Tutkijakaksikko ja kolme maailmanpelastajaa

Maailma on kiertotalouden muokkaama. Emme enää puhu jätteistä, vaan materiaalit kiertävät lähes äärettömästi. Innovaatioille ja teknologialle on annettu mahdollisuus ja olemme pysäyttäneet maapallon lämpenemisen 1,5 asteeseen. Elämä on kiertotalouden ansiosta myös entistä tasa-arvoisempaa: Jokaiselle riittää materiaaleja ja kaikilla on mahdollisuus hyvään elämään kestävällä tavalla. Ennen kaikkea ihmiset osaavat arvostaa toista mahdollisuutta, jonka ovat pallolla saaneet.

Näin näkevät tulevaisuuden VTT:n tutkijat Anna Tenhunen ja Vafa Järnefelt. Kaksikko etsii työkseen ratkaisuja, joilla talouskasvusta saadaan kestävää.

– Me olemme molemmat aika toiveikkaita optimisteja, kuvailee Tenhunen.

Aitiopaikalla

Ja miksi eivät olisi. Järnefeltin ja Tenhusen työpöydältä löytyvien lupaavien hankkeiden lista on pitkä. Tenhusen vetämä projektitiimi on kehittänyt selluloosapohjaisen pakkausratkaisun, joka voitti viime vuonna Packaging Europen kilpailun biopohjaisten pakkaukset –kategorian. Se oli jo kolmas kilpailumenestys pakkausratkaisulle.

– Olemme kehittäneet myös termoplastisia selluloosia, jotka kestävät vettä. Tuote on biopohjainen, mutta sillä on muovin kestävyyden kaltaiset ominaisuudet ilman lisäaineita, selittää Tenhunen.

Järnefelt puolestaan on mukana hiilidioksidin uudelleenkäyttöä tutkivan tiimin työssä. Hiilidioksidia voidaan hyödyntää raaka-aineena esimerkiksi vesipula-alueilla ja samalla hillitään ilmastonmuutosta. Järnefelt paneutuu myös muun muassa siihen, miten digitalisaatio auttaa siirtymisessä kiertotalouteen.

– Skaala on siis tosi laaja, mutta kaikkea yhdistää kolme sanaa: biotalous, kiertotalous ja teknologia, huomauttaa Järnefelt.

Tämä kolmikko on keskiössä mietittäessä, miten saamme maapallo pelastettua.

Tenhunen, Järnefelt ja koko Suomi ovat tässä tehtävässä aitiopaikalla. Biomassa ja kiertotalous olivat sanat, jotka tulivat ensimmäisinä tutkimuskomissaari Carlos Moedasin mieleen Suomesta. Ja heti perässä kolmantena se teknologia.

Se ei ole Tenhusen mukaan mikään ihme.

– Olemme näissä aidosti edelläkävijöitä. Esimerkiksi puumassan osalta olemme kehittäneet ratkaisuja jo yli sata vuotta. Tunnemme puukemian todella hyvin, sen ansiosta pystymme kehittämään maailmanlaajuisesti uraa uurtavia ratkaisuja.

Kaikki bio ei ole kestävää

Biomateriaalit on helppo ymmärtää osaksi kiertotaloutta, kun miettii, miten luonto toimii.

– Otamme puumassaa ja valmistamme siitä biohajoavia tuotteita, jotka päätyvät taas luontoon raaka-aineiksi, summaa Tenhunen.

Mutta bio ei tarkoita automaattisesti sitä, että se olisi luonnon kannalta kestävää. Kestävyyden ratkaisee käyttö.

– Nyt moni nakkaa biokupin roskikseen yhden käyttökerran jälkeen ja ajattelee tehneensä hyvän työn. Mutta biohajoavuus ei anna vapautta roskata. Myös biomateriaalit pitää kierrättää, painottaa Tenhunen.

Luonnon uusiutumissykli on otettava aina huomioon, muuten tuloksena on luonnon köyhtyminen. Bio on Tenhusen mukaan kestävää, jos pystymme pidentämään tuotteiden sykliä ja pitämään biohajoavat tuotteet kierrossa mahdollisimman kauan niin, että säilyttävät arvonsa.

– Juuri tässä piilee se iso haaste: biomateriaalin kehittäminen ei riitä, se on tehtävä kestävästi ja kiertotalouden mukaisesti. Muuten emme saa irrotettua talouskasvua luonnonvarojen kulutuksesta.

​

​

​

​

​

​

​

​

Kysyntää riittää

Suomessa on totuttu vetämään yhtäläisyysmerkit biomassan ja bioenergian välillä. Biomassasta on kuitenkin paljon muuhun kuin pelkkään energiakäyttöön. Suuri osa fossiilisten raaka-aineiden hyödyntämisestä voidaan jossain vaiheessa lopettaa ja korvata uusiutuvalla biomassalla.

Kaikki biomassa ei sovi muuhun kuin energiakäyttöön, mutta iso osa sopii. Taas tarvitaan teknologiaa. Fraktiointiteknologian avulla biomassa voidaan pilkkoa osiin ja osista voidaan tehdä melkein mitä vain: lankaa tekstiileihin, muovia ja biokomposiitteja autonosiin.

Näin syntyy tuotteita, jotka paitsi vähentävät tarvetta käyttää fossiilisia raaka-aineita ovat myös kierrätettäviä. VTT arvioi hiljattain, miten Suomi voisi samaan aikaan siirtyä vähähiiliseen talouteen ja kasvattaa biomassasta saatavaa taloudellista arvoa. Laskelmien mukaan biomassan arvo voitaisiin jopa kaksinkertaistaa, jos sitä käytetään korkean lisäarvon tuotteisiin.

– Globaali kysyntä uusille biopohjaisille materiaaleille on todella suuri. Kuluttajat ja brändit molemmat haluavat niitä korvaamaan fossiilisia, vahvistaa Tenhunen.

Ominaisuudet ratkaisevat

Yksi esimerkki on vaateteollisuus. Puuvillan kasvatus on tällä hetkellä kestämättömällä pohjalla. Tuotanto tarvitsee torjunta-aineita ja erittäin paljon vettä, josta puuvillan viljelyalueilla on pulaa. Puuvillaa voidaan kuitenkin korvata biomassalla. Tenhusen mukaan on myös kehitetty kemiallinen tapa, jolla pystytään nostamaan käytetyn kuidun mekaaniset ominaisuudet jopa samalle tasolle kuin neitseellisen puuvillan.

Vielä tunnetumpi esimerkki on tietysti biomuovi. VTT:llä keskitytään nyt tosissaan uuden muovitulevaisuuden rakentamiseen. Järnefelt ja Tenhunen huomauttavat, että maailmalla on ehditty jo sadan vuoden ajan tehtailla lukemattomia öljypohjaisia muovilaatuja.

– Nyt yritämme kilpajuoksuna kehittää niitä vastaavia, korvaavia biomuovilaatuja. Haasteena on saada biopohjaiseen muoviin samat ominaisuudet, joita öljypohjaiseen muoviin on luotu lisäaineilla.

Muovien sisältämät kemikaalit ja lisäaineet ovat Tenhusen mukaan kasvava huoli maailmalla. Muoveissa on paljon lisäaineita, joita vapautuu niitä käytettäessä.

– Kehitämme parhaillaan esimerkiksi sensoriteknologioita, joilla voimme nähdä muovin pintaa syvemmälle, kertoo Tenhunen.

VTT:n tavoitteena on pystyä skaalaamaan keksinnöt nopeasti laboratoriosta pilot-mittakaavaan, jolloin ollaan jo lähellä massavalmistusta ja markkinoita. Mutta se, mikä toimii labrassa, harvoin toimii enää silloin, kun materiaalia valmistetaan satoja tuhansia tonneja.

– Valtaosa kokeiluista tyssää siihen, että ominaisuudet eivät säily massavalmistuksessa. Jotta vaihtoehtoinen materiaali voi aidosti korvata perinteisen, sen on oltava ominaisuuksiltaan vähintään yhtä hyvä kuin alkuperäinen.

​

​

Järnefelt huomauttaa, että muovitalouden suurin ongelma koskee kuitenkin kierrätystä: se ei toimi. Markkinoilta löytyy jo paljon biopohjaisia ja biohajoavia materiaaleja, jotka tuntuvat ja käyttäytyvät ihan kuin muovi. Kuluttajat eivät pysy perässä, mihin ne pitäisi käytön jälkeen laittaa. Myös kierrätyslaitokset ovat pulassa.

Laitokset eivät tiedä, miten uudet materiaalit käyttäytyvät heidän järjestelmissään - onko niistä haittaa vai hyötyä. Yksi esimerkki on PLA eli maitohappopohjainen muovi. Siitä valmistetaan pillejä ja kuppeja, jotka näyttävät täysin muovilta, mutta hajoavat teollisesti. Jos kuluttaja nakkaa kupin tavallisen muovin kanssa samaan lokeroon, se päätyy kuitenkin poltettavaksi.

Järnefelt muistuttaa, että kierrätyslaitokset ovat kunnallisia ja budjetit pieniä. Niillä ei ole mahdollisuutta investoida koko ajan uusiin käsittelyjärjestelmiin.

– Ihmiset kysyvät, miksi muovia pitäisi kierrättää Suomessa, sehän päätyy poltettavaksi. Mutta ihan jokaisella muovikupilla on merkitystä, painottaa Tenhunen.

Jos materiaalivirrat olisivat isompia, muovin kierrätys olisi taloudellisesti järkevää. Yhdenkin ihmisen muoviroskat siis vaikuttavat siihen, tekeekö joku investointipäätöksen Suomessa. Sama koskee oikeastaan kaikkien materiaalien kierrätystä ja uusiokäyttöä. Se tyssää nykyisellään aina saamaan ongelmaan: liian pieniin määriin. Neitseellisten raaka-aineiden käyttö on yhä hinnaltaan halvempaa ja toimitusvarmuus parempi.

Kaiken takana on bisnes

Järnefelt muistuttaa, että olemme vasta aivan alussa. Kolme asiaa on saatava muuttumaan, jotta kiertotaloudesta tulisi valtavirtaa seuraavan 10 vuoden aikana.

Ensiksikin tuotteet on alun perin suunniteltava kiertämään.

– Nyt näin ei ole. Yritämme vain väkisin kierrättää. Emme korvaa neitseellisiä raaka-aineita vaan tuotteet ovat yhden käyttökerran jälkeen niin huonokuntoisia, että ne lähtevät jätteeksi tai korkeintaan sekundääriseen käyttöön, kuvailee Järnefelt.

Tuloksena häviämme arvoa, käytämme paljon energiaa eikä bisnestä synny. Toiseksi unohtuneita resursseja pitäisi palauttaa käyttöön ja kolmanneksi olisi saatava lineaarisella tavalla tuotettuja tavaroita digitalisoitua niin, että ne saataisiin kiertämään.

– Teknologialla on keskeinen rooli, kun yritämme saada kiertoon sellaista, mitä ei ole suunniteltu kiertämään ja pitämään tuote käytössä mahdollisimman pitkään. Tässä tarvitaan erityyppisiä mekaanisia ja kemiallisia käsittelyitä, toteaa Järnefelt.

Järnefelt uskoo, että tulevaisuudessa arvokkaita materiaaleja tullaan vuokraamaan ja liisaamaan samaan tapaan kuin nyt palveluita kuten valaistusta. Mikään näistä muutoksista ei kuitenkaan toteudu, ellei kiertotalousmallin mukainen toiminta ole taloudellisesti kannattavaa. Tuotteiden päivittäminen, korjaaminen ja kierrättäminen pitää olla hyvää bisnestä. Raha on iso kysymys myös kuluttajalle.

– Meillä tulee pitkään olemaan rinnakkain perinteisiä ja kiertotalousmallin mukaisia vaihtoehtoja. Kestävän vaihtoehdon on oltava kohtuuhintainen ja helppo käyttää, muuten kuluttaja ei valitse sitä, huomauttaa Järnefelt.

Tenhunen huokaisee, että vanhojen sektorien toimintatapojen muuttaminen on hidasta. Mutta murros kyllä toteutuu, siitä tutkijat ovat varmoja. Kysymys kuuluu, kuinka kauan se vie? Mitä pidemmän aikaa kestää saada taloudesta kestävää, sitä enemmän ihmiset ja kaikki elävä tulee kärsimään.

– Nyt alkaa olla kiire. Elämme ihan mielettömän mielenkiintoisia aikoja, summaa Järnefelt.

​

Kahvilla-juttusarjassa käydään mielenkiintoisten ihmisten kanssa heidän haluamassaan paikassa kahvilla ja jutellaan ajankohtaisista teemoista.