Puhtaan ympäristön ratkaisuja biopohjaisten pigmenttien avulla

CELLIGHT-hankkeen tavoitteena on löytää innovatiivisia ja kestäviä biopohjaisia vaihtoehtoja korvaamaan titaanidioksidia (TiO2). Pigmenttejä käyttävälle teollisuudelle se merkitsisi merkittävää edistysaskelta kohti ympäristöystävällisempiä ja kestävämpiä ratkaisuja.

Titaanidioksidi on laajalti käytetty valkoinen pigmentti, jota maailmanlaajuisesti tuotetaan vuosittain noin 8 miljoonaa tonnia. Siihen liittyy kuitenkin merkittäviä ympäristövaikutuksia: sen tuotannosta aiheutuu joka vuosi 60–96 tonnia hiilidioksidipäästöjä, ja titaanin avolouhinta on vakava ympäristöhaitta. Vastauksena näihin ongelmiin CELLIGHT-hankkeessa pyritään luomaan biopohjaisia pigmenttejä, jotka vastaisivat valonsirontaominaisuuksiltaan titaanidioksidia, mutta tarjoaisivat kuluttajien kannalta vihreämmän ja vastuullisemman vaihtoehdon. 

Valtava markkinapotentiaali

Kestävästi tuotettujen materiaalien markkinat ovat kasvussa. Niiden globaalin kysynnän odotetaan kasvavan vielä lisää sääntelyn aiheuttamien vaatimusten sekä vastuullisiin tuotteisiin kohdistuvan kuluttajakysynnän vuoksi. CELLIGHT-hankkeen mahdollisuudet päästä hyötymään tästä kasvusta ovat hyvät, sillä se tarjoaa biopohjaisia vaihtoehtoja korvaamaan titaanidioksidia sen keskeisillä käyttöaloilla, kuten maalit, kosmetiikka ja henkilökohtaiset hygieniatuotteet. Laskennallisesti, jos titaanidioksidia korvattaisiin selluloosalla Suomen nyt ulkomaille viemää markkinaselluloosaa vastaavalla määrällä (4,6 tonnia 2024 / Luke), maailman hiilidioksidipäästöt laskisivat suuruusluokkana koko Suomen kansallisten hiilidioksidipäästöjen verran. 

Työelämäprofessori Juha Lipponen, Aalto-yliopisto: ”Yleisesti käytetyn haitallisen ja erittäin CO2-intensiivisen titaanidioksidipigmentin (TiO2) mahdollinen korvaaminen selluloosalla tuo suuria mahdollisuuksia sekä maapallolle, metsäteollisuudelle, että Suomen kansantaloudelle. Laskennallisesti, jos Suomesta nyt vuosittain vietävä markkinasellu (4,6 miljoonaa tonnia) prosessoitaisiin titaanidioksidin maailmanmarkkinahinnalla myytäväksi tuotteeksi, se yksinään lähes kaksinkertaistaisi Suomen metsäteollisuuden viennin arvon, ja samalla poistaisi ilmakehästä TiO2:n prosessoimaa hiilidioksidia noin koko Suomen kansallisen hiilijalanjäljen verran.”

Projektissa keskitytään hyödyntämään kasvipohjaista selluloosaa pigmentin raaka-aineena. Tutkimuksen avulla kehitetään selluloosalle materiaaliominaisuuksia, jotka lisäävät selluloosan valonsirontaa erilaisten biologisten ja kemiallisten menetelmien avulla.

”Lähdemme ratkomaan tätä kunnianhimoista haastetta, jossa tavoittelemme titaanidioksidin (TiO₂) korvaamista innovatiivisilla biopohjaisilla pigmenteillä. Paitsi että ratkaisumme vähentää merkittävästi hiilidioksidipäästöjä, se myös tarjoaa teollisuudelle aiempaa kestävämmän vaihtoehdon. Siirtyminen näihin ympäristöystävällisiin raaka-aineisiin edistää samalla vihreämpää teollisuutta ja puhtaampaa ympäristöä”, sanoo VTT:n tutkija ja projektipäällikkö Muhammad Mujtaba.

Yhteistutkimusta kestävämmän tulevaisuuden eteen

CELLIGHT tuo samaan konsortioon mukaan myös johtavia suomalaisia ja kansainvälisiä yrityksiä ja tutkimuslaitoksia. Hanketta tukemassa on vahva teollinen konsortio, johon kuuluu Metsä Spring Oy, Nouryon, PPG-Tikkurila Oyj, Nordic Bioproduct Group Oy, ja Wetend Technologies Oy. Näiden kumppanuuksien kautta hankkeessa syntyviä innovaatioita voi soveltaa suoraan teolliseen käyttöön niin maaleissa, kosmetiikassa kuin monissa muissakin jokapäiväisissä tuotteissa. Yhteishanke vahvistaa Suomen johtavaa asemaa kestävien bioteknologioiden alalla.

Hankkeen tavoitteena on muun muassa:

1. Kehittää biopohjaisia raaka-aineita, jotka vastaavat valkoisuuteen vaikuttavien valonsirontaominaisuuksien osalta titaanidioksidia.
2. Testata ja kehittää löydettävien biomateriaalien ominaisuuksia siten, että ne ovat käyttökelpoisia erilaisissa formulaatioissa, joissa pigmenttejä käytetään. Näitä ovat esimerkiksi maalit ja kosmetiikka.

Osana Metsä Groupin ExpandFibre-veturiekosysteemiä CELLIGHT liittyy laajaan suomalaisiin biotuotteiden ja -materiaalien kehittämistä edistäviin hankkeisiin. Hankkeen tavoitteena on sekä saavuttaa ympäristöhyötyjä että luoda uusia taloudellisia mahdollisuuksia. Konsortio uskoo pystyvänsä korvaamaan titaanidioksidin täysin kuluttajatuotteissa vuoteen 2035 mennessä, vähentämään päästöjä ja edistämään suomalaisen biopohjaisen teollisuuden kestävää kasvua.

”Uusien korkeatasoisten selluloosajohdannaisten, kuten mikrokiteisen selluloosan, käyttömahdollisuudet ovat lähes rajattomat. NBG tekee mielellään yhteistyötä eri toimijoiden kanssa aina, kun tarjolla on hankkeita, joissa etsitään aiempaa vastuullisempia ratkaisuja käyttäen uudenlaisia biomateriaaleja uusissa ja jo olemassa olevissa prosesseissa ja tuotteissa”, toteaa projektipäällikkö Nuutti Lehtikuja Nordic Bioproduct Group Oy:stä.

Lisätietoja hankkeesta

VTT koordinoi pian alkavaa uraauurtavaa kaksivuotista hanketta, jossa se yhdessä Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston kanssa ryhtyy kehittämään selluloosapohjaisia pigmenttejä ja niiden käyttöä. 

CELLIGHT on kaksivuotinen 1.9.2024–31.8.2026 toteutettava hanke, jolle on saatu 1,3 miljoonaa euroa rahoitusta Business Finlandilta. Co-Research-rahoituksen avulla perustettu yhteishanke tuo yhteen kolme tutkimuslaitosta, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n, Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston. CELLIGHT saa vahvaa taustatukea useilta kaupallisilta kumppaneilta, joihin kuuluvat Metsä Spring, Nouryon, PPG-Tikkurila, Nordic Bioproduct Group Oy ja Wetend Technologies Oy. 

Lisäksi CELLIGHT -projekti liittyy Metsä Groupin ExpandFiber-veturiekosysteemiin vahvistaen sen innovatiivista lähestymistapaa ja vaikuttavuutta entisestään. CELLIGHT edistää innovaatioita ja tuottaa käytännön ratkaisuja kaupalliseen käyttöön. Se vahvistaa Suomen asemaa yhtenä alan johtavista vastuullisten materiaalien kehittäjistä,  ja osaltaan edistää maailmanlaajuisia ilmastonmuutoksen vastaisia toimia.