BIOTALOUS - KUPLA VAI MENESTYSTARINA?
Metsäteollisuuden visio 2025 -julkistustilaisuus, Kansallisooppera, Helsinki, 19. 11. 2014
Metsäteollisuuden sadat uudet mahdollisuudet
Risto Linturi
Arvoisa yleisö,
Hansa-liiton hiipuessa Suomi, metsien suurvalta eli tervasta. Vielä Topeliuksen esikoisromaanitkin painettiin lumppupaperille. Hieman myöhemmin, hätävuosina söimme pettua. Kriisin järkyttämä Snellman päätti, ettei se toistu. Suomi teollistui. 1800-luvun lopulla Suomessa metsäteollisuus ja meijeritoiminta kasvoivat kilvan.
Seuraava teollistumisen rykäisy tapahtui sekin kriisin jälkeen. Sotakorvaukset oli maksettava. Koneellistuvan maaseudun metsät ja pellot eivät nekään työllistäneet aiempaan tapaan ja koneita valmistaviin tehtaisiin tarvittiin yhä enemmän väkeä.
Neuvostoliiton sortuminen laukaisi 90-luvun laman. Me ponnistimme jälleen. Tällä kertaa elektroniikkateollisuus kasvoi ja pankkitoiminta tehostui. Pohjan kasvulle loi valtio käynnistäessään elektroniikkainsinöörien koulutuksen jo 60-luvulla. Valtio myös purki telealan monopolit ja esteet pankkitoiminnan tehostamisen tieltä.
Me nousemme uusiin loikkiin kriisien kautta. Vuoteen 2030 mennessä jokaisella Suomen työllisellä on 50% enemmän kuormaa repussaan. Kiina ja muut nopeasti kehittyvät maat ovat tuplanneet kokonsa. Meidän suhteellinen kykymme ostaa rajallisia resursseja putoaa puoleen. Nyt on aika jälleen varautua ponnistukseen.
Ponnistukset onnistuvat vain kovalta pohjalta. 90-luvun lamaan sukellettaessa, pohjaa oli jo rakennettu ICT-sektorin nousulle. Nyt ponnistuslauta on vahvin metsäsektorilla. Millään muilla aloilla meillä ei ole niin monia avoimia mahdollisuuksia, niin monia kasvumarkkinoita ja monia kilpailuetuja. Suurin osa maailman metsäammattilaisista on lisäksi vain kahden kädenpuristuksen päässä tästä salista.
Mittasuhteita: Metsäteollisuutemme tuotanto on nyt 20 miljardia euroa. Metsämme kasvaa runsaat 100 miljoonaa kiintokuutiota vuodessa. Jos tämä kaikki poltettaisiin suojelualueineen, sen energiamäärän hinta sähkönä tai raakaöljynä olisi noin 10 miljardia euroa. Tämä ei riitä puoliksikaan. Energiakäyttöön joutaa hakkuutähteet ja jätteet. Aurinkopaneelit keräävät tulevaisuudessa saman energian satoja kertoja pienemmältä alalta. Puulle on keksittävä arvokkaampia ja pysyvämpiä käyttökohteita.
Topelius kirjoitti ennen kuolemaansa pohdintoja mm. valon nopeudesta. Sivistyneistö luki viisaat kolumnit ja siirsi ne puuseehen. Pyyhkimiseen jälkeen ne kiersivät lannoitteeksi peltoon. Meidänkin tulisi käyttää metsämme moneen kertaan. Luontoarvot ensin, mekaaniset mahdollisuudet sitten, kuitu ja molekyylit nekin kierrätyksenä ja energia-arvot vasta lopuksi ja sivuvirrat kaikki tarkasti talteen.
Mutta palataan suuriin yksityiskohtiin. Jos kaikki puu saataisiin myytyä paperiksi, olisi koko tuotannon arvo karkeasti se sama 20 miljardia, johon nyt kyetään. Netti vähentää paperin kysyntää, mutta lisää pakkausmateriaalien tarvetta ja samalla sellun kysyntää. Jos sitten kaikki puu muutettaisiin selluksi, tuottaisi se vuoden takaisella hinnalla kymmenen ja nykyhinnalla viisitoista miljardia ja sivuvirtana syntyvästä mustalipeästä polttamalla vähän energiaa lisäksi. Sellusta voi saada enemmän irti!
Raakapuu sisältää selluloosaa noin kolmanneksen, hemiselluloosaa kolmanneksen ja ligniiniä kolmanneksen. Kahta jälkimmäistä ei vielä juurikaan käytetä muuhun kuin mustalipeän kautta energiaksi. Jos prosessit kehitetään, hemiselluloosa soveltuu biopolttoaineiden, muovien ja tekstiilien raaka-aineeksi. Selluloosavalmisteet soveltuvat myös biologisiin kasvatusprosesseihin. Ligniinilläkin on hyvin monia käyttötarkoituksia, esimerkiksi hartsina biohajoavissa muoveissa. Volkswagen juuri ilmoitti tutkivansa sitä hiilikuituisten autojensa sidosmateriaaliksi.
Mekaaninen puunjalostusteollisuus ei saa unohtua. Se tuottaa yhä lujempia ja kätevämpiä puurakenteita raudan ja betonin sijaan. Näiden jalostusarvo esimerkiksi hirsitaloina ja elementteinä on hyvin korkea. Puukuutiosta voi saada tuhansia euroja. Globaali rakennusmarkkina kaksinkertaistuu pian 10 tuhanteen miljardiin euroon.
Puusta tehdyt tekstiilit kilpailevat suurimman luonnonkuidun, puuvillan kanssa. Meillä on jo viskoosissa hieno esimerkki. Puuvillan viljely hankaloituu ja puukuitujen käyttö helpottuu jatkossa, joten tässä kilpailussa kannattaa olla mukana. Raakapuuvillan tuotanto on tosin vain 25 miljoonaa tonnia ja vienti 10 miljardin euron suuruusluokassa. Raakakuitu tulisi jalostaa itse ainakin kankaiksi. Uudet ominaisuudet avaavat tien 600 miljardin nopeasti kasvaville tekstiilimarkkinoille.
Globaali muovituotanto on 250 miljoonaa tonnia. Laadusta riippuen puusta kehitetyn muovin arvo voi olla moninkertainen perusselluun verrattuna. Ligniini- ja nanosellukomposiitit voivat tulevaisuudessa korvata myös metalleja. Uuden teräksen tuotanto on vuositasolla miljardi tonnia. Teoriassa kiteisen nanosellun vetolujuus on kymmenkertainen teräkseen verrattuna. Vertailun vuoksi sanon, että hiilinanoputket maksavat lujitteina nyt miljoona euroa tonnilta.
Kiderakenteisena nanosellu, CNC, vetää siis vertoja hiilikuidulle ja metalleille. Se on optisesti ja elektronisesti aktiivista. CNC-sellua on puuaineksessa pieni osa, erottaminen tehdään kemiallisesti. Tämä nostaa hintaa, mutta mahdollisuuksia on paljon. Kiderakenteista sellua ei kuitenkaan vielä osata kunnolla käyttää.
Kuiturakenteinen nanosellu, CNF, on jo nyt käytännöllistä. Sitä kyetään tuottamaan suurina määrinä ja sitä osataan käyttää. Se parantaa seosaineena monien materiaalien lujuutta kymmenillä prosenteilla ja soveltuu muovien ja tekstiilien raaka-aineeksi. Kankaita, kalvoja, hienopaperia ja kappaletavaraa protoillaan CNF-materiaaleista. 3D-tulostetun betonin sidosaineena nanosellu ratkaisee monia ongelmia ja autoteollisuuden materiaaleissa keveys ja biohajoavuus ovat tärkeitä myyntivaltteja.
Nanosellua ja ligniiniä voidaan laminoida grafeenin kanssa ja saada rakenteita, jotka vastaavat lujuudeltaan terästä. Olemme materiaalien osalta vallankumouksen äärellä, joka vastaa raudan tai muovien keksimistä. Robotiikka ja 3D-tulostus sekä bakteerien ja sienten käyttö materiaalien tuottamisessa ja koostamisessa ja tuotteiden kokoonpanossa antavat valtavia mahdollisuuksia kehitykselle. Tästä vuoteen 2030 tieteellistä tietoa ja insinööritietoa kehitetään enemmän kuin sitä nyt on kertynyt.
Erotustekniikka kehittyy uusien materiaalien, kuten grafeenin avulla. Myös yhä tarkempi prosessien mittaaminen ja säätö auttavat erottamaan puusta arvokkaita lääke- ja ravintoaineita, nanosellun lajeja sekä hemiselluloosan osia.
Robotiikan kehitys toisaalta auttaa keräämään metsistä sinne jäävät marjat ja sienet, karsimaan taimikot ja puut alaosiltaan oksattomiksi laadukkaiksi tukeiksi, eliminoimaan kasvitauteja ja suorittamaan täsmälannoituksen tarpeen mukaan.
Katsotaan hieman etäämmälle tulevaisuuteen. Kuvitelkaa selluliemessä kasvava naudan sisäfile. Naudan perimässä on kaikki siihen prosessiin tarvittava tieto. Fileen hinta on kymmeniä tuhansia euroja tonnilta, ja pääosin kyse on prosessoidusta selluloosasta. Kuvitelkaa myös visakoivu kasvamassa tuolin muotoon. Tutkijat kasvattavat jo elatusmaljassa täysin toiminallisia aurinkopaneeleja ja akkuja. Biotalous on valtava mahdollisuus ja ainoa tie kestävään kehitykseen.
Palaan lopuksi Vernen ja Topeliuksen aikalaiseen. Thomas Edison ei ollut varsinaisesti keksijä. Hän oli teollisuusmies ystävänsä Henry Fordin tavoin. Hän halusi tuottaa sähköä ja myydä sitä. Sähkö ei käynyt kaupaksi, jos hän ei ensin keksinyt ihmisille syitä ja välineitä sen käyttämiseen.
Suomi on metsäinen maa. Meidän pitää ajatella kuten Edison. Hän sai tuhansia patentteja sähkön eri sovelluksille. Hänen yhtiönsä, General Electricin liikevaihto on nyt samaa suuruusluokkaa kuin Suomen kansantuote. Meidän tulisi keksiä metsäteollisuus uudelleen Edisonin kaltaisella vimmalla. Siihen voisi hyvin laittaa yhden tai useammankin vuoden liikevaihdon, jos tavoitteena on koko tulevaisuus.
Metsäteollisuuden kehityspanos on nykyisellään liian pieni kasvaviin haasteisiin. Esimerkiksi Volvo Ruotsissa investoi lähes 10 miljardia uuteen moottoriin ja voimansiirtoon 2018 mennessä. Suomessa koko metsäteollisuuden kehityspanos on tähän verrattuna sadasosien tasolla. Tämän suunnan on muututtava, edellytyksiä on.
Mikään yksi idea ei riitä Suomelle, kuten ei riittänyt Edisonillekaan. Hyviä ideoita tarvitaan ainakin ne sata, joita kaikkia en saanut tähän puheeseen mahtumaan.
Resurssien elinkaari metsämaisemasta energiaksi on käytettävä huolellisesti asiakasarvo maksimoiden ja sivuvirtoja unohtamatta. Biotaloudella on nyt kysyntää, eikä puhe kestävästä kehityksestä tule loppumaan. Autotkin tehdään jatkossa puusta, kuten Volkswagen uskoo. Metsäteollisuus synnyttää puupohjaisten tuotteiden lisäksi paljon konepajateollisuutta, koulutusvientiä ja metsäalan konsultointia.
Suomi elää metsästä oikein hyvin, kunhan me itse siihen uskomme - radikaalisti. Kiitos!
Lähteitä:
Robotiikan, materiaaliteknologian, energiateknologian yms. yleiskuvaus
http://web.eduskunta.fi/dman/Document.phx?documentId=ie27613151734377
Puuston kasvun ja poistuman kuvaaja: http://www.findikaattori.fi/fi/49
Kuvaus Suomen metsävaroista: http://www.metla.fi/metinfo/kestavyys/c1-forest-area.htm
Katsaus energiatuotannon tulevaisuuden mahdollisuuksiin: http://energia.fi/sites/default/files/dokumentit/energiateollisuus/Tutkimus/ST-pooli/lu_risto_linturi.pdf
Biopolttoaineiden muuntokertoimia:
http://www.bioenergianeuvoja.fi/faktaa/biopolttoaineiden-muuntokertoimia/
Selluloosan käyttö biologisena kasvatusalustana: http://www.kemianteollisuus.fi/fi/nakokulmia-kemiaan/tieteen-tekijat/marjo-yliperttula-ihmisen-varaosat/
Hemiselluloosan mahdollisuuksien kuvausta: http://www.metla.fi/uutiskirje/bio/2010-02/uutinen-3.html
Ligniini teollisessa valmistuksessa: http://www.miktech.fi/media/getfile.php?file=191
Yleiskatsaus nanoselluloosaan: http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocellulose , https://www.facebook.com/ajax/messaging/attachment.php?attach_id=c3c7e86e66c902516c0ef1d746fd5448&mid=mid.1414337013309%3A7d4927b27ada80d363&hash=AQDmPM7EA14efD7N
FIBIC-klusterin sivut: http://fibic.fi/fi/
Suomen metsäteollisuus numeroina:
http://www.metsateollisuus.fi/tilastot/Suomen-metsateollisuus-numeroina-169.html
Selostus paperin puuntarpeesta: http://www.metsateollisuus.fi/toimialat/paperi-kartonki-jalosteet/paperi-ja-sellu/Paljonko-puuta-tarvitaan-paperiin---216.html
Selostus sellun puuntarpeesta: http://www.puuntuottaja.com/kiintokuutiosta-puuta-tulee-113-eurolla-sellua/
UPM:n Biofore -konseptiauto: http://www.upm.com/upmcc-en/Pages/default.aspx
Volkswagenin ligniiniprojekti: http://www.tekniikkatalous.fi/autot/volkswagen+kehittaa+ligniinista+ekoautoa++paino+25+/a1028477
Marimekon kiinnostus puukuituun perustuviin kankaisiin: http://www.hs.fi/talous/a1394612777561
Kuvaus synteettisen biologian mahdollisuuksiin: http://www.btnk.fi/files/pdf/Julkaisu/Synteettinen_biologia.pdf
Laaja ja idearikas facebook-keskustelu tämän puheen aihepiiristä