Tie biotalouteen -ohjelman yhteenveto

Transkriptio

1 TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Tie biotalouteen -ohjelman yhteenveto Kristiina Kruus Huomisen biotalous tehdään tänään-tapahtuma Wanha Satama, Helsinki

2 Miksi kärkiohjelma Tie biotalouteen? Suomen biomassavarannot ovat Euroopan suurimmat (per capita) Metsäbiomassa, vuotuinen tuotto 105 Mm3 Peltoala 2,3 M ha Orgaaninen jäte ja sivuvirrat, 74,1 Mtn Vahva metsä- ja konepajateollisuus Metsäteollisuus vastaa n. 20 % viennistä Tarve kehittää uusia ja korkeamman arvon tuotteita sekä hyödyntää raaka-ainetta monipuolisesti Korkeatasoinen osaaminen bioteknologiassa, materiaalitieteissä ja prosessiteollisuudessa

3 Biotalouden merkitys Suomelle vuonna 2014 Lähde: Luonnonvarakeskus,

4 Ohjelman tavoitteet Kehittää biomassan (metsä- ja agrobiomassa ja sivu- ja jätevirrat) prosessointiin älykkäitä teknologioita ja tuotekonsepteja sekä edesauttaa näihin teknologioihin perustuvien arvoketjujen syntymistä Hyödyntää ratkaisuissa monitieteellistä tutkimusta, mm konseptilaskenta, teolliset symbioosit, liiketoimintamallit ja sosioekonominen tutkimus ja ICT Edistää kansallista yhteistyötä tutkimuskumppaneiden ja teollisuuden kanssa Kehittää biotalouden alan pilotointi-infrastruktuuria Tukea teollisuuden uudistumista Kansallisen biotalousstrategian ja hallituksen kärkihankkeiden toteuttaminen

5 Ohjelman rakenne Geneeriset teknologiat» Fraktiointiteknologiat» Jälkikäsittelyt» Konseptit, kestävyysarvioinnit Biotekniikka» Solutehtaat» Entsyymit» Synteettinen biologia Termokemia» Pyrolyysi» Kaasutus Kemia» Platform-kemikaalit» Ligniinin valorisointi» Selluloosan derivaatat» Uudet liuottimet Tuotteet» Kuitutuotteet: komposiitit, rainatuotteet pakkausmateriaalit, nanoselluloosa, tekstiilikuitu» Elintarvikkeet, ingredientit ja rehut» Biopolttoaineet ja energia» Biokemikaalit Value chains and process concepts Biotechnology Food technology Geneeriset kompetenssit» Teolliset symbioosit» Sosioekonomia» Tieto- ja viestintäteknologia, digitalisaatio» Sensoriteknologia Process technology and automation Modelling Thermochemical conversions Foresight and societal aspects Chemistry

6 Useita spin-off yrityksiä 20 % teollisuuden toimeksiantoja, 200 asiakasta Vaahtorainausteknologian kaupallistamishanke Bio-Based Industries -hankkeet Patentteja ja keksintöilmoituksia BIORUUKKI Tekesin strategiset avaukset Lif, DWOC, NeoCarbon Vertaisarvioituja tieteellisiä julkaisuja ja väitöskirjoja Aktiivinen yhteistyö eurooppalaisten tutkimuslaitosten kanssa ja kotimaisten tutkimuslaitosten ja yliopistojen kanssa Biotalousstrategia Aktiivinen osallistuminen kansallisiin biotaloustapahtumiin Biotalous-skenaariotyö 2016 H2020-tutkimusohjelmat ja BBI- ja ERA-NET-ohjelmat Tiekartat ja skenaariotyöt Ohjelman vaikuttavuus

7 Elintarvikkeet biotaloudessa Elintarviketuotanto on keskeinen osa biotaloutta. Haasteita ovat väestön kasvu ja kaupungistuminen, ilmastonmuutos ja puhtaan veden puute sekä samanaikaisesti tarve tuottaa terveellistä ja ravitsemuksellisesti korkea-arvoista ruokaa. Vähemmästä enemmän - myös sivuvirrat hyötykäyttöön. Kasvava tarve kasviproteiineille. ESIMERKKEJÄ OHJELMAN TUTKIMUKSESTA Kehitetty fraktiointiteknologioita erilaisille kasvibiomassoille ja sivuvirroille uudet liuottimet proteiinin rikastamiseen kauran fraktiointiteknologian lisensointi Fazerille (2015) Kuva: Fazer Kasviproteiinit uudet proteiinilähteet, teknologiset ominaisuudet ja niiden parantaminen tiekarttatyö Suomen proteiiniomavaraisuuden nostamiseksi (2015) Uudet raaka-aineet elintarvikkeille ja elintarvikeingredienteille puusta ruokaa, hyönteiset ja kasvisolukkoviljelmät (CellPod) Uudet teknologiat, mm. 3D-printtaus Elintarviketalous 4.0 -tiekartta

8 Uusia tuotteita puusta Puun materiaalikäyttö monipuolistuu. Perinteisten paperi- ja pakkaustuotteiden rinnalle syntyy aivan uusia tuotteita ja uutta liiketoimintaa. ESIMERKKEJÄ OHJELMAN TUTKIMUKSESTA Lisäarvoinen selluloosa Nanoselluloosa kehitetty teknologia tuottaa nanoselluloosafibrillejä korkeassa sakeudessa lupaavia tuloksia nanoselluloosan sovelluksista elektroniikkaan esim. taipuisissa sensoriratkaisuissa Termoplastinen selluloosa Vaahtorainausteknologian kehittäminen Biokomposiitit kehitetty teknologioita, joissa voidaan hyödyntää kierrätysmateriaaleja Tekstiilikuitujen kierrätys kehitetty teknologia puuvillan kierrätykseen Ligniinin muokkaaminen korkeamman arvon tuotteiksi LigniOx dispergointiaineena esim. sementtiin CatLignin reaktiivinen ligniini hartseihin

9 Biokemikaalien tuotto uusiutuvista Biopohjaisten kemikaalien tuotanto tulee lisääntymään. On ennustettu, että vuonna 2030 suurin osa kemikaaleista on biopohjaisia ja etenkin CO2 raaka-aineena tulee lisääntymään.* ESIMERKKEJÄ OHJELMAN TUTKIMUKSESTA Tuotanto-organismien ja entsyymien kehitys, synteettinen biologia Esikäsittelyjen kehitys, AlkOx Pektiinin biotekninen konversio aldarihapoksi, jota voidaan kemiallisesti muokata esim. polymeerien lähtöaineeksi Ksyloosin biotekninen konversio ksylonihapoksi, biotekninen tai kemiallinen jatkomuokkaus erilaisiksi kemikaaleiksi Polymeerien prekursoreiden valmistus hiilidioksidista bioteknisellä konversiolla hyödyntäen aurinkosähköä ja veden elektrolyysiä * The DeLoitte Study,

10 Energian ja kemikaalien tuotto termokemiallisilla konversioilla Liikenteen päästöjen vähentämiseen tarvitaan biopolttoaineita. Biopolttoaineiden valmistuksessa käytetään biomassaa kestävästi ja älykkäästi. Tarvitaan myös tasapainoa polttoaine- ja kemikaalituoton välillä. ESIMERKKEJÄ OHJELMAN TUTKIMUKSESTA Kaasutus ja pyrolyysiteknologiat energiatuotteiden valmistukseen VTT:n integroitu kaasutus-btl-prosessi, liikennepolttoaineen ja lämmön tuottoon, laajassa mittakaavassa VTT:n pyrolyysiteknologiaa hyödynnetään Fortumin Joensuun bioöljylaitoksessa. Käyttää metsätähdettä raaka-aineenaan ja aloitti toimintansa 2013, tonnin vuosituotanto vastaa yli pientalon lämmitystarvetta Kemikaalien valmistus termokemiallisella konversiolla Kaksivaiheinen pyrolyysiteknologia, joka tuottaa pyrolyysiöljyä. Pyrolyysiöljyä voidaan fraktioida energiaja kemikaalituotteiksi a-olefiinien ja BTX (bentseeni, tolueeni ja ksyleeni) valmistus synteesikaasusta Fischer-Tropsch ja aromatisoinnin kautta Biologinen reitti synteesikaasusta etanoliksi

11 #VTTBioeconomy #VTTFinland