LUT-yliopisto ja VTT tuottavat tutkimuksellaan päästöttömiä, uusiutuvaan energiaan perustuvia ratkaisuja kaikille yhteiskunnan sektoreille. Maankäytöstä riippumattomaan ja päästöttömään ruoantuotantoon on yhteistutkimuksena syntynyt uusi prosessi proteiinituotantoon ilmasta. Ratkaisun todentava pilot-laitteisto on käynnistetty Lappeenrannassa.
LUTin ja VTT:n lehdistötiedote 17.6.2019
Yksisoluproteiinin tuotanto sähkön ja hiilidioksin avulla todennettiin LUTin ja VTT:n toimesta vuonna 2017, osana laajamittaista Neo-Carbon Energy -tutkimuskokonaisuutta. Tutkimusta on LUTin ja VTT:n yhteistyönä jatkettu Neo-Carbon Food -projektissa, jossa on nyt käynnistetty proteiinituotanto uudella prosessilla. Tutkimuksesta on jo aiemmin syntynyt suomalainen startup-yritys Solar Foods, joka kehittää omaa proteiininvalmistustaan ja hakee tuottamalleen proteiinille elintarvikekelpoisuutta.
"Olemme kehittäneet tuotantoprosessin, jossa ilmasta talteen otetusta hiilidioksidista ja vedestä valmistetaan integroidulla vesielektrolyysillä vetyä ja happea runsaasti proteiinia sisältävien mikrobien kasvattamiseen. Prosessin energian lähteenä on esimerkiksi päästötön aurinko- tai tuulisähkö", kertoo Jero Ahola, sähköjärjestelmien tehokkuuden professori LUTista.
"Otamme bioprosessin rakennusaineeksi tarvitseman hiilidioksidin suoraan ilmasta, tietääkseni ensimmäisenä maailmassa. Prosessiin tarvittava vesi saadaan tarvittaessa myös hiilidioksidin ilmatalteenoton (direct air capture, DAC) yhteydessä", kertoo Ahola.
Ahola tutkimusryhmineen on jo vuosia tarkastellut power-to-x-ratkaisujen (P2X) hyödyntämistä muun muassa energiantuotannossa sekä liikenteessä ja todennut, että myös väestönkasvun ja maatalouden ympäristökuormituksen massiivisia haasteita on mahdollista ratkoa P2X-teknologialla. P2X:n perusidea on muuttaa sähköä toiseen energiamuotoon ja tarvittaessa takaisin sähköksi.
"Kestävyyshaasteen ratkaiseminen vaatii uusia ratkaisuja kaikilla yhteiskunnan sektoreilla. Liikenteessä ja teollisuudessa ollaan P2X-ratkaisuissa jo kovemmassa vauhdissa, mutta ruoantuotannon päästöttömillä ratkaisuilla on aivan yhtä kova tarve. Kehittämämme prosessi on yksi vastaus tähän", sanoo Ahola.
Maankäytöstä vapaa tuotanto rajattomasti saatavilla olevista raaka-aineista
Suljetussa mikrobiologisessa prosessissa kasvatettavan proteiinin lähes kaikki raaka-aineet saadaan ilmasta, eikä tuotannosta aiheudu perinteisestä maataloudesta poiketen lainkaan valumia vesistöihin tai voimakkaita kasvihuonekaasuja.
"Bioreaktoriin lisätään vain tarvittava määrä lannoitteiden kaltaisia ravinteita, jotka pysyvät suljetussa kierrossa. Demonstroimamme proteiinia sisältävän biomassan tuoton skaalaaminen on käytännössä kiinni bioreaktorien koosta tai määrästä", kuvaa Michael Lienemann, bioprosessien tutkija VTT:ltä.
Prosessissa yhdistyvät VTT:n osaaminen DAC-menetelmistä, mikrobiologiasta ja modulaarisesta suunnittelusta, sekä LUTin osaaminen sähköön perustuvasta vedyntuotannosta, prosessiautomaatiosta ja energiatehokkuudesta. Tuotantoprosessin laitteisto on mahdollista koota esimerkiksi merikonttiin, ja siirtää minne hyvänsä, missä uusiutuvaa energiaa on saatavilla.
Päästöttömän sähkön, esimerkiksi aurinkosähkön, kustannukset ovat laskeneet radikaalisti 2010-luvulla, mikä laskee tämän ja muiden P2X-ratkaisujen tuotantokustannuksia.
"Vastaavilla prosesseilla voidaan ihmisen tuottamia hiilidioksidipäästöjä vähentää muillakin sektoreilla. Fossiilisen öljyn ja kaasun korvaaminen esimerkiksi muovien raaka-aineiden tuotannossa on myös mahdollista samankaltaisten bakteerien ja prosessien avulla", valottaa Lienemann.
Neo-Carbon Food -tutkimusta rahoittavat Suomen Akatemia, Jane ja Aatos Erkon Säätiö, Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiö, LUT ja VTT.
KATSO VIDEO RATKAISUSTA: https://www.youtube.com/watch?v=KTEEmRcShBw&feature=youtu.be
