i produktionen. Der vil dog løbende ske flere omstillinger af termoforme, justering af procesparametre og derfor vil samspillet mellem produktion, produktionsteknisk afdeling (PTA) og udviklingsafdelinger blive intensiveret. Jesper Emil Jensen peger på, at både faglærte og ikke faglærte har brug for at tilegne sig en bedre forretningsforståelse, hvor sammenhængen i hele flowet fra råvare til kunde og forbruger bliver udgangspunktet for kvaliteten og opmærksomheden på indsatsen i produktionsprocessen. Behov for forskning og udvikling Det er nævnt, at bioplast har en fremtid som et potentielt olieuafhængigt og potentielt genanvendeligt produkt, men skal videreudvikles med hensyn til egenskaber, energiforhold og miljøforhold. (Plast Panorama nr ). I perioden gennemføres et forskningsprojekt af Andreas Blennow fra Københavns Universitet om udvikling af termoplastisk stivelse (TPS), der i dag er tidskrævende, kostbar og miljøbelastende. Projektet går ud på gennem genetisk modifikation at ændre bygkernen, så den fungerer som en fabrik til fremstilling af plastificeret stivelse. En sådan stivelse vil være egnet til emballage, jordafdækning og intelligente materialer. (Plast Panorama nr ). Der foregår en del forskning på området for bioplast, men danske plastaktører har ifølge Andreas Blennow ikke haft den store interesse i at deltage. Kristian Dammand, Force Technology, arbejder pt på en større rapport om de fremtidige perspektiver i anvendelsen af bioplast. Opmærksomheden på at erstatte konventionel plast med bioplast er til stede, Side 14 / 39

15 men indtil videre synes de forretningsmæssige betingelser for en øget dansk anvendelse af bioplast kun i begrænset omfang at være til stede. Opsamling Opsamlende kan vi sige, at bioplast kan have et potentiale i Danmark, men at potentialet indtil videre ikke udnyttes, selv om der foregår en del udviklingsprojekter om bioplast. Bioplastinitiativet i Region Midtjylland nåede ikke til en forretningsmæssig udvikling, og vurderinger af bioplastens miljømæssige betydning vurderes fortsat i livscyklusanalyser. Endnu er der ikke lovgivningsmæssige miljøkrav, der styrker substitution af konventionel plast med bioplast. Og det er ikke nært forestående, at dansk produceret biomasse vil blive anvendt som råmateriale for bioplast. Udvikling af bioplast synes stadig at være på et udviklings- og forskningsstadie. Eksisterende teknologi i plastproduktion er umiddelbart anvendelig og skal justeres ift parametre som varme, tryk mv, hvis der anvendes PLA. Færch Plast peger på, at brugen af PLA kræver en særlig opmærksomhed på visse parametre i processen. Denne særlige opmærksomhed kan bero på en viden om de biologiske materialer og processer, der indgår i plasten/kombinationen med konventionel plast. Denne viden kunne indgå i eksisterende uddannelsesmål til efteruddannelser og plastuddannelserne. Bioplast er fortsat pct. dyrere end konventionel plast, men er samtidig bedre på en række miljøparametre end konventionel PET. Pris og miljø vejes op mod hinanden, og hvis bioplasten endnu ikke kan leve op til den konventionelle plasts egenskaber og bioplast lider under en opfattelse af, at råvaren i bioplast hellere skal bruges til fødevarer, er det vanskeligt at se, hvornår og hvordan det nævnte potentiale kan realiseres. Der tales om anden generations bioplast, hvor der anvendes græs i stedet for majs. Måske den substituering af majs med andre ikke fødevarer kan bidrage til at realisere potentialet. Endnu er denne substitution på forskningsstadiet, og det er derfor ikke muligt at svare konkret på, hvilke nye kompetencer anvendelsen af bioplast vil medføre. Det er derfor også for tidligt og kun i begrænset omfang muligt at pege på behov for justering af eksisterende uddannelser. Aktuelt er der ikke noget kvantitativt kundegrundlag for arbejdsmarkedsuddannelser med specifik fokus på bioplast. Side 15 / 39

16 Metalerstatning - Substitution af metal med plast Metalerstatning er ikke en nyhed. Metalerstatning har været en igangværende proces i mere end 30 år. Glasfiber kom til Danmark i begyndelsen af 50 erne og i 1952 brugte fx LM Glasfiber glasfiber til campingvogne og speedbåde. Oprindeligt erstattede plasten træ i bygning af skibe, og først senere stål. Siden er glasfiber i høj grad anvendt til vindmølleproduktion, og forskellige komplekse kompositter er anvendt i automobilproduktion. Metalerstatning er noget som forekommer i hele plastbranchen også inden for termoplastområder med ekstrudering af rør, ledninger, profiler m.v. og sprøjtestøbning af alverdens fittings, muffer, ventiler og pumper, aktuatorer og meget andet. Inden for skibsværftsindustrien er metaller for mange år siden blevet erstattet af plast, når det gælder lystyachter og mindre både. Her er der i høj grad tale om en udvikling, hvor plast har erstattet stål, og denne udvikling er fortsat i den aktuelle værftsindustri, hvor kompositter spiller en betydelig rolle i bygning af luksusskibe og specialskibe til vindmølle-, olie- og gasinstallationer. I denne analyse har vi fokus på de mere komplekse kompositter inden for hærdeplastområdet og fokus har været på offshoreindustrien med afsæt i Plast Center Danmark. Et stort potentiale på offshore-området Metalerstatningsområdet omtales af Plast Center Danmark som havende et stort potentiale, der fortsat er i en udviklingsfase og derfor kun i mindre omfang er sat i drift. Plast Center Danmark har peget på tre virksomheder: HBN-Teknik i Ringsted, Dansk Polyglas og Fiberline Composites, som deltager i udviklingsarbejdet og som allerede producerer produkter, der har karakter af metalerstatning. Substitution af stål med plast har især af Plast Center Danmark været nævnt i relation til offshoreindustrien, der bruger store mængder stål til produktions- og beboelsesplatforme, rørledninger og andre installationer på Nordsøen. Stigende priser på stål og det faktum, at stål er tungt og korroderer i kontakt med havvand, har betydet en øget interesse for at finde andre materialer. Ved at erstatte stål med andre, lettere materialer, kan offshoreindustrien spare penge og besvær, ligesom det er muligt at nedbringe energiforbruget på den enkelte offshore installation. Erstatningen sker i form af plastkompositter, der tillader en større fleksibilitet i designet, da de mekaniske og fysiske egenskaber ofte kan skræddersys med henblik på at imødese specielle krav. Siden 1950 erne er anvendt kompositter, der kombinerer fibre (glasfibre, kulfibre og polymerfibre) med en polymermatrix. Anvendelsen er talrig: fra sportsredskaber over sejlbåde og joller til vindmøllevinger, fly og rumfartøjer. (Kilde: Biobaserede materialer 2, s. 28). I forbindelse med PLASTTEKNIK messen i Malmö i 2011 gav Frantzeska Papadopoulou udtryk for, at plast har fået et ufortjent dårligt rygte, og at det er vigtigt at kommunikere materialet som et miljøvenligt alternativ. Dette perspektiv indgår også i dansk sammenhæng, hvor der netop er igangsat et treårigt projekt (med titlen Produktion i Danmark ) om ressourceproduktivitet. Projektet drejer sig Side 16 / 39

17 om at genanvende plast som råvare, muligheder for at optimere materialeforbruget og minimere produktionsaffald, samt om hvordan man kan optimere udnyttelsen og tjene flere penge på plastaffaldet (Nanna Lee Thusgaard, 2014). Potentiale i metalerstatning Der er store perspektiver og interesse for metalerstatning. På en temadag om metalerstatning i december 2012 (Plast Panorama nr ), deltog mellem virksomheder, der ville høre om mulige besparelser, få nogle lettere produkter og en lettere transportvægt, få en grønnere profil ved at belaste miljøet mindre og skabe materialer, der ikke korroderer i forbindelse med saltvand. Dertil kommer, at man kan eliminere efterbehandlingen, altså sekundære processer, hvor man skal bøje eller påsvejse. Styrken er, at man kan lave designet sådan, at der ikke er nogen efterbehandling. Svagheden er, at man ikke kan lave tilpasninger ved montering som med det meste metal. Generelle materialefordele ved anvendelse af metalerstatning/kompositter er: Lav vægt, høj styrke (specielt i sandwichkonstruktioner) Meget solidt (specielt i sandwichkonstruktioner) Gode korrosionsegenskaber Uanede designmuligheder Modstandsdygtigt over for en række kemikalier Tolerancestabilt Gode termiske og lydisolerende egenskaber Genanvendeligt (kan knuses og anvendes som fyldstof) Konkurrencedygtig pris Miljøhensyn De nøjagtige kvalitetsmæssige egenskaber og funktioner for det enkelte kompositprodukt afhænger af materialekompositionen og den produktionsproces, der anvendes i den pågældende situation. Mulighederne er uendelige. Brandhæmmende egenskaber kan fx opnås ved at tilføje additiver. Metalerstatning i Danmark 'Substitution af materialer offshore' er et delprojekt i en større indsats støttet af EU, Syddansk Vækstforum og Offshore Center Danmark. Ønsket har været at erstatte stål med andre materialer på produktions- og beboelsesplatforme, rørledninger og andre installationer på Nordsøen. Et eksempel er trapper i komposit til svømmehaller og offshore, der er udviklet og testet af Dansk Polyglas. Polyglas har endvidere fremstillet livreddertårne til TrygFonden. Der er tale om udviklingsprojekter, hvor markedet foreløbigt er begrænset, og det tager tid, før produkterne er modnede. Side 17 / 39

18 Den største udfordring er, at fx svømmebade er meget forskelligt indrettet og det kræver individuelle tilpasninger af trappen. En anden udfordring er at leve op til bl.a. bygningsreglementet. Et andet område er automobilbranchen, hvor metalerstatning foregår og allerede i dag i væsentligt omfang er lavet af plastik. Her er der behov for at have designeren med på banen tidligt i forløbet, og i dansk sammenhæng nævnes DAVINCI Development som en designvirksomhed, der designer men ikke producerer. Som producent inden for automobilbranchen nævnes HBN-Teknik, der producerer lastbilkomponenter i komposit. De producerer en række produkter til lastbiler som stænklapper, antispray, traileraksler, luftaffjedringskomponenter og som noget nyt trykluftstanke. Alfa Laval er komponentleverandører til fødevarebranchen og laver varmevekslere og emner til separationsprocesser. De har i samarbejde med Erteco Rubber & Plastics lavet en pneumatisk aktuator. Resultatet er reduceret vægt, reduceret pris, eliminering af svejseprocesser, markant design, det grønne regnskab er forbedret og installationstiden er reduceret. Metalerstatning er i høj grad nævnt i relation til offshore-industrien både i produktion af rør og ifm. produktion af anlæg. Et af problemerne med plastprodukter i offshore-sektoren er de brandtekniske egenskaber ift metaller. Hverken plast eller metaller kan tåle meget høj varme. De fleste plastprodukter nedbrydes på et eller andet tidspunkt, når de bliver varme, og der stilles meget strenge krav til materialer i sektoren. For det første må der helst ikke kunne gå ild i dem, og hvis der er gået ild, skal den være let at slukke. Udfordringen består i at udvikle specielle produkter ved at tilsætte brandhæmmende additiver, og dermed skabe fine brandtekniske egenskaber. Denne udvikling arbejder Plast Center Danmark med i samarbejde med et netværk af plastvirksomheder, Aalborg Universitetscenter og en række rådgivende virksomheder. Forskning og udviklingsarbejde Der foregår en omfattende forskning inden for komposit- og hærdeplast. Her skal nævnes, at DTU (tidligere Risø) forsker i nano- og mikrostrukturerede kompositmaterialer. Disse partikler kan give materialet højere slidstyrke, stivhed og brudsejhed, termiske og brandhæmmende egenskaber samt evnen til selvreparation. Poul Brøndsted fra DTU/Risø peger i den sammenhæng på nye fremstillingsmetoder med syning og vævning af fibre ved hjælp af robotteknologi frem for manuelt oplægningsarbejde. Han peger endvidere på, at krav til bæredygtighed og genanvendelse vil fremme brug af materialer som træ, bambus, sisal, kokosfibre, hør, hamp, jute og strå til laminater og til opbygning af sandwich materialer. (Plast Panorama nr ) Der tilbagestår derfor et omfattende udviklingsarbejde, før der er udviklet plastmaterialer, der har plastens fordele og samtidig lever op til metallernes kvalitetskrav. Samtidig skal branchen overbevises om plastens styrker og de virksomheder, der rådgiver, designer og dimensionerer eksisterende offshore-installationer, skal åbne for anvendelsen af metalerstatning i deres konstruktioner. Der er ifølge Side 18 / 39

19 Plast Center Danmark et stort potentiale, men der er også en lang vej gennem udviklingsprojekter, der skal trædes først. Der, hvor det formentlig vil gå hurtigst med metalerstatning, er i fødevareindustrien (fx i mejeriindustrien) og i svømmehaller. Der skal en række tests til, der koster penge og tager lang tid. Man kan godt lave nogle accelererede test, men man må også lave nogle langtidstest. Men udvikling er nødvendig for at sikre metalerstatning inden for nye produktområder. Udviklingsprocessen kan være lang Der er ifølge Plast Center Danmark brug for et omfattende udviklingsarbejde, før metalerstatning kan ske i stort omfang. Hvor omfattende processen er, er illustreret nedenunder. Den omfattende udviklingsproces betyder, at virksomhederne kun kan udvikle metalerstatning ved at indgå i netværk og samarbejde med designere (DAVINCI Development), forskere og private virksomheder (fx Force Technology, Teknologisk Institut, ERTECO Rubber & Plastics m.fl.), der har den nødvendige faglige viden og ekspertise i både udvikling og test. Det første spørgsmål, der rejser sig ift. et emne til metalerstatning, er, om det vil kunne betale sig. Hvis et emne er tilstrækkeligt komplekst, kan der være en chance for, at det kan betale sig. Overvejelser over det potentielle marked. Er emnet vurderet til at være forretningsmæssigt, skal der vælges eller udvikles et materiale (komposit). Hvilke råvareleverandører skal på banen? Det må overvejes, hvilket miljø emnet skal anvendes i (fx temperaturforhold), hvilke mekaniske krav der skal stilles? (Styrke, stivhed, slagstyrke både under brug og under installation). Hvordan er det kemiske miljø? (Kemikalier, vand, klor, olie og fedtstoffer?) Skal emnet installeres indenfor eller udenfor? Hvordan er det elektriske miljø? Hvor lang skal levetiden være? Hvilke tolerancer er der brug for, og hvor mange drejer det sig om? Jo flere krav til tolerancer, jo større behov for serieproduktion, selv om specialværktøjer er dyre. Herefter vælges et design. Der skal gennemføres beregninger på design. Der skal foretages justeringer og design skal optimeres. Hvilken fremstillingsmetode skal anvendes? Der skal bestilles prototype værktøj til fremstilling og bearbejdning. Hvilken risiko er der ved den? Kan der dannes hulrum i emnet? Er der nogen svage flydelinjer, er der nogen spændinger, der bliver dannet under produktion? Er der indesluttet gas og små revner inde i emnet? Hvordan skal emnerne samles (fx trin og dele af en komposittrappe til en svømmehal)? Der skal gennemføres et hav af tests i det miljø, emnet skal placeres i. Levetiden skal vurderes. Produktet skal til sidst kommercialisere. Det er sådanne processer, samarbejder, netværk mv., virksomheder, der arbejder med metalerstatning, er deltagere i. Side 19 / 39

20 Hvad siger virksomhederne om metalerstatning? I dette afsnit omtales resultaterne fra de tre virksomheder inden for metalerstatning, der er besøgt. De tre virksomheder, som omtales i det følgende, har deltaget i og deltager fortsat i at udvikle nye kompositter i relation til deres produktion af emner inden for metalerstatning. Det går igen i de tre virksomheder, at deltagelse i løbende udvikling af metalerstatning ikke direkte involverer medarbejdere i selve udviklingsarbejdet, men at de bliver inddraget i den forstand, at arbejdet kræver, at den enkelte kan producere mindre serier, kan omstille sig ifm. indkøring og opstilling af værktøjer til nye emner. I nedenstående skema sammenfattes besøgene i hovedpointer på en række emner, der er spurgt til ved besøg og i interview. Ud over besøg på disse tre virksomheder kan vi også nævne, at en analyse af Det fremtidige værftsarbejde i Danmark også omfatter et værft, der har specialiseret sig i kompositbåde til luksussegmentet super yachts og specialbåde til offshore-industrien. Målet er at udvikle og bygge så lette og hurtige både som muligt. Værftet bygger udelukkende i komposit med anvendelse af kulfibre. De beskæftiger primært ikke-faglærte medarbejdere. I forhold til kompositter peges på behovet for et større materialekendskab. Det større materialekendskab vil ifølge analysen skabe større forståelse af processerne, vil betyde større selvstændighed for medarbejderne og give en højere kvalitet af produkterne, samtidig med at ressourceforbruget mindskes. Side 20 / 39