Vihreän siir­ty­män vauh­dit­ta­ja

Toisinaan parhaat ideat välähtävät mieleen odottamatta. Lenkillä tai tiskatessa tai päiväunilla. Silloin, kun ajatukset saavat harhailla vapaasti.

Ulla Lassille käy usein näin.

Hänen tutkimusryhmänsä teki vuosia sitten tiivistä yhteistyötä yrityksen kanssa, joka pyrki selvittämään, miten alkaliparistojen raaka-aineita voitaisiin hyödyntää uudelleen. Siis niiden tavallisten AA- ja AAA-paristojen, joita lähes jokaiselta löytyy kotoa.

Tutkijoiden kokeilut olivat johtaneet kerta toisensa jälkeen umpikujiin. Paristot sisältävät runsaasti sinkkiä ja mangaania, mutta mitään järkevää tapaa niiden hyödyntämiseen ei löytynyt.

Lassi muistaa istuneensa junassa, kun mieleen palautui ajatus kaukaa opiskeluajoilta. Ja siinä se oli. Sinkkimangaanisulfaattia voi käyttää lannoitteissa.

Nyt kärsämäkeläinen yritys valmistaa jauhetuista paristoista luomuviljelyynkin soveltuvia hivenravinnelannoitteita.

Maanviljelijät laimentavat liuoksen ja levittävät pelloille. Paristot sisältävät samoja hivenaineita, joita tehoviljelyn köyhdyttämä maaperä kaipaa.

Se saattaa kuulostaa hurjalta, mutta maan uumenista, kallioperästä paristotkin ovat tulleet.

Linnanmaan kampuksen joulunpunaisten ja -vihreiden käytävien varsilla sijaitsevat laboratoriot. Siellä hääräilevät kesäharjoittelijat epäilyttävän näköisten seosten kimpussa.

Oulun yliopiston Kestävän kemian yksikön johtaja ja professori Ulla Lassi saapui haastattelua edeltävänä yönä kolmen aikoihin kotiin akkukemian konferenssista Oslosta. Se ei näytä vauhtia hidastavan.

Hän esittelee innokkaasti liemiä, joiden värit ovat kuin suoraan lasten jäähilejuomista.

– Näistä on tehty tarkoituksella hyvännäköisiä.

Liemet ovat mustamassasta, akkukierrätyksen raaka-aineesta eroteltuja akkukemikaaliliuoksia. Niistä valmistetaan uusia akkukemikaaleja, jotka pakataan akkukennoihin.

– Tällainen akku löytyy puhelimestasi, Lassi sanoo ja näyttää metalliin kääräistyä levyä.

Hänen tutkimusryhmänsä työt keskittyvät akkukemikaalien kehitykseen, mutta lisäksi tutkimuskohteina ovat esimerkiksi vedenpuhdistusmateriaalit.

Oulun lisäksi Lassi työskentelee Kokkolassa, jossa hän on viettänyt myös lapsuuden ja nuoruuden. Se on akkumateriaaliteollisuuden kannalta kiinnostavaa seutua.

Lassin tutkimusryhmä on tutkinut erityisesti litiumioniakkujen kemikaaleja. Kokkolassa on määrä alkaa litiumin tuotanto vuonna 2025 ja naapurikuntaan Kaustiselle valmistellaan Euroopan suurinta litiumkaivosta.

Ulla Lassi haluaisi esitellä oman kivensä, mutta sitä ei tahdo yliopiston käytävän kokoelmista löytyä. Sitten hän muistaa kantavansa yhtä, Kaustisen kaivosalueelta poimittua, mukanaan.

– Minulla on tällainen puuhasäkki.

Sinne näyttää katoavan tavaraa kuin Muumimamman pohjattomaan käsilaukkuun. Kun joku aikoo heittää laboratoriossa jotain pois, Lassi kerää esineen talteen.

– Voi opiskelijoille näyttää sitten.

Litiumpitoinen kivi ei näytä kummoiselta, mutta ulkonäkö hämää.

Euroopan unionin tavoitteena on niin kutsuttu vihreä siirtymä ja luopuminen fossiilisesta energiasta. Se merkitsee käytännössä esimerkiksi sitä, että öljyn sijasta kallioperästä kaivetaan litium-, koboltti- ja kuparipitoisia malmeja.

Ne ovat EU:n määritelmän mukaan strategisia kriittisiä raaka-aineita. Tällaiset raaka-aineet nähdään EU:lle taloudellisesti erittäin tärkeänä. Niihin liittyy suuri toimitushäiriöiden riski, ja ne ovat erityisen strategisia vihreää siirtymää, digitalisaatiota ja puolustusta koskevien tavoitteiden kannalta.

EU ei ole ainoa, joka himoitsee mineraaleja. Kulutusta pitäisi hillitä, jotta niitä riittäisi koko maailman tarpeisiin.

Lassi näkee myös muita ratkaisuja.

Ensinnäkin litiumioniakkujen rinnalle on kehitettävä vaihtoehtoisia akkuteknologioita. Lassi työskentelee parhaillaan hankkeessa, jossa kehitetään materiaaleja natriumioniakkuihin.

Niissä voidaan käyttää aineita, joista ei ole pulaa. Esimerkiksi kuparinen virrankeräin korvataan alumiinilla ja litium natriumilla.

Ajatuksena on, että akku valitaan aina käyttötarpeen mukaan.

Natriumioniakuissa energiatiheys on pienempi, ja ne ovat litiumakkuja raskaampia. Ne sopivat hyvin paikallaan pysyviin energiavarastoihin, kuten tuuli- ja aurinkovoimaloihin.

Lassi arvelee, että litiumioniakkuja käytetään myös tulevaisuudessa liikkuvissa käyttökohteissa, kuten puhelimissa ja ajoneuvoissa.

– Litiumioniakkua voittanutta teknologiaa meillä ei ole.

On arvioitu, että akkujen kysyntä 14-kertaistuu vuodesta 2018 vuoteen 2030. Lassi näkee, että perinteisiä lyijyakkuja ei pidä myöskään väheksyä.

Ne ovat kohtuullisen toimintavarmoja ja lyijy kiertää lähes sataprosenttisesti Euroopassa.

– Se on hyvinkin vihreää siirtymää jo edistämässä.

Litiumioniakkujen kierrätys on vielä pientä puuhastelua. Lassi arvioi, että alan yritysten tuotannossa hyödynnetään kierrätysraaka-aineita parhaimmillaan noin 10–15 prosenttia.

Loput tulevat kaivoksista.

– En usko, että näemme lyhyellä emmekä pidemmälläkään aikavälillä sellaista tilannetta, että meillä olisi kierrätysraaka-aineiden kautta balanssissa tarvittavat materiaalivirrat.

Suomessa kierrätykseen vietyjen älypuhelimien, tietokoneiden ja vastaavien pienten laitteiden akut saadaan hyödynnettyä varsin hyvin. Ongelma on, että ne jäävät kierrättämättä.

– Kun ostetaan uusi matkapuhelin, se vanha jää johonkin kaapinpohjalle.

– Aina mietitään, että ehkä joskus saatan sitä tarvita. Ja kukaan ei koskaan niitä tarvitse.

Täyssähköautojen akut ovat sen sijaan sen verran uusi asia, että kierrätysmarkkinaa ei ole. Lassi odottaa ajoakkuja kierrätykseen muutaman vuoden päästä.

– Samalla, kun on tuotu täyssähköautot markkinoille, samalla on tuotu tutkimuksellisesti uusi haaste.

Miten satoja kilogrammoja painavat sähköautojen akut saadaan kuljetettua kierrätyslaitoksiin ja purettua tehokkaasti?

– Ihan sellaisia loppuun pureskeltuja ratkaisuja ei aina olekaan, Lassi toteaa.

EU:n vuonna 2023 voimaan astunut akkuasetus edellyttää, että vuodesta 2027 alkaen kaikissa EU-alueella myytävissä uusissa täyssähköautoissa on oltava niin kutsuttu akkupassi.

Se kertoo esimerkiksi, mistä akku on peräisin, kuka sen on valmistanut ja mitä kemiaa sen sisällä on.

Lassin mukaan akkupassi helpottaa kierrätystä merkittävästi.

Lisäksi kuluttajat voivat olla tietoisempia akun alkuperästä. Se luo painetta yrityksille valmistaa vastuullisemmin tuotettuja akkuja.

– Ei kukaan halua ostaa akkuja toimijoilta, jotka käyttävät lapsityövoimaa tai selkeästi pilaavat ympäristöä.

Lassi näkee, että vastuullisuuskysymys on monilla yrityksillä tärkeässä roolissa.

– Mutta se ei riitä, että se on vain siellä strategiassa, vaan sen strategian pitää muuttua käytännön teoiksi.

Vihreä siirtymä tarkoittaa akkuteollisuudessa esimerkiksi sitä, että yritykset hyödyntävät kaikki sivuvirrat eivätkä jätä jälkeensä haitallisia vesistöpäästöjä.

Lassi muistuttaa, että akkujen valmistuksessa on omat haasteensa. Siinä käytetään myrkyllisiä liuottimia ja halogeeneja, kuten fluoriyhdisteitä.

Ne voivat pahimmassa tapauksessa aiheuttaa riskejä ihmisille ja ympäristölle.

– Jos haluamme puhua oikeasti vihreästä teollisuudenalasta, niin kyllä meillä tutkijoilla on vielä paljon töitä.

Viime aikoina esiin on noussut Haminaan suunniteltavan akkumateriaalitehtaan aikeet laskea natriumsulfaattia sisältäviä jätevesiä Itämereen.

Lassin tutkimusryhmässä on kehitetty ja patentoitu menetelmä, jossa kyseinen sulfaatti voidaan hyödyntää ja kierrättää takaisin teollisuuteen kemikaaleiksi.

Lassin mukaan loistavia ratkaisuja kyllä olisi, mutta liiketoiminnassa pelin ratkaisevat usein viivan alle jäävät eurot.

– Aika monesti teollisuudessa on argumentoitu, että pitää löytää kustannuksiltaan tehokas ratkaisu. Se ei ole aina se sama kuin mikä meille tutkijoille on teknologisesti hyvä ratkaisu.

Ulla Lassin ei pitänyt jäädä akateemiselle uralle. Tohtorintutkinnon jälkeen hän työskenteli opettajana ja teollisuudessa.

– Kun väittelin ja lähdin täältä pois, niin en koskaan ajatellut palaavani yliopistolle.

Toisin kävi. Yliopistolla aukesi soveltavan kemian professuuri vuonna 2006. Se tuntui omalta, sillä tehtävään kuului tiivis työskentely teollisuuden parissa.

Akateemisessa maailmassa sellaista ei ole aina pidetty arvossa. Tieteellä ja liiketoiminnalla lähtökohdat ja tavoitteet ovat osin erilaisia.

Lassi uskoo kuitenkin vahvasti siihen, että parhaat keksinnöt syntyvät yhteistyössä yritysten kanssa. Hänelle on myös tärkeää, että tutkimustulosten tarjoamat ratkaisut saadaan teollisuudessa hyödynnettyä.

Unelma-ammatti on löytynyt.

– Nautin tästä työstä niin paljon, että en tiedä, onko tämä enemmän harrastus, joka vetää mukanaan.

Jo varhain urallaan Lassi näki energianvarastoinnissa uuden, orastavan tutkimusalueen.

– Silloin ei ollut tällaista buumia kuin tässä on viime vuosina ollut.

Nyt maailma näyttää kovin toisenlaiselta. Kiinan vaikutusvalta on akkubisneksessä suuri, ja EU haluaa pysyä kilpailussa mukana.

Lassin mielestä olisi hyvä, että EU:n sisällä pystyttäisiin pitämään raaka-ainevirtoja kaivoksista lopputuotteisiin saakka.

– Se, kenellä on raaka-aineet, se on avainpelaaja tässä koko arvoketjussa.

Suomessa on raaka-aineita, mutta niiden jalostus tapahtuu pitkälti muualla, usein Aasian maissa.

Oulun lähialueille on kuitenkin suunnitteilla useita vihreään siirtymään liittyviä investointeja.

– Tällä hetkellä on odottava vaihe.