Eesti puidutööstuses tekib igal aastal üle miljoni tonni puidujäätmeid, mida kasutatakse peamiselt küttematerjalina. Peale selle on meil ohtralt väheväärtuslikku puitu ja paberipuitu, millele kohalikus tööstuses sageli rakendust polegi. See on ärilises mõttes arvestatav kogus toorainet, mis läheb Eesti majandusele kaotsi. 

Teadusasutustes on aga puidu väärindamise tehnoloogia arendamiseks vajalikud teadmised olemas. Eesti puidutööstus on keskendunud valdavalt puidu mehaanilisele väärindamisele, mille tulemusena valmivad näiteks ehitusmaterjalid ja puitmajad. Need tehnoloogilised lahendused on juba küpsed ning ettevõtetes suhteliselt hästi juurdunud, nagu ka sihtturud, kuhu oma kaupa müüakse.

Eesti Metsa- ja Puidutööstuse Liidu juhi Henrik Välja sõnul toimuvad praegu suured muutused ja innovatsioon puidu keemilises väärindamises, mille abil luuakse puidule aina uusi väärtusahelaid. Puidust on võimalik saada aineid, mis leiaksid kasutust näiteks tekstiili-, kosmeetika-, farmaatsia- ja pakenditööstuses. Paraku on Eestis vaid üksikud puitu keemiliselt väärindavad ettevõtted.

TÜ puidukeemia ja biotöötluse tuumiklaboris arendatakse tehnoloogilisi lahendusi, mis võiksid tuua Eesti puidusektorisse innovaatilise, senisest mitu korda suurema lisandväärtusega ja väiksema ökoloogilise jalajäljega tööstusharu. Puidu biotöötlusel kasutatakse puidumassist saadud algühendite väärindamiseks rakkudes leiduvaid ensüüme. Selle tulemusena on võimalik toota hinnalisi peenkemikaale ja materjale.

TÜ süsteemibioloogia professori Mart Loogi sõnul otsivad ülikooli teadlased näiteks võimalusi, mis aitaksid mikroobsetest rakuvabrikutest saada tööstuslikus mõttes tasuval moel nii kosmeetikatööstusele sobivaid värvaineid (karotenoide), toidu- ja materjalitööstuses kasutatavaid rasvhappeid (linoleenhape) kui ka vähivastaste ravimite algühendeid (betuliinhape).

Samuti arendatakse meetodit fenoolaldehüüdvaikude ja -liimide tootmiseks ligniinist ehk puidule jäikust andvast looduslikust sideainest. Võrreldes traditsioonilise keemiatööstusega on biotöötluse ökoloogiline jalajälg tublisti väiksem.

Just keskkonnasääst ja parem tervis on olulised kriteeriumid, mis tuleks Eestimaa Looduse Fondi juhatuse esimehe Tarmo Tüüri hinnangul innovatsioonist rääkides majanduslike mõõdikute kõrval üha selgemaks sihiks seada.

Rohkem väärtust raiemahtu kasvatamata

Möödunud aastal alustati tööd TÜ gaasfermentatsiooni tehnoloogiate laboris, kus uuritakse, kuidas rakuvabrikute abil toota gaasistatud puidujäätmetest peenkemikaale. Labor teeb koostööd USA biotehnoloogia-suurettevõttega LanzaTech.

„Uurime, kuidas atsetogeensete bakterite abil siduda vingugaasi, aga tulevikus ka süsihappegaasi, ja selle tulemusel toota kemikaale, mis võiksid olla lähteaineks muu hulgas biolaguneva plasti tootmisel,“ tõi Loog näite.

Praegu teeb puidu biorafineerimise vallas suurt arenguhüpet Graanul Investi tütarfirma Graanul Biotech OÜ, mis rajab Imaverre uudse tehnoloogiaga puidu fraktsioneerimise ehk algosadeks lõhustamise katsetehast. Ettevõte teeb selles vallas koostööd ka TÜ puidukeemia ja biotöötluse tuumiklaboriga.

„Kui me EstFori (ettevõte, mis kavandas Tartu lähedale tselluloositehast – P. E.) aegadel rääkisime, et sinna kavandatav tehnoloogia oleks olnud 150 aastat vana ja keskkonda saastav, siis Imaverre tuleb üks maailma kõige innovatiivsemaid ja puhtama tehnoloogiaga tehaseid,“ rääkis Loog. 

Tehases asutakse tootma väheväärtuslikust puidust ja saepurust ligniini ja puidusuhkruid, mida saab bioloogilisel teel muuta mitmesugusteks suure turuväärtusega peenkemikaalideks või laialt kasutatavateks biomaterjalideks nagu näiteks vaigud, liimid ja plastid. See on hea näide suurema lisandväärtusega tootmisest raiemahtu suurendamata.

„Eestil on väga hea võimalus minna esimeste seas innovaatilisele teele, sest need tehnoloogiad on saanud võimalikuks alles viimasel ajal, tänu sünteetilisele bioloogiale. Skandinaavia, kus on puidukeemiasse panustatud viimased 20 aastat, pole oma investeeringutes sellega veel palju arvestanud,“ märkis Loog.

Biomajanduse ärimudeleid arendades tuleks Loogi hinnangul hoiduda lihtsama vastupanu teest, kus piirdutakse juba tuttava ja järele proovitud tehnoloogiaga.

„Meil on Tartus 1960. aastate lõpust olemas molekulaarbioloogia traditsioon, laborid ja koolitatud tippspetsialistid. Tänapäeval saab molekulaarbioloogia meetoditega luua rakke, mis võivad toota kümneid väga kalleid üksteisest eraldatavaid kemikaale ühe ja sama protsessi käigus,“ selgitas Loog.

Ta lisas, et traditsioonilises keemiatööstuses toimuksid kõik sünteesietapid eraldi reaktorites, millest igaüks vajab eraldi energiat ja tekitab keskkonnakahju. „Bioloogilise protsessi puhul toimub rakus otsekui õlle pruulimine. Selliste tehnoloogiate arendamine vajab uudishimul baseeruva teaduse suuremat toetamist,“ rõhutas Loog.

Uus tehnoloogia teadusest tööstusesse

TÜ-s on plaan luua sügisel sünteetilise bioloogia keskuse juurde tööstusassotsiatsioon, mis toob kokku sellisest tehnoloogiaarendusest huvitatud ettevõtted.

„Eesti tööstus võiks sarnaselt Lääne-Euroopa ja Põhja-Ameerikaga tulla sellesse liitu kokku ning anda oma panuse nii baasteaduste kui ka rakendusliku tegevuse arendamiseks. Meil on Maarjamõisa linnakus palju vaba maad, detailplaneering ja 13 krunti. Eesti biotööstusettevõtted võiksid raha kokku panna ning ehitada sinna puidutööstuse ja biomajanduse uuringute keskused, kus on esindatud kõik olulised teadmispõhise majanduse jaoks vajalikud teadustöö astmed uudishimuteadusest tootearenduseni,“ tegi Loog üleskutse. 

Samuti loob tööstusassotsiatsioon soodsad tingimused rahvusvaheliste ettevõtete kaasamiseks ja annab eeldused selleks, et Eesti võiks kujuneda biotööstuse tõmbekeskuseks.

Eesti Metsa- ja Puidutööstuse Liidu juhi Henrik Välja hinnangul on ühises tööstusliidus osalemiseks vajalikku konsensust kohalike ettevõtete vahel üsna keeruline leida. Eesti puidutöösturid on tema sõnul innovatsioonist huvitatud, kuid uue tehnoloogia arendamisel saab määravaks ettevõtete väiksus ja innovaatorite suhteliselt väike osakaal kogu sektoris.

„Puidukeemia on teadus- ja investeeringumahukas, konkurendid suured ning nende teaduseelarved võivad ületada kogu Eesti riigi teadusrahastust. Sellises konkurentsis on meie ettevõtetel täiesti uute tehnoloogiate arendamine keeruline,“ rääkis Välja.

Kuni ettevõtete arendussuunad on tugevas sõltuvuses juba sissetöötatud turumustritest, toimuvad muutused aeglaselt. Nii Euroopa Liidu rohelepe kui ka elurikkuse strateegia illustreerivad tahet soodustada keskkonnahoidliku tehnoloogia kasutuselevõttu.

Eestimaa Looduse Fondi juhatuse esimees Tarmo Tüür juhtis tähelepanu tõsiasjale, et Eesti riik ei suuna puidutööstust sihiteadlikult innovatsiooni rajale, kas või rahastusmeetmete kaudu. „Pigem on metsapoliitika mõju olnud vastupidine. Kuna raietingimusi on üha lõdvendatud ning puit on kättesaadav soodsa hinnaga ja suures koguses, ei motiveeri see ettevõtjaid säästlikke ja nutikaid lahendusi arendama,“ ütles Tüür.

Selle üle, kuidas Eesti puitu ja toitu targemalt kasutada, arutlesid augustis Paides toimunud arvamusfestivalil Mart Loog TÜ-st, Rando Värnik Eesti Maaülikoolist, Henrik Välja Eesti Metsa- ja Puidutööstuse Liidust, Tarmo Tüür Eestimaa Looduse Fondist ning Aavo Sõrmus Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogiate Arenduskeskusest.

Kohalike loodusvarade nutikas väärindamine

Eesti Teadusagentuuri ressursside väärindamise programmi ResTA toel saab järgmise kolme aasta jooksul teoks seitse rakendusuuringut, mis tegelevad puidu komponentideks lahutamise ja keemilist ning biokeemilist väärindamist võimaldavate tehnoloogiate arendamisega. See võimaldab väärindada Eestis vähekasutatud puuliike ja puidutööstuse jääke senisest mitmekesisemalt ja kõrgema lisandväärtusega. 

ResTA programmi juhi Indrek Tulbi sõnul on konkreetsete tehnoloogiate arendamise kõrval oluline, et projektide käigus luuakse uut oskusteavet puidukeemia ja biotöötluse vallas ning koolitatakse tippspetsialiste. See hõlbustab omakorda koostöösidemeid valdkondlike ettevõtetega, et uued lahendused rakendusse jõuaks.

Tartu ülikooli osalusel saab teoks viis uuringut. Teiste partneritena viivad uuringuid läbi Tallinna Tehnikaülikool ja Eesti Maaülikool. Seitsme uuringu kogueelarve on 3,7 miljonit eurot.