Mitä yhteistä on soodakoneella ja soratiellä? Kummankin valmistuksessa voidaan käyttää puuta

6.11.2020 / Artikkeli
Soodavettä kahdessa lasissa
Hiilihappovettä voi tehdä hiilineutraalimmin soodakoneella, joka on valmistettu puusta. Kuva: Shutterstock

Listasimme neljä hyvin erilaista innovaatiota, jossa puu korvaa fossiilisia raaka-aineita. Puu kelpaa haavasidoksiin ja akkuihin, jopa maanteiden pinnoitteeksi. Mutta yllättävin käyttökohde on kodinkoneen runko.

1. Puukomposiitti sopii keittiön pienkoneisiin

Suomalainen Mysoda on tehnyt pitkän loikan kohti hiilineutraalia maailmaa tuomalla markkinoille ensimmäisen puupohjaisesta muovista valmistetun kodinkoneen. Mysoda Woody -hiilihapotuslaitteessa puun kuidut kuultavat laitteen rungon pinnassa.

Lokakuussa useissa Euroopan maissa vähittäiskauppoihin tullut hiilihapotuslaite on tehty biokomposiitista. Se taas on tehty puukuidusta ja bionaftasta, jota valmistetaan selluntuotannon sivuvirrasta, mäntyöljystä.

Koska muutkin ainesosat tulevat metsäteollisuuden sivuvirroista, valmistus ei välttämättä edes lisää hakkuita.

Rungon valmistuksessa käytetty biokomposiitti vastaa ominaisuuksiltaan fossiilisia muoveja. Sitä voidaan muotoilla samanlaisilla tekniikoilla ja muoteilla kuin muoviakin ja lisäksi se sopii ruiskuvaluun.

Soodakoneen UPM Formi EcoAce -biokomposiitin valmistaa UPM Biocomposites. Yhtiön johtaja Ralf Ponicki korostaa materiaalin kestävyyttä ja pientä hiilijalanjälkeä.

”Se on 50–70 prosenttia fossiilimuovia pienempi, vertailutavasta riippuen”, sanoo Ponicki.

Mysoda Woody -hiilihapotuslaite
Puu on tullut myös kodinkoneisiin. Mysoda Woody -hiilihapotuslaitteen runko on valmistettu puupohjaisesta biokomposiitista. Kuva: UPM

Hiilihapotuslaite on vasta alkua. Kuluttaja- ja markkinatietoa julkaisevan Statista.com-verkkosivun mukaan Euroopassa myydään 715 miljoonaa keittiön pienkonetta vuonna 2025.

Mysodan toimitusjohtajan David Solomonin arvion mukaan tänä vuonna määrä on 640 miljoonaa, mistä valtaosa on tehty fossiilisesta muovista. Suomessa keittiön pienkoneita myytiin viime vuonna 2,7 miljoonaa.

Solomon toivookin, että muut kodinkonevalmistajat seuraavat Mysodan perässä.

2. Puu raivaa tietään akkuihin

Stora Enso on edennyt pitkälle kohti puupohjaisten akkumateriaalien tuotantoa. Yhtiö rakentaa Sunilan sellutehtaalle Etelä-Suomeen koelaitosta, jossa valmistetaan akkumateriaaleja tehtaan tuottamasta erikoiskuivasta ligniinistä.

Kymmenen miljoonan euron investointi otetaan käyttöön alkuvuodesta 2021. Koelaitoksen tavoitteena on kokonaan biopohjainen, myrkytön ja lopulta myös tehokkaampi vaihtoehto akuissa ja paristoissa käytettävälle fossiiliselle grafiitille.

Koelaitoksen tarkoitus on, että grafiitin käyttäjät voisivat testata sitä tuotteissaan. Mutta materiaalin jatkotutkimus tähtää pidemmälle: akun suurempaan lataus- ja purkunopeuteen sekä tehoon. Jos näissä onnistutaan, akkuja tarvitaan vähemmän saman sähkömäärän varaamiseen.

Verrattuna metsäteollisuuden ligniinin tuotantopotentiaaliin, grafiittia käytetään paljon. Yksin Sunilan tehtaan tuottama ligniini riittäisi vain noin 200 000 sähköauton akkuihin vuodessa.

”Se olisi merkittävä määrä. Akkujahan käytetään muuallakin”, sanoo Stora Enson Biomaterials-divisioonan innovaatiojohtaja Lauri Lehtonen.

Litiumioniakku ja LCD-nayttö. Kuva: Stora Enso
Litiumioniakku ja LCD-nayttö. Kuva: Stora Enso

Maailman akkumarkkinoiden ennustetaan kymmenkertaistuvan viidessä vuodessa. Materiaalin kysynnän kasvupotentiaali on ainutlaatuisen suuri koko metsäteollisuuden historiassa.

Kasvu kyetään myös tyydyttämään ligniinillä: se on luonnon toiseksi yleisin makromolekyyli selluloosan jälkeen, sitä on kaikissa kasveissa ja toistaiseksi sillä on hyvin vähän teollista käyttöä. Mustalipeästä valmistettuna se ei suoraan lisää puun käyttöä, koska mustalipeä on selluntuotannon sivutuote.

Grafiittia louhitaan kaivoksista, se on fossiilinen raaka-aine ja akkujen lisäksi sitä käytetään esimerkiksi sähkömoottoreissa, voiteluaineena, ydinreaktoreissa ja lyijykynissä. Akuissa käytetty grafiitti on kuitenkin usein synteettistä, mutta senkin raaka-aine on fossiilinen öljyntuotannon sivutuote, jonka saatavuus on vähenemään päin ja hyödyntäminen suhteellisen hankalaa.

3. Puusta tehty nanosellu hoitaa haavoja

Metsäteollisuusyhtiö UPM:n Biomedicals-yhtiö on kehittänyt nanoselluloosapohjaisen FibDex-haavasidoksen. Sitä valmistetaan suomalaisesta koivusta yhtiön Lappeenrannan-tehtailla. Sidosta ollaan kaupallistamassa yhdessä sairaalatarvikkeiden tukkuliike Steripolar Oy:n kanssa.

Nanoselluloosan kuidut ovat tavallista sellukuitua pienempiä, jopa vain muutaman nanometrin paksuisia, mikä on noin sadastuhannesosa paperin paksuudesta. Siitä tehty haavasidos sopii yhteen ihmisen solujen ja kudoksen kanssa. Hylkimistä ei esiinny.

Haavasidos valmistetaan koivun selluloosasta. UPM Biomedicals on kehittänyt sen yhdessä Helsingin yliopiston farmasian tiedekunnan tutkijoiden ja Helsingin yliopistollisen keskussairaalan palovammakeskuksen kirurgien kanssa.

Yhtiö on patentoinut tuotteessa käytetyn nanofibrilloidun selluloosan. Sillä on Euroopan unionin CE-hyväksyntä ja rekisteröinti Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirastossa (FDA) on meneillään.

FibDex on geelimäinen, huokoinen tuote. Kun sidos laitetaan haavan päälle, sitä ei tarvitse vaihtaa, vaan se irtoaa itsestään haavan parannuttua. Näin vältytään arpeutumista hidastavilta ihon repeytymisiltä ja paraneminen on kivuttomampaa.

FibDex on UPM:n ensimmäinen potilashoitoon hyväksytty tuote. Aiemmin kehitystyö on poikinut lääkkeiden ja soluhoitojen tutkimuksessa käytettävät geelit.

4. Puu pinnoittaa sorateitä

Suomessa testataan uutta tienhoidon menetelmää, jossa sorateitä vahvistetaan lignosulfonaattipohjaisella sidosaineella. Lignosulfonaattia valmistetaan ligniinistä, joka on puun kuitujen sidosaine ja selluntuotannon sivutuote. Sitä on 20–30 prosenttia puiden massasta.

”Lignosulfonaatti toimii tien pinnassa sidosaineena ja liimaa kiviaineksia yhteen”, kertoo Olli-Pekka Kurki, materiaalia testaavan rakennusyhtiön YIT:n työmaapäällikkö.

Kurjen mukaan kyseessä on sorateiden hoitomenetelmä eikä menetelmä sinällään ole vaihtoehto tien asfaltoinnille.

Puukuidun levitystä. Kuva: YIT
Heinäveden ja Enonkosken rajalla pilotoitiin puukuitujen sidosainetta sorateiden vahvistukseen. Kuva: YIT

Lignosulfonaattipohjainen sidosaine parantaa sorateiden pintaa ja vähentää kelirikon aiheuttamia pintavaurioita. Sidosaineella käsiteltyä tietä voi hoitaa kuten tavallista soratietä lanaamalla tai lisäämällä mursketta.

Ligniini on selluloosan jälkeen maailman toiseksi yleisin makromolekyyli. Siitä voidaan valmistaa myös muun muassa ksylitolia ja vanilliinia. Lignosulfonaattia käytetään myös liimojen ja hartsien sidosaineena sekä pehmennysaineena betonissa.

Lignosulfonaatilla lisää tienpinnan kestoa useilla vuosilla. Muihin stabilointiaineisiin verrattuna lignosulfonaatin hiilidioksidipäästöt ovat pienemmät ja se on myös hiilivarasto, koska se on puun kuitujen sidosaine.

Sidosainetta on pilotoitu useissa eri kohteissa Heinäveden ja Enonkosken rajalla Itä-Suomessa.


Lue lisää innovaatioista forest.fi:n Metsäbiotalouden tulevaisuuskuvastosta


Hannes Mäntyranta

Kirjoita kommentti