Nowe życie i przyszłość lasu.
Wszyscy pokładamy nadzieję w lesie. Da on nam to co dzisiaj wytwarzamy z kopalin, pod warunkiem że zaznajomimy się z molekułami drewna, tak twierdzą naukowcy.
Stora Enso, fińsko-szwedzki koncern leśny wybrał Sickla, miejscowość leżącą w sąsiedniej miejskiej gminie Nacka, obok Sztokholmu, na swoje Centrum Innowacyjne w temacie biomateriałów.
Celem jest stopniowe przechodzenie koncernu na nową produkcję nowych towarów wywodzących się z lasu. Koncern powołuje się na swoją już ponad 700-letnią historię bo jego szwedzka część, Stora, zaczynała od wydobycia miedzi w okolicy Falun (dzisiejsze centrum sportów zimowych) już w roku 1288 i na czas wejścia na nową drogę.
Czas na nową kartę, mówi szef Centrum Mikael Hannus. Stawiamy na chemię.
Dzisiaj drewno pozyskane w lasach szwedzkich użytkujemy w 25% jako drewno tartaczne. Reszta idzie na papier, opakowania, masę tekstylną, produkcję ligniny czy energii cieplnej.
Stosunkowo z niewielkiej części, około 10%, wytwarza się produkty chemiczne takie jak terpentyna lub olej talowy a w następstwie biopaliwo.
Ale konkurencja z krajów o szybko rosnącym lesie, jeżeli chodzi o drewno tartaczne, wzrasta. Zapotrzebowanie na papier maleje i musimy jako koncern leśny przestawić się na inne opłacalne produkty, mówi Mikael.
Bioekonomia, zmniejszająca zależność od ropy i węgla, staje się gorącym słowem. Molekuły drewna można użyć do produkcji materiałów pochodzących z kopalin, takich jak paliwo czy plastyk.
Mikael pokazuje próbki z MFC, nanocelulozą o różnym stężeniu. Taka celuloza może być używana jako składnik żywności dla ludzi czy zwierząt i ma swój E numer – E460. Ma też właściwości które czynią ją silniejszą od stali jak i właściwości które robią z niej barierę nieprzepuszczalną w opakowaniach do płynów, na przykład mleka.
Na początku tego roku zaprezentował koncern nowe inwestycje w swoich trzech zakładach, inwestycje prowadzące do wytwarzania nowych,tego typu, opakowań.
Nanoceluloza MFC produkowana jest też w fińskich zakładach Stora Enso w Imatra.
Innym torem nowej działalności leśnej Stora Enso jest postawienie na wynalazek amerykańskiej biotechnicznej firmy Virdia, którą koncern wykupił w roku 2014.
Virdia wytwarza cukier z biomasy, który następnie używa się do produkcji bioplastyku.
Inny projekt nad którym pracują chemicy Centrum to zmniejszenie lub zlikwidowanie zapachu ligniny.
Lignina na właściwości pozwalające na zastępowanie fenoli w klejach czy plastykach ale w pewnych produktach musi być bezzapachowa.
Chemik Michael Lundgren mówi że praca z drewnem daje zróżnicowanie którego brak przy pracy z czystym produktem chemicznym i jest to praca inna, ciekawsza.
Tak samo uważa Mikael Hannus.
Molekuły w materiale biologicznym są bardziej skomplikowane niż w materiale syntetycznym i przez to bardziej interesujące, mówi on.
Profesor Lars Berglund, z politechniki sztokholmskiej KTH, specjalista od drewna, jest równocześnie szefem Wallenberg Wood Science Center.
Fakt że koncern Stora Enso otworzył swoje innowacyjne centrum w Sztokholmie, jest dla niego uznaniem zarówno roli szwedzkiej nauki jak i roli nowego rodzaju badań naukowych związanych z lasem i drewnem.
Przedtem badania w przemyśle, branży leśnej były wąskie i specjalistyczne. Chodziło głównie o usprawnienie procesów technologicznych. Teraz chodzi o stworzenie produktów przyszłościowych.
I takim jest jeden z projektów Wallenberg Wood Science Center
https://www.wallenberg.com/kaw/forskning/svensk-skog-kan-omvandlas-till-nya-miljovanliga-supermaterial
który dotyczy przezroczystego drewna https://www.kth.se/forskning/artiklar/kth-forskare-har-uppfunnit-genomskinligt-tra-1.638511 znajdującego zastosowanie np. w fasadach budynków czy w ogniwach słonecznych.
Innym produktem z Wallenberg Center jest płyta drewnopochodna z możliwością do gromadzenia i magazynowania ciepła w ścianach.
Badaczom udało się stworzyć z nanocelulozy papier który jest silniejszy 5 razy od zwykłego papieru i może zastąpić plastyk jako materiał opakunkowy.
Z włókna nanocelulozy, mówi prof. Berglund możemy produkować np. materiał do produkcji kamizelek strzeleckich czy żagli.
W tym roku ma powstać w Szwecji narodowe centrum badań nad nowymi materiałami opartymi o drewno i las. Będzie ono finansowane przez Państwo, politechniki KTH i Chalmers (Göteborg) oraz sześć koncernów leśnych.
Lars Berglund uważa że przyszłość leży przed celulozą. Wykorzystana całkowicie jest ona znacznie lepszym materiałem niż plastyk, mówi.
Lignina jest materiałem nad którym prowadzi się w Szwecji cały szereg badań i projektów.
Przykładem jest papiernia Bäckhammars bruk, gdzie instytut badawczy Rise pracuje nad projektem nazwanym lignoboost.
Jednym z celów tego projektu jest produkcja biologicznego włókna, zastępującego włókno węglowe.
Per Tomani, szef projektu, mówi że jego celem nie jest zastąpienie, na razie, dodaje on, wysokiej jakości włókna węglowego, ale stworzenie materiału biologicznego, pośredniego w jakości pomiędzy włóknem węglowym i włóknem szklanym, materiału dostępnego do użytku w pewnym komponentach samochodu, pociągu czy samolotu.
W jego projekcie biologiczne włókno węglowe jest wytwarzane poprzez przetopienie ligniny tak aby stworzyć przędzę z cienkich nici. Następnie jest ona stabilizowana w wysokiej temperaturze i staje się odporna na temperatury do 1800 stopni.
W praktyce, jak na razie, stworzył Rise dach z takiej ligniny na modelu samochodowym https://www.kth.se/forskning/artiklar/framtidens-bilar-byggs-av-tra-1.623626
Niedawno na konferencji Bioekonomi Riksdagen w zakładach w Örnsköldsvik, należących do Stora Enso, firma Sekab zaprezentowała projekt Valchem, z udziałem kilku krajów UE.
Sekab produkuje w ramach tego projektu cukier leśny czyli cukier celulozowy i ligninę hydrolizową.
Cukier leśny powstaje w wyniku oddziaływania hydrolizą enzymową na gałęzie i wierzchołki z odpadów zrębowych oraz na trociny z tartaków tak że w efekcie powstaje cukier. Dalszym krokiem jest przekazanie cukru do zakładów fińskiego koncernu UPM, który wytwarza produkt o nazwie glikol propylenowy (monopropylenglykol), używany przy produkcji klejów, farb, środków chłodniczych czy środków przyczyniających się do odladzania samolotów.
Jak na razie, począwszy od jesieni ubiegłego roku, wyprodukował już Sekab ponad 20 ton takiego cukru.
Sekab współpracuje też z francuską firmą Global Bioenergies, która chce wykorzystać cukier do wytwarzania izobutanu a ten z kolei jako środek przy produkcji opon.
Ylva Alvarsdotter, jedna z szefów Sekab mówi też o innym projekcie, o wytwarzaniu bioetenu (bioetylenu), który zastąpiłby w plastykach eten pochodzący z paliw kopalnianych. Chcemy zastąpić biologiczne plastykowe torby, importowane z Brazylii, swoimi, szwedzkimi.
Dla niej, jako chemika, widoczna jest ogromna różnica w podejściu do biomasy pochodzącej z lasu. Jeszcze kilka lat temu nikt nie był zainteresowany cukrem pochodzącym z produktów drzewnym. Dzisiaj jest odwrotnie, wszyscy o niego pytają.
Ale to nie wszystkie szwedzkie próby o temacie Las przyszłości.
Na Uniwersytecie w Linköping zespół prof. Magnusa Berggrena stworzył tzw. Power Paper jako krok w budowie elektrycznej baterii z papieru.
Razem z firmą Acreo Swedish Ict. znalazł on nowy sposób na wydrukowanie czujników elektronicznych na papierze i tekturze.
W Örnsköldsvik, o którym już wspominałem, rozpoczyna koncern leśny Holmen projekt polegający na wytworzeniu z nanocelulozy tzw. nanokrystaliny (krystalina – grupa białek). Ta ma bardzo duże zastosowanie w przemyśle budowlanym czy elektronice i metoda jej produkcji pochodzi z izraelskiej firmy Melodea, w której Holmen jest współudziałowcem.
Zrzeszenie leśne Södra też myśli o przyszłości. Södra Cell Mörrum wytwarza 170.000 ton masy tekstylnej z brzozy, która zastępuje następnie bawełnę. W tej produkcji współpracuje Södra z politechniką Chalmers, Sverea IVP i Innventia.
Innventia jest z kolei instytutem badawczym z kapitałem prywatnym i państwowym i m.in. pracuje nad wytwarzaniem biologicznego włókna węglowego z ligniny, otrzymanej z czarnego łutu, produktu resztkowego przy produkcji masy papierniczej.
Firma Organoclick pracuje z kolei nad nadaniem drewnu właściwości zapobiegających próchnieniu drewna lub jego zapaleniu. Ma już swoje produkty na rynku.
Koncern leśny Billerud został współudziałowcem duńskiej firmy EcoXpac, która chce zastąpić flaszki typu PET flaszkami z celulozy.
Ifoodbag to z kolei firma sztokholmska której pomysłem jest torba papierowa spełniająca w ciagu 24 godzin rolę zamrażarki i chłodziarki dla produktów spożywczych.
Koncern SCA produkuje w zakładach w Obbola, północna Szwecja, biodiesel z czarnego łutu.
Cellutech to z firma, o której już wspominałem przed rokiem. Produkuje ona hełmy rowerowe z nanocelulozy, okleiny i papieru
http://papernet.se/alla/nanocellulosa/har-ar-cykelhjalmen-av-tra-och-nanocellulosa/
To były szwedzko-fińskie przedsięwzięcia. A w innych krajach?
Norwegia stawia na nanocelulozę i wybudowała już zakład produkcyjny w Borregard. To będzie pierwszy zakład w Europie istotnie produkujący nanocelulozę w skali przemysłowej (1000 ton rocznie) mówi profesor Lars Berglund.
Izraelska firma Advanced Coding System stworzyła kod kreskowy który może być wkomponowany w opakowanie lub wydrukowany wewnątrz opakowania, nie na zewnątrz.
Japonia ma dwa koncerny Nippon Paper i Oji Paper pracujące też nad nanocelulozą i jej zastosowaniem m.in. w przemyśle samochodowym.
Te przykłady, na pewno jedne z wielu, pokazują nową i wzrastającą rolę lasu i produktów drzewnych pochodzących z niego w dzisiejszych, bioekonomicznych czasach.
Zdjęcie: Sydved
Źródło:
http://www.nyteknik.se/innovation/har-ska-skogen-fa-nytt-liv-6834341