Biotaloutta tukevat T&K&I-hankkeet metsäsektorilla Raportti maa- ja metsätalousministeriölle

Transkriptio

1 Raportti maa- ja metsätalousministeriölle Saija Miina ja Tuula Nuutinen Metsäntutkimuslaitos

2 Sisällysluettelo Tiivistelmä.... Tausta ja työn tavoite Selvityksen sisältö ja toteutus Biotalouden määritelmä Hankekartoituksen tulokset Biotaloutta tukevien hankkeiden painopisteet ja tulosodotukset Suunnitteilla olevat hankkeet tai ohjelmat Biotalouden kehittämisen katvealueet metsäsektorilla... 2 Kirjallisuusviitteet... 6 Liite : Biotaloutta edistävät hankkeet

3 Tiivistelmä Biotaloustyöryhmän visiona on, että vuonna 2050 Suomi on biotalouden edelläkävijämaa, jossa hyvinvointi perustuu uusiutuvien luonnonvarojen kestävään ja monipuoliseen hyödyntämiseen, korkeaan jalostusasteeseen sekä luovaan osaamiseen. Metsäalaan liittyen biotaloustyöryhmä piti tärkeinä toimenpiteinä Suomen Kansallisen metsäohjelman (KMO 205) ja metsäalan strategisen ohjelman (MSO) toteuttamista. Metsäohjelmien toteuttamista varten Maa- ja metsätalousministeriö tilasi Metlalta tämän selvityksen, jossa tarkastellaan, mitä biotaloutta tukevia metsäalan sekä metsäalan ja muiden sektoreiden (kuten maatalous, maaseudun kehittäminen sekä elintarvike- ja lääketeollisuus) rajapinnassa toimivia tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiohankkeita julkisella ja yksityisellä sektorilla Suomessa on meneillään. Lisäksi arvioitiin, millaisia katvealueita on jäänyt verrattuna biotalouden edistämisen tavoitteisiin. Hankkeista kerättiin tietoa kirjallisuudesta, organisaatioille suunnatuilla kyselyillä ja henkilökohtaisilla haastatteluilla. Hankkeita tarkasteltiin kymmenellä aihealueella, jossa raaka-aine- tai tuotevalikoimassa on mukana puu tai metsä: ) bioraaka-aineiden ominaisuudet ja niiden hyödyntämismahdollisuudet, 2) biotaloustuotteet, ) biotaloustuotteiden tuotantoteknologia, 4) biotaloustuotteiden kysyntä, 5) biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit, 6) tuotteistetut palvelut, 7) metsiin ja puuhun perustuvat uudet energiaratkaisut, 8) raaka-ainevarojen riittävyys, 9) metsävarojen hallinta (governance) ja 0) maankäyttö biomassan tuotannossa. Selvityksessä tuli esille 25 hanketta, jotka on kuvattu lyhyesti raportin liitteessä. Hankkeet on esitelty aihealueittain sekä rahoittajien ja toteuttajien mukaan ryhmiteltynä. Tärkeimpiä toimijoita ovat sektoritutkimuslaitokset (VTT, Metla ja MTT), yliopistot (erityisesti Aalto sekä Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot) ja isot kansainväliset yhtiöt (erityisesti Stora-Enso ja UPM). Tekes on merkittävin yksittäinen rahoittaja, erityisesti yrityksien ja VTT:n hankkeissa. EU:n eri rahoituslähteet ovat tärkeitä yliopistoille ja muille julkisorganisaatioille. Pienten ja keskisuurten yritysten osallistuminen hankkeisiin oli erittäin vähäistä. Tuloksista on nähtävissä hankekokonaisuuden painopisteen muutos ajan yli: bioenergiasta ja biomassan tuotannosta on suuntauduttu puun erilaisten ainesosien erottamiseen ja niiden hyödyntämisen tutkimukseen. Kiinnostus sivutuotteiden ja jätteiden hyödyntämiseen on myös lisääntynyt. Sen sijaan vähemmälle ovat jääneet, ainakin julkisella puolella, biotaloustuotteiden kysyntä ja kuluttajien tai asiakkaiden tarpeet tai biotalouteen liittyvät tuotteistetut palvelut. Nämä kuten biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit voivat silti olla yritysten sisäisten hankkeiden tai selvitysten aiheita, joista ei juuri yritysten ulkopuolelle kerrota. Maankäyttöön ja sen nykyisiin ja tuleviin muutoksiin ja muutostarpeisiin, luonnontuotteiden jalostukseen ja kaupallistamiseen tai metsän ja puutuotteiden hyödyntämiseen lääke-, kosmetiikka tai ruokateollisuudessa oli varsin niukasti hankkeita. Kymmenen aihealueen joukkoon kaivattiin yhtä uutta: biotalous yhteiskunnallisena strategiana, sisältäen viestinnän, mahdollistavat rakenteet ja vision luomisen. Haastateltavat pitivät tärkeänä, että kansallinen biotalousvisio ja -tiekartta määritetään ripeästi, jotta ne ovat käytettävissä kansainvälisiä biotalouden ja vihreän talouden politiikkoja luotaessa (esim. European Strategy and Action Plan towards a sustainable bio based economy by 2020).

4 . Tausta ja työn tavoite Suomessa biotaloutta koskevia selvityksiä ovat teettäneet tai julkaisseet mm. Sitra (Kokkonen 200), valtioneuvosto (Älykäs 200, Biotalous 200), Työvoima- ja elinkeinoministeriö (Kuisma 20) ja MTT (Järvenpää 200). Sitran selvityksen (Kokkonen 200) tavoitteena oli tukea Sitran Maamerkit-ohjelmaa ja biotaloustyöryhmää. Kuisma (20) toimi biotaloustyöryhmän puheenjohtajana ja hänen raporttinsa syventää, laventaa ja perustelee biotaloustyöryhmän loppuraporttia. Biotaloustyöryhmän loppuraportti (Biotalous 200) määrittelee biotalouden, Suomen biotalouden vision 2050 sekä sen saavuttamiseksi tarvittavat toimenpiteet, erityisesti hallitusohjelman osalta. MTT:n selvitys (Järvenpää 200) sisältää toimialan nykytilan kuvauksen, muutosten ja kehittämistarpeiden tunnistamisen sekä suositukset. Biotaloustyöryhmän visiona on, että vuonna 2050 Suomi on biotalouden edelläkävijämaa, jossa hyvinvointi perustuu uusiutuvien luonnonvarojen kestävään ja monipuoliseen hyödyntämiseen, korkeaan jalostusasteeseen sekä luovaan osaamiseen. Esitettyjä toimenpiteitä on 5 kappaletta. Tutkimus- ja kehittämistyötä pidetään tärkeänä toimenpidejoukkona: siihen liittyvät mm. toimenpiteet 4 (Biotalous-SHOK), 6 (yhteenliittymä vahvistamaan monitieteellistä biotaloustutkimusta), 8 (LYNETin laatimat vaikutusarviot), 0 (luonnonvarapaneeli), (biotalouskokeilut ja konseptointihankkeet) ja 2 (liiketoimintaedellytysten vahvistaminen). Metsäalaan liittyen biotaloustyöryhmä piti tärkeinä toimenpiteinä Suomen Kansallisen metsäohjelman (KMO 205) ja metsäalan strategisen ohjelman (MSO) toteuttamista. KMO205 (200) määrittelee visiokseen "vuonna 2020 Suomen metsäala kehittyy vastuulliseksi biotalouden edelläkävijäksi, metsiin perustuvat elinkeinot ovat kilpailukykyisiä ja kannattavia ja metsäluonnon monimuotoisuus ja muut ympäristöhyödyt ovat vahvistuneet". Maa- ja metsätalousministeriö tilasi Metsäntutkimuslaitokselta selvityksen biotaloutta tukevista tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiohankkeista (T&K&I-hankkeista) metsäsektorilla, koska Kansallisen metsäohjelman KMO 205 tavoitteiden toteuttaminen edellyttää ajankohtaista tietoa käynnissä olevista ja suunnitelluista hankkeista. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, mitä biotaloutta tukevia metsäalan sekä metsäalan ja muiden sektoreiden (kuten maatalous, maaseudun kehittäminen sekä elintarvike- ja lääketeollisuus) rajapinnassa toimivia T&K&I-hankkeita julkisella ja yksityisellä sektorilla Suomessa on meneillään. Lisäksi arvioitiin, millaisia katvealueita on jäänyt verrattuna biotalouden edistämisen tavoitteisiin. Ekosysteemipalvelut ja biotalouteen liittyvä koulutus rajattiin selvitystyön ulkopuolelle. Tämä selvitys rajattiin siten, että biotaloudesta tarkastellaan sitä osaa, jossa raaka-aine- tai tuotevalikoimassa on mukana puu tai metsä. 2. Selvityksen sisältö ja toteutus Selvityksessä kartoitettiin biotaloutta tukevia metsäalan sekä metsäalan ja muiden sektoreiden rajapinnassa toimivia T&K&I-hankkeita pääasiassa rahoittajien suunnasta. Jotkut tahot toimivat niin rahoittajan kuin toteuttajanakin ja mukana kartoituksessa oli toteuttajatahoja, kuten Metsäntutkimuslaitos ja Osaamiskeskukset. Kohderyhmä ei kata kaikkia hankerahoittajia Suomessa. Selvitystyössä T&K&I-hankkeita tarkastellaan seuraavilla aihealueilla (jossa raaka-aine- tai tuotevalikoimassa on mukana puu tai metsä): 4

5 . Bioraaka-aineiden ominaisuudet ja niiden hyödyntämismahdollisuudet 2. Biotaloustuotteet. Biotaloustuotteiden tuotantoteknologia 4. Biotaloustuotteiden kysyntä 5. Biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit 6. Tuotteistetut palvelut 7. Metsiin ja puuhun perustuvat uudet energiaratkaisut 8. Raaka-ainevarojen riittävyys 9. Metsävarojen hallinta (governance) 0. Maankäyttö biomassan tuotannossa Kohderyhmälle lähetettiin kysely, jossa kartoitettiin hankkeita sekä näkemyksiä hankkeiden painopisteistä, suunnitelluista hankkeista ja biotalouden kehittämisen katvealueista. Kyselyjä täydennettiin 0 henkilön haastattelulla. Hankkeita kartoitettiin myös rahoittajien julkisista hanketietokannoista. Selvityksen kyselyyn vastasivat tai hanketiedot saatiin julkisista hanketietokannoista seuraavilta toimijoilta: maa- ja metsätalousministeriö, työ- ja elinkeinoministeriö, ympäristöministeriö, Sitra, Metsäklusteri Oy, Cleen Oy, Finnish Wood Research Oy, Metsäteollisuus Oy, StoraEnso, UPM, Tekes, Suomen Akatemia, Pohjois-Karjalan ELY-keskus, Pohjois-Karjalan maakuntaliitto, EK, MTK, Energiatekniikka osaamisklusteri, Elintarvikekehitys osaamisklusteri, Metsäntutkimuslaitos, KOKO-tietokanta (Koheesiorahasto), rakennerahastohankkeiden tietokanta, maaseudun kehittämishankkeiden tietokanta (MAKR), EU PF7 -hankkeiden tietokanta ja hankehaavi.fi. Raportti sisältää kirjallisuuteen, kyselyihin ja haastatteluihin perustuvan biotalouden määritelmän (luku ), yhteenvedot hankkeista aihealueittain, rahoittajittain ja toimijoittain (luku 4) sekä arvion T&K&I-toiminnassa olevista aukoista (luku 5). Hankkeiden luettelo ja lyhyet kuvaukset on esitetty liitteessä. Hankkeista saatavilla olevat tiedot vaihtelevat toteuttajan ja rahoituslähteen mukaan. Yrityshankkeiden osalta saatavat tiedot ovat tutkimushankkeita vähäisimpiä. Kartoitukseen pyydettiin tiedot käynnissä olevista hankkeista. Hankeluettelon lopussa on myös Tekesin käynnissä oleviin ohjelmiin kuuluvia jo päättyneitä hankkeita. Päättyneiden Tekes-hankkeiden luettelosta saatavat tiedot katsottiin hyödyllisiksi. Hankkeet on luokiteltu aihealueen mukaisesti luokkiin -0. Aihealueluokitus on vain viitteellinen, sillä kunkin tiedon antajan tulkinta aihealueen sisällöstä ja biotaloudesta on ollut erilainen. Aihealueluokitusta voi käyttää suuntaa antavana arvioitaessa toiminnan kattavuutta.. Biotalouden määritelmä Biotalous on määritelty eri yhteyksissä eri tavoilla. Biotaloustyöryhmän mukaan biotalous on uusiutuvien luonnonvarojen kestävää hoitoa sekä käyttöä ja niistä valmistettujen tuotteiden ja palveluiden tuotantoa sekä biologisten ja teknisten menetelmien käyttöä tuotannossa. Biotaloustyöryhmän raportissa arvioidaan biotalouden tunnuslukuja Tilastokeskuksen aineiston mukaan. Tällöin mukaan on laskettu seuraavia toimialoja: maatalous, metsästys, metsätalous, 5

6 kalatalous, elintarviketeollisuus, sahateollisuus, massa- ja paperiteollisuus, osa muusta teollisuudesta, energiahuolto sekä veden puhdistus ja jakelu. Palvelutoimialoja ei ilman tarkempaa selvitystä voida eritellä uusiutuviin ja uusiutumattomiin luonnonvaroihin perustuviin. OECD on määritellyt biotalouden raportissa The Bioeconomy to 200: designing a policy agenda seuraavasti: From a broad economic perspective, the bioeconomy refers to the set of economic activities relating to the invention, development, production and use of biological products and processes. The application of biotechnology to primary production, health and industry could result in an emerging bioeconomy where biotechnology* contributes to a significant share of economic output. The bioeconomy in 200 is likely to involve three elements: advanced knowledge of genes and complex cell processes, renewable biomass, and the integration of biotechnology applications across sectors. * Biotechnology is a field of applied biology that involves the use of living organisms and bioprocesses in engineering, technology, medicine and other fields requiring bioproducts. (Wikipedia) Raportissa The Knowledge Based Bio-Economy (KBBE) in Europe: Achivements and Challenges (200) ja Becotepsin biopohjaista taloutta koskevassa valkoisessa paperissa (20) biotalouden määritelmä on: The sustainable production and conversion of biomass, for a range of food, health, fibre and industrial products and energy, where renewable biomass encompasses any biological material to be used as raw material. Tämän selvityksen haastatteluissa tuli selkeästi esille arkiymmärryksen erot biotalouden käsitteessä. Suppeimmin biotalous ymmärrettiin pelkkänä bioenergiana, sen tuotantona ja käyttönä. Biotalous tarkoitti joillekin vastaajille kaikkea sitä toimintaa, jolla korvataan tavalla tai toisella fossiilisia raaka-aineita tai materiaaleja. Joillekin biotalous, joka liittyy metsiin ja puuhun, tarkoitti kaikkea metsän kasvatukseen, metsiin ja niiden hyödyntämiseen liittyvää toimintaa. Tämän vuoksi biotaloutta tukevat tai edistävät toimenpiteet tulkitaan hyvin eri tavoin: toisille ne tarkoittavat tukea kaikelle nykyiselle metsiin ja puuhun liittyvälle toiminnalle ja toisten mielestä niillä edistetään uusien biopohjaisten materiaalien ja tuotteiden kehittämistä ja käyttöä. Biotalouden määritelmän epäselvyys vaikuttaa myös siihen, millaisia hankkeita tässä selvityksessä on raportoitu. Osa vastaajista on rajannut raportoitavat hankkeet toisia tiukemmin. 4. Hankekartoituksen tulokset 4. Biotaloutta tukevien hankkeiden painopisteet Selvityksessä tuli esille 25 hanketta, jotka liittyvät biotalouden edistämiseen metsäsektorilla kymmenellä selvityksessä mukana olevalla aihealueella (liite ). Kartoitettujen hankkeiden määrä aihealueittain on esitetty kuvassa. Kuvaa tulkitessa on pidettävä mielessä, että aihealueluokitus on suuntaa antava ja riippuu siitä mihin tietojen antajat ovat tulkinneet aihealueiden ja hankkeiden sisällön. Moni hanke on luokitettu useamman aihealueen alle. Tuloksista on nähtävissä hankekokonaisuuden painopisteen muutos ajan yli: bioenergiasta ja biomassan tuotannosta on suuntauduttu puun erilaisten ainesosien erottamiseen ja niiden 6

7 hyödyntämisen tutkimukseen. Metsiin ja puuhun perustuvia uusia energiaratkaisuja koskevia hankkeita on edelleen paljon käynnissä. Hankekartoituksessa tuli esiin myös kiinnostuksen kasvaminen sivutuotteiden ja jätteiden hyödyntämiseen. Niin kotitalouksien jätteiden kuin maatalouden, metsätalouden ja metsäteollisuuden hyödyntämättä jäävien osien kehittäminen energiatuotteiksi tai biojalostamoiden raaka-aineeksi näkyy hankkeissa. Vähemmälle tarkastelulle on jäänyt biotaloustuotteiden kysyntää ja kuluttajien tai asiakkaiden tarpeita selvittävät hankkeet sekä biotalouteen liittyvät tuotteistetut palvelut. Nämä kuten biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit voivat olla yritysten sisäisten hankkeiden tai selvitysten aiheita, joista ei juuri yritysten ulkopuolelle kerrota. Maankäyttöön ja sen nykyisiin ja tuleviin muutoksiin ja muutostarpeisiin, luonnontuotteiden jalostukseen ja kaupallistamiseen tai metsän ja puutuotteiden hyödyntämiseen lääke-, kosmetiikka tai ruokateollisuudessa oli varsin niukasti hankkeita.. Bioraaka-aineiden ominaisuudet ja niiden hyödyntämismahdollisuudet 2. Biotaloustuotteet. Biotaloustuotteiden tuotantoteknologia 4. Biotaloustuotteiden kysyntä 5. Biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit 6. Tuotteistetut palvelut 7. Metsiin ja puuhun perustuvat uudet energiaratkaisut 8. Raaka-ainevarojen riittävyys 9. Metsävarojen hallinta (governance) 0. Maankäyttö biomassan tuotannossa Kuva. Kartoitettujen käynnissä olevien T&K&I-hankkeiden määrä aihealueittain. Hankkeet on laskettu mukaan kaikille niille aihealueille, joihin ne on luokitettu (25 hanketta, joille annettu 4 luokitusta). Kartoitetut hankkeet toteuttajittain ja rahoittajittain kultakin aihealueelta on esitetty taulukossa. Taulukosta saa vain suuntaa-antavan käsityksen toimijoiden aktiivisuudesta aihealueilla, sillä kartoitus ei ole kattava, eikä aihe-alueisiin luokitus ole yhtenäinen. Luokitus ei kerro rahoituksen määrästä. 7

8 Taulukko. Hankkeiden luokitus aihealueittain, toteuttajittain ja rahoittajittain. Huom. Rivien tai sarakkeiden lukuja ei voi laskea yhteen, sillä sama hanke voi luokittua useaan luokkaan tai siinä voi olla mukana useita toteuttajia..bioraaka-aineiden ominaisuudet ja niiden hyödyntämismahdollisuudet, 2. Biotaloustuotteet,. Biotaloustuotteiden tuotantoteknologia, 4. Biotaloustuotteiden kysyntä, 5. Biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit, 6. Tuotteistetut palvelut, 7. Metsiin ja puuhun perustuvat uudet energiaratkaisut, 8.Raakaainevarojen riittävyys, 9. Metsävarojen hallinta (governance), 0. Maankäyttö biomassan tuotannossa. Aihealue Toteuttaja Biotaloutta edist. hankkeita EFI 2 4 Metla Metsäteho MTT SYKE VTT Yliopistot Aalto-yliopisto Helsingin yliopisto Itä-Suomen yliopisto Jyväskylän yliopisto Lappeenrannan teknillinen yo Oulun yliopisto Tampereen teknillinen yliopisto 5 6 Turun yliopisto Åbo Akademi Stora Enso UPM Muut yritykset Muut toimijat Rahoittaja ESR, EAKR, MAKR, KOKO EU 7FP Metla Metsäklusteri Oy Suomen Akatemia Tekes Muut rahoittajat

9 Suurimmat hankerahoittajat Rakennerahastot, maaseudun kehittämisrahasto ja alueellinen koheesio- ja kilpailukykyohjelma Biotaloutta tukevia hankkeita selvityksen aihealueella on 49. Aktiivisimmat toimijat ovat Itä- Suomen yliopisto (7), Lappeenrannan teknillinen yliopisto (6), Metsäntutkimuslaitos ja VTT (). Hankkeita on myös muilla yliopistoilla (), ammattikorkeakouluilla (5) ja kehittämisorganisaatioilla ja kuntayhtymillä (5). Yrityksiä näissä hankkeissa on vain. Rakennerahastohankkeiden keskimääräinen laajuus on euroa. KOKO-hankkeiden yleisin rahoitus on euroa. Hankkeet painottuvat bioraaka-aineiden uusien käyttötapojen löytämiseen, bioenergiatuotannon edistämiseen ja toiminta- tai tutkimusympäristön kehittämiseen. EU:n 7. puiteohjelma Biotaloutta tukevia hankkeita selvityksen aihealueella on 25. Aktiivisimmat toimijat ovat VTT (6 hankkeessa), Helsingin yliopisto (5 hankkeessa) ja Euroopan metsäinstituutti (4 hankkeessa). Tutkimusorganisaatioita oli hankkeissa mukana yhteensä 7, yrityksiä 0 ja kehittämisorganisaatiota 5. Hankkeiden keskikoko on 5,7 miljoonaa euroa, mutta rahoitus jakaantuu hankkeissa jopa kymmenien eurooppalaisten osallistujaorganisaatioiden kesken. Hankkeissa korostui komposiitteihin ja biopolttoaineisiin liittyvä tutkimus. Suomen Akatemia Sellaisia biotaloutta tukevia hankkeita, joissa on mukana jollain tavalla puu tai metsä, rahoitetaan Suomen Akatemiassa lähinnä biotieteiden ja ympäristön tutkimuksen toimikunnassa (2), luonnontieteiden ja tekniikan tutkimuksen toimikunnassa () ja Kestävä energia (SusEn) -tutkimusohjelmassa (7). Kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimuksen toimikunnan ja terveyden tutkimuksen toimikunnan hankkeiden joukosta löytyi molemmista yksi hanke aihealueelta. Eniten aihealueen hankkeita on Helsingin yliopistolla (2), Itä-Suomen yliopistolla (9), VTT:llä ja Åbo Akademilla (molemmilla 5) sekä Metlalla ja Aalto-yliopistolla (molemmilla 4). Tutkimushankkeissa ei ole mukana yrityksiä. Hankkeiden keskikoko on euroa. Suomen Akatemian hankkeissa painottuu puun ja metsäkasvien eri aineosien hyödyntämismahdollisuuksien ja niiden muokkaamistekniikkojen kehitys, bioenergiatutkimus sekä metsävarojen hallintaan ja käyttöön liittyvä tutkimus. Tekesin ohjelmat Biotaloutta tukevia hankkeita selvityksen aihealueella on 70. Aktiivisimmat toimijat ovat VTT (7), Åbo Akademi ja Aalto yliopisto (8), Stora Enso (5), UPM ja Oulun yliopisto (4). Yhteensä tutkimusorganisaatioita oli hankkeissa mukana 2 ja yrityksiä 5. Eniten käynnissä olevia biotaloutta aihealueella edistäviä hankkeita on Tekesin Biorefineohjelmassa (), jossa kehitetään tunnistettujen kansallisten vahvuustekijöiden pohjalta uutta osaamista biomassojen jalostuksessa. Toiminnalliset materiaalit -ohjelmassa kehitetään toiminnallisia materiaaleja suomalaisten eri teollisuudenalojen käyttöön (2 hanketta). Symbioohjelmalla uudistetaan teollisuutta bioteknologian keinoin ja yhdistämällä bioteknologiaa muihin teknologioihin (7 hanketta). Sapuska-ohjelman keskeisiä tavoitteita ovat uudenlaisten toimintamallien kehittäminen elintarvikealalle sekä kuluttajatarpeiden tuntemukseen ja ennakointiin perustuvien kasvu- ja kansainvälistymispolkujen yleistyminen (4 hanketta). Groove- 9

10 ohjelman päätavoite on nostaa suomalaisten uusiutuvan energian pk-yritysten liiketoimintavalmiuksia ja kansainvälistä kilpailukykyä osaamista ja verkostoja kehittämällä (4 hanketta). Serve-ohjelmalla parannetaan palvelujen kilpailukykyä ja edistetään uusien palvelukonseptien ja -liiketoimintamallien syntymistä ja Kestävä yhdyskunta -ohjelmalla luodaan uutta ja uudistuvaa liiketoimintaa kestävien ja energiatehokkaiden alueiden ja rakennusten suunnittelussa, rakentamisessa ja ylläpidossa sekä niiden korjauksessa ( hanke molemmissa). Puukuitujen uusien käyttömahdollisuuksien ja puusta saatavien eri aineiden erottamisen ja käytön tutkimus on alkanut jo Tekesin SymBio-ohjelmassa ( ), mutta erityisesti biopolttoaineiden ja biojalostamoiden monipuolinen tutkimus on kiihtynyt Biorefineohjelman myötä ( ). Tekesin uuden ohjelman, Green Growth Tie kestävään talouteen (20 205), ensimmäinen julkisen tutkimuksen haku on päättynyt syyskuun 20 lopussa. Ohjelman tavoitteena on tunnistaa uusia potentiaalisia kestävän talouden liiketoiminnan kasvualueita, jotka perustuvat olennaisesti alhaisempaan energian ja kestävään luonnonvarojen käyttöön. Jatkovalmisteluun kutsutut ideat oli pääosin sijoitettu johonkin seuraavista koreista:. Teollisuuden ja yhteiskunnan kestävä verkottuminen - uuden normaalin toimintamallit 2. Yritysten kuluttajaymmärryksen ja -osaamisen, markkinatiedon vahvistaminen kestävään talouteen siirryttäessä.. Kestävä ja vihreä talous politiikan ja sääntelyn merkitys systeemisten muutosten mahdollistajina. Taulukko 2. Puu- ja metsä-aiheisten Tekes-hankkeiden rahoitus vuosina (käynnissä olevat ja päättyneet hankkeet). Avustusmuot. Yrityksille Tuotekehityslainat Julkinen tutkimus Biorefine Symbio Toiminnalliset materiaalit Serve Groove Kestävä yhdyskunta Sapuska Woodwisdom Metsäteollisuusyritykset Metsäteollisuusyritykset ovat sekä merkittäviä hankkeiden rahoittajia, että myös toimijoita hankkeissa. Yrityksillä on käynnissä useita laajoja tutkimusohjelmia ja ne ovat mukana useissa konsortioissa tutkimuslaitosten kanssa. Yritysten hankerahoituksen määrää kuvaa kahden suuren metsäteollisuusyrityksen, Stora Enson ja UPM:n arvio henkilötyövuosista niissä hankkeissa, joissa yritykset ovat mukana: useita satoja henkilötyövuosia/vuosi. Hankkeissa panostetaan voimakkaasti bioraaka-aineen potentiaalin tutkimukseen sekä biotaloustuotteiden ja tuotantoteknologian kehittämiseen. 0

11 4.2 Suunnitteilla olevat hankkeet tai ohjelmat Kyselyssä ja haastattelussa tuli esille seuraavanlaisia hanke- tai tutkimusohjelmasuunnitelmia: - YM: o Uusiutuvan energian ympäristövaikutusten ja riskien arviointi (ml. metsäenergia) - TEM: o Luonnonvarastrategian päivitys tulee tällä hallituskaudella. o Ympäristöliiketoiminnan ohjelma. Ohjelmalla edistetään toimialan kasvua, yritystoimintaa, innovaatioita ja kansainvälistymistä Suomessa kokoamalla yhteen alan kehittämistä koskevat toimenpiteet. o Luonnonvarastrategian etenemisestä selvitys Eduskunnalle o Metsäalan strategisen ohjelman uusi vaihe alkaa. Se jakaantuu neljään eri osaan: nykyinen metsäteollisuus, uusi teollisuus, bioenergia (mm. logistiikka, kuljetus, korjuu ja liiketoimintamallit) sekä puurakentamisohjelma (edistämisohjelma) - Sitra: o Hajautettua biotaloutta mahdollistavat rakenteet ovat keskeinen teema toiminnassamme. - Tekes Toiminnalliset materiaalit -ohjelma: o Ohjelmassa on projekteja, jotka liittyvät nanoselluloosan kehittämiseen ja sivuvirtojen hyödyntämiseen. Ohjelma edistää myös konkreettista elinkaariarvioinnin mukaantuomista sekä T&K-hankkeisiin että suomalaisen teollisuuden käyttöön. Biotaloutta laajasti ymmärrettynä on myös painettavan älykkyyden aihealue, jossa substraattina voi olla kuitupohjainen materiaali. Tälle aihealueelle on parhaillaan käynnissä tutkimushaku, joka päättyy Ohjelman tavoitteena on edesauttaa Painettava toiminnallisuus (älykkyys) - miniklusterin synnyttäminen Suomeen. Ohjelman vahva panostus aurinkoenergiaan on jo tuottanut ratkaisuja, jotka tukevat myös biotaloutta laajasti ottaen. Toinen välillisesti biotalouteen liittyvä painotus on Biomateriaalit lääketieteen sovelluksiin, jossa avataan uusia sovellusmahdollisuuksia biotalouden tuotteille. - FWR ja Metsäklusteri Oy. Biopolymers and chemicals for wood working industry - ohjelma valmisteilla aikomuksena sisällyttää Metsäklusteri Oy:n FuBio-ohjelmaan (Tulevaisuuden biojalostamo) o puubiomassa-pohjaisten kemikaalien hyödyntämismahdollisuuksien selvittäminen -> hakea niiden avulla lisäarvoa puutuotteiden ominaisuuksia parantamalla o perustutkimus, jolla luodaan pohjaa yrityskohtaisille T&K-hankkeille / uusille innovaatioille o tavoiteltavat tuote-/menetelmäsovellukset: puun materiaaliominaisuuksien parantaminen, bio-pohjaiset suoja-aineet, liimat, bio-pohjaiset uudet materiaaliyhdistelmät. - Cleen Oy ja Metsäklusteri Oy. SBES Kestävät bioenergiaratkaisut. Painopisteet: o Sustainability gaps in biomass chains o Streamlined supply of biomass feedstocks o Innovative small scale bioenergy in house heating and district heating o Future CHP/C and power production solutions and services o Biomass based transportation fuels and bioenergy carriers

12 o Bioenergy based innovative biorefineries o Innovative bioenergy based system scenarios o Non-traditional biomass sludges, energy crops, algae and bacteria - Pohjois-Karjalan OSKE: o Wet pyrolysis -torrefiointi, Varkauden OSKE ja UEF; Biomassan laadun mittaus ja hallinta - Lynet: o Metlan, RKTL:n, MTT:n ja SYKEn yhteinen biotalouden tutkimusohjelma käynnistyy. Tutkimusohjelman teemat ovat biotalouden tuotteiden kysyntä ja tarjonta sekä liiketoimintamallit, biomateriaalikomponenttien erottelu, prosessointi ja tuotteistaminen, bioraaka-aineiden potentiaali, tuotantoteknologia ja logistiikka, bioenergiapolitiikan tavoitteet ja vaikutuskeinot sekä biomassan hyödyntämisen ympäristökestävyys. - Metla: o ForestBio 2020: Forest Energy R&I -program Pathways to 2020 and beoynd (Metla + VTT, 5 v., milj., noin 400 htv.) o Metla aloittaa vuonna 202 viisivuotisen Tulevaisuuden metsät ja metsänhoito -tutkimus- ja kehittämisohjelman. Tavoitteena löytää on uusia kustannustehokkaita metsänhoidon menetelmiä ja myös ottaa niitä käyttöön turvaamaan biotalouden raaka-ainetuotantoa ja myös raaka-aineen saatavuutta pitkällä aikajänteellä. o Metla valmistelee v. 202 uuden Biotuotteet-ohjelman liittyen puun eri kemiallisten komponenttien hyödyntämiseen o Ehdotuksia: Metsätalouskäyttöön soveltumattomien soiden jatkokäyttö; Energiapuun tuotannon ja kaupan suunnittelupalvelut ja -menetelmät"; " Competing uses of forest land The future of integrative and segregative policy and forest management approaches in Europe" (COOL). o Metlan ja Itä-Suomen yliopiston yhteistyöverkosto Metti WoodSci. Teemaalueet: puuenergiajalosteet ja hajautetut tuotantokonseptit, puun hienokemikaalit ja puumateriaaliteknologia. - Jyväskylän amk: o Biomassatuotantoketjut, biomassan polttotekniikat, biomassan korjuutekniikat, biomassajalosteet, biomassan kestävän käytön arviointi. - UPM: o Mikrofibrilliprosessi-, biokemikaaliprosessi- ja uudet kuitupohjaiset tuotteet - konsortiot; Metsäklusterin palveluliiketoiminnot. 5. Biotalouden kehittämisen katvealueet metsäsektorilla Tulosodotuksia ja näkemyksiä katvealueista kerättiin sekä kyselyissä että haastatteluissa. Haastatteluissa esiin nostetut näkökohdat on koottu taulukkoon. Hankekartoituksen perusteella biotaloustuotteiden kysyntää ja kuluttajien tai asiakkaiden tarpeita samoin kuin biotalouteen liittyviä tuotteistettuja palveluja ei juuri tutkita tai kehitetä. Vaikka liiketoimintamallien kehittäminen nähtiin toisaalta yritysten omiksi tehtäviksi, kohderyhmät kaipasivat yhteistutkimushankkeita yritysten liiketoimintaosaamisen kasvattamiseksi. 2

13 Myös maankäyttöön ja sen nykyisiin ja tuleviin muutoksiin ja muutostarpeisiin liittyviä hankkeita löytyi niukasti. Haastatellut kaipasivat tietoa sekä Suomen että maailman tasolla mm. siitä, kuinka paljon maata tarvitaan ruuantuotantoon ja kuinka paljon maata on käytettävissä muun bioraaka-aineen tuottamiseen. Uusiutuvien raaka-aineiden käyttö on kasvanut ja tulee kasvamaan monilla alueilla niin suureksi, että eri raaka-aineiden tuotannon ja käytön vaikutukset markkinoihin, toimialoihin ja ympäristöön ovat merkittäviä; miten lisääntyvät ja ristikkäiset paineet vaikuttavat maan käyttöön, kestävyyteen ja biodiversiteettiin. Hankekokonaisuudessa näkyy suurten yritysten pyrkimys biotalouden globaalin toiminnan alueelle. Pienten ja keskisuurten yritysten osallistuminen hankkeisiin oli erittäin vähäistä. Tosin Tekesin yrityshankkeista ei ole julkista tietoa saatavilla. Eräs rahoittaja arveli, että Suomessa on kehittämishaluisia PK-yrityksiä erittäin vähän. Toisaalta hän totesi, että rahoittaja joutuu rahoituksesta päättäessään arvioimaan yrityksen kehittämishankkeen kaupallisen onnistumisen mahdollisuuksia ja biotaloustuotteiden kohdalla arviointi on varsin vaikeaa, erityisesti jos tuotteille ei ole vielä olemassa olevia markkinoita. Biotalouden julkinen markkinatutkimus palvelisi sekä yrityksiä että rahoittajia biotaloustuotteiden kysyntäpotentiaalin arvioinnissa. Sitran korostama hajautettujen liiketoimintamallien kehittäminen tuli esille harvemmin puuhun ja metsään perustuvassa toiminnassa, lähinnä joissakin aluekehittämisrahastojen ja Maaseudun kehittämisrahaston hankkeissa. Haastatteluissa tuli esille tarve panostaa enemmän demonstraatioihin ja konseptikehitykseen, mitä myös Sitra ja biotaloustyöryhmä ovat esittäneet omissa toimenpide-ehdotuksissaan. Biotalouden määritelmä oli monille vastaajille ja haastatelluille epämääräinen ja biotaloutta tukevat (metsäsektorin) toimenpiteet ymmärrettiin eri tavoin. Biotalouden laajentuminen ja sen edistäminen esiintyy yhä useammin hanketoiminnan ja erilaisten politiikkojen, strategioiden ja ohjelmien tavoitteena. Haastatellut olivat erityisen huolissaan, että ilman yhteistä ymmärrystä käsitteen sisällöstä tai ilman yhteisesti määriteltyä kansallista suuntaa, biotalouden T&K&I-työn resursointi voi pirstaloitua lukuisiin suuntiin ja olla päällekkäistä. Haastatellut kokivat uhkana, että yhteisen kansallisen biotalousnäkemyksen puuttuessa voi käydä niin, että Suomelle arvokas toiminta jää kansainvälisesti hyväksytyn biotalouden määritelmän ulkopuolelle. Selvityksen kymmenen aihealueen joukkoon kaivattiinkin yhtä uutta: biotalous yhteiskunnallisena strategiana, sisältäen viestinnän, mahdollistavat rakenteet ja vision luomisen. Biotalouspolitiikkaa koskevia hankkeita ei kartoituksessa juuri esiintynyt. Haastateltujen mielestä on tärkeää, että syntyy yhteisymmärrys suunnasta ja suurista linjauksista miten uusiutuvista luonnonvaroista luodaan hyvinvointia Suomessa. Myös eri politiikkasektoreiden tavoitteet ja toimet voisivat olla samansuuntaisia. Tällöin voitaisiin välttää ristiriitoja, vaikka toimintamallit pyrittäessä yhteiseen tavoitteeseen olisivat erilaiset. Haastateltavat pitivät tärkeänä, että Suomen kansallinen biotalousvisio ja -tiekartta määritetään ripeästi, jotta ne ovat käytettävissä kansainvälisiä biotalouden ja vihreän talouden politiikkoja luotaessa (esim. European Strategy and Action Plan towards a sustainable bio based economy by 2020). Rahoittajilla ei aina ollut valmista tietoa edes oman organisaation biotalouteen liittyvien hankkeiden kokonaisuudesta. Biotaloutta koskevaa viestintää tulisikin lisätä. Biotaloustyöryhmä (200) esitti toimenpiteitä, joilla yhteistä ymmärrystä ja kokonaisuuden hallintaa voitaisiin lisätä. Näiden tarve tuli esille myös tässä selvityksessä erilaisina ehdotuksina kuten - luodaan yhteenliittymä/foorumi vahvistamaan monitieteellistä biotaloustutkimusta

14 o vahvistetaan biotalouteen suuntautuvien tutkimusohjelmien ja rahoituksen koordinaatiota o kartoitetaan käynnissä olevat tutkimusohjelmat, joissa biotalousaihe on edustettuna, identifioidaan vahvistamista kaipaavat huippututkimuksen osa-alueet ja otetaan huomioon biotalouden näkökulma uusissa valmisteilla olevissa ohjelmissa o huomioidaan myös taloudellisen tutkimuksen näkökulma (bioeconomy) - kehitetään mittareita biotalouden kehittymisen seurantaan. Biotalouden edistäminen voitaisiin sitoa tiiviisti esimerkiksi KMO:n tavoitteeseen Ekotehokkaasti tuotetut, asiakaslähtöiset ja kilpailukykyiset tuotteet ja palvelut lisäävät puun jalostusarvoa. Toimenpide-ehdotukseen ELY-keskusten, maakuntaliittojen ja metsäkeskusten sekä Tekesin ohjelmat, strategiat ja rahoitustoiminta kytketään tulosohjauksella tiiviisti tavoitteen saavuttamiseen voisi lisätä biotaloustyöryhmän ehdottaman toiminnan koordinoinnin. 4

15 Taulukko. Yhteenveto haastateltujen toimijoiden odotuksista käynnissä olevien hankkeiden ja ohjelmien tuloksille ja näkemyksistä T&K&I-katvealueista. Aihealue Odotukset tuloksille Näkemys katvealueista.bioraaka-aineiden potentiaali - kasvispohjainen biomassa ja biokemikaalit ->kaasu, terva, alkoholi; selluloosa, hemiselluloosa (T&K&I-rahoittajat) - toiminnalliset materiaalit (T&K&I-rahoittajat) - marjat, sienet, pettu (T&K&I-rahoittajat) 2.Biotaloustuotteet - uusiutuvaan ja uusiokäytettyyn raaka-aineeseen perustuvat lisäarvotuotteet (yritykset) - erilaiset komposiitit (yritykset) - puun suojauskeinot kuten bio- ja teknokemia, nanoteknologia (T&K&Irahoittajat) - kestävyys ja kestävä toimintatapa drivererina - normit ja standardit esim. ympäristölaskurit, elinkaarianalyysit (etujärjestöt).biotaloustuotteiden tuotantoteknologia 4.Biotaloustuotteiden kysyntä 5.Biotaloustuotteisiin ja -palveluihin liittyvät liiketoimintamallit 6.Tuotteistetut palvelut 7.Metsiin ja puuhun perustuvat uudet energiaratkaisut 8.Raaka-ainevarojen riittävyys 9.Metsävarojen hallinta (governance) 0.Maankäyttö biomassan tuotannossa - raaka-aineketjujen teknologia ja tuotantotalous (Metla BIO, PUU) - fraktioiden erottelu biojalostamoissa (T&K&I-rahoittajat) - materiaali- ja energiatehokkaat tuotantoteknologiat, kuten sivutuotevirtoihin perustuvat tuote- ja prosessikonseptit, suljettu kierto, uusiokäyttö (yritykset) 5 - levien, jätteiden ja geeniteknologian hyödyntäminen (yritykset) - puun materiaalitutkimus esimerkiksi sähkön- ja lämmönjohtavuus (T&K&Irahoittajat) - kansainvälinen kilpailukyky (Metla PUU) - globaalien niche- ja bulkkituotemarkkinoiden ymmärtäminen (T&K&Irahoittajat) - biotalous yhteiskunnallisena strategiana ja tarvittavat poliittiset toimenpiteet, joilla tuetaan siirtymistä fossiilista biopohjaisiin raaka-aineisiin (riskirahoittajat) - biotalouden tiekartta eli kansallinen strategia kotimaisessa yhteiskunnassa ja kansainvälisillä markkinoilla ja toimenpiteet (etujärjestöt, yritykset) - biomassan vaihtoehtoisten hyötykäyttöjen skenaariot ja kokonaisvaltaiset vaikutusarviot (ministeriöt, etujärjestöt) - kannattavaan ja kestävään (=ilman tukia toimivaan) liiketoimintaan uudistuminen perustuen puun kilpailukykyyn muiden materiaalien joukossa ratkaistaessa ihmiskunnan suuria haasteita (yritykset) - hajautetut (paikalliset) moniraaka-ainelähtöiset biotaloushybridit ja - arvosyklit lähienergialle, -ravinteille ja -ruoalle (riskirahoittajat) - puurakentaminen/korjausrakentaminen (T&K&I-rahoittajat) - ruokamatkailu (T&K&I-rahoittajat)) - vientimarkkinoille soveltuvat teknologia-, logistiikka- ja toimijaverkkoratkaisut (T&K&I-rahoittajat) - kuluttajien ymmärtäminen ja niihin vaikuttamisen keinot (etujärjestöt) - tuotteistus ja kaupallistaminen; liiketoimintamallien yleinen ymmärtäminen (T&K&I-rahoittajat) - konseptit ja niiden demonstraatiot => toimintaympäristön pullonkaulojen osoittaminen rakenteiden ja politiikkojen uudistamiseksi (riskirahoittajat) - liiketoiminnan ekosysteemit kuten spin-off-yritykset suurten rinnalla (T&K&I-rahoittajat) - Suomen oloihin soveltuvat biomassan tuotantoketjut (AMK) - puumarkkinoiden toimivuus ja tasaisuus (etujärjestöt, Metla PUU) - kestävän toiminnan rajat: kontrolloitava osa vs. markkinoiden haltuun jäävä osa (T&K&I-rahoittajat) - luonnonvarojen kestävän käytön osoittaminen markkinointikeinona (yritykset), luonnonvarastrategia (ministeriöt), metsät ihmisten elinympäristössä (Akatemia) - moniraaka-ainelähtöisyys ja paikallisuus (riskirahoittajat) - paljonko maata tarvitaan ruokahuoltoon (ministeriöt)

16 Kirjallisuusviitteet Becoteps. 20. The European Bioeconomy in 200. Delivering Sustainable Growth by addressing the Grand Societal Challenges. The White Paper 24 p. Biotalous Suomessa arvio kansallisen strategian tarpeesta. Biotaloustyöryhmän loppuraportti Valtioneuvoston kanslian julkaisusarja 5/ s. Järvenpää, M MTT:n taustamuistio biotaloudesta s. Kansallinen metsäohjelma 205, Metsäalasta biotalouden vastuullinen edelläkävijä, Valtioneuvoston periaatepäätös Maa- ja metsätalousministeriö. 49 s. The Knowledge Based Bio-Economy (KBBE) in Europe: Achievements and Challenges. 4 September 200. Study prepared and coordinated by Clever Consult BVBA (Belgium). European Commission. 65 s. Kokkonen, E Hajautettu biotalous väylä vihreään tulevaisuuteen. Yhteenveto Sitran hajautettua biotaloutta koskevasta round-table työpajasta. Sitran selvityksiä 8. 6 s. Kuisma, J. 20. Kohti biotaloutta Biotalous konseptina ja Suomen mahdollisuutena. Työja elinkeinoministeriön julkaisuja Kilpailukyky 6/ s. Luoma, P., Vanhanen, J. & Tommila, P. 20. Distributed Bio-Based Economy Driving Sustainable Growth. Sitra. 2 s. Älykäs ja vastuullinen luonnonvaratalous, Valtioneuvoston luonnonvaraselonteko eduskunnalle. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja, Energia ja ilmasto 69/ s. 6

17 Liite : Biotaloutta edistävät hankkeet Kartoitetut hankkeet on luokitettu kymmenen aihealueen alle. Luokitus on suuntaa-antava ja moni hanke kuuluu useamman aihealueen alle. Luettelossa voi olla päällekkäisyyttä ja hankkeista esitetty tieto on erilaista lähteestä riippuen. EU:n 7. puiteohjelman hankkeista on mainittu ainoastaan suomalaiset osallistujat. Hankeluettelon lopussa on erikseen tarkasteltujen Tekesin ohjelmien päättyneet hankkeet. Tämä päättyneiden hankkeiden luettelo lisättiin mukaan, koska se näyttää hyvin suuntalinjan muutoksen T&K&I-toiminnassa.. Bioraaka-aineiden ominaisuudet ja niiden hyödyntämismahdollisuudet Autonominen mikrorobottijärjestelmä kuitumateriaalien manipulointiin, stimulointiin ja karakterisointiin Hankkeessa kehitetään uusia menetelmiä puu- ja paperikuitujen sekä sydänlihassolujen ominaisuuksien mittaamiseen. Hankkeessa käytettävä uusi ja ainutlaatuinen lähestymistapa paperikuitujen ja sydänlihasten ominaisuuksien ymmärtämiseksi on mikrorobotiikka, jolla tarkoitetaan automaattisia laitteita, joilla voidaan käsitellä ja mitata yksittäisten mikroskooppisten kohteiden ominaisuuksia. Hankkeen tuloksena voidaan suunnitella ja valmistaa uudenlaisia lujia ja kevyitä pakkausmateriaaleja, kierrätetystä paperista valmistettujen tuotteiden laatua voidaan parantaa ja kierrätystä tehostaa, sekä kehittää uusia lääkkeitä ja henkilökohtaiset eroavuudet huomioonottavia hoitomenetelmiä sydänsairauksiin. Toteuttajat: TTY Rahoittaja: SA/LT Laajuus: Rahoituskausi: Betuliinit, abietaanit ja resiinit uusien syöpälääkkeiden lähteenä BARC-projektihakemus kuvaa hyvin monitieteisen yhteistyöhankkeen, joka sisältää biomuokkausta, synteettistä, orgaanista kemiaa, lääkekemiaa ja syövän vastaisten yhdisteiden seulontaa. Tutkimuksen aihepiiri liittyy suoraan Suomen metsäklusteri Oy:hyn ja saattaa onnistuessaan mahdollistaa metsäteollisuuden uusien innovatiivisten avausten syntymisen. Hankkeen tavoitteena on syntetisoida uusia bioaktiivisia yhdisteitä käyttämällä lähtöaineina betuliinia ja hartsihappoja sekä karakterisoida valmistettujen yhdisteiden biologinen aktiivisuus ja farmakologinen vaikutus. Sekä betuliini, diterpeenirakenteiset hartsihapot että koivun kuori ovat metsäteollisuuden runsaita sivutuotteita ja selluloosan valmistusprosessin jätettä. Projektin tavoitteena on valmistaa betuliinin ja hartsihappojen uusia synteettisiä johdannaisia sekä kemiallisen synteesin että biomuokkauksen avulla käyttäen eläviä kasvisoluja sekä selvittää valmistettujen yhdisteiden kemialliset ja syövänvastaiset ominaisuudet. Toteuttajat: VTT Rahoittaja: SA/LT Laajuus: Rahoituskausi: Lignofibre biojalostamo biomassan fraktiointiin (LGF Biojalostamo) Projektin tavoitteena on Lignofibre (LGF) organosolv prosessiin perustuvan tulevaisuuden biojalostamon tieteellinen tutkimus. LGF on rikkivapaa biomassan keittomenetelmä, jossa kemikaaleina käytetään orgaanisia liuottimia, kuten etanolia tai etikkahappoa, sekä fosfiinihappoa. LGF menetelmä soveltuu sekä eri puulajeille että yksivuotisille kasveille. Projetissa tutkitaan LGF prosessin reaktiokinetiikkaa sekä selvitetään ligniinin ja hemiselluloosien reaktioiden mekanismeja. Kun LGF prosessista saatavien polymeerien rakenne karakterisoidaan tarkasti ja selvitetään yhteys niiden muutosten ja prosessimuuttujien välillä, on mahdollista kehittää biojalostamo, joka tuottaa selluloosaa, hemiselluloosaa ja ligniiniä halutuilla ominaisuuksilla. 7

18 Sovelluskohteita räätälöidyille polymeereille on paljon, esimerkiksi elintarvike-, lääke- ja paperi- ja kartonkiteollisuudessa sekä bioetanolin tuotannossa. Toteuttajat: VTT Rahoittaja: SA/LT Laajuus: Rahoituskausi: Uusiutuvien luonnon mikro/nanokuitujen käyttö sementtipohjaisissa komposiittimateriaaleissa Tämän tutkimusehdotuksen aiheena on kehittää uusiutuvia luonnon mikro- ja nanokuituja sisältäviä sementtipohjaisia komposiittimateriaaleja. Samoin kehitetään menetelmiä orgaanisten mikro- ja nanokuitujen tuottamiseksi sekä luonnosta että jo käytetyistä, jätteeksi luokiteltavista materiaaleista. Alustavien testien perusteella valitaan laaja joukko lähteitä, joista kuidut tuotetaan. Esimerkkeinä mainittakoon jätepaperikuidut, korkkikuidut, kasvien varsien kuidut ja hedelmänkuorien kuidut. Projektin onnistuminen avaisi mahdollisuuden valmistaa korkealuokkaista betonia luonnon makro-, mikro- ja nanokuituja hyväksikäyttäen. Luonnon kuidut verrattuna esimerkiksi hiilen nanoputkiin eivät aiheuta terveydellistä riskiä tuotteiden ja rakenteiden valmistuksen ja purkamisen aikana. Kun nämä kuidut saadaan yhdistettyä Portland-sementtimatriisiin (tai vaihtoehtoisesti kipsimatriisiin) paranevat betonin pitkäaikaiskestävyys ja mekaaniset ominaisuudet; ja saavutetaan korkea laatu-hinta-suhde kun sementin ja raudoituksen määrää voidaan vähentää.samoin tämä teknologia pienentää ) kaatopaikkajätteen määrää ja 2) betonin hiilijalanjälkeä alhaisemmasta sementtimäärästä johtuen. Projektiin kuuluu laaja perustutkimus käsittäen kaikki vaiheet kuitujen erottelusta ja prosessoinnista betonin valmistukseen ja lopulta valmiin betonin mekaanisten ominaisuuksien testaukseen. Lisäksi testataan tuotettujen materiaalien ominaisuuksia joitain erikoissovellutuksia varten. Esimerkiksi akustisia ominaisuuksia testataan yhdessä yhteistyökumppanin kanssa. Toteuttajat: Aalto Rahoittaja: SA/LT/Tutkijatohtori Laajuus: Rahoituskausi: Hiilien nanorakenteita luonnonvaroista: Selluloosasta nanorakenteisiin sensoreihin Hiilen nanorakenteista on kehitetty tärkeitä osia moniin jokapäiväisiin teknologioihin. Nano-rakenteet ovat erityisen hyödyllisiä mittauslaitteissa niiden ominaisuuksien kuten (i) suuremman pinta-ala/tilavuus-suhteen, (ii) funktionalisoitumiskyvyn ja (iii) suotuisten sähköisten ja termisten ominaisuuksien vuoksi. Nano-hiilien tuotanto ja käsittely sen sijaan voivat olla ongelmallisia ja kalliita ja viimeisimmät tulokset esittävät, että altistuminen synteettisille nano-hiilille voi aiheuttaa vakavia terveydellisiä vaikutuksia. Siksi on kiinnostavaa ja tärkeää tutkia vaihtoehtoisia menetelmiä ja resursseja nano-hiiliteknologioille. Tässä projektissa kehitetään visiota luonnon hiiliesiasteista tuotettavista mittaussovelluksista. Uudenlaisia antureita tarvitaan eri kohdeanalyyteille, jotta voidaan tuottaa nopeita, helppoja ja edullisia tapoja analysoida ympäristö- ja elintarvikenäytteitä ja lääketieteellistä diagnostiikkaa. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa uusia luonnon nanohiili-aineita uusiutuvista orgaanisen hiilen lähteistä, kuten selluloosasta (joko upotettuna epäorgaanisiin matriiseihin tai ohueen kalvoon) ja tuottaa tietoa mahdollisista hiillyttämisprosessien vaikutuksista lopulliseen pyro-nano-hiilen rakenteeseen ja ominaisuuksiin. Nano-hiilien esiasteiden ja tiettyjen metallien tai proteiinien yhdistäminen mahdollistaa uusien funktionalisoitujen nano-hiilirakenteiden muodostamisen samalla kertaa. Yleisenä tavoitteena on soveltaa tämän tutkimuksen tuloksia edullisten, vakaiden, ja herkkien anturimateriaalien kehittämiseen, sekä tutkia valmistettujen luonnon nano-hiili-materiaalien sovelluksia Toteuttajat: LTY Rahoittaja: SA/LT/Tutkijatohtori Laajuus: Rahoituskausi: Itsejärjestäytyvät biomimeettiset puupohjaiset nanokomposiitit Materiaalitieteen keskeisiä ongelmia on yhdistää jäykkyys, lujuus, sitkeys, ja keveys. Tällaisilla materiaaleilla olisi suuri teknologinen tarve, mikäli ne olisivat riittävän taloudellista ja prosessoitavaa, ja perustuisivat uudistuviin lähtömateriaaleihin. Luonnossa on lukuisia jäykkiä, lujia, sitkeitä, ja keveitä materiaaleja, kuten simpukan helmiäinen, silkki ja ravun kuorimateriaali, jotka voisivat tarjota esikuvia materiaalitieteilijöille. Yhteistä näille materiaaleille on se, että niissä vuorottelevat itsejärjestyneet ja suunnatut kovat lujittavat ja pehmeät sitkistävät nanodomainit. Tässä projektissa on neljä laboratoriota ja kaksi yritysosapuolta ja siinä kehitetään biomimeettisiä komposiitteja perustuen nanoselluloosan ja lohkopolymeerien komplekseihin. 8

19 Nanoselluloosalla otaksutaan olevan teräksenomaiset ominaisuudet ja räätälöidyllä lohkopolymeerillä voidaan säätää sitkeyttä. Projekti tuottaa tieteellistä ymmärtämystä ja käytännön materiaaleja biomimeettisiksi komposiiteiksi.. Toteuttajat: Aalto, TTY Rahoittaja: SA/WoodWisdom-Net2 Laajuus: Rahoituskausi: ProLignin - modernien biojalostamoiden sivuvirroista eristettyjen ligniinien jalostaminen arvokkaiksi lopputuotteiksi ProLignin projektin tarkoituksena on parantaa nykyisten ja tulevien biojalostamoiden kannattavuutta edistämällä sivuvirroista saatavan ligniinin käyttöä uudentyyppisten korkeamman jalostustasteen tuotteilla. Tämän tyyppisiä laitoksia olisivat esimerkiksi bioetanolin tuotantolaitokset sekä perinteiset sellutehtaat. Öljyyn perustuvien raaka-aineiden korvaaminen teollisuuden ligniinivirroilla edistää myös kestävän kehityksen periaatteita. Toteuttajat: HY Rahoittaja: SA/WoodWisdom-Net2 Laajuus: Rahoituskausi: Pinosylviinit uusina biokatiivisina aineina elintarvikesovellutuksissa Mäntypuiden puuaines, erityisesti tyvioksat, sisältävät runsaasti fenolisia yhdisteitä. Eräs näistä on stilbeeniyhdiste pinosylviini. Pinosylviini muistuttaa kemialliselta rakenteeltaan marjoissa ja viinirypäleissä esiintyvää resveratrolia, jolla on monia mielenkiintoisia bioaktiivisuuksia. Se on antimikrobinen yhdiste, joka mm. estää sydän- ja verisuonitauteja, kasvainten syntyyn johtavia prosesseja ja viimeisten tietojen mukaan myös metabolista oireyhtymää. Esitutkimusten perusteella pinosylviinillä on hyvin samankaltaisia ominaisuuksia. Tässä hankkeessa, jota Itä-Suomen yliopisto koordinoi ja jonka partnereina ovat University of Vigo (Espanja), Latvian State Institute of Wood Chemistry (Latvia), University of Lubljana, Biotechnical faculty (Slovenia) ja Åbo Akademi, optimoidaan pinosylviinin eristäminen ja uutto sekä selvitetään sen käuyttömahdollisuudet elintarvike- ja lääkesovellutuksissa. Tutkimusosapuolten lisäksi hankketta seuraa kiinnostuneiden yritysten verkosto Toteuttajat: UEF, Åbo Academi Rahoittaja: SA/WoodWisdom-Net2 Laajuus: 2000 Rahoituskausi: Kestäviä tuotteita metsän ja metsäteollisuuden sivuvirtojen rasvahapoista (GREASE) GREASE-hankkeen tarkoituksena on tutkia ja kehittää uusia kemiallisia ja bioteknisiä prosesseja, joissa raakaaineena käytetään metsästä ja metsäteollisuuden sivuvirroista peräisin olevia rasvahappoja. Tavoitteena on valmistaa edullisia, kestäviä ja bioperustaisia päällysteitä, suojamateriaaleja, liimoja, harsteja, elastomeerejä ja muita polymeerejä sekä biologisesti aktiivisia hienokemikaaleja. Raaka-aineina käytetään esimerkiksi metsäteollisuudesta saatavaa teknistä rasvahapposeosta eli mäntyöljyä ja koivun ulkokuoren rasvahappoja eli suberiinia. Keskeisenä tarvoitteena on myös selvittää puusta saaavien rasvahappojen soveltuvuutta uusien tuotteiden, materiaalien, aineiden ja hienokemikaalien valmistamiseen sekä niiden ominaisuuksien testaus. GREASE-konsortio kattaa koko teollisen arvoketjun raaka-aineiden tuottajista uusien materiaalien, aineiden ja hienokemikaalien loppukäyttäjiin. Toteuttajat: HY Rahoittaja: SA/WoodWisdom-Net2 Laajuus: Rahoituskausi: Uudet katalyytit kuitujen muokkaukseen Tämän projektin tavoitteena on kehittäää uusia bioteknisiä prosessointimenetelmiä lignoselluloosapohjaisten raaka-aineiden jalostamiseksi. Tässä projektissa luodaan uutta tietoa sekundäärisistä metaboliiteista ja niiden toiminnasta vähemmän tutkittujen sienten ligniinin hajotusprosessissa, ja hyödynnetään tätä tietoa kuitumateriaalien muokkauksessa ja prosessoinnissa. Projektissa eristetään ja karakterisoidaan pienimolekyylisiä yhdisteitä ja entsyymejä, jotka osallistuvat lignoselluloosan hajotukseen askomykeeteissä. 9

20 Reaktiomekanismeja selvitetään yksityiskohtaisesti eri menetelmin. Projekti tehdään Helsingin yliopiston, Taideteollisen korkeakoulun ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteistyönä. Eri yliopistojen osaamisalueet vahvistavat toisiaan ja osapuolet tuovat projektiin sekä tieteellisen, teknisen että taiteellisen näkökulman. Partnereiden yhteistyö antaa mahdollisuuden ymmärtää ja hyödyntää kehitettävää bioprosessia kolmella eri alueella: tekstiilien suunnittelussa, komposiittien valmistuksessa ja lignoselluloosan hydrolyysissä sokereiksi. Ligniinin hajotusta selvittävää uutta tietoa voidaan hyödyntää tässä projektissa tutkittujen alueiden lisäksi myös muilla aloilla, kuten puunjalostusprosesseissa. Toteuttajat: HY, TaiK, TTY Rahoittaja: SA/LT Laajuus: Rahoituskausi: Puun katalyyttinen hajottaminen (CaDeWo) The aim of the project is to study catalytic decomposition of wood a process where other components of wood, except cellulose, are dissolved in alkaline water solution. The process takes place in an alkaline water solution at elevated temperature (00-20 oc) and oxygen pressure (0 bar). The use of a copper complex catalyst makes the pretreatment more effective, but our studies have shown that also a catalyst free pretreatment method is viable. During 200, the studies at UH have focused on the decomposition products. The lignin fraction has been studied to define the structural properties and the application prospects. Also, further modification of the cellulose fraction has been studied. Different woods and other fiber materials have also been examined. The obtained lignin offers interesting possibilities for example for producing biofuel components and other commercially potential chemicals as the molecular weight of this CatOx lignin is smaller than native lignin, it is sulphur free compared to the common kraft lignin and it still has the basic lignin structures. Toteuttajat: HY, VTT Rahoittaja: SA/SusEn Laajuus: Cadfiss polymerisations Tutkimuksen aihe on polymeerien valmistus biomassapohjaisista lähtöaineista, pitäen sisällään monomeeriprekursoreiden muokkaus polymeroinnille sopiviksi yhdisteiksi, polymeerisynteesimenetelmien kehittämistä sekä saatujen polymeerien rakenteen, ominaisuuksien ja sovelluskohteiden kartoitusta. Biomassapohjaiset lähtöaineet pohjautuvat pääasiassa metsäbiomassasta saataviin lähtöaineisiin. Toteuttajat: VTT Loppupvm:.2.20 Selluloosan ja hemiselluloosan katalyyttinen muokkaaminen kemikaaleiksi Toteuttajat: Helsingin yliopisto Tekesin rahoitusosuus: Tekesin ohjelma: Tekes/Biorefine Biomateriapohjaisen pelkistysaineen mahdollisuudet Suomen kasvihuonekaasupäästöistä (GHG) teräksen ja ferrokromin valmistus aiheuttaa noin 9 % osuuden. Jotta raudan ja teräksen valmistuksen GHG-päästöt todella voisivat laskea, on pelkistyksessä käytettävän energialähteen fossiilisen hiilen osuuden (fossil carbon intensity) laskettava. Periaatteessa alenemaa voidaan aikaansaada kolmella eri tavalla: lisäämällä hiilineuraalin tai -vapaan sähköenergian ja romun käytön osuutta tuotannossa, lisäämällä biopohjaisen hiilen ja vedyn osuutta pelkistysenergialähteissä tai sieppaamalla ja varastoimalla CO2:a (carbon capture and storage, CCS). Projektissa keskitytään biomateriapohjaisen pelkistysaineen käyttömahdollisuuksien, prosessoinnin ja vaikutusten arviointiin nykyisissä metallurgisissa prosesseissa. Erilaisien biopohjaisien materiaalien käytön mahdollisuuksia metallurgisessa teollisuudessa ei laajasti eri vaihtoehtoja vertaillen ole viime aikoina suoritettu. Hakijoiden näkemyksen mukaan biopohjaisen pelkistysaineen osittaisenkin käytön aloittaminen metallurgisessa teollisuudessa olisi mittakaavaltaan niin laajamuotoista, että sillä voidaan arvioida olevan huomattava vaikutus myös valtakunnallisen bioenergiantavoitteen uudelleen saavuttamiseen. Toteuttajat: Oulun Yliopisto Tekesin rahoitusosuus: Tekesin ohjelma: Tekes/Biorefine Loppupvm: