Saimaa Biorefinery Valley Biojalostamoiden ja alan innovaatiotoiminnan parhaat käytännöt Biojalostusalan osaamispotentiaali Eeva Jernström Erotustekniikan keskuksen johtaja Ass. Professor, Separation Concepts
Taustaa Biopohjaisuudella on pitkä traditio Suomessa Bioenergy heat and electricity for industry and households Biopohjaiset materiaalit korvaamaan öljypohjaisia Biopohjaiset materiaalit Biokemikaalit& Biomateriaalit Toisen sukupolven biodiesel: emissiot 85% alhaisemmat kuin fossiilisella dieselillä Esim. bio-öljy ja bio etanoli Liikenteen biopolttoaineet Bioenergia lämpö ja sähkö teollisuudelle ja kotitalouksille Sellu, paperi, vaneri ja sahatavara AIV rehu, panimot, meijerituotteet 2 5.6.2013 Modified from Source: FFIF 2009,
Taustaa 15 Suurta globaalia haastetta tänään The State of the Future 2012 UN Millenium University 3
Tulevaisuuden radikaalit teknologiset ratkaisut Radikaalit nousevat teknologiat selvitys perustuu MIT:n vuosittain tekemään Katsaukseen top 10 teknologiasta. Ilmastonmuutoksen torjuntaan liittyviä teemoja 2012: - Kaasuttamalla ja CO2 sitomalla tapahtuva voiman tuotanto, vedyn ja synteettisten polttoaineiden taloudellinen tuotanto käyttäen hiiltä, raskasta polttoöljyä tai biomassaa - Siirtyminen kestävään maailmaan: Energiaan ja ympäristöön liittyvien ongelmien kääntäminen mahdollisuuksiksi: esim. suolattoman veden valmistus Biojalostamoympäristöön liittyviä teknologioita 2012 olivat mm: - Etanolia tuottavat mikrobit - Selluloosapohjaisista materiaaleista etanolia tuottavat entsyymit - Bakteerit tehtaina - Vihreä betoni Eduskunnan Tulevaisuusvaliokunta, 2/2013: Osmo Kuusi: Tulevaisuuden radikaalit teknologiset ratkaisut, esiselvitys.
MIT Technology review 2013 Biotech Firms in Race for Manufacturing Breakthrough The manufacture of a biotech drug usually begins in a large stainless-steel vessel where cells are grown. As they re fed, they excrete a protein into the surrounding liquid. In a typical batch process, the cells are fed until they start to die off; whatever protein they have produced at that point is the batch. The bioreactor needs to be big to make enough of the desired compound usually 10,000 to 20,000 liters in capacity, or about the size of a gasoline tanker. Then come several purification steps to isolate the protein. In December, Konstantinov s team at Genzyme published two technical papers (here and here) outlining for the first time their ideas for a revamped process. Konstantinov says his team s main innovation is linking a smaller bioreactor to a type of chromatograph that can continuously separate the protein from the surrounding liquid. Footer
Tulevaisuus Tulevaisuuden vihreät ammatit Vihreä ammatti: 1. Ensisijaisesti ilmastonmuutokseen varautumista edistävät ammatit 2. Toissijaisesti ammatit, joilla tuetaan yleisesti ympäristön laadun parantamista ja kestävää kehitystä muun muassa maailman ruokaturvaa edistämällä ja lajien moninaisuutta suojelemalla. Tulevaisuuden vihreitä ammatteja: - Selluloosa- tai hemiselluloosa-etanolin tuotannon asiantuntija - Geneettisesti muunneltujen kasvien ja levien asiantuntija (pitkä aikaväli) - Vedensäästön ja veden suolanpoiston asiantuntija - Puumateriaalin kestävän käytön asiantuntija VATT/Osmo Kuusi: Tulevaisuuden vihreät ammatit ja ilmastonmuutoksen vastahakoinen hyväksyminen Footer
Alempi tappaa ylemmän Tulevaisuuden biojalostamo Kohti Fotosynteesiklusteria 1. Palvelut eli Puu pystyssä: mitä kaikkea voidaan tehdä kaatamatta puuta: hiilinielu, marjat, riista 2. Puutuotteet: rakentaminen, huonekalut 3. Kuidut, paperi, massa: sellu, paperi, kartonki, pakkaukset 4. Mokekyylit ja kemikaalit: ksylitoli, furfuraali, viskoosi, nanofibrillit 5. Energia Ylhäältä alas johdettuna liiketoiminta voidaan moninkertaistaa Book: Marko Ahvenainen&Olli Hietanen: Matkalla Biokauteen Miten verkottunut Bioketju punotaan 7
8
9
Tulevaisuuden osaamiset biojalostamon näkökulmasta Forest Based Technology: Strateginen Tutkimusagenda Saimma Biorefinery Valley tavoitteet FTP:llä neljä strategista teemaa ja avain tutkimus- ja innovaatio aluetta: Forest-based sector in biobased society Responsible management of forest resources Enhanced biomass production Secured wood supply Cascade use, reuse, recycling Creating industrial leadership Citizen s perception Policies and governance Performance in global change Fulfilling consumer needs FTP Resource efficiency in manufacturing Renewable energy Sustainable water stewardship Biorefinery concepts New business models and service concepts Saimaa Biorefinery Valley Biomass sourcing and handling Water treatment Separation technology Automation and process control Process industry equipment Construction methods and materials Labs and pilots
Responsible water stewardship- Where do we need expertise Water as raw material Use of water Waste water treatment Water courses Water management in forestry Water availability and related studies In-coming water cleaning Efficiency in use Controlling the effluents Efficiency in waste water treatment Separating valuable components State of nature and related studies 11
Pre-treatment and separation Convertion Refining Mikä on biojalostamo? Feedstock Raw Product Semifinished goods Finished goods Raw material Platform Intermediate product Products Biomass Suppply Primary refinining Secondary refining Commercialization 13