Renol – bioplasten från skogen – steg 2

Projektet pågick mellan augusti 2018 och december 2020.

Projektet avsåg att ta fram en bioplast av lignin som skulle kunna användas av plastindustrin i dess befintliga processer och med befintliga material. På detta sätt skulle mängden fossila- och ej nedbrytningsbara material i tillverkningsledet successivt minskas.

Processen utnyttjade en befintlig restström inom pappersindustrin. Genom att ta tillvara de förbrukade kokkemikalierna, svartluten, och utvinna den lignin som finns i dem var ambitionen att tillverka en polymer som är biologisk nedbrytbar. Ett möjligt applikationsområde var inom jordbruksnäringen, där marknaden domineras av plastfilmer tillverkade av polyetylen.

De nya bionedbrytbara filmer som man ville utveckla skulle kunna plöjas ned i jorden utan att dessa skulle påverka miljön eller jordens kvalité på ett negativt sätt. Renol skulle även kunna spela en stor roll som additiv i befintliga fossila plaster och på så sätt minska deras klimatpåverkan utan att dessa förlorar i styrka.

Deltagare

Lignin Industries (tidigare RenCom AB), Valmet AB och A.L.P.A.S.

Budget

Projektets totala budget var 11 250 750 SEK.

Därför var detta viktigt

Bioplaster har en stor roll att spela i omställningen från en fossil- till en biobaserad ekonomi. Genom att utnyttja potentialen hos bioplaster kan mängden fossila och ej nedbrytningsbara plaster succesivt minskas. Dessutom binder man koldioxid genom att använda sig av en biobaserad plast. Produkten har också en stor potential när det gäller att bidra till nya värdekedjor, vilka har en förnybar råvara som bas.

Förväntade resultat

Skapande av nya värdekedjor som skulle gynna plastindustrins, och samhällets, omställning till en biobaserad ekonomi. Projektets ambition var att biobaserade plaster på sikt skulle kunna ersätta dagens fossilbaserade plaster.

Projektets bidrag till en biobaserad samhällsekonomi

Projektets innovation ger verktygen till skogsindustrin att öka materialutbytet från ved till produkter genom att erbjuda ett hållbart och konkurrenskraftigt användningsområde för skogsindustrins biprodukt, lignin. Lignin Industries produkt är en bioplast av transformerat och funktionaliserat lignin som plastindustrin kan använda i befintliga processer och i befintliga material. På detta sätt minskas succesivt mängden fossila- och ej nedbrytningsbara plaster i färdiga produkter samt binder koldioxid på grund av den ökade livslängden av lignin i ett biomaterial som vi kallar Renol. Detta koncept kommer att hjälpa skogsindustrin att skapa nya värdekedjor. Lignin Industries teknologi hjälper plastindustrin att ställa om till en mer cirkulär ekonomi då det råder en brist på naturlig, hållbara och funktionella material för att ersätta fossil plast.

Konkreta resultat

De tekniska problemen som har lösts under perioden är framför allt optimering och framtagning

av funktionella blandningar av Renol i 4 olika applikationsområden;

1) filmblåsning för ersättning av PE, (polyetylen)

2) formsprutning för ersättning av ABS (akryl butylen styren) och PP (polypropylen)

3) ifyllnadsmaterial i fotbollsplaner för ersättning av SBR (styrene butadien rubber)

4) smältlimmer för ersättning av PE och EVA (etylenvinyl acetat).

Utöver optimering av ovan produkter har dessutom en komplett demonstrationsanläggning för framtagning av Renol designats och införskaffats med hjälp av Energimyndigheten.

Leverabler i punktform:

• Två nya patentansökningar
• >5 nya recept för att funktionalisera lignin
• Tillverkat mer än 30 olika formuleringar med Renol i mer än 10 olika polymermaterial
• Tagit fram fem tekniska datablad på inblandningar med Renol i bioplaster och fossila plaster med de mest kommersiella och optimerade lösningarna
• Fullständig design för uppskalad demoprocess
• Fullständig budget för uppskalad demoprocess
• Vidare finansiering av demonstrationsanläggning med Energimyndigheten
• Köp av uppskalad demonstrationsanläggning med kapacitet på 500 kg/h
• Total investering på 26 msek från investerare under perioden
• >30 stycken kundpilotförsök med över 90% kundnöjdhet
• >5 st kommersiella tester (pre-commercial) hos kunder med mer än 200 kg Renol/test med fullskalig industriell utrustning
• Tillverkat mer än fem ton Renol
• Presenterat RenCom på tre internationella konferenser och fyra stycken nationella konferenser
• Rekryterat åtta personer till Lignin Industries

Extern synlighet

Trots COVID-19 har Lignin Industries har presenterat sin teknologi i tre internationella konferenser och fyra nationella konferenser:

Internationella:

13th Bio-Based Materials Conference, cologne

Konstgresseplaner, Trondheim

Nordic Wood Biorefinery Conference, Stockholm

Nationella:

Bioinnovation konferens 2019

Skogskonferens 2019

Klimatledande Värdekedjor 2020

Bioplast med LignoCity 2020

Övrigt:

Presenterat för BioInnovations utvärdering 2020

Resultatens effekter och potential

Sedan detta projekt startades 2018 har en drastisk förändring hos skogsindustrin skett, drivet av marknadskrafter och att fler och fler krav ställs från konsument och lagstiftare för att kraftigt reducera vårt beroende av fossila oljor. Skogsindustrin ser att möjligheter finns för att vara en del av lösningen för att reducera mängden koldioxid som emitteras till vår atmosfär. Lignin har fått en mer central roll för att lösa dessa frågor drivet av skogsindustrin. I takt med att skogsindustrin driver på och utvecklar bättre ligninkvaliteer vaknar plastindustrin. Än så länge finns det fortfarande stora hinder för Lignin Industries då företaget ofta felaktigt förknippas med vanligt lignin vilket inte är fallet. Lignin Industries modifierade lignin löser många av de brister ”vanligt” lignin har genom att erbjuda bättre processbarhet på grund av avsevärt bättre termoplastiska egenskaper och en blandbarhet med andra vattenavvisande plaster på grund av vår transformering med t.ex. rapsolja som bidrar med hydrofobisitet och blandbarhet med andra plaster samt en ökad prestanda på materialet. Skillnaderna idag kontra när RenCom (numera Lignin Industries) startade är stora, 2018 visste knappt någon i plastindustrin vad lignin var medan idag vet majoriteten om vad det är vilket tyder på en ökad kunskap i den värdekedja vi agerar inom.

Lignin Industries ser också ett ändrat beteende från skogsindustrin som idag öppnar upp för samverkan för att gemensamt etablera oss på denna värdekedja och aktivera kundkontakter/brand owners för att närma oss plastindustrin.

Lignin Industries som bolag har anställt åtta personer sedan start 2018 för att svara upp mot detta behov men också för att kunna genomföra detta arbete att etablera en ny produkt på marknaden.

Samhälleliga förutsättningar och utmaningar

Utmaningarna med lignin, som än så länge är en relativt ung produkt, utifrån ett regulatoriskt och politiskt perspektiv är många och för att ge några exempel:

1. Bionedbrytbarhet; Dagens definition av bionedbrytbarhet är att materialet skall brytas ned till koldioxid inom en tidsram på maximalt 2 år. Nedbrytningsprodukterna från lignin är ungefär 50% koldioxid och 50% jord. Utifrån definitionen är lignin alltså ej bionedbrytningsbart eftersom jord skapas och faller under samma kategori som fossil plast som behåller sin integritet i ca 400 år. Detta är unikt för lignin på grund av dess molekylära uppbyggnad av aromatiska föreningar. Detta betyder att trä som innehåller ca 30% lignin ej skulle definieras som bionedbrytbara vilket givetvis inte är bra och här finns det helt klart rum för ny lagstiftning.
2. Säkert för matkontakt ”food approval”: idag är lignin ej ”food approved” eftersom ingen har drivit denna fråga. Detta skapar en stor barriär mot många produkter. Att driva denna fråga är både kostsam och tisdkrävande.

Nästa steg

April 2020 beviljades Lignin Industries en ansökan från Energimyndigheten gällande byggnation av demonstrationsanläggning. Den anläggningen har sen start av projektet designats, köpts och håller nu på att installeras i våra nya lokaler i Knivsta, Uppsala för uppstart i januari 2021. Förhoppningen är att kunna producera volymer av modifierat lignin med kapacitet på över 1000 ton Renol/år. Detta projekt möjliggör teknisk verifiering av vår produkt i industriell skala och förhoppningsvis en etablering på marknaden för att ta sista steget i TRL skalan.