Kvanttihyppy vie kiertotalouteen ja yli

Facebooktwittergoogle_pluslinkedin

Kuvittele maailma, jossa vaatteesi tuottavat energiaa, ruokaa saadaan suoraan ilmasta eikä jätteitä enää synny. Ilmastokriisi on ohi. Se ei ole science fictionia, vaan voi olla totta jo 30 vuoden kuluttua.

 

Kuinka maailma pääsee kiertotalouteen? VTT on visioinut vastauksen. Kiertotalous toteutuu, kun materiaalit, arvo ja informaatio saadaan kiertämään yhdessä, ja kun ihmiskunnalla on riittävästi päästötöntä, kestävästi tuotettua energiaa.

VTT julkaisi marraskuun lopussa visiopaperinsa Going beyond a circular economy. A vision of sustainable economy in which material, value and information are integrated and circulate together. (Vapaasti suomennettuna Yli kiertotalouden. Visio kestävästä taloudesta, jossa materiaali, arvo ja informaatio linkittyvät ja kiertävät yhdessä.)

Sitten kun ihminen pystyy valjastamaan loppumattoman energialähteen eli auringon, ilmakehää voidaan alkaa käyttää raaka-ainevarantona. Ilman hiilestä, vedestä, typestä ja hapesta voidaan valmistaa bioteknisillä ja kemiallisilla prosesseilla melkein mitä tahansa, matkien sitä, mitä luonto nyt tekee. Ainoastaan fosfori on otettava kierrätetystä lähteestä.

 

Maitoa ilman lehmää

”Kun meillä on riittävästi puhdasta energiaa, voimme viedä materiaalien tuotannon sinne missä sitä tarvitaan. Ruokaa voidaan tuottaa ilmasta reaktoreissa vaikka keskellä suurkaupunkia. Puhdasta vettä saadaan jätevesistä tai suoraan ilmasta keskellä Saharaa”, visioi VTT:n johtava tutkija Raija Lantto.

Solumassaa kasvatetaan ilman hiilidioksidista jo nyt. Laboratorioissa osataan valmistaa maitoproteiinia ilman lehmää ja kananmunan proteiinia ilman kanaa.

Kun energiakysymys on ratkaistu, ollaan askel lähempänä ilmakehän hiilidioksidin energiasyöppöä talteenottoa ja hyötykäyttöä raaka-aineena.

Lähes millä tahansa pinnalla voisi olla aurinkoenergian keräimiä, jopa vaatteissa. Kun ihmiskunta käyttäisi ilmakehän hiilidioksidia raaka-aineena, vähentäisi se ilmaston lämpenemistä. VTT:n visio sanookin, että jossain vaiheessa biomassan kasvu ja hiilidioksidin talteenotto ja käyttö muodostuisivat päästöjä suuremmiksi, jolloin ihmiskunta pääsisi negatiiviseen hiilitaseeseen.

Mutta tämä vaihe on VTT:n visiossa vasta kolmas ja kaikkein kaukaisin visio, joka voisi toteutua ehkä joskus 2050-luvulla. Sitä ennen on edessä vuosikymmenten tutkimustyö.

 

Missä murunenkin on?

Kaksi ensimmäistä askelta VTT:n visiossa pohjautuvat digitalisaatioon. Hävikkiä vastustavien kiertojen vaihe optimoi materiaalien kierrot takaisin teollisuuden uusioraaka-aineiksi.

Toinen vaihe on materiaalien täysi hallinta, joka perustuu siihen, että eivät ainoastaan tuotteet tai komponentit ole jäljitettäviä, vaan myös materiaaleihin saadaan informaatiota sisältäviä tai kommunikoivia elementtejä.

Materiaalin pinnalla, sisällä tai jopa molekyylitasolla voi olla jokin tietoa säilövä ja välittävä tunnistin. Sellainen voisi olla esimerkiksi nanorobotti tai nanokyborgi, nanokokoinen biologisten ja mekaanisten osien sekoitus. Tämä kertoisi jatkuvasti tietoa siitä, missä materiaali kulloinkin sijaitsee, mikä on sen kunto ja kuka sen omistaa.

Ei puhuttaisi enää esineiden internetistä, vaan kaiken internetistä, sillä näin materiaalitkin voisivat olla yhteydessä tekoälyllä operoituviin datahallintakeskuksiin, jotka auttaisivat seuraamaan maailmanlaajuisia materiaalivirtoja. Tunnistimia kannattaisi sijoittaa etenkin kriittisiin ja arvokkaisiin materiaaleihin.

 

Tuhkasta tarveaineita

Kriittisiä ja arvokkaita materiaaleja voitaisiin tuottaa myös synteettisesti. Synteettisen biologian avulla voitaisiin luoda jopa neitseellisiä materiaaleja parempia lopputuotteita ja korvata esimerkiksi harvinaisia maametalleja elektroniikassa.

Luonnonmateriaaleilla voitaisiin korvata fossiilipohjaisia. Näin tehdään jo nyt. Tulevaisuuden biojalostamoissa mikrobit tuottavat erikoisselluloosaa ja muita korkealaatuisia materiaaleja biojalostamon selluloosasta, ligniinistä, tuhkasta, jopa päästöistä.

Kun arvo seuraisi materiaalia, syntyisi bisnesmalleja, jotka eivät nykyisellä tavalla hyödyttäisi vain materiaalin omistajaa vaan myös yhteiskuntaa laajasti, sillä materiaali kannattaisi pitää kierrossa. Jokainen kierto tuottaisi lisäarvoa. Tätä VTT kutsuu nimellä materiaali palveluna.

Materiaalin omistaja vain lainaisi tai liisaisi materiaaliaan aina uusiin käyttötarkoituksiin. Omistajalla olisi myös vastuu siitä, että materiaali käytettäisiin aina parhaalla mahdollisella tavalla hyödyksi. Datahallintaan pohjautuisi myös se, että tuotteita voitaisiin suunnitella ja tuottaa vain tarpeen mukaan.

”Jotta ihmiskunta vielä sadan vuoden päästä elelisi täällä niin, että kaikille riittää vettä, ruokaa, uusiutuvaa energiaa ja tarpeellisia materiaaleja, se vaatii todella käänteentekeviä, fundamentaalisia muutoksia kaikilla tasoilla. Se vaatii hurjia teknologisia harppauksia ja rohkeaa asennetta”, Lantto summaa.

 

Voit tilata VTT:n visiopaperin osoitteessa http://campaign.vtt.fi/roadmap

Kuva: Scanstockphoto

 

Rohkea visio tuo toivoa

VTT on tehnyt suurtyön. 20 asiantuntijan tiimi on käynyt läpi valtavan kirjon teknologisia ratkaisuja, tutkimustuloksia, raportteja ja kiertotalousjulkaisuja. Ryhmä on haastatellut lukuisia tutkijoita, päättäjiä, yrittäjiä ja teollisuuden edustajia, vaihtanut ajatuksia, pitänyt aivoriihiä, analysoinut ja arvioinut. Puolentoista vuoden työn jälkeen VTT julkaisi visiopaperin, joka näyttää ihmiskunnalle tien ulos nykyisestä luonnon kestävyyskriisistä.

Going beyond a circular economy on rohkea visiopaperi, joka nimensä mukaisesti katsoo, miten ihmiskunta pääsisi lineaarisesta ylikuluttavasta talousmallista kiertotalouteen ja sen yli, selviäisi resurssiniukkuuden ja resurssitaistelujen läpi lopulta tilanteeseen, jossa luonnon tasapaino alkaa jälleen palautua.

Rohkea visio on siksi, että se ei kunnioita muuta kuin luonnonlakeja. VTT:n tutkijaryhmä uskaltaa ajatella isosti, eikä pelkää kritiikkiä lannistajilta, joiden mielestä tällaiset visiot ovat utopistisia propellihattujen hullutuksia.

Nimittäin utopioita maailma tarvitsee tänä dystopioiden ja kauhukuvien aikana. Tarvitsemme jotain toiveikasta, jota kohti suunnistaa, kun ympärillä on pelkkää tulta, tulvia ja tuhoa.

”Tämä ei ole science fictionia. Ajatukset ovat asiantuntijoiden visioita, mutta niiden pohjana on faktatietoa olemassa olevista teknologioista. Lähdemme siitä, että on isoja ongelmia, mutta ne ovat taklattavissa. Tämä on toivoa luova visio maapallon tilaan. Toivomme, että se herättää keskustelua ja ravistee tutkijoita ja päättäjiä miettimään”, toteaa visiotyön vetäjä, VTT:n johtava tutkija Raija Lantto.

VTT aikoo valjastaa koko osaamisensa kiertotalouden toteuttamiseen.

”Kiertotaloudesta tulee digitalisaation ohella läpileikkaava teema kaikessa VTT:n toiminnassa”, sanoo tutkimusjohtaja Tiina Nakari-Setälä.

Vision toteutuminen vaatii nimittäin, että monella sektorilla otetaan kvanttihyppyjä tutkimuksessa ja päästään koeputkiskaalasta täyteen mittakaavaan.

”Se on biotekniikkaa ja insinööritieteitä. Ja niissähän suomalaiset ovat hyviä”, Lantto sanoo.

Elina Saarinen

Facebooktwittergoogle_pluslinkedin