Mikrolevien tuottamien arvoaineiden tuotanto tehostuu hiilidioksidin talteenottoteknologian ja älykkäiden antureiden yhdistelmällä

Uudenlainen ja poikkitieteellinen hanke yhdistää useita eri organisaatioita ja sidosryhmäyrityksiä. Jyväskylän yliopiston kemian, bio- ja ympäristötieteiden laitosten, informaatioteknologian tiedekunnan ja Jyväskylän ammattikorkeakoulun uudistuvan teollisuuden instituutin yhteisen Hiili – haitasta hyödyksi (Carbon – from harm to benefit) -hankkeen tavoitteena on kehittää hiilidioksidin talteenottoa sekä muuntamista kalojen kiertovesiviljelyn jätevedessä kasvavien mikrolevien tuottamiksi arvoaineiksi, kuten vihreäksi vedyksi, pigmenteiksi ja ravinteikkaaksi biomassaksi. Mikrolevien tuottamilla arvoaineilla ja niiden viljelyyn liittyvillä teknologioilla on suuri kaupallinen potentiaali. 

- Tämä hanke on luonnontieteiden ja informaatiotieteiden yhteinen ponnistus, jossa esitellään tapoja saavuttaa hiilineutraaliustavoitteita kehittämällä uusia innovaatioita hiilidioksidipäästöjen hyödyntämiseksi. Yhdistämme soveltavan kemian viimeisimmät innovaatiot, kalojen kiertovesiviljelyn ja tekoälyperustaisen prosessinhallinnan yhteen, iloitsee hanketta koordinoiva lehtori Manu Lahtinen Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.

Innovatiivisilla ratkaisuilla hiilidioksidi talteen

Hankkeessa mikroleviä viljellään kalojen kiertovesiviljelyn jätevedessä, jossa levät samalla huolehtivat ravinteiden talteenotosta. Puhdasta, talteen otettua hiilidioksidia kierrätetään viljelmässä, mikä tehostaa levien kasvua vapauttamatta uutta hiilidioksidia ilmakehään.

- Hiilidioksidi on arvokasta raaka-ainetta uudelle kasvulle. Esimerkiksi mikrolevät sitovat hiilidioksidia biomassakseen tehokkaasti, selventää Lahtinen. 

Kuitenkin puhtaan hiilidioksidin tasainen tarjoaminen levien kasvuun on tähän mennessä ollut haaste käytettäessä perinteisillä hiilidioksidin talteenottotekniikoilla tuotettua hiilidioksidia. Menetelmien myötä hiilidioksidin joukkoon on voinut jäädä biomassan kasvua tai käyttöä rajoittavia haitta-aineita, kuten teollisuuden savukaasuista talteen otetun hiilidioksidin sisältämät raskasmetallijäämät. 

- Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen osalta hankkeessa kehitetään funktionalisoituun biohiileen sekä metalliorgaanisiin huokosmateriaaleihin perustuvia hiilidioksidin talteenottotekniikoita, jotka voivat varastoida ja vapauttaa hiilidioksidia hallitusti levien kasvuprosessiin yhdistäen hiilidioksidin lähteet ja tarpeen, kertoo Lahtinen. 

Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitoksella keskitytään mikrolevien viljelyn tehostamiseen kalanviljelyn jätevedessä talteen otetun hiilidioksidin avulla. Jyväskylän ammattikorkeakoulu ja Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunta keskittyvät biofotolyyttiseen vedyn tuotantoon sekä mikroleväkasvatuksen digitaalisen kaksosen luomiseen.

- Digitaaliset kaksoset mahdollistavat biologisen prosessin uudenaikaisen seurannan ja kasvatuksen optimoinnin, hehkuttaa Jyväskylän ammattikorkeakoulun projektipäällikkö Elja Kallberg. Monitieteisyys kunniaan, tieteiden rajoilla saavutetaan merkittävimmät uudet löydökset, hän jatkaa.  

Mahdollinen kestävä liiketoimintamalli

Sivuvirtojen hyödyntämisen yleistyminen teollisuustoiminnassa on mahdollisuus edistää kestävämpää toimintaa ja siinä on paljon potentiaalia luoda uusia kaupallisia innovaatioita sekä liiketoimintaratkaisuja. 

- Keski-Suomen on tärkeää olla mukana kehittämässä uusia kiertotalouden ratkaisuja. Hanke vahvistaa laaja-alaisesti kiertotalouteen ja korkean jalostusasteen biotalouteen liittyvää liiketoiminta- ja markkinaosaamista ja kehittää uusia tuote- ja palvelukonsepteja. Se perustuu EU:n, Suomen ja Keski-Suomen ilmasto-, kiertotalous- ja kestävyystavoitteisiin ja liiketoimintamahdollisuuksiin, kertoo Lahtinen. 

Hanke on EU:n osarahoittama ja rahoituksen on myöntänyt Keski-Suomen liitto. Hanketta rahoittavat myös Jyväskylän yliopisto ja Jyväskylän ammattikorkeakoulu. Hankkeen kokonaisbudjetti on noin 830 000 euroa ja hankeaika 1.1.2025-30.6.2027.