Den finska skogs- och pappersindustrin har mangrant slutit upp bakom forskningsprogrammet Future Biorefinery där också flera universitet och högskolor i Finland deltar. Programmet handlar om att utveckla nya material och produkter av skogens biomassa. Under programmets första tre år forskar man på bred front och utesluter inte några alternativa användningsområden.
Skogens biomassa kan användas i plaster, livsmedel, kosmetika, kemikalier och läkemedel bland annat. En grundtanke är samtidigt att de nya teknologierna och tillämpningarna ska göra nytta i skogindustrins nuvarande fabriker och processer.
Initiativtagare till det femåriga programmet som startade i mars 2009 är Metsäklusteri Oy, ett samarbetsorgan som inrättades mellan pappersindustrin och universitet och högskolor våren 2007. Alla de stora spelarna inom skogs- och pappersindustrin som UPM-Kymmene, Stora Enso, Andritz, Metso, M-Real med flera deltar i programmet och bidrar med hälften av forskningspengarna. Från forskarvärlden medverkar bland andra VTT, Åbo Akademi, Helsingfors tekniska universitet. Programmet har en budget på 10 miljoner euro per år. Det statliga stödet till programmet är ett led i Finlands nationella målsättning att fördubbla värdet av skogsindustrins produkter och tjänster fram till år 2030.
Incitamenten
Incitamenten till programmet är flera. Finland har enorma skogsresurser som man vill utnyttja på bästa sätt och den stadigt minskade lönsamheten för skogsråvaran i pappers- och cellulosaproduktion är de viktigaste drivkrafterna. Andra är de i mångas tycke ganska lågvärdiga användningsområdena för skogsråvaran när man gör energi, fordonsbränsle och byggnadsmaterial av den.
– Personligen tycker jag inte att man ska använda skogen till bioetanol. Det finns mer högvärdiga produkter än etanol, säger Stefan Willför, professor vid Åbo Akademi som arbetar vid laboratoriet för trä och papperskemi.
– Vi strävar efter att ta fram så långa polymerer som möjligt. Det finns en marknad för dessa inom kosmetikaindustrin och pappersoch livsmedelsindustrin. Sedan blir det över en del monosackarider som kan konverteras till etanol, säger Stefan Willför.
Framtidens bioraffinaderi
När man säger bioraffinaderi går ofta tankarna till bioetanol och andra biobaserade bränslen, men det är alltså inte alls tanken bakom Future Biorefinery. Forskningsprogrammet utgår från sin egen definition om vad ett bioraffinaderi är. Enligt den hör till exempel massabruk till den traditionella typen av bioraffinaderier. I dem produceras massa, värme och el samt vissa biprodukter som tallolja.
Den andra typen av bioraffinaderier som håller på att växa fram producerar fordonsbränsle som biprodukt och tar vara på möjligheterna att öka energiuttaget ytterligare så att de samtidigt kan producera både pappersmassa och energi av biomassan. Framtidens bioraffinaderi bygger enligt den här definitionen på helt nya kokmetoder där biomassan sönderdelas i nya fraktioner. Fraktioner som sedan vidareförädlas till nya material eller kemikalier, produkter som sedan tillbaka till skogsindustrin eller ut på helt nya marknader.
Innovativa fraktioneringsmetoder
Future Biorefinery handlar framför allt om materialteknik, om att förvandla skogens biomassa till nya kemikalier, bio- och kompositmaterial. Det finns såväl miljömässiga som ekonomiska förtecken för en sådan utveckling genom att man på så sätt gör det möjligt för träbaserade produkter att ersätta oljebaserade. För att möjliggöra vidareförädlingen till nya produkter koncentrerar sig Future Biorefinery därför också på processteknik.
Trä består av cellulosa, hemicellulosa, lignin och extraktivämnen. Forskning inom Future Biorefinery koncentrerar sig både på att isolera och fraktionera dessa beståndsdelar och sedan på att vidareförädla dem till olika slutprodukter. Innovativa fraktioneringstekniker sägs öppna för betydligt fler och högvärdiga användningsområden av dessa beståndsdelar. De fraktioneringsmetoder Future Biorefinerys forskare tittar på är hetvattenextraktion samt användandet av joniska vätskor.
Träets hälsoskyddande egenskaper
Just nu befinner sig forskningsprogrammet fortfarande i startblocken och drivs framför allt av universitet och högskolor. Vid till exempel Åbo Akademi är fem laboratorier delaktiga i projektet. Tanken är att forskarvärlden sedan ska lämna över stafettpinnen till skogs- och pappersindustrin när vissa forskningsområden utkristalliserat sig som högintressanta.
– Nu låter vi tankarna vandra fritt och jag vet inte vilka delar av programmet som kommer att gå vidare, säger Stefan Willför och tar som exempel på sådana potentiellt intressanta uppslag upp vattenrening. Förädlade biobaserade produkter skulle kunna användas för att flocka bort orenheter i vattnet, förklarar Stefan Willför.
– En annan sak vi tittar på är bioaktiva substanser i livsmedel och läkemedel. Problemet är att det är en väldigt lång process att ta fram nya läkemedel.
Vid Åbo Akademi bedrivs sedan en tid tillbaka forskning om träets potentiellt hälsoskyddande egenskaper. Kan man isolera dessa ämnen skulle de kunna användas i läkemedel, i funktionella livsmedel och i naturliga bekämpningsmedel.
Biokemikalier kan också användas för att öka hållbarheten hos produkter av trä, papper och kartong. Så även om läkemedelsspåret, det kanske mest spännande spåret av Future Biorefinery, inte framstår som det mest realistiska på kort sikt, kan sådana hälsobringande aspekter på träet tas tillvara och först realiseras inom helt andra områden än inom läkemedelsindustrin.
Fler spännande reportage finns att läsa i senaste numret av Nordisk Energi!
