James H.Clarka
a Green Chemistry Centre of Excellence, Department of Chemistry, University of York, York, YO10 5DD, UK. E-mail: [email protected]

Keskustellaan vihreän kemian perusteista ja sen suhteesta kestävään kehitykseen. Lisäksi pohditaan, miksi vihreää kemiaa tarvitaan ja miten se toteutuu. Lopuksi tarkastellaan, mitä vihreän kemian maailmassa tapahtuu aloitteiden, tärkeimpien toimien ja menestystarinoiden osalta ja miten se vaikuttaa koulutukseen.

1.1 Mitä on vihreä kemia?

“Vihreää kemiaa”, “vihreää tekniikkaa” ja “kestävyyttä” käytetään usein vaihtelevasti kuvaamaan käsitettä, joka koskee sellaisten prosessien ja tuotteiden valmistamista, joilla on vähemmän ympäristövaikutuksia ja jotka (mieluiten) perustuvat uusiutuviin luonnonvaroihin. Jos näitä käsitteitä kuitenkin tarkastellaan syvällisemmin, käy selväksi, että niiden filosofiassa on huomattavia eroja, mikä vaikuttaa menetelmien ja tekniikoiden soveltuvuuteen ympäristöystävällisen yhteiskunnan kehittämisessä.

Vihreä kemia määritellään melko hyvin Anastasin ja Warnerin kahdentoista periaatteen avulla.1 Nämä periaatteet keskittyvät enimmäkseen tapaan, jolla kemialliset reaktiot tulisi suorittaa ja kemialliset tuotteet valmistaa, ja ne kuvaavat kemiallisten aineiden synteesin ympäristön kannalta suotuisalla tavalla. Niinpä vihreän kemian keskeisiä ajatuksia ovat tietyt ideat, kuten hyvänlaatuisten apuaineiden, kuten liuottimien, käyttö reaktioissa ja erotuksissa, vaiheiden lukumäärän vähentäminen ja atomitalouden käsite eli kaikkien raaka-aineiden sisällyttäminen tuotteeseen. 12 periaatetta kirjoitettiin 20 vuotta sitten, eivätkä ne täysin vastaa nykyaikaista ajattelutapaa. Lisäkysymykset, kuten toksikologia ja biologinen hajoavuus, ovat nyt tärkeässä asemassa vihreässä kemiassa, koska tuoteturvallisuutta ja uusiutuvia luonnonvaroja korostetaan entistä enemmän. Vihreää kemiaa voidaan monessa mielessä pitää ympäristöystävällisen valmistuksen tieteellisenä perustana.

Vihreä tekniikka on toisaalta sellaisten prosessien ja tuotteiden suunnittelua, kaupallistamista ja käyttöä, jotka ovat toteuttamiskelpoisia ja taloudellisia ja jotka samalla minimoivat pilaantumisen synnyn niiden lähteellä sekä ihmisten terveydelle ja ympäristölle aiheutuvan riskin.2 Vihreä insinööri käyttää kierrättämisen, prosessien tehostamisen ja suunnittelun optimoinnin välineitä maksimoidakseen prosessin tehokkuuden ja vähentääkseen sen aiheuttamaa rasitusta ympäristölle. Vihreä insinöörityö arvioi valmistusprosessia järjestelmänä ja pyrkii optimoimaan sen suunnittelun, ja varsinaisessa merkityksessä se sisällyttää elinkaarianalyysin ja ympäristötalouden käsitteet kokonaisympäristövaikutusten asianmukaiseen arviointiin. Vihreä suunnittelu edellyttää sellaisten mittareiden kehittämistä, joilla arvioidaan asianmukaisesti ympäristöparametreja, joita pyrimme hallitsemaan.

Kestävässä suunnittelussa tarkastellaan vielä laajemmin ja yritetään ymmärtää valmistusjärjestelmän ja ekosysteemin välisiä suhteita. Kestävässä suunnittelussa keskitytään kolminkertaiseen tulokseen: ekologisen eheyden, yhteiskunnallisen vastuun ja taloudellisen elinkelpoisuuden yhdistämiseen. Kestävässä kehityksessä käytetään laajimman tason systeemilähestymistapaa, jossa tarkastellaan planeettaa kiinnostuksen kohteena olevana järjestelmänä, mutta suunnittelun optimoimiseksi tässä mittakaavassa tarvitaan uusia tapoja mitata ihmisen vaikutuksia ympäristöön.

Kemianteollisuudella ja siihen liittyvillä teollisuudenaloilla on nyt edessään yhtä kova haaste kuin koskaan aiemmin. Kemikaalien valmistus kasvoi 1900-luvulla valtavasti, mutta tällä kasvulla on ollut hintansa. Tehottomat prosessit, jotka johtavat kohtuuttomiin saastumistasoihin, vaaralliset toiminnot, jotka ovat johtaneet useisiin katastrofeihin, ja tietämättömyys useimpien laajalti käytössä olevien kemikaalien myrkyllisyydestä ihmisille ja ympäristölle ovat johtaneet kemikaalilainsäädännön räjähdysmäiseen kasvuun. Teollisuuden on nyt saavutettava ympäristöllinen ja sosiaalinen hyväksyttävyys sekä taloudellisesti elinkelpoinen valmistus kaikkien aikojen tiukimmassa lainsäädäntökehyksessä. Viimeaikainen kemikaalilainsäädäntö, kuten REACH, aiheuttaa merkittäviä muutoksia kemikaalien toimitusketjussa.3 Tämä on kuitenkin jollain tavalla toteutettava siten, että kasvavan väestön vaatimukset täyttyvät. Kestävä kemikaalituotanto voidaan toteuttaa vain arvioimalla uudelleen kemiallisten tuotteiden koko elinkaari resursseista, valmistuksesta ja tuotannosta tuotteen käyttöön ja lopulliseen kohtaloon (kuva 1.1).

1.2 Muutostekijät

1.2.1 Lainsäädäntö

Kemikaalien valmistukseen kohdistuva, erityisesti lainsäädännöllinen ja myös asiakkailta tuleva paine jatkuu, ja se johtaa yleensä puhtaampaan ja turvallisempaan valmistukseen. Toisen Bhopalin kaltaisen katastrofin mahdollisuus on pienempi ainakin useimmilla maailman alueilla (esimerkiksi vaarallisten aineiden varastointia koskevien rangaistusten ja rajoitusten ansiosta), vaikka tuotantoa harjoitetaan edelleen huomattavassa määrin alueilla, joilla valvonta on vähäisempää ja riski näin ollen suurempi.4 Saastumisen valvonta ja ankarat rangaistukset, joita voidaan määrätä, ovat useimmissa paikoissa vähentäneet tehtaiden huomattavia päästöjä.

REACH-järjestelmä (kemikaalien rekisteröintiä ja rekisteröintiä koskeva asetus (REACH-rekisteröintilainsäädäntö)) on kemikaalituotteisiin vaikuttavista lainsäädännöllisistä säädöksistä puhutuin.3 REACH-järjestelmä ja siihen kuuluva muu kemikaalilainsäädäntö vaikuttavat kemikaalien valmistukseen ja sen lähialojen tuotantoon, sillä se rajoittaa useiden yleisten kemikaalien saatavuutta yhä enemmän. Vaikka erittäin vaaralliset aineet, kuten orgaaninen elohopea ja lyijy-yhdisteet, ovat olleet tiukan valvonnan kohteena jo vuosia, muiden aineiden, kuten kromaattien ja kobolttiyhdisteiden, käyttöä koskevilla uusilla rajoituksilla voi olla huomattavia vaikutuksia joihinkin teolliseen kemianteollisuuteen, kuten hapetukseen. Vaikka REACH-järjestelmä etenee hitaasti (kestää vielä vuosikymmenen, ennen kuin kaikki REACH-asetuksen soveltamisalaan kuuluvat kemikaalit on testattu), on ilmestynyt epävirallisia luetteloita korvattavista aineista. Luultavasti tunnetuin näistä on niin sanottu SIN-luettelo (“substitute it now”).5 . Tällä listalla on useita satoja kemikaaleja, ja se vaikuttaa joihinkin loppukäyttäjiin, jotka eivät halua, että heidän tuotteensa sisältävät mitään kemikaaleja, jotka ovat tällaisilla julkisesti saatavilla olevilla “punaisilla listoilla”.

Kenties suurin vaikutus kohdistuu liuottimien käyttöön, sillä REACH-asetus uhkaa monia yleisimpiä orgaanisia liuottimia: näitä ovat muun muassa N-metyyli-2-pyrrolidoni (NMP), dimetyyliformamidi (DMF) ja dimetyyliasetaami (DMAc).6 (Lisätietoja liuottimien korvaamisoppaista on Helen Sneddonin luvussa 2 “Tools for Facilitating more Sustainable Medicinal Chemistry” (Työkaluja kestävämmän lääkekemian helpottamiseksi) ja James Sherwoodin luvussa 3 uusiutuvien liuottimien valinnasta). Elektroniikkateollisuuteen on myös sovellettu kemikaalilainsäädäntöä, jolla pyritään korvaamaan erityisen vaarallisia aineita. Vaarallisten aineiden käytön rajoittaminen (RoHS) kohdistuu tiettyihin kemikaaleihin, kuten lyijyyn, elohopeaan, kadmiumkromaatteihin ja polybromattuihin palonestoaineisiin.7

1.2.2 Alkuaineiden kestävyys

Sen lisäksi, että aineet muuttuvat rajoitetuiksi tai niitä ei enää ole saatavilla lainsäädännön muutosten vuoksi, ne voivat olla vaarassa myös toimitusongelmien vuoksi. Kemianteollisuudessa sekä valmistusvaiheissa (esim. katalyytteinä) että itse tuotteissa käytettäviin alkuaineisiin kuuluvat orgaaniset halogeeniyhdisteet ja lukuisat orgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät heteroatomeja, kuten fosforia, rikkiä ja booria. Näitä uutetaan neitseellisistä malmeista ja muista luonnonvaraisista lähteistä, jotka ovat öljyn tavoin rajallisia ja joiden louhinta vaatii paljon energiaa. Vaikka uusiutuva hiili on ollut kuuma aihe viime vuosikymmenen ajan (ks. seuraava jakso), vasta parin viime vuoden aikana huomio on laajentunut muihin kriittisiin alkuaineisiin, kuten fosforiin ja moniin metalleihin (ks. Andrew Huntin alkuaineiden kestävyyttä käsittelevä luku 5). Taulukossa 1.1 on lueteltu joitakin huolta aiheuttavia alkuaineita. Monien alkuaineiden katsotaan nyt olevan uhattuina ennustettujen käyttömäärien ja tunnettujen varantojen osalta.8

Jotkin niistä voivat loppua 10 vuoden kuluessa (esim.esim. indium ja germanium). Vaikka uusia varantoja löydetäänkin, ne ovat öljyn tapaan usein suhteellisen huonolaatuisia ja niistä aiheutuu suuria taloudellisia ja ympäristökustannuksia. On ironista, että jotkut niukkuudet (esim. litium ja jotkut harvinaiset maametallit) ovat seurausta siitä, että vähähiilisten teknologioiden käyttöaste kasvaa. Vaikka tarvitsemme varmasti vähän fossiilisia hiilidioksidipäästöjä aiheuttavia teknologioita, meidän on otettava ne käyttöön silmät auki mahdollisten seurausten, kuten muiden kriittisten alkuaineiden runsaan käytön, varalta9.

Yksi tapa, jolla tutkijat reagoivat joidenkin alkuaineiden kriittisyyteen, on näiden alkuaineiden paljon älykkäämpi käyttö eli parempi katalyyttisuunnittelu ja kierrätys (jota käsitellään luvussa 11) sekä sellaisten katalyyttien kehittäminen, joilla vältetään kriittisten alkuaineiden käyttöä keskittymällä runsaampien epäjalojen metallien käyttöön (luku 16).

1.2.3 Uusiutuvat luonnonvarat

Kemikaalien valmistaminen on luonnonvaroista riippuvaista. Öljy on hallinnut teollisuutta hiilen raaka-aineena muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta, mukaan lukien pieni osa luonnosta peräisin olevista yhdisteistä (esim. käytettäväksi henkilökohtaisissa hoitotuotteissa ja lääkkeissä) ja Etelä-Afrikassa kivihiilestä johdetut kemikaalit (joita kehitettiin apartheidin aikana käyttöön otettujen kaupan esteiden poistamiseksi).

Valmistajiin kohdistuu kasvavia paineita, erityisesti kuluttajien taholta, valmistaa bioperäisiä kemikaaleja fossiilisten resurssien ja nykyisin vaarallisina pidettyjen aineiden korvaajiksi meille tai ympäristölle. Siirtymisellä biopohjaisiin tuotteisiin katsotaan olevan useita etuja:10 Uusiutuvien ja kuluvien luonnonvarojen käyttö Vähemmän riippuvuutta rajallisista ja yhä kalliimmiksi käyvistä fossiilisista luonnonvaroista Mahdollisuus vähentää kasvihuonekaasupäästöjä (hiilineutraali/matalan hiilidioksidipäästön vaikutus) Mahdollisuus kestävään teolliseen tuotantoon Potentiaalisesti parantunut yhteisöterveys Tukee maaseudun kehitystä Lisääntynyt teollinen kilpailukyky innovatiivisten ja ekotehokkaiden tuotteiden avulla Mahdollisuus siirtoon muille maailman alueille, mukaan lukien EU:ssa löydettyjen ja hyväksi havaittujen asianmukaisten teknologioiden siirto

Vijayendran arvioi hiljattain, että vuoteen 2025 mennessä yli 15 % 3 biljoonan dollarin maailmanlaajuisista kemianteollisuuden markkinasta on peräisin bio- eli biokemiallisesti.11 Biopohjaisia tuotteita käsittelevä ad hoc -neuvoa-antava ryhmä on myös arvioinut, että biopohjaisia tuotteita käsittelevä ad hoc -neuvoa-antava ryhmä 10 arvioi lääkkeiden vaikuttavien ainesosien, polymeerien, kosmetiikan, voiteluaineiden ja liuottimien olevan kemian alan tärkeimpiä alasegmenttejä.10 Erityisesti vaikuttavien ainesosien (API), joiden osuus maailmanlaajuisesta kemikaalimyynnistä on 33,7 prosenttia, odotetaan olevan kemikaalisegmentti, jossa bioteknisiä prosesseja hyödyntävien tuotteiden prosentuaalinen osuus on suurin. Kun alamme siirtyä pois petrokemian käytöstä, biomassan käytöstä kemikaalien raaka-aineena tulee yhä tärkeämpää.12

1.3 Biomassa kemikaalien raaka-aineena

Biomassalla tarkoitetaan yleensä suuria määriä vähäarvoisia bioresursseja, joita voidaan käyttää kemikaalien, polttoaineiden ja materiaalien valmistuksen raaka-aineena. Biomassan erottamiseksi fossiilisista luonnonvaroista, kuten kivihiilestä ja öljystä (jotka itsessään ovat ikivanhoja biomassoja), on järkevää rajoittua luonnonvaroihin, jotka ovat alle 100-200 vuotta vanhoja (luonnonvarat, joilla on samanlainen elinkaari kuin ihmisellä). Tällä tavoin biomassaan voidaan katsoa kuuluvan: Metsätalouden hakkuutähteet Lyhytkiertoiset puut Maatalouden hakkuutähteet, mukaan lukien oljet Elintarviketeollisuuden jätteet, mukaan lukien kuoret, kivet ja kuoret Ruohot ja muu maalla kasvatettu biomassa, jota ei käytetä elintarvikkeena Meren hakkuutähteet Makrolevät, mikrolevät ja muu vedessä kasvatettu biomassa, jota ei käytetä elintarvikkeena Muut elintarvikejätteet

Käytettävissä olevan biomassan kokonaismäärää ei tiedetä tarkkaan, mutta sen on aiemmin arvioitu olevan 50 miljardia tonnia vuodessa, mukaan lukien elintarvikejätteen määrä 1,3 miljardia tonnia vuodessa.13,14

Biomassa voidaan luokitella kolmeen pääluokkaan:12 Hiilihydraatit (tärkkelys, selluloosa ja hemiselluloosa), mukaan lukien lignoselluloosabiomassasta peräisin oleva ligniini Triglyseridit (soija-, palmu-, rapsi- ja auringonkukkaöljy) Sekalaiset orgaaniset jäämät

Lignoselluloosabiomassa koostuu kuivasta kasvimassasta, joka sisältää selluloosaa, hemiselluloosaa ja ligniiniä. Sitä voidaan saada useista eri viljelykasveista, kuten miscanthuksesta, pajusta tai poppelista. Vaihtoehtoisesti raaka-aineita voidaan saada jätteistä, kuten riisin tai vehnän oljista, metsätalouden jätteistä ja paperiteollisuudesta peräisin olevasta paperimassasta. Elintarvikejäte on toinen raaka-aine, jossa on runsaasti funktionalisoituja molekyylejä. Vaikka se on biohajoavaa, sitä olisi hyödynnettävä uusiutuvien kemikaalien, materiaalien ja biopolttoaineiden raaka-aineena, mikä johtaisi jätteiden minimointiin ja vähentäisi riippuvuutta fossiilisista resursseista. Jätemateriaalien hyödyntämisessä on se keskeinen etu, että sillä vältetään kilpailu maatalousmaasta, jota voitaisiin käyttää elintarviketuotantoon, ja samalla tuotetaan arvoa jäännöksistä, jotka muutoin saattaisivat mennä hukkaan15. Näistä syistä jätteiden hyödyntämistä pidetään yhä tärkeämpänä sekä kemikaalien että energian lähteenä.

Biomassassa esiintyvien uutettavissa olevien funktionaalisten molekyylien lisäksi voimme valmistaa myös muita hyödyllisiä funktionaalisia molekyylejä tai “alustamolekyylejä”, kuten meripihkahappoa, maitohappoa ja levoglukosenonia, käsittelemällä biokemiallisesti tai termokemiallisesti monentyyppisen biomassan bulkkipitoisia selluloosakomponentteja. Biojalostamo on analoginen nykyiselle petrojalostamolle siinä mielessä, että se tuottaa energiaa ja kemikaaleja. Suurimmat erot ovat sen käyttämässä raaka-aineessa, joka vaihtelee biomassasta jätteeseen (kuva 1.2).

Biojalostamot voidaan jakaa kolmeen tyyppiin. Tyypin 1 biojalostamot keskittyvät yhden raaka-aineen muuntamiseen yhtä prosessia käyttäen ja yhteen tuotteeseen tähdäten. Biodieselin tuotantolaitos olisi hyvä esimerkki: rapsista tai auringonkukasta uutetaan öljyä, joka sitten transesteröidään metanolia ja katalyyttiä käyttäen rasvahappometyyliesteriksi tai biodieseliksi.

Tyypin 2 biojalostamot eroavat ensimmäisestä tyypistä tuotteiden lukumäärän perusteella. Tyypillinen esimerkki on tärkkelyksen, etanolin ja maitohapon tuotanto yhdessä korkeafruktoosisiirapin, maissisiirapin, maissiöljyn ja maissijauhon kanssa maissin märkämyllytoiminnasta. Uudempi esimerkki, jota on ehdotettu, on sitrushedelmäjätteen, kuten appelsiininkuorien, hyödyntäminen (kuva 1.3).16

Kolmannen tyypin biojalostamot mahdollistavat laajemman valikoiman teknologioiden yhdistämisen. Ne mahdollistavat myös suuremman määrän tuotteita, jotka tuottavat kahta tai useampaa biopohjaista tuotetta, ja jäännös käytetään energian (joko polttoaineen, sähkön ja/tai lämmön) tuottamiseen. Esimerkkeinä voidaan mainita kokonaisen sadon biojalostamot, joissa hyödynnetään useita samasta sadosta peräisin olevia maatalouden sivutuotteita. Tyypin 3 biojalostamot tähtäävät tyypillisesti kemikaalien ja polttoaineiden tuotantoon.

Biojalostamokonseptia kehitettäessä on ehdottoman tärkeää, että käytetään puhdasta teknologiaa ja varmistetaan, että sen tuotos tai tuotokset ovat todella kestäviä. IEA:n bioenergiatyöryhmä 42 määrittelee biojalostuksen “biomassan kestäväksi jalostamiseksi erilaisiksi biopohjaisiksi tuotteiksi (elintarvikkeiksi, rehuiksi, kemikaaleiksi ja/tai materiaaleiksi) ja bioenergiaksi (biopolttoaineiksi, sähköksi ja/tai lämmöksi)”.17 Tulevaisuudessa syntyy kaupallisesti erilaisia biojalostamoja, joissa hyödynnetään joustavaa teknologiaa, mikä auttaa biojalostamon käsitettä jalostamaan paikallisesti saatavilla olevaa biomassaa integroidussa polttoaine-kemikaali-materiaali-energiakierrossa, parantamaan paikallisen väestön elämänlaatua ja vähentämään ympäristövaikutuksia, joita säätelevät kestävän kehityksen kolme ulottuvuutta: ympäristönsuojelu, sosiaalinen edistys ja taloudellinen kehitys.12 .

Vihreä kemia edistää uusiutuvien energialähteiden vallankumousta ja viitoittaa tietä kohti fossiilisten raaka-aineiden korvaamista ja kiertotalouden lähestymistapaa resurssien hyödyntämisessä. Tuotteen elinkaaren kolme perusvaihetta eivät enää riitä – nyt on lisättävä vaihe, jossa resurssit palautetaan käytetystä tuotteesta hyödylliseen tuotantoon. Tämä voisi periaatteessa olla osa orgaanisten materiaalien luonnollista hiilenkiertoa, jolloin meidän tarvitsee vain varmistaa, että esineet kerätään (parempi infrastruktuuri) ja että ne ovat (nopeasti) biohajoavia. Rajoituksena on se, että luonnolla on taipumus siirtää suurin osa hiilestä hiilidioksidina ja muina yksinkertaisina molekyyleinä, joiden muodostaminen vaatii ponnistelua (suorittamalla kemiallisia reaktioita jne., jotka kuluttavat resursseja ja synnyttävät omaa jätettä). Epäorgaanisten luonnonvarojen osalta emme voi luottaa minkäänlaiseen luonnon kiertokulkuun useimpien alkuaineiden osalta. Nykyinen lineaarinen lähestymistapamme, jossa malmit louhitaan, jalostetaan metalleiksi, käytetään näitä metalleja monimutkaisten esineiden valmistukseen ja hävitetään sitten kaatopaikoille, ei voi palauttaa resursseja meille millään hyödyllisellä tavalla. Meidän on pikemminkin luotava omat epäorgaanisten luonnonvarojen suljetun kierron järjestelmämme, joissa luonnonvarat, tyypillisesti metallit, otetaan talteen alkuperäisistä esineistä, joissa niitä on käytetty, ja sellaisessa muodossa, että niitä voidaan helposti käyttää samaan tai eri käyttötarkoitukseen. Tämä edellyttää perustavanlaatuisia muutoksia esineiden suunnittelussa, jotka mahdollistavat helpon purkamisen resurssitasolla – toisinaan puhutaan “benign by design” (hyvänlaatuisesta suunnittelusta).

1.4 Tärkeimmät aloitteet maailmanlaajuisesti

Kuten on keskusteltu, lisääntyvä lainsäädäntö, resurssien rajallisuus sekä muutokset tieteellisessä ja yleisessä mielipiteessä merkitsevät sitä, että teollisuudenaloilla ja akateemisella kentällä on kasvava tarve työskennellä yhdessä ympäristöystävällisempien ja vastuullisempien toimintatapojen hyväksi. On elintärkeää, että annamme seuraavalle tutkijasukupolvelle tiedot ja taidot, jotka mahdollistavat tämän.

Muutamien tutkimusryhmien vaatimattomasta alusta, jotka työskentelivät esimerkiksi yleisesti käytettyjen vaarallisten reagenssien, kuten AlCl3:n, korvaamisen parissa 1980-luvulla, Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) 1990-luvulla aloittaman vihreän kemian liikkeen kautta, on nykyään monia vihreää ja kestävää kemiaa koskevia aloitteita maailmanlaajuisesti. Ne vaihtelevat useilla aloilla toimivista suurista keskuksista koulutusohjelmiin ja -verkostoihin. Vihreä kemia on löytämässä tiensä koulutuksen eri vaiheisiin ja eri maissa: luultavasti tunnetuimpia koulutusohjelmia ovat maisterikurssit, joita järjestetään nykyään muun muassa Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Ranskassa, Espanjassa, Kanadassa, Kreikassa, Intiassa ja Bulgariassa.18 Vihreää kemiaa ei todennäköisesti ole kehitetty yhtä hyvin perustutkintotasolla, mutta Yhdysvalloissa arviolta 13 yliopistossa on tarjolla vihreän kemian kursseja, ja Berkeley on erityisen aktiivinen, muun muassa verkko-opintoja kehittäessään.11 Useissa kirjoissa ja muissa resursseissa tarjotaan ympäristöystävällisen kemian harjoittelua, enimmäkseen perustutkintokursseja varten.19

Vihreän kemian keskukset (useimmiten yliopistopohjaisia, joissa on useampi kuin yksi johtava akateemikko keskuksessa ja joiden toiminta ulottuu tutkimusta laajemmalle, esimerkiksi koulutukseen ja verkostoitumiseen) ovat yleistymässä, ja niitä on useita Yhdysvalloissa (muun muassa Berkeleyn yliopistossa ja Bostonin yliopistossa) sekä Australiassa (Monashin vihreän kemian keskus), Koreassa (muun muassa Korean kemian tekniikan tutkimusinstituutti), Meksikossa (Monterreyn yliopisto, UANL, Monterrey), Intiassa (Delhin yliopistossa), Kanadassa (Kanadan vihreän keskuksen keskus, Green Center Canada) ja Yhdistyneessä Kuningaskunnasssa (Yorkin yliopisto).20

Green Chemistry Network (GCN) on hiljattain perustanut vihreän ja kestävän kemian keskusten verkoston (G2C2), jolla pyritään parantamaan nykyisten keskusten välistä viestintää ja tarjoamaan opas uusille keskuksille, kuten Brasiliassa ja Etelä-Afrikassa.21 Ensimmäinen kansainvälisten keskusten kokous pidettiin Delhissä joulukuussa 2013.22 Lisäksi Green Chemistry Institute on erittäin aktiivinen useiden tärkeiden vihreää kemiaa koskevien aloitteiden edistämisessä, kuten lääkevalmistusprosessien viherryttämisessä.23,24 Myös akateemisen maailman ja teollisuuden välinen yhteistyö on avainasemassa kehitettäessä huipputeknologioita ja -hankkeita, kuten IMI:n CHEM21-hanketta (2000-luvun lääketeollisuuden kemiallisten tuotantomenetelmien kehittämishanke).25 Hankkeen tavoitteena on pyrkiä kehittämään ympäristöystävällisempiä menetelmiä kehittämällä kestävän kehityksen mukaisia biologisia ja kemiallisia vaihtoehtoja rajallisille materiaaleille, kuten arvokkaille metalleille. Monia hankkeen teemoja käsitellään tämän kirjan luvuissa.

1.5 Yhteenveto

Vihreää kemiaa, vihreää insinöörityötä ja kestävää suunnittelua on tarkasteltava, kun siirrytään kohti ympäristön kannalta sopivampia prosesseja. Muuttuva yleinen mielipide, lainsäädäntö ja resurssien saatavuus ovat kaikki muutoksen ajureita. REACH-asetuksen täytäntöönpano ja sellaisten kemikaalien SIN-luetteloiden kehittäminen, joilla pyritään rajoittamaan monien kemikaalien käyttöä, vaikuttavat laajalti valmistusteollisuuteen. Monien resurssien rajallinen saatavuus tarkoittaa, että meidän on kehitettävä suljetun kierron järjestelmiä ja siirryttävä kohti kiertotaloutta. Biojalostamokonsepti mahdollistaa biomassan muuntamisen käyttökelpoisiksi kemikaaleiksi ja energiaksi, mikä vähentää riippuvuuttamme fossiilisista luonnonvaroista. Maailmanlaajuisesti on monia aloitteita, joilla pyritään tukemaan innovointia vihreän ja kestävän kemian alalla ja kouluttamaan seuraavaa tutkijasukupolvea.