Value out of the Blue - bioeconomy

Transkriptio

1 Value out of the Blue - bioeconomy Kestävän sinisen biotalouden mahdollisuudet Suomessa työpaja Luke Laura Ruohonen, Johanna Maukonen, Mona Arnold, Johanna Kohl, Elina Saarivuori, Raija Lantto, VTT

2 Suomessa on paljon vettä, mutta maailmalla vesi ei ole itsestään selvyys. talouskasvu hidastuu geopoliittinen muuttoliike voimistuu ympäristö vahingoittuu peruuttamattomasti ruuan ja energian tuotannon riskit kasvavat Miten maataloutta, ruuan tuotantoa ja prosessiteollisuutta sekä yhteiskunnan infrastruktuuria kehitetään kestävästi niin, että ihmisille ja eläimille riittää ruokaa ja puhdasta vettä tulevaisuudessa? Miten vedestä tehdään kestävää bisnestä? 12/10/2015 2

3 VTT:n tarjoamaa (siniselle) biotaloudelle Bioenergy Digitalisation and IoT Chemicals Monitieellinen tarjoama teknologiatarjoama energia-, prosessija elintarviketeollisuudelle vedensäästö ja puhdistusteknologiat Chemistry Services Manufacturing technology Teknis-taloudellisten, yhteiskunnallisten ja ympäristö vaikutusten laskenta ja mallittaminen prosessien kannattavuus ja kestävyys Food and feed Biotechnology Fine chemicals Process technology and automation Materials Tulevaisuuden ennakointi perustuen tunnettuihin faktoihin tiekartat ja skenariot Viennin mahdollistavan liiketoiminnan synnyttäminen biotalous start up:t 3

4 Sininen biotalous VTT:n kannalta Luonnonvettä, prosessivettä, jätevettä, juomavettä Biojalostamoita ja integroituja teollisia järjestelmiä Kalojen ja mikrolevien hyötykäyttöä Vettä säästäviä prosessiteknologioita Ravinteiden ja metallien talteenottoteknologioita Veden kierrätys, talteenotto- ja ja puhdistusteknologioita Uutta ajattelua ruuan tuotantoon 12/10/2015 4

5 Vajaa hyödynnetystä täyshyödynnettyyn kalaan Särkikalat runsastuvat Itämeressä kalastetaan talteen Mahdollisuus: Aliarvostettu kala on arvokas luonnonvara, Teknologiakehitystä suunnattava ja tuettava, jotta kalabiomassan jatkojalostus saadaan kaupallisesti houkuttelevaksi ja kannattavaksi Motto: Roskakalasta arvotuotteiksi -arvoketju toimimaan Suomessa 12/10/2015 5

6 Click to edit Master title style Roskakalasta paitsi ruoaksi, ihonhoitoon ja kosmetiikkaan Biogas lohmann-rauscher.com

7 Mikrolevistä biodieseliksi, ravinteiksi ja veden puhdistajiksi Luonnonvedet ehtymättömiä hyötymikrobilähteitä. Vesibiotooppien monimuotoisuuden tehokas hyödyntäminen biotaloudessa. Mikrolevät tehokkaita bioprosessien tuottoisäntiä (biopolttoaineet, erityisbiokemikaalit, entsyymit, proteiini). Mikrolevät tehokkaita veden puhdistuksessa Vesibiotoopit ovat geneettisen materiaalin rikas lähde, joka nykyisin bioteknisin menetelmin on eristettävissä ja hyödynnettävissä (non-cultivable micro-organisms) Mahdollisuus: Suomen vesistöjen mikrobien rikkaus ja niiden lukuisat hyödylliset ominaisuudet Motto: Hyödyntäkäämme vesibiotooppien rikasta biodiversiteettiä kun kehitämme bioteknisiä ratkaisuja biotalouteen (take out from the waters & exploit on the land) 12/10/2015 7

8 Sitoo ravinteita, epäpuhtauksia ja hiilidioksidia Leväbiomassa voidaan polttaa, mädättää biokaasuksi tai tuottaa sillä bioöljyä Leväsolujen arvokkaat komponentit voidaan käyttää biokemikaaleina, rehuna, kosmetiikkaan jne. 12/10/2015 8

9 Jätevesikin on resurssi Sienirihmastosta voidaan rakentaa suodin, joka sitoo metalleja, esim. arvometalleja tehokkaammin kuin aktiivihiili sitoo myrkkyjä esim. arseenia 12/10/2015 9

10 Desalinaatio tulevaisuuden tapa tehdä juomavettä Desalinaatiossa ylimääräinen suola ja mineraalit poistetaan suolaisesta vedestä sekä juomaveden tuottamista että teollista tuotantoa varten Singapore vuonna % juomavedestä desalinaation avulla ja 50% jätevedestä puhdistetusta vedestä Suolanpoistotekniikan merkittävä haaste on membraanien likaantuminen orgaanisella ja epäorgaanisella aineksilla, jotka vähentävät tehokkuutta ja lisäävät kustannuksia Biofouling aiheuttaa virtauksen pienenemistä, nostaa prosessin painetta, energiatehokkuuden laskua ja membraanien vaurioitumista 12/10/

11 Ruuantuotanto käännekohdassa? Proteiinia vähemmällä vedenkulutuksella 2015 Yhden pihvikilon valmistamiseen kuluu litraa vettä Yhden kasviskilon valmistamiseen kuluu vähemmän kuin litraa vettä Yhden hyönteiskilon valmistamiseen ei kulu välttämättä lainkaan vettä. 11

12 Visiomme sinisestä biotaloudesta strategiset tavoitteet toimenpiteet tavoitteiden saavuttamiseksi 12

13 13

14 TECHNOLOGY FOR BUSINESS

15 Water from new sources using less energy From sludge Special foam assisted dewatering more efficient water separation From process water Forward osmosis: components (pollutants separated from water with FO through membranes without using high pressures. Control of microbial biofilms From THE AIR Extracting air humidity to irrigation 12/10/

16 Vesijalanjälki: päätöksenteon tueksi Työkalu vesivaikutusten arviointiin 12/10/2015 Tarvitaan tietoa ja ymmärrystä vesiluonnonvarojen käytön vaikutuksista Tarve tunnistaa toiminnan vaikutukset, vesikriittiset kohdat ja parhaat käytännöt Tarve luoda tai lujittaa kestävän kehityksen strategiaa ja päätöksentekoa Vesitietoisuuden kasvattaminen on välttämätöntä globaalit arvoketjut Vesijalanjälki on menetelmä, joka soveltuu tähän Perustuu ISO standardiin ja arvoketjuajatteluun Hyöty: Lisää tietoa vedenkäytön vaikutuksista Tunnistaa parannuskohteet Voidaan käyttää vesiriskien arvioinnissa ja resurssitehokkuuden parantamisessa Viestintäväline Photo: RM 16

17 foresight.fi/ 12/10/

18 Veden käsittelyä ja kierrätystä tarvitaan kaikkialla Ilmastonmuutos: kuivuus ja tulvat Nousevat megakaupungit: jäteveden käsittely puutteellinen, epidemiat Juomavesivarojen käyttö kestämätöntä Ruoan tuotantoa lisättävä vastaamaan väestönkasvua Kasteluveden tarve kasvaa vielä voimakkaammin kuin ruoantuotanto Energiankulutus kasvaa ~50 % % sähköstä tuotetaan vesi-intensiivisillä menetelmillä (poltto ja vesivoima) Vesivarantojen liikakäytön ja käsittelemättömän jätevesien aiheuttamat ympäristöongelmat Vesihuollon puute voi aiheuttaa 6 % leikkauksen valtioiden BKT:sta Epävarmat vesivarastot ja ruokatuotteiden saattaminen markkinoille voi leikata 2/3 maanviljelijöiden potentiaalisista tuloista Vesihaasteet vaarantavat energiaturvallisuutta Vajaa vesivoiman tuotanto alensi Kenian BKT:tta 3 %:lla Luonnon köyhtyminen ja saastuminen aiheuttaa lisäkustannuksia: (esim. ympäristöongelmista johtuvat kustannukset ovat Kiinassa jo 5 % BKT:sta 12/10/ Lähde: Maailmanpankki

19 Kalan kollageeni Kollageenia käytetään sakeuttajana, vedensitojana ja se muodostaa kalvoja ja geelejä (käyttö elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudessa) Käyttö lääkinnällisissä sovelluksissa edelleen vähäistä vaikka kalan kollageenin käytöstä haavojen hoidossa selkeää tieteellistä näyttöä. Kollageenihaavaside 1. Kollageeni absorboi tehokkaasti eritteitä ja muodostaa geelin, joka pidättää haavan paranemista estäviä teijöitä 2. Vapautuva kollageeni edesauttaa paranemista wound healing ja suojaa kasvutekijöitä. Maan parannus Energia Kemikaalit ja materiaalit Rehu Elintarvike Terveys 12/10/

20 This pressure on resources can finally result in shortages which may hamper economic development lead to social and geopolitical tensions cause irreparable environmental damage put food, water and energy security at risk 12/10/

21 B(lue)iotalous on kestävä ratkaisu Kehitetään kestävästi sellaista tuotantoa, jossa hyödynnetään luonnosta saatavaa uusiutuvaa materiaalia. Biotalous voidaan nähdä strategiana, jonka avulla yhteiskunta taistelee suuria haasteita vastaan, ilmastonmuutos ja lisääntyvä kilpailu luonnonvaroista. Biotalous voidaan nähdä uutena talous- ja yhteiskuntajärjestyksenä, joka haastaa nykyiset käytäntömme ja rakenteemme. Jotta biotalous kehittyisi kansalliseksi vahvuudeksi, tarvitaan alan toimijoilta uutta ajattelua ja yhteisymmärrystä tulevaisuuden vision suhteen. Tulevaisuuden voittajakonseptit syntyvät ennakkoluulottomalla yhteistyöllä ja rohkeilla kokeiluilla. Mukailtu 21