Vauhtia bioinnovaatioiden kestävään kehittämiseen ja kaupallistamiseen

Aalto-yliopiston SciSustain-hanke vauhdittaa pakkausmateriaali- ja teknologiainnovaatioiden matkaa ideasta markkinoille. Taustalla on EU:n uusi pakkaus- ja pakkausjätedirektiivi (PPWR), joka nopeuttaa siirtymää biohajoaviin pakkauksiin.

Hankkeessa ovat mukana metsäalan suuryritykset Metsä Group, Stora Enso ja UPM sekä innovatiivisia teknologioita kehittävät startupit Boreal Bioproducts, LignEasy ja Paptic. Valmet tuo mukaan laajamittaista prosessiosaamista sekä kokemusta suurten tehtaiden ja pilottilaitosten käyttöönotosta.

”Biopohjaisissa innovaatioissa on valtavasti potentiaalia, mutta niitä pidetään usein liian riskialttiina. Siksi riskit on mitattava, ymmärrettävä ja määriteltävä. Kehitämme työkaluja ja arviointimenetelmiä, jotka auttavat tunnistamaan varhaisen vaiheen keksintöjen pullonkaulat, kehityskohteet ja aikataulut kilpailukyvyn saavuttamiseksi”, kertoo hankkeen päätutkija ja vetäjä, Aalto-yliopiston Bioinnovaatiokeskuksen apulaisprofessori Luana Dessbesell.

”Hankkeella on tärkeä merkitys Suomen metsäteollisuudelle, sillä biopohjaiset innovaatiot ovat koko alan ydin. Jotta pysymme kilpailukykyisinä, meidän on ymmärrettävä, millaisia pitkän aikavälin hyötyjä innovaatiot voivat tuoda. Akateeminen yhteistyö on yksi teollisuuden uudistumisen avaintekijöistä”, sanoo UPM:n materiaali- ja komposiittikehityksen vanhempi T&K-päällikkö Janak Sapkota. 

Nelivuotinen hanke käynnistyi kesällä 2024, ja sitä rahoittavat Business Finland ja mukana olevat yritykset kahden ensimmäisen vuoden ajan sekä Bioinnovaatiokeskus kahden seuraavan vuoden ajan. Hanke on osa Valmetin Beyond Circularity Veturi -ohjelmaa, jossa kehitetään ratkaisuja teollisuuden vihreän siirtymän vauhdittamiseksi.

”SciSustain tarjoaa meille ainutlaatuisen näkymän siihen, miten biopohjaisia prosesseja voidaan skaalata teolliseen mittakaavaan kokonaisvaltaisen kestävyyden näkökulmasta”, toteaa Valmetin ekosysteemijohtaja Virpi Puhakka. 

”Tällainen kunnianhimoinen hanke on mahdollista vain Aalto-yliopiston sisäänrakennetun yhteistyö- ja monitieteisen kulttuurin ansiosta. SciSustainia tukee Aalto-yliopistosta verkosto asiantuntijoita, kuten professorit Jouni Paltakari, Michael Hummel, Kirsi Niinimäki ja Samuli Patala, mainitakseni vain muutamia”, painottaa Luana Dessbesell.

Yritysyhteistyö tuo ”reality checkin” kehitykseen

Tapaustutkimukset toimivat tärkeänä todellisuustarkistuksena: niiden avulla varmistetaan, että laboratoriosta nousevat ideat kestävät teollisuuden reunaehdot ja täyttävät sääntelyn vaatimukset.

Tutkimukset kattavat pakkausteollisuuden koko arvoketjun raaka-aineista kierrätykseen. Mukana on esimerkiksi selluloosapohjaisia vaihtoehtoja sellofaanille, hiilipohjaisia joustavia elintarvikekalvoja sekä uusia kierrätysratkaisuja monikerroksisille juomapakkauksille. 

Valmet kehittää hankkeessa biomassan esikäsittelyteknologiaa, joka mahdollistaa materiaalin hyödyntämisen biopolttoaineiden, selluloosan tai pinnoitemateriaalien valmistuksessa. 

Boreal Bioproductsin tavoitteena on kaupallistaa kuusipuusta fraktioituja ja jalostettuja hemiselluloosaa, ligniiniä ja puun kuoren tanniineja sekä rakentaa ensimmäinen kaupallinen tuotantolaitos vuoden 2027 loppuun mennessä.

”SciSustain tarjoaa meille arvokkaan mahdollisuuden saada lisädataa biojalostamomme LCA-mallinnukseen sekä näkymää investointikustannuksiin eri kokoluokkiin skaalattuna”, sanoo Boreal Bioproductsin toimitusjohtaja Jaakko Pajunen. 

Hankkeessa kehitettävät päätöksenteon työkalut ja mittarit tukevat läpimurtoteknologioiden kehittämistä kestävyyden näkökulmasta siten, että taloudellinen kannattavuus, ympäristövaikutukset ja sosiaalinen kestävyys kytketään samaan arviointikehykseen. 

”Uuden kehyksen avulla tutkijat, teollisuuskumppanit ja päättäjät voivat nopeuttaa siirtymää ideasta markkinoille. Esimerkiksi biojalostamon rakentaminen tai uuden tuotteen kaupallistaminen – joka nykyisin kestää jopa 20 vuotta – voisi työkalujemme avulla toteutua 10–15 vuodessa”, Dessbesell toteaa. 

Yksi hankkeen keskeisistä uusista lähestymistavoista on elinkaariarvioinnin (LCA) soveltaminen varhaisen vaiheen teknologioihin.

Kansainväliset kumppanit avartavat näkökulmia

Biopohjaisten pakkausmateriaalien markkinapotentiaali on valtava, ja tuotannon odotetaan jopa kaksinkertaistuvan vuoteen 2030 mennessä. Samalla haasteet ovat konkreettisia: korkeammat kustannukset, tuotannon mittakaava, biomassan monimuotoisuus ja alueellisesti vaihteleva sääntely. 

SciSustainin kansainväliset kumppanit tuovat kokonaisuuteen syvää erityisosaamista. Kanadassa keskitytään KPI-suorituskykymittareiden kehittämiseen ja arviointikehyksen suunnitteluun, ja Yhdysvallat tuo mukaan edistynyttä LCA-mallinnusosaamista.

Brasiliassa hanke tekee yhteistyötä São Paulon yliopiston ja useiden pakkausten arvoketjun loppupään toimijoiden kanssa. Brasiliassa valmistajat vastaavat tuotteiden keräyksestä ja kierrätyksestä, mikä vaikuttaa suoraan ratkaisujen suunnitteluun.

”Väitöskirjaopiskelijani on parhaillaan Brasiliassa, missä hän haastattelee jätteenkerääjiä ja tutkii keräysverkostoa sosiaalisen elinkaarianalyysin avulla. Alueellisilla eroilla on suuri vaikutus siihen,miten innovaatiot ja kestävyystavoitteet toteutuvat eri markkinoilla. Suurten yritysten on siksi sovitettava tuotteensa useisiin, toisinaan ristiriitaisiin sääntelyvaatimuksiin”, Dessbesell kuvaa.

SciSustain-hankkeessa on mukana useita maisteri- ja jatko-opiskelijoita. Startupit tarjoavat maisteriopiskelijoille lyhyitä, kohdennettuja projekteja, kun taas suuret teollisuusyritykset mentoroivat väitöskirjatutkijoita ja mahdollistavat työskentelyn ulkomailla.

Teksti: Marjukka Puolakka