Blogiartikkelit Tuula Jyske Veikko Möttönen Egbert Beuker Anneli Viherä-Aarnio Kimmo Rasa Anuj Kumar Risto Korpinen Pasi Korkalo Kiertotalous, Metsä

Kilpailukyvyn säilyttämiseksi Suomen metsäsektorin on kehitettävä jatkuvasti uusia tuotteita. Hybridihaavan ja pajun puuaineella ja kuorella voidaan korvata fossiilisista raaka-aineista valmistettuja materiaaleja ja kemikaaleja. Esimerkiksi kierrätettävien ja biohajoavien biokomposiittien kysyntä on kasvamassa muovien korvaajana.

Myös ilmastomuutos pakottaa laajentamaan kaupallisesti käytettävien puulajien valikoimaa. Tämä saattaa kasvattaa hybridihaavan merkitystä. Pajunkasvatus korkeamman lisäarvon tuotteisiin taas tuntuu herättävän kiinnostusta yrityskentällä. Samoin pajunkasvatus niin sanottuun hiiliviljely-tarkoitukseen esimerkiksi turvepohjaisilla, maatalouskäytöstä poistuneilla mailla.

Lukessa käynnissä olevat tutkimukset keskittyvät vajaakäytössä olevien hybridihaapa- ja pajubiomassojen hyödyntämiseen niin sanotuissa lisäarvotuotteissa ja -sovelluksissa. Tuloksilla on käyttöä niin metsäteollisuudessa kuin tulevissa biojalostamoissa.

Nopeakasvuiset puulajit biokomposiittien raaka-aineina – onko niistä muovin korvaajiksi?

3D-kuvaa pajupuun solukkorakenteesta.

Luken AspenWill-projektissa on tutkittu haapa- ja pajupuun ominaisuuksia ja soveltuvuutta biokomposiittien raaka-aineeksi. Biokomposiittinäytteissä haapa- ja pajupurua käytettiin eri sekoitussuhteissa biohajoavan PLA-muovin kanssa.

Puujakeen lisäys paransi materiaalin jäykkyyttä, mutta materiaalin veto- ja taivutuslujuudet olivat selvästi heikommat puhtaaseen PLA-muoviin verrattuna. Puun massaosuuden kasvattaminen biokomposiitissa heikensi sen vedenhylkivyyttä, pajulla enemmän kuin haavalla. Puulaji ei vedenhylkivyyttä lukuun ottamatta vaikuttanut merkitsevästi biokomposiittien ominaisuuksiin. Puujakeen lisäys muuttaa komposiittimateriaalin ulkonäköä.

Haapa- ja pajupuun käytön etuna on hinta. Raaka-aine on halvempaa kuin saha- ja massateollisuudessa käytettävät pääpuulajit. Kun puujaetta käytetään jauheena tai kuituna, voidaan niitä hyödyntää muoveille tyypillisillä valmistustekniikoilla, esimerkiksi ruiskuvalutuotannossa.

Suurin käyttöalue haapa- ja pajupuuta sisältäville biokomposiiteille ovat tällä hetkellä pakkausmateriaalit, kuten tuotepakkaukset ja erilaiset kertakäyttötuotteet.

Nopeakasvuiset puulajit biohiileksi – hybridihaavan kuoresta enemmän ja parempaa

3D-kuvaa pajubiohiilen rakenteesta.

Hybridihaavan ja pajun puuaineen rakenneominaisuuksien tuntemusta voidaan hyödyntää myös valmistettaessa biohiiltä esimerkiksi maanparannuskäyttöön kasvualustoissa tai korkeamman lisäarvon tuotteissa kuten aktiivihiilenä tai elektroniikassa. Tutkimme parhaillaan, miten puuraaka-aineen mikroskooppiset ominaisuudet määrittävät biohiilen rakenteita, ja voiko raaka-ainevalinnalla säädellä lopputuotehiilen ominaisuuksia ja tasalaatuisuutta.

BoostA-projektissa tutkimme myös hybridihaapakloonien kemiallisia ominaisuuksia lisäarvokemikaalien tuottamiseksi. Keskitymme vajaakäytössä olevaan haapapuun kuoreen.

Uusia ratkaisuja tulisi hakea yhteiskehittämisestä

Nopeakasvuisten puulajien istutusmetsillä pyritään tuottamaan lyhyessä ajassa tilavuudeltaan suuria määriä puuraaka-ainetta kilpailukykyiseen hintaan, yleensä johonkin tiettyyn spesifiseen käyttötarkoitukseen. Pajun viljelyä bioenergiatuotannon raaka-aineeksi käynnisteltiin 1970- ja 1980-luvuilla. Se ei kuitenkaan osoittautunut kannattavaksi muiden bioenergialähteiden rinnalla. Myöskään hybridihaavan käyttö selluteollisuudessa ei ole kasvanut samassa suhteessa raaka-ainevarojen kasvun kanssa.

Metsänomistajat ovat syystä huolissaan siitä, että haapa- ja pajuistutusten tullessa korjuuikään, niiden kysyntä alkuperäiseen tarkoitukseen on voinut muuttua tai vähentyä merkittävästi. Olisikin hienoa, jos vaikka public-private-rahoitusmallein lähtisimme yhdessä eri toimijoiden kanssa tuottamaan tarvittavaa tietoa hybridihaavan ja pajun kasvattamisesta sekä hyödyntämisestä. Yhteiskehittämisen kautta raaka-aineille on löydettävissä monenlaista uutta käyttöä. Sen avulla myös metsänkasvattajat saadaan innostumaan.

Projektit:

More, faster, higher quality: potential of short-rotation aspen and willow biomass
for novel products in bioeconomy
(AspenWill), Luken rahoittama strateginen projekti, 2018–2020

Vihreää kemiaa ja lisäarvotuotteita: nopeakasvuisen haavan käytön tehostaminen (Boosting the Use of Fast-Growing Aspen: Green Source of High-Added Value Chemicals and Energy (BoostA), Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiön rahoittama projekti, 2019–2021.

Biopolyestereihin pohjautuva vettähylkivä ja antimikrobinen kalvo puupohjaisille
materiaaleille,
Luken rahoittama strateginen projekti, 2019–2021

Yläreunan kuvassa hybridihaapaa. Kuva: Anneli Viherä-Aarnio, Luke.

Kommentoi

  1. Kiitos kommentista. Tervaleppä ei ole mukana juuri tässä projektissa. Se on kiinnostava puulaji, joka on mukana kun harkitsemme nopeakasvuisten puulajien vaihtoehtoja muihin käyttötarkoituksiin.

  2. Hybridihaavan kasvattamisesta puhuttiin paljon 1960 luvulla. Olin metsäopiston kesälomalla 1967 perkaamassa Metlan hybridihaapakokeita. Kokeilla ei juuri haapapuuta ollut. Hybridihaapa kelpaa hirville, kauriille, jäniksille ja myyrille.
    Tulitikkutehtaat lopetettiin Suomesta ja puheet hybridihaavasta loppuivat.
    Viljelmät pitäisi suojata niin hyvin, että saadun massan hinta nousisi korkeaksi.
    Viljavilla mailla harmaaleppä on tuottoisa, eivätkä lepät maistu hyviltä. Lepän lehtikarike sisältää runsaasti ravinteita, koska leppä pudottaa lehtensä vihreinä (esim. haapa ottaa puolet lehtien typestä ja fosforista takaisin puuhun ennen lehtien putoamista). Lepän lehdet hajoavat nopeasti, mikä tekee ravinnekierrosta dynaamisen.
    Tein 1979 harmaalepän viljelykokeen Hämeenlinnan Miemalaan. Mittasin kokeen 2006. Silloin leppiä oli 1152 kpl/ha, PPA 30 M**2/ha, DW 19,2 cm ja HW 19,2 m. Puuston tilavuus 260 m**3 ja latvusraja oli 8 m (koeselostus FF 628).
    Luulen, että lepikkö on vieläkin pystyssä.
    Toisella leppäkokeella Nastolassa avohakatun lepikön jälkeen tullut leppävesakko tuotti kahdeksassa vuodessa hakattavaa biomassaa 30 tn/ha eli n. 4 tn D.M/v (FF 768).

Vastaa

Moderaattori tarkastaa kommentit ennen niiden julkaisemista mahdollisten roskapostien tai muiden epäasiallisten viestin estämiseksi. Viive julkaisemiseen on enintään vuorokausi viikonloppuja tai juhlapyhiä lukuun ottamatta

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *