Kestävämmän akkuteollisuuden avaimet muhivat metsissä: Osin puulla kulkevia sähköautoja saattaa näkyä liikenteessä jo muutaman vuoden kuluttua

Kun Sunilan sellutehdas käynnistyi vuonna 1938 Kotkassa, olisivat työntekijät todennäköisesti naurahtaneet, jos heille olisi kerrottu, että alle sadan vuoden kuluttua puusta voitaisiin jalostaa hiilimateriaalia sähköautojen akkuihin.

Metsäalalta on penätty pitkään korkeamman jalostusasteen tuotteita mutta niiden kehittäminen ei käy käden käänteessä. Sen osoittaa myös Stora Enson akkumateriaali, jonka taustalla on kymmenen vuoden tutkimustyö.

”Tekninen kovahiili on se meidän kova juttu”, sanoo Sunilan tehtaanjohtaja Timo Tidenberg.

Teknisellä kovahiilellä Stora Enso tarkoittaa puun ligniinistä lämpökäsittelemällä ja jauhamalla jalostettua akkumateriaaliksi sopivaa hiilijauhetta.

Yhtiö on erotellut Sunilan tehtaalla ligniiniä vuodesta 2015 alkaen. Stora Enso on maailman suurin kraftligniinin eli erikoiskuivan ligniinin valmistaja. Sunilan tehtaan tuotantokapasiteetti on 50 000 tonnia vuodessa.

Akkumateriaalia valmistava koelaitos käynnistyi vuonna 2021. Tuotetta myydään nimellä lignode.

Kannattavuusselvitystä suuremman mittakaavan tehtaan rakentamisesta odotetaan vielä vuoden loppuun mennessä. Asiakastoimitukset alkaisivat aikaisintaan vuonna 2025. Tavoitteena on miljardin euron liikevaihto. Lisäksi yhtiö suunnittelee ligniinin erottelemista Ruotsin Skutskärin sellutehtaan yhteydessä.

”Uskomme, että tässä pystytään tekemään Sunilaan, Suomeen ja Pohjoismaihin tosi merkittävää liiketoimintaa”, sanoo Stora Enson lignoden talousjohtaja Pasi Kyckling.

Puupohjaisen akkumateriaalin suurin etu on uusiutuvuus. Ligniinillä voidaan korvata akkujen anodimateriaalina käytettävää louhittua tai synteettistä grafiittia. Tällä hetkellä Euroopan akkuteollisuus on pitkälti riippuvainen Aasiasta tulevasta grafiitista.

Yhteen sähköauton akkuun grafiittia tarvitaan noin 50–100 kiloa. Puukuutioina se vastaa kolmea täysikasvuista mäntyä tai kuusta.

Ligniini on puun oma sidosaine, jota on noin kolmasosa puusta. Sen käyttö akkuihin ei lisää puuntarvetta, sillä ligniini syntyy selluntuotannon sivuvirtana. Osa otetaan talteen ja loput poltetaan mustalipeän seassa tehtaan energiaksi.

Kovahiilen rakenne on grafiittia huokoisempi, mikä mahdollistaa akun litiumin vapaamman liikkumisen akun latautuessa ja sähkön vapautuessa. Tämä tekee akusta nopeammin ladattavan ja paremmin kylvää kestävän.

Kycklingin mukaan puupohjaisella akulla varustetun sähköauton tauolla lataamiseen kuluva aika lähenee jo tankkaamiseen kuluvaa aikaa.

Stora Enson Sunilan tehtaalla valmistama erikoiskuiva Lineo-ligniini muistuttaa hieman hiekkaa. Lämpökäsitelty ja akkumateriaaliksi sopiva Lignode-hiilijauhe on sen sijaan kokonaan hiiltä, ja siksi väriltään mustaa.  Kuva: Tero Pajukallio

Stora Enso valmistaa vain akkuihin tarvittavaa puupohjaista anodimateriaalia. Akun painosta anodin osuus on noin viidenneksen. Jalostamisesta vastaavat asiakkaat.

Kovahiili toimii akkusolussa negatiivisesti varautuneena anodina. Se levitetään positiivisesti varautuneen katodin, kuten kuparikalvon, päälle, jonka jälkeen kalvo rullataan. Mukaan lisätään myös elektrolyyttejä ja muita komponentteja, ja lopuksi rulla asetetaan paristoa muistuttavaan litiumakkuun. Sähköauton akussa niitä voi olla tuhansia.

Sähköautojen lisäksi kovahiiltä voi hyödyntää myös muissa akuissa, kuten kulutuselektroniikassa, työkoneissa ja energiavarastoissa.

Akkumarkkinoiden on arvioitu jopa kymmenkertaistuvan seuraavan kymmenen vuoden aikana yhteiskunnan sähköistyessä.

Kycklingin mukaan puupohjaisessa hiilijauheessa on valtava kasvupotentiaali metsäteollisuuden perinteisiin tuotteisiin verrattuna.

Suurin kysyntä on sähköautoissa, joten valtaosa ensimmäisen lignode-tehtaaan tuotannosta menisi autoihin.

Useampi ligniinipohjaisesta hiilestä kiinnostunut akkuvalmistaja on jo lähestynyt Stora Ensoa. Yhtiö tekee yhteistyötä muun muassa ruotsalaisen Norhtvoltin ja norjalaisen Beyonderin kanssa.

Akkumateriaalin lisäksi ihmeaineelta tuntuva ligniini taipuu moneen muuhun käyttökohteeseen, kuten liiman fossiilipohjaisten fenoleiden korvaamiseen ja jopa maanteiden päällystämiseen.

Juttua muokattu 8.12. klo 9.06. Korjattu kohta, jossa kerrottiin virheellisesti, että investointipäätöstä suuremman mittakaavan tehtaasta odotetaan vuoden loppuun mennessä. Todellisuudessa vuoden loppuun mennessä valmistuu kannattavuusselvitys.