Denna förstudie har framgångsrikt visat att konceptet ser mycket lovande ut. En biobaserad engångsprodukt kan minska miljöpåverkan rejält. Projektet har byggt ett starkt tvärvetenskapligt nätverk och belyst vikten av livscykelanalyser vid material- och leverantörval. Prototyper har tagits fram, regelverk kartlagts och grunden lagts för framtida innovation.

Utmaningar kvarstår, men möjligheten att använda biobaserade material för invasiva medicintekniska produkter är banbrytande. Inom RISE har vi samlad kompetens och testresurser kring många områden för att underlätta övergången till användandet av mer biobaserade material i engångsprodukter inklusive LCA, biokompatibilitetsutvärdering,  regelverkskunskap och utvärdering av återvinningsmöjligheter.

Förväntade effekter av projektet inkluderar en betydande minskning av miljöpåverkan, samt förbättrad säkerhet på arbetsplatser genom eliminering av organiska lösningsmedel från produktionen av lipidblandningar för orala läkemedel. 

Studien kommer visa på skalbarheten och den ekonomiska potentialen hos vår gröna tillverkningsprocess av nya lipidblandningar, validera användningen av dessa blandningar vid oral läkemedelsleverans, samt bidra till mer effektiva och hållbara läkemedelsformuleringar. 

Lignin, som årligen produceras i över 50 miljoner ton från trämassa och andra bioraffinaderiprocesser, är naturens eget bindemedel. Det återfinns i cellväggarna hos alla växter, där det sammanfogar fibrer och bidrar till växternas strukturella styrka. Tack vare sin unika kemiska sammansättning har lignin potential att ersätta fossila råvaror i en rad applikationer – från bioplaster och asfalt till batterier, byggmaterial, flamskydd och UV-stabilisering.

Trots att marknaden för biobaserade plaster och elastomerer växer globalt, är användningen av lignin i dessa material fortfarande i ett tidigt utvecklingsskede.

Utmaningar för biobaserade elastomerer

Traditionell tillverkning av elastomerer har i nästan ett sekel dominerats av petrokemiska råmaterial, vilket har lett till högoptimerade och väl etablerade produktionsprocesser. Varje år produceras tiotals miljoner ton elastomerer som används i allt från hushållsprodukter till avancerade industriella applikationer.

Trots lovande forskningsresultat kring biobaserade alternativ – inklusive ligninbaserade elastomerer – återstår flera hinder för storskaligt industriellt införande. Bland de största utmaningarna finns svårigheter med att anpassa produktionen till befintliga processer samt att uppnå jämförbar prestanda i storskaliga tillämpningar. För att frigöra den fulla potentialen hos lignin krävs fortsatta satsningar på innovation, materialutveckling och processoptimering.

Kan ligninbaserade elastomerer komma ikapp petroleumbaserade material?

Elastomerer - eller ”gummi” - används i otaliga applikationer, från däck till medicintekniska produkter. År 2032 väntas den globala elastomermarknaden uppgå till cirka 187 miljarder USD, medan biobaserade elastomerer väntas stå för mindre än 2 miljarder USD. Att konkurrera med väletablerade petrokemiska material som är mycket optimerade är fortfarande en stor utmaning.

Detta projekt syftar till att påskynda det industriella upptaget av ligninbaserade elastomerer genom att utveckla en plattform för automatiserad materialoptimering med hjälp av AI. Avancerad maskininlärning och ett robotsystem kommer att användas för att systematiskt utforska och optimera formuleringar för ligninbearbetning och elastomerproduktion.

Robotplattformen kommer att möjliggöra screening med hög genomströmning, syntetisering och utvärdering av ett brett utbud av lignin och andra biobaserade material. Detta tillvägagångssätt förväntas avsevärt påskynda utvecklingen av hållbara, högpresterande elastomerer och göra det möjligt att använda forskningsresurserna mer effektivt.

FOR-BLEND undersöker tre typer av lokalt tillgängliga skogsbaserade restråvaror för att producera en hållbar bränsleblandningskomponent: sågspån, bark och biooljebiprodukter från biokolframställning. I projektet utvecklas avancerade analysmetoder för nya lignocellulosabaserade bränslekomponenter för att bestämma dess sammansättning såväl som fysikalisk-kemiska egenskaper. Dessutom utvärderas de framställda bränslekomponenterna för tillämpning i förbränningsmotorer, medan produktionsprocessen utvärderas genom livscykel- och teknoekonomisk analys. 

I detta projekt arbetar RISE tillsammans med Vasa universitet och Åbo Akademi för att fastställa hur restprodukter från skogen kan användas för att producera bränslekomponenter. RISE kommer att bidra med sin kunskap och expertis inom pyrolysmetoder samt vätebehandling av biobaserad råvara, och kommer att demonstrera hela produktionsprocessen från fast råmaterial till den slutliga drop-in bränsleblandningskomponenten vid RISE anläggningar i Piteå.

Det finns ett forskningsgap mellan skog och slutprodukt avseende helhetssyn på det sågade materialets egenskaper av björk från svensk skog. Sådan kunskap kan användas för att optimera produktmixens värde och även bättre förstå förutsättningar i det rådande produktionssystemet. Skogforsk har en pågående studie där man samlar björk som kan förväntas finnas i framtida skogar. Detta kompletterande projekt studerar dess egenskaper för sågade produkter genom att stockarna sågas, torkas och mäts avseende egenskaper på plank och brädnivå.

Kunskap om stockkvalitet (mätdata, röntgen) sammankopplad med virkeskvalitet (skannerdata och provning) möjliggör en helhetssyn på björken och genom simuleringsmöjligheter av kvalitetsutfallet möjliggörs utveckling av produktmixen från sågverken genom ex. nya produkter för konstruktion. Tillämpat leder resultaten till vinster för skogsägaren genom ökad betalningsvilja från de mer konkurrenskraftiga sågverken och i förlängningen fler sågverk som satsar på björk. Projektet genomför provning genom sågning och efterföljande experiment för framtagning av kvalitetsdata i skanner samt hållfasthetsprovning. Datan sammanställs för en simuleringsmiljö där även stockdata och om möjligt röntgendata används. Röntgen av björk har inte gjorts i industriell miljö tidigare.

Projektets resultat ger förutsättningar för sågverken, både existerande och nya aktörer, att bättre kunna förstå förändringar i en produktmix. Därmed underlättar projektets simuleringsmöjligheter dialog mellan köpare och säljare. Den sammankopplade datan mellan skog och såg är unik och kan användas för att skapa uppdaterade apteringsinstruktioner i skogen alternativt verifiera existerande instruktioner. Resultaten möjliggör för aktörer att förenkla och påskynda sin produktutveckling för nya innovativa björkbaserade produkter.

Den cirkulära bioekonomin, som använder förnybara biologiska resurser och teknologier för att producera livsmedel, material eller energi, kan spela en avgörande roll i att driva strukturell förändring. Den har potential att skapa nya värdekedjor och därigenom främja kunskapsbaserad tillväxt och sysselsättning, ekosystemens återhämtning och resiliens, resurseffektivitet och cirkularitet samt innovation – samtidigt som hänsyn tas till de specifika ekonomiska, sociala och miljömässiga förutsättningarna i varje region.

Drivna av omställningen till hållbar utveckling genomgår regioner med koldioxidintensiva ekonomier – såsom kolbrytning, intensivt jordbruk, skogsbruk, fiske och torvproduktion – en betydande strukturell förändring. De negativa effekterna kan vara omfattande, inklusive ekonomiska störningar, arbetslöshet, sociala påfrestningar och ökade regionala skillnader.

Omställning genom europeiskt samarbete

Uppdraget: BIO2REG är ett treårigt europeiskt projekt som ska möjliggöra den systemiska omvandlingen av växthusgasintensiva regioner till modellregioner för bioekonomi. Nio samarbetspartners arbetar för att utveckla konkreta åtgärder som stödjer hållbara bioekonomiska övergångar i europeiska regioner.

Projektet syftar till att förse regionala aktörer med praktisk kunskap och verktyg för att utforma och genomföra en regionsspecifik omställning. Dessa verktyg inkluderar:

• Ett multikriterie-baserat utvärderingsramverk och vägledningar för självutvärdering av en regions potential som bioekonomisk modellregion.
• Ett nätverk av regioner som främjar direkt samverkan och ömsesidigt lärande mellan intressenter.
• Ett interregionalt utbytesprogram för att stärka partnerskap, dela erfarenheter och bygga kapacitet genom mentorskap och utbildningsinsatser.

Kunskapsdelning mellan regioner

Projektet bygger på en region-till-region-ansats, vilket möjliggör utbyte av kunskap, bästa praxis och gemensamma utmaningar mellan olika regionala aktörer i omställningsprocessen. Bio2Reg:s unika modellregionsramverk sätter regionernas specifika förutsättningar i centrum för transformationen.

RISE deltar i Arbetspaket 1, ”Bedömning av regional potential för övergång till en cirkulär och systemisk bioekonomisk modellregion”, med särskilt fokus på Uppgift 1.4, ”Kartläggning av bästa praxis i cirkulära och systemiska modellregioner”.

RISE medverkar även i Arbetspaket 2, ”Etablering av en interregional nätverksstruktur för övergång till en cirkulär och systemisk bioekonomisk modellregion”, samt bidrar till andra arbetsområden inom projektet.

Uppdatering från arbetspaket 2: Etablering av ett interregionalt nätverk, som syftar till att koppla samman regioner och stödja deras
övergång till en cirkulär bioekonomi. Nätverket, en avgörande komponent i
BIO2REG projekt, syftar till att skapa ett robust ramverk för samarbete och
kunskapsutbyte mellan europeiska regioner

Textilindustrin bidrar med hela 10 procent av de globala koldioxidutsläppen. Det är mer än de sammanlagda utsläppen från sjöfarten och den internationella flygtrafiken. Två tredjedelar av textilfibrerna är fortfarande fossilbaserade. Bomull, vars produktion är energiintensiv, är den dominerande biobaserade råvaran.

Men det finns hållbara alternativ att hämta från havet, nämligen alger. Istället för att bidra till utsläpp så innebär själva odlingen en ekosystemtjänst genom koldioxidfixering och upptag av näringsämnen (motverkar övergödning). I sockertång finner vi även kolhydraten alginat som har visat sig vara en utmärkt råvara för textilfiberframställning

I projektet KELPTEX är huvudfokus energieffektivitet. Vi kommer utveckla våtspinningsmetoder som möjliggör att fraktioner rika på alginat, framtagna med så energisnåla extraktionsprocesser som möjligt, kan omvandlas till textilfiber. Vi kommer dessutom att undersöka en ny resurseffektiv sprejteknik för färga de framtagna textilierna med ett algbaserat pigment.

I projektet, som koordineras av Chalmers Industriteknik, kommer merparten av utvecklingsarbetet utföras på RISE (våtspinning och textilframtagning) i tätt samarbete med Manatee Biomaterials (alginatextraktion) och Mounid (algpigment och textilfärgning).