Älykästä tutkimusta PÄÄTETTY 311215 MTT

Älykästä tutkimusta PÄÄTETTY 311215 MTT

Alkamispäivä

01.01.2016

Päättymispäivä

31.12.2017

Tiivistelmä

KASVINTUOTANTOA KAIVOKSESSA
Pyhäjärvellä vuonna 1962 toimintansa aloittaneen kupari-, sinkki- ja rikkikaivoksen malmivarat riittävät noin vuoteen 2018 saakka. Kaivosteollisuus on ollut aluevaikutukseltaan merkittävä kehityksen ja työllistämisen edistäjä ja ylläpitäjä. Kaivoksen työllistävän vaikutuksen lisäksi kaivostuotteiden jatkojalostus seurannaistyöpaikkoineen on ollut liki 1150 htv/vuosi ja verotuloineen noin 20 milj. euroa (ml. pääyhtiö). Kaivostoiminta on myös edesauttanut alueellisesti yleistä infrastruktuuria (mm. liikenneväyliä) parantavia toimenpiteitä ja alueen tunnettuutta. Pyhäsalmi Mine Oy ylläpitää kaivostoimintaa ja yrityksellä on olemassa olevat maanalaiset, satojen kilometrien mittaiset tunneliverkostot, tieto-taito niiden kosteus- ja lämpötilaolosuhteista sekä tilojen hallinnasta turvallisuus- ja ympäristönäkökulmasta. Kaivostoiminnan päättyminen Pyhäjärvellä tuo merkittäviä alueellisia rakennemuutoksia ja kaivokselle tai sen tuotannosta poistuville osille tulisi löytää pikaisesti liiketaloudellista uusiokäyttöä ja työllistämisvaikutuksia.

Samanaikaisesti, pohjoisissa olosuhteissa yhdeksi merkittäväksi kasvupotentiaaliksi on tunnistettu luonnon olosuhteiden hyödyntäminen erikoiskasvien tuotantoon tai luonnonperäisten kasvien tuotteistamiseen. Kasveista hyödynnettävinä aineosina ovat kasvien tuottamat kuidut, fenoliset yhdisteet, aromi-, maku- tai väriaineet tai erikoiskasvien ravitsemukselliset ominaisuudet. Vaikka luonnonperäisiä kasveja jo tuotteistetaan ja tuotteistamis¬mahdollisuuksia on rajattomasti, niiden hyödyntämistä rajoittavina tekijöinä ovat epävarmuus raaka-aineen saatavuudesta (satoa saadaan vain kerran vuodessa), kasviyhdisteiden ja/tai kasvinosien vaihteleva laatu (laatuun vaikuttavat mm. kasvukauden sääolosuhdevaihtelut, kasvitaudit ja -tuholaiset), korkeat kenttätuotanto-, keruu- ja logistiikkakustannukset sekä laajan raaka-ainekeruun aiheuttama uhka luonnon monimuotoisuudelle. Luonnonperäisiä tai erikoiskasveja jo tuotteistavilla kotimaisilla kosmetiikka- ja elintarvikealan yrityksillä on vaikeuksia saada riittävästi raaka-aineita tuotteisiinsa, vaikka raaka-aineen luonnonperäisyys ja/tai pohjoisuus onkin todettu myyvimmäksi argumentiksi. Luonnonperäisten kasvien tai kasvinosien huono saatavuus ja kilpailukykyyn vaikuttavat korkeat raaka-ainekustannukset ovat ongelmana myös elintarvike-, lääke- ja tekstiiliteollisuusyritysten kasviraaka-aineiden mittavampaan hyödyntämiseen.

Pyhäjärven kaupunki on vuosikymmeniä ollut keskeisiä suomalaisia kaivospaikkakuntia, ja sinne on ajan myötä muodostunut teknologiaosaamista kaivosalan osaamisen lisäksi. Pyhäsalmen kaivoksen toiminnan lakkauttaminen vapauttaa eri alan asiantuntijoita käytettäväksi uusien tuotantoteknologioiden ja -ympäristöjen kehittämiseen. Luonnonvarakeskus on toteuttanut tutkimusta luonnonperäisistä ja erikoiskasveista, hyödyntämällä mm. uusimpia tuotantoteknologioita. Tämän hankkeen uutena inno-vaationa on yhdistää Pyhäsalmen kaivosympäristö ja uudet tuotantoteknologiset ratkaisut kas¬vien maanalaiseen tuotantoon. Teknologiakehityksen myötävaikuttamana maanalaista (kaivos- ja metrotunnelit) kasvintuotantoa on jo mm. Iso-Britanniassa, Japanissa ja Yhdysvalloilla (www-viitteet).

Maanalaisessa kaivostuotannossa on huomioon otettava kasvien kasvun valo-, lämpötila- ja kosteusvaatimukset. Kaivosympäristössä kosteusolosuhteet olisivat kasveille optimaaliset (kosteusprosentti 80-90) ja ilmastointi säädettävissä happi-hiilidioksidipitoisuuksien suhteen, lämpötilat ovat vakioitavissa ja muutokset ovat 1-1,2 % -vaihteluvälillä. Kasvien keino-olosuhdekasvatuksen valovaatimuksia ovat oikeat aallon-pituudet, valon oikea suunta ja valointensiteetin riittävyys yhteyttämiseen. Uusimmalla LED -keinovalaistuksella voidaan jäljitellä pitkän päivän (pohjoisten) valoisuus-olosuhteita ja saada aikaan kasveilla samoja foto-morfogeneettisiä ominaisuuksia kuin luonnon olosuhteissakin. Kaivostuotantoon, eri kasveille soveltuvin teknologia on hydroponinen tuotantomenetelmä.

Uudella tuotantoteknologialla ja uudessa tuotantoympäristössä olisi mahdollista turvata jatkojalostaville yrityksille ympärivuotinen luonnonperäisten ja erikoiskasvien raaka-aineen saanti sekä raaka-aineen tasalaatuisuus. Lisäksi tuotantoon on mahdollista ottaa uusia kasveja, optimoida niiden tuotantokonsepteja sekä kehittää tuotteistamista. Hydroponisessa, kierrätys- ja biohajoavia materiaaleja hyödyntävässä tuotanto-teknologiassa lähtömateriaalina ovat (luonnon)kasveista tuotetut siemenet tai taimet. Tässä innovaatiossa hyödynnetään pohjoisten valo-olosuhteiden (yli 60. leveyspiiri) ainutlaatuisuutta jäljittelemällä luonnonolosuhteita aamu- ja iltahämärineen. Tuotantoympäristö ja tuotantotapa eivät siis vaaranna luonnonperäisyyttä ja/tai pohjoisuutta raaka-aineiden tai tuotteiden imagona vaan luovat kilpailuedun, joka ilmenee kasvien hormonitasojen ja –suhteiden sekä synteesien (Taiz & Zeiger 2006) tuotoksina hyödynnettävissä kasvinosissa.

Luonnonperäisten ja muiden erikoiskasvien kaivostuotannosta ja tuotettujen kasvien ja kasvinosien jatkojalostamisesta sekä tuotteistamista on mahdollista kehittää korkea-teknologinen ja kansainvälistyvä elinkeinoala. EU:ssa korostetaan alueellisten erityispiirteiden ja vahvuuksien tunnistamista sekä niiden hyödyntämistä. Tässä taloudellisessa tilanteessa, työllisyyden ja kilpailukyvyn turvaamiseksi tarvitaan uusia teknologisia ratkaisuja, jotka edesauttavat olemassa olevien yritysten liiketoiminnan kehittymistä sekä luovat edellytyksiä uusien yritysten syntymiseen. Kasvintuotantoa kalliossa –innovaatioryhmänä on Luonnonvarakeskus, Pyhäsalmi Mine Oy, Pyhäjärven Kehitys Oy sekä Nivala-Haapajärven seutukunnan kehittämisyhtiö, NIHAK ry. Hanke toteutetaan innovaatioryhmän sekä sidosryhmien yhteistyönä.

Tämän hankkeen tavoitteena (kaavio 1) on tuottaa maanalaisessa kaivosympäristössä, 1)hydroponisella tuotantoteknologialla 2)kasveja ja kasviperäisiä raaka-aineita yritysten jatkojalostusprosessiin ja tuotteistamiseen. Yleistavoitteena on saada Pyhäsalmen kaivoksen toiminnan päättymisvaiheeseen 3)uuden liiketoiminnan kehittymistä sekä aluetavoitteellisesti työllisyyttä. Yleistavoitteena ja lähtökohtana on 4)kehittää kansain-välistyvää ja laaja-alaista elinkeinotoimintaa kasvien kaivostuotantoon.