Developing circular logistics solutions: A case study of the Norwegian plastic pipe industry

Abstract

Forskning som omhandler håndtering av plastavfall ved materialens sluttfase er vesentlig mindre utforsket enn andre alternativer for avfallshåndtering, og gjennomført forskning som omhandler bærekraftige logistikkløsninger omhandler hovedsakelig materialflyt til sluttkunde, og mangler fokus på materialflyten etter endt bruk. En tilnærming til avfallshåndtering som inkluderer materialflyt etter bruk er den sirkulære økonomien, hvor avfall reduseres til et minimum og livssyklusen til produktene utvides. I dag finnes det ingen omfattende rammeverk som støtter bedrifter i utviklingen av sirkulære forretningsmodeller, og det er mangel på diskusjon av temaet. Det er vesentlig å ta godt informerte beslutninger på hvordan man styrer materialflyten ved endt bruk, og disse manglene i forskningen skaper et behov for mer fokus på området. Resirkuleringsprosessene for plastavfall i Norge avhenger av typen produkt og opphavet til avfallet go det er eksempelvis ulike prosesser for plastrør og emballasje. Resirkulering oppfattes generlet som den mest miljøvennlige praksisen, fordi det reduserer energibruk, reduserer utvinning av råmaterialer og bidrar til å motkjempe klimaendringer. Produsenter i den norske plastrørindustrien bruker minimalt med resirkulerte materialer i sin produksjon, noe som er nødt til å utvikles. Det overordnede målet for dette prosjektet var derfor å identifisere om det finnes potensiale for bedre utnyttelse av resirkulerte plastrør i produksjonen av nye rør. Objektivene med oppgaven var å identifisere returordninger i andre land og industries for å foreslå logistikkløsninger for den norske plastrørindustrien for å fasilitere en overgang til den sirkulære økonomien. Følgende forskningsspørsmål ble utviklet for å nå disse målene: RQ1: Hvilke barrierer hindrer implementeringen av returordninger for å øke sirkulariteten i den norske plastrørindustrien? RQ2: Finnes det potensiale for å øke sirkulariteten i den norske plastrørindustrien? RQ3: Hvordan kan prosessen for gjenvinning av plastavfall i den norske plastrørindustrien utformes for å overkomme hindringene og utnytte potensialet for økt sirkularitet? Metodikken som er brukt for å besvare forskningsspørsmålene består av literaturstudie, casestudie og spørreundersøkelser. Literaturstudien ble brukt for å få oversikt over forskningen på området, støtte opp under funnene i casestudien og spørreundersøkelsene, samt legge et bedre grunnlag for masteroppgaven. Casestudien ble brukt for å få kunnskap om casebedriften, den norske plastrørindustrien og løsninger i andre land. Spørreundersøkelsene ble brukt for å samle innsikt fra aktørene i plastrørindustrien. Funnene fra dette ble brukt for å utvikle de foreslåtte logistikkløsningene. Dette avdekket at det er barrierer som hindrer implementeringen av en returordning i den norske plastrørindustrien. Disse barrierene er knyttet til karakteristikker ved bygningsprosjektene, strenge kvalitetskrav i industrien og lineære tankesett. Selv om det er barrierer tilstede, er det også potensiale for å implementere en slik løsning. Basert på svarene på spørreundersøkelsen er aktørene i industrien positive til en slik endring. De vurderer at det er mange fordeler med en slik ordning, men dette avhenger av de økonomiske faktorene. Dersom gode løsninger finnes for de økonomiske utfordringene med ordningen vil det være godt potensiale. Barrierene må motkjempes of lineære tankesett må endres. Det må være fokus på langsiktige effekter, samarbeid mellom interessenter og sirkulære forretningsmodeller. Forslaget for en returordning i den norske plastrørindustrien omfatter fire kategorier: materialer og produkter som samles inn, alternativer for innsamling, kostnader og kostnadsfordeling og ansvarlige aktører. Rør produsert i alle tre materialene er inkludert i returordningen og det finnes fire alternativer for innsamling: containerleie, innsamlingpunkter, storsekker og innlevering til miljøstasjoner. Kostnadene for returordningen fordeles mellom aktørene, men det forventes at produsentene påtar seg mer av det økonomiske ansvaret for etabliringen av ordningen. Rørprodusente er også ansvarlige for etablering og administrasjon av ordning i samarbeid med industriorganisasjonen, imens de resterende aktøreene tar del i en organisasjon for returordningen. Disse forslagene er utviklet for å møte kravene fra aktørene i industrien, samtidig som det fasiliteter optimal materialflyt. Målene for denne masteroppgaven vurderes som nådd og forskningsspørsmålene er besvart. For å konkludere finnes det barrierer som hindrer implementeringen av en returordning i den norske industrien. Dersom visse tilretteleggere er tilstede vil det allikevel være stort potensiale for vellykket implementering. Den foreslåtte returordningen er et godt sted å starte for den norske plastrørindustrien, men den er nødt til å videreutvikles. De mest vesentlige begrensningene knyttet til denne oppgaven er at den hovedsakelig er basert på kvalitativ data og utfordringer med datainnsamlingen. Kvantitative vurderinger ville styrket troverdigheten av studien, og datagrunnlaget ville blitt styrket av bredere avgrensninger for spørreundersøkelsen sendt til aktører i den norske industrien. Det er også behov for videre arbeid, noe som er tredelt: funnene må kvantifiseres for å styrke den foreslåtte returordningen, de gjenværende kategoriene i forretningsmodellen må utvikles og ordningen må verifiseres med aktører i industrien.

Research concerning the end-of-life (EOL) options for plastic waste is significantly less explored than other options, and the research in the area of sustainable logistics systems is predominantly focused on the forward flows in the supply chain without sufficient focus on the reverse flows. An approach to waste management strategies that incorporate the reverse flows is the circular economy, where waste is reduced to a minimum and the life cycle of the product is extended. There is no comprehensive framework supporting companies in designing a circular business model, and there is a lack of discussion on the topic. It is essential to make informed decisions on how to manage the reverse flows and these research gaps establishes a need for research in the area. The process for recycling plastic waste in Norway depends on the type of product and the origin of the plastic waste, there are for instance different processes for plastic pipes and packaging. Recycling is generally perceived as an environmentally friendly practice, because it saves energy, reduces raw material extraction and combats climate change. Producers in the Norwegian plastic pipe industry use a minimal fraction of recycled materials in their production and there is therefore a need to develop optimal reverse flows. The goal of this project was to identify there is potential for utilizing recycled plastic pipes in the production of new pipes. The objectives were to identify take back schemes in other countries and industries to outline a logistics system for the Norwegian plastic pipe industry to enable a transition to a circular industry. The following research questions were developed to reach this objective: RQ1: What are the obstacles that hinder the implementation of a take back scheme that would increase the circularity of the Norwegian plastic pipe industry? RQ2: What are the potentials for increasing the circularity in the Norwegian plastic pipe industry? RQ3: How might the process for the recycling of plastic waste in the Norwegian plastic pipe industry look to overcome the obstacles and exploit the potential for increased circularity? The methodology used to answer the research questions were a literature study, a case study and surveys. The literature study was used to gain an overview of the status of research in the field, support the findings of the case study and surveys and build a stronger foundation for the thesis. The case study was chosen to investigate the case company, the Norwegian plastic pipe industry and solutions in other countries. The surveys were chosen to gather first-hand information from actors in the plastic pipe industry. The findings from all these methods were used to develop a suggestion for a take back scheme in the Norwegian plastic pipe industry. The study performed for this thesis revealed that there are obstacles hindering the implementation of a take back scheme in the Norwegian plastic pipe industry. These obstacles are related to the nature of the projects that arise, strict quality requirement in the industry, economical factors and financing of the scheme and the inherent linear thinking. Even though there are obstacles, there is also potential for implementing a take back scheme. Based on the survey responses, the actors of the industry are positive to such a change. They see many benefits of the scheme, however, they are dependent on economical factors to ensure participation. If solutions are found for the economical challenges of the scheme, there will be great potential. The obstacles must be overcome and linear attitudes must be changed. There needs to be focus on long-term effects of the scheme, joint support of stakeholders and circular business models. The suggestion for a take back scheme in the Norwegian plastic pipe industry is within four categories: materials and products collected, collection options, costs and cost distribution, and actors and responsibilities. Pipes produced in all three materials are included in the scheme and there are four collection options: container rental, collection points, big bags and self-delivery. The costs of the scheme are distributed between the actors, however, the pipe producers are expected to take on more of the financial liability for establishing the scheme. The pipe producers are also suggested to be responsible for the establishment and administration of the scheme in collaboration with the industry organization, while the remaining actors will be part of an association for the scheme. All the solutions are developed to meet the demands of the actors, while facilitating optimal material flows. The objectives of the thesis can be said to be be reached and the research questions are answered. To conclude, there are obstacles hindering the implementation of a take back scheme in the Norwegian industry. However, if certain enablers are present there is also great potential for successful implementation. The suggested take back scheme is a good start for a transition in the industry, that must be further developed. The main limitations of this study are connected to the qualitative nature of the study and the data collection. Quantitative considerations will strengthen the validity of the study, and the data foundation would have been strengthened by broadening the scope of the survey sent to actors in the Norwegian industry. There is also further research to be done. This is three-folded: the findings must be quantified to strengthen the suggestion, the remaining links of the logistics network must be developed and the solutions must be verified with actors in the industry.