Ilmastonmuutos ja luontokato etenevät ja muuttavat planeettaamme. Väestön määrä kasvaa ja raaka-aineiden riittävyyden rajat paukkuvat. Vastuullisuuden vaatimukset tiukentuvat ja tarve kestävästi tuotetulle ruualle, tuotteille ja materiaaleille kasvavat merkittävästi. Epävarma maailmanpoliittinen tilanne pakottaa meidät pohtimaan tulevaisuuden vaatimaa kestävyyttä ja joustavuutta entistä useammalta kantilta.
Kaikki tämä on ratkaistava kokonaiskestävällä tavalla: rakennamme yhtä aikaa hiilineutraalia taloutta ja irtaudumme fossiilisista raaka-aineista. Taaksepäin ei ole katsomista. Meidän täytyy hyödyntää resurssit entistä paremmin, joten otamme samalla kymmenkertaisen tuottavuusloikan ja puolitamme suunnitteluun kuluvan ajan. Ei mikään helppo tehtävä, mutta pakollinen ja myös mahdollinen. Koska emme voi enää turvautua vanhoihin keinoihin, tarvitsemme uusia tuotteita ja materiaaleja voidaksemme elää hyvää elämää myös tulevaisuudessa.
Ratkaisut nousevat kolmesta suunnasta
Tulevaisuuden tuotteet ja materiaalit ovat yksi VTT:n panostusalueista. Aihepiirin tutkimusaiheet liittyvät pääsääntöiseesti kolmeen kokonaisuuteen: biotalouteen, kiertotalouteen ja digitalisaatioon. Kun teemme tutkimusta ja kehitämme ratkaisuja, nämä kolme kokonaisuutta usein yhdistyvät. Leikkauspisteessä syntyvät vaikuttavimmat innovaatiot.
Biotaloudessa kehitetään teknologiaa, tuotantoa ja erilaisia ratkaisuja, joissa uusiutuvia luonnonvaroja käytetään ravinnon, energian, tuotteiden ja palveluiden tuottamiseen. Tavoitteena on raaka-aineiden viisas hyödyntäminen ja siirtyminen kohti korkeamman lisäarvon tuotantoa. Myös biotaloudessa on tärkeää hyödyntää kiertotalouden mahdollisuudet eli säästää resursseja, sulkea materiaali-, energia- ja ravinnekierrot, välttää jätettä sekä säilyttää resurssien arvo mahdollisimman kauan. Digitalisaation avulla voidaan tukea kierto- ja biotalouteen siirtymistä, luoda täysin uusia ratkaisuja sekä tehostaa toimintaa monin eri tavoin.
Haasteet ja ratkaisut ovat moninaiset
Suurten haasteiden ratkaisemisessa pätee aina sama periaate – yksittäistä hopealuotia ei ole. Näin on myös tulevaisuuden tuotteiden ja materiaalien kehittämisessä. Muovi on tästä hyvä esimerkki. Muovia käytetään esimerkiksi pakkausteollisuudessa nyt ja pitkälle tulevaisuuteen, sillä se on monilta ominaisuuksiltaan edelleen erinomainen, vaikkakin ympäristön kannalta ongelmallinen. Lainsäädäntö on kirittänyt vaihtoehtoisten biopohjaisten pakkausmateriaalien kehittämistä. Muovin korvaaminen kokonaan on kuitenkin niin suuri haaste, että meidän on kehitettävä ratkaisuja ja lainsäädäntöä myös muovin kemialliseen ja mekaaniseen kierrättämiseen. VTT:llä tutkitaan näitä kaikkia vaihtoehtoja.
Toinen hyvä esimerkki on ruoantuotanto. Nykyinen ruokajärjestelmä on kestämätön, ja eläinproteiineja syödään aivan liikaa maapallon kantokykyyn nähden. Uusien ratkaisujen tarve on huutava ja VTT tekee tässä uraauurtavaa tutkimusta. Solumaatalouden aikakausi on alkamassa: tulevaisuudessa mikrobit ja bioreaktorit voivat osallistua globaaliin ruoantuotantoon. EU:n sääntely hidastaa kuitenkin tällä hetkellä uuden kehitystä, tutkimusta ja markkinoille tuloa verrattuna esimerkiksi Aasian maihin tai Pohjois-Amerikkaan. Suomessa tarvittaisiin nyt tukea solumaatalouteen sekä teollisuuden ja tuotannon uudistamiseen.
Kolmas esimerkki liittyy vihreän siirtymän mahdollistajiin. Kriittisten raaka-aineiden kuten maametallien ja litiumin kysyntä kasvaa huimasti tulevina vuosina. Niitä tarvitsevat niin liikenteen sähköistyminen, uusiutuvat energialähteet kuin uudet energian varastointiteknologiat. Kriittiset raaka-aineet ovat osa koko Euroopan resilienssiä. Tällä hetkellä Kiinalla on käytännössä monopoli harvinaisissa maametalleissa. Suomessa kaivoslakia ollaan uudistamassa ja myös EU:ssa tehdään toimenpiteitä ja ehdotuksia raaka-aineiden riittävyyden turvaamiseksi. Kaivosteollisuus ei yleensä ole suosikkien listalla, kun yhteiskunnassa keskustellaan siitä, mitä tarvitaan vihreän siirtymän toteutumiseksi. Tässäkin tutkimus ja yhteistyö yritysten kanssa tuo onneksi valoa tunnelin päähän. VTT:llä on pitkään kehitetty ratkaisuja muun muassa kaivosjätteiden ja teollisuuden sivuvirtojen hyödyntämiseen, akkumateriaalien kierrätykseen sekä kaivosten prosessien kehittämiseen. Näin vähemmästä saadaan enemmän irti.
Raaka-aineet ja materiaalit ovat tulevaisuutemme avaintekijät
Kysymyksiä ja haasteita siis riittää ja vastauksia on useita. Keskeinen asia tulevaisuuden tuotteissa ja materiaaleissa on paitsi raaka-aineiden saatavuus ja riittävyys, myös materiaalien ominaisuudet sekä erilaisten materiaalivirtojen maksimaalinen hyödyntäminen. Kaikkia olemassa olevia raaka-ainelähteitä emme ole vielä edes osanneet ottaa käyttöön. Toisaalta voimme myös kehittää täysin uusia materiaaleja tai niiden osia, joita ei tällä hetkellä ole edes olemassa! Lisäksi tuotteiden ja materiaalien tuotantoprosessit sekä niihin liittyvät erilaiset rajapinnat tulee uudistaa kestäviksi, tehokkaiksi ja turvallisiksi. Yksinkertaistaen voisikin sanoa, että tulevaisuuden tuotteet ja materiaalit täytyy enää vain keksiä, kehittää ja ottaa käyttöön. VTT:llä vastaamme tähän haasteeseen myös uusien tutkimusinvestointiemme kautta. Nämä investoinnit edistävät vihreää siirtymää, resurssiviisautta ja huoltovarmuutta sekä samalla kiihdyttävät yritysten uudistumista ja kilpailukykyä.
