Kestävän kemian läpimurtoja – GreenAro vauhdittaa siirtymää kohti peruskemikaalien vihreämpää tuotantoa

Käytännössä korvaavia ja kestäviä raaka-ainevaihtoehtoja ovat erilaiset biomassavirrat, orgaaniset jätteet sekä joko päästöistä tai ilmasta talteen otettu hiilidioksidi. Näistä puupohjainen biomassa ja etenkin metsän hakkuissa sekä mekaanisessa ja kemiallisessa metsäteollisuudessa syntyvien jätevirtojen biomassa tarjoaisi määrällisesti merkittävän kestävän syöttöainevirran kemianteollisuuteen. Puubiomassa koostuu pääasiassa selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä ja eroaa näin ollen kemialliselta rakenteeltaan ja alkuainekoostumukseltaan merkittävästi raakaöljystä. Tämän takia puubiomassaan perustuvien, nykyisiä orgaanisia kemikaaleja ja polymeerejä korvaavien tuotantoprosessien kehittäminen ja kaupallistaminen on ollut hidasta ja haastavaa, ja edelleen kaivataan uusia innovaatioita kaupallisesti kannattavien prosessien kehittämiseksi.

Aromaatit ovat rengasmaisia hiilivetyrakenteita, joista monet ovat ison mittakaavan peruskemikaaleja kuten bentseeni, tolueeni ja ksyleenit (BTX). Näiden kolmen kemikaalin ja polymeerien raaka-aineen yhteenlaskettu globaali tuotantovolyymi on noin 120 miljoonaa tonnia vuodessa ja niitä tuotetaan nykyään lähes pelkästään fossiilista raaka-aineista öljynjalostamoilla ja petrokemianlaitoksilla. BTX-kemikaaleista tuotetut tuotteen ovat merkittävästi läsnä jokapäiväisessä elämässämme mm. lääkkeissä, liimoissa, maaleissa sekä muoveissa. BTX-aromaattien fossiilisia raaka-aineita korvaavia kestäviin raaka-aineisiin perustuvia tuotantoprosesseja on tutkittu kattavasti, mutta laajan mittakaavan kaupallista kestävää tuotantoprosessia ei ole vielä olemassa.

Bioöljy on nesteytettyä puubiomassaa ja yksi yleisimmin käytössä oleva nesteytysteknologioista on nopeapyrolyysi. Nopeapyrolyysissä kiinteää biomassaa käsitellään noin 500 ºC lämpötilassa sekunnin ajan hapettomissa olosuhteissa ja päätuotteena saadaan tummanruskea kohtalaisen jähmeä neste, bioöljy. Bioöljy itsessään sisältää merkittävän määrän aromaattisia yhdisteitä sekä lisäksi yhdisteitä, jotka voidaan katalyyttisesti muuntaa BTX-aromaateiksi.

VTT on yhdessä Aalto-yliopiston ja Åbo Akademin kanssa tutkinut Business Finlandin rahoittamassa ja lokakuussa 2025 päättyneessä GreenAro-projektissa nopeapyrolyysin bioöljyn sekä biodieselin tuotannon sivutuotteena syntyvän glyserolin katalyyttista konvertointia BTX-aromaateiksi. Tutkimusosapuolia ovat projektissa täydentäneet yrityspartnerit Borealis, Neste, Prefere Resins sekä Valmet.  Åbo Akademin vastuuroolina oli katalyyttien kehittäminen, Aalto-yliopiston glyserolin katalyyttinen konvertointi BTX-komponenteiksi ja VTT tutki vastaavaa prosessia bioöljysyötteellä.

Projektin tulokset olivat lupaavia liittyen sekä kehitettyihin katalyytteihin että reaktiokokeisiin Aalto-yliopistossa ja VTT:llä. Aromaatteja pystyttiin valmistamaan molempia tutkittuja tuotantoreittejä käyttäen. Projektissa myös mallinnettiin BTX-aromaattien tuotantoprosesseja bioöljy- ja glyserolisyötteillä ja mallinnuksen perusteella arvioitiin aromaattien tuotantokustannuksia. Laskelmien perusteella glyserolireitille saatiin kohtalaisen korkea tuotantokustannus, mutta bioöljyreitissä havaittiin olevan myös kaupallista potentiaalia arvioidun tuotantokustannuksen ollessa noin puolitoistakertainen fossiilisiin BTX-aromaatteihin verrattuna. Tarkempaa dataa ja prosessikonseptimallin kehittämistä tarvitaan kuitenkin tämän havainnon varmistamiseksi.

GreenAro-projektin jälkeen teknologian valmiusaste on vielä alhainen (TRL3), joten tavoitteenamme on hakea julkista jatkorahoitusta ja samalla kartoittaa teknologian skaalauksesta kiinnostuneita yrityksiä Suomessa ja laajemmin Euroopassa. Tavoitteena on, että kaupallinen kestävien aromaattien tuotanto voisi alkaa vuoteen 2035 mennessä.