Mikä on uusiutuva ja myrkytön raaka-aine, jota on jopa kolmannes puun koostumuksesta ja jolla voidaan korvata monia uusiutumattomia materiaaleja monissa käyttökohteissa? Kaiken lisäksi kyseistä ainetta saadaan selluntuotannon sivuvirtana.

Tämän ihmeaineen nimi on ligniini. Ligniiniä on maailmassa tarjolla yllin kyllin, sillä se on luonnon toiseksi yleisin makromolekyyli selluloosan jälkeen.

Ligniiniä valmistetaan myös metsistään tunnetussa Suomessa, tarkemmin sanottuna metsäyhtiö Stora Enson Sunilan biojalostamolla Kotkassa. Yhtiö julkisti 32 miljoonan euron investoinnin vuonna 2013 ja tuotanto alkoi 2015.

– Valmistamalla ligniiniä ja ligniinipohjaisia materiaaleja huolehdimme siitä, että puuraaka-aine tulee hyödynnettyä optimaalisesti arvokkaimmalla mahdollisella tavalla, kertoo Lignode-liiketoiminnasta vastaava johtaja Lauri Lehtonen Stora Enson Biomaterials-divisioonasta.

”Ligniinillä on potentiaalia korvata uusiutumattomia materiaaleja monissa käyttökohteissa”, kertoo Lignode-liiketoiminnasta vastaava johtaja Lauri Lehtonen Stora Enson Biomaterials-divisioonasta.

Sellunkeiton sivutuote

Perinteisesti sellunkeiton yhteydessä ligniini ja muu orgaaninen aines on erotettu aineeksi, joka kulkee nimellä mustalipeä. Sellutehtaalla mustalipeä käytetään energiantuotantoon, eli siitä saadaan vihreää energiaa, mikä vähentää osaltaan tehtaan hiilidioksidipäästöjä.

Ligniiniä on kuitenkin mahdollista jalostaa. Stora Enson Sunilan-tehdas on maailman mittakaavassa erityinen, sillä se valmistaa ensimmäisenä maailmassa huippukuivaa ligniiniä männystä ja kuusesta. Suomalaisligniini kuivataan 97-prosenttisen kuivaksi, kun taas maailman muut tehtaat tuottavat märkäligniiniä, jonka kuivuusaste on noin 70 prosentin tienoilla.

Mitä kuivempaa ligniini on, sitä räjähdysherkempää siitä tulee. Samalla siitä tulee kuitenkin myös märkäligniiniä laadukkaampaa.

Stora Enson ligniini on ainutlaatuista, sillä se kuivataan 97-prosenttisen kuivaksi, kun taas maailman muut tehtaat tuottavat märkäligniiniä, jonka kuivuusaste on noin 70 prosentin tienoilla.

Lehtonen huomauttaa, että maailman sellutehtailla tuotetaan noin 50 miljoonaa tonnia ligniiniä vuodessa, mutta siitä vain noin kaksi prosenttia hyödynnetään uusiutuvien sovellusten valmistuksessa.

– Kysyntä erilaisille fossiilivapaille ratkaisuille kasvaa kuitenkin jatkuvasti, ja ligniinillä on potentiaalia korvata uusiutumattomia materiaaleja monissa käyttökohteissa. Lisäksi ligniinin kustannusrakenne on vakaa, toisin kuin öljypohjaisten tuotteiden, Lehtonen huomauttaa.

Ligniini taipuu jopa akkuihin

Ligniinillä voidaan korvata muun muassa öljypohjaista bitumia asfaltissa tai hartsien sisältämää fenolia vanerissa.

Edelleen jalostettuna ligniiniä voidaan käyttää lastulevyn ja eristemateriaalien täysin biopohjaisena sideaineena. Lisäksi ligniinistä valmistetut hiilikuidut tarjoavat Lehtosen mukaan mielenkiintoisia ympäristöä hyödyttäviä mahdollisuuksia esimerkiksi tuulivoimaloissa ja kuljetusalalla.

Erään kiinnostavan käyttökohteen ligniinipohjaiselle hiilimateriaalille tarjoavat akut, joita tyypillisesti käytetään kulutuselektroniikassa, autoteollisuudessa ja myös suurissa energian varastointijärjestelmissä.

Maailmanlaajuisten akkumarkkinoiden on ennustettu jopa kymmenkertaistuvan seuraavan kymmenen vuoden aikana, ja syynä on erityisesti liikkumisen sähköistyminen.

Valmistamalla ligniiniä ja ligniinipohjaisia materiaaleja huolehdimme siitä, että puuraaka-aine tulee hyödynnettyä optimaalisesti arvokkaimmalla mahdollisella tavalla.

Nykyisissä sähköautojen akuissa on 10–15 kertaa enemmän hiilimateriaalia kuin litiumia, joten Lehtosen mukaan litiumakkujen sijaan voitaisiin puhua hiiliakuista. Stora Enson Sunilan tehtaalle valmistuikin viime vuonna koelaitos, jossa valmistetaan uusiutuvaa, puupohjaista Lignode® by Stora Enso -hiilimateriaalia.

Sunilan koelaitoksella tehdään grafiittia korvaavaa Lignode-materiaalia hyödyntämällä Sunilan-tehtaan tehtaan erikoiskuivaa ligniiniä. Lopputuloksena on biopohjainen, kustannuskilpailukykyinen ja suorituskykyinen vaihtoehto perinteiselle grafiitille.

– Koelaitos vastaa akkujen kasvavaan kysyntään, sillä vastuullisuuden merkityksen kasvu on saanut autojen ja akkujen valmistajat panostamaan vahvasti sähköautojen hiilipäästöjen vähentämiseen, Lehtonen kertoo.

Lehtonen kertoo, että lisäksi Stora Enso on aloittanut kannattavuusselvityksen teollisen mittakaavan Lignode-tuotannosta Sunilan tehtaalla. Tarkoituksena on tarjota eurooppalainen vaihtoehto pääosin Aasiasta tulevalle, akuissa tarvittavalle grafiitille.

–  Tavoitteena on yhdessä strategisten kumppanien kanssa vauhdittaa tuotannon laajentamista ja kaupallistamista Euroopassa.