Den finska skogsindustrin tappade en tredjedel av värdet på sin produktion under millenniets första årtionde. Det nya uppsvinget ska byggas på energi- och resurseffektiva innovationer.

”Finland lever av skogen, är i skogen och är skogen”, konstaterade historikern Markku Kuisma i sin bok om skogsindustrins historia i Finland som utkom år 1993. Den kärnfulla beskrivningen uttrycker det faktum att Finland och finländarna alltid fått sin utkomst från skogen.

Den främsta drivande kraften inom skogsindustrin har dock varierat under olika perioder. Först levde vi på pälsjakt, därefter på produktion av tjära, och efter detta kom turen till sågindustrin. Från 1900-talet till våra dagar har skogsindustrin dominerats av pappers- och kartongindustri.

Denna drivkraft har dock förlorat sin styrka under det innevarande millenniet. Professor Lauri Hetemäki och äldre forskaren Riitta Hänninen beskrev utvecklingen i en artikel om den finska skogsbranschens ekonomiska betydelse nu och i framtiden, som utkom för ett par år sedan i den ledande tidskriften för samhällsekonomi i Finland, Kansantaloudellinen aikakauskirja. De sammanfattade förändringen med den så kallade tredjedelstumregeln. Enligt tumregeln har många av de främsta nyckeltalen för skogsbruket under det pågående millenniet sjunkit till ungefär en tredjedel av deras högsta värden.

Bruttovärdet av skogsindustrins produktion minskade med nästan 29 procent från 2000 till 2011. Samtidigt minskade exporten av skogsindustriprodukter med 32,5 procent.

Åren 2005–2015 togs sammanlagt 34 enskilda pappersmaskiner ur bruk i Finland. Från 2007 till 2012 minskade de reella investeringarna inom skogsindustrin i Finland med hälften från den genomsnittliga nivån för åren 2000–2006.

En del av skogsindustrins nedgång förklaras av den svaga ekonomiska utvecklingen i EU, USA och Finland. Den har minskat efterfrågan på slutprodukter på exportmarknaderna och i hemlandet.

Den främsta orsaken till skogsindustrins kris är dock att det skett en förändring i förbrukningen av slutprodukten. Produktionen av pappersprodukter har varit för stor i förhållande till efterfrågan, vilket har pressat priserna så att de nu ligger under lönsamhetsgränsen. Överkapaciteten inom produktionen har uppkommit till följd av digitaliseringen, som gjort att förbrukningen av tryckpapper minskat stadigt sedan millennieskiftet.

En liten ljusglimt i skogsbranschens dystra läge har varit att efterfrågan på cellulosa varit relativt god redan i flera år. Särskilt marknaden i Asien har behövt cellulosa för tillverkning av mjukpapper och förpackningskartong.

I varje fall är det klart att den finska skogsindustrin upplever en av de viktigaste omvälvningarna i sin historia just nu. Vi måste blicka ända till 1860-talet för att hitta en motsvarighet till dagens utveckling. Då ersattes lumpmassan av träfibrer som råvara för papper. Man började bygga ångsågar samtidigt som tjärbränningen och svedjebruket började gå kraftigt tillbaka.

Det är intressant att studera den pågående historiska brytningstiden inom skogsindustrin i ljuset av Kondratieffs vågteori, som beskriver ekonomins långsiktiga cykliska dynamik. Enligt teorin, som utvecklats av den ryske ekonomen Nikolaj Kondratieff och hans efterföljare, kan världsekonomins dynamik bäst förklaras som en vågrörelse där våglängden är flera tiotals år. Enligt Kondratieff är våglängden 45–60 år, men andra forskare talar för andra tidsintervaller. Det väsentliga är dock att vågrörelsen från recession till uppsving och tillbaka är lång.

Idén bakom teorin är att långvariga uppsving uppstår genom teknologiska innovationer. Innovationen förlorar sin effekt i sinom tid, varvid ekonomin hamnar i en recession tills en ny innovation åstadkommer ny tillväxt. Till dags dato har uppgångsperioderna fått fart av ångmaskinen (1780-talet), järnvägarna (1840-talet), elektriciteten, förbränningsmotorn och den kemiska industrin (1890-talet), transistortekniken, underhållselektroniken, radio och tv (1950-talet) och den utbredda användningen av mikrodatorer, datanät och programvaror (1990-talet).

Enligt forskare som är insatta i Kondratieffs teori upplever vi just nu det första skedet av den senaste vågens uppkomst, som är den sjätte i ordningen. Den största skillnaden mellan denna cykel, som fortsätter fram till millenniets mitt, och den föregående cykeln är att råvaru- och energipriserna stiger samtidigt som det inte längre än möjligt att sänka dem med den teknik som vi har i dag.

Därför kommer fokus inom ekonomin och produktionen att ligga på knapphetens teknologier, som producerar lösningar på mänsklighetens stora problem och tillgodoser våra behov. Energi- och resurseffektivitet och material av nya slag är viktiga drivkrafter för den sjätte vågen.

Professor Markku Wilenius från forskningscentralen för framtidsforskning vid Åbo Universitet har arbetat med framtidsforskning i tjugo år. Under den senaste tiden har har forskat i framtidens megatrender och ekonomins långa cykler bland annat utifrån det perspektiv som Kondratieffs teori öppnat. Enligt Wilenius står den finska skogsindustrin inför stora utmaningar när den sjätte vågen ökar i styrka.

”I skogsindustrins uppkomst kan man se effekter av den första och andra vågen. Deras centrala tekniska drivkrafter var ju ångmaskinen och järnvägarna”, konstaterar Wilenius.

”Men branschen nådde sin fulla blomstring först med den tredje vågen, dvs. med hjälp av elektriciteten och den kemiska industrin. Även den femte vågen var viktig för branschen. ”Ett fenomen som karaktäriserat den femte vågen är den explosiva ökningen av information, vilket syntes som en enorm ökning av efterfrågan på tryckpapper.”

Om skogsbranschen vill vara framgångsrik i framtiden borde den redan vara i fart med förberedelserna inför den sjätte vågen. De gamla idéerna om vad som är möjligt och lönsamt att göra med trä och träfibrer och som gav lönsamma resultat under de tidigare vågorna gäller inte längre i framtiden. Därför måste finländarna återupptäcka skogen igen.

”Kommunikationsrevolutionen träder tillbaka för materialrevolutionen”, säger Wilenius.

---

”Den finska skogsindustrin borde övergå från pappersindustrin till biobaserade produkter av ett nytt slag.”

Men hur ska vi kunna hitta tillbaka till skogen? Var finns de nya innovationerna som gör det möjligt för den finska skogsindustrin att ta sig upp på krönet av Kondratieffs sjätte våg?

FIM Lounge bad en grupp experter inom skogsbranschen göra en lista över de mest lovande innovationerna för skogsindustrin. Förslagen som vi fick har en intressant gemensam nämnare: alla har kopplingar till energi- och resurseffektivitet.

Metoden för skumformning, som utvecklats av VTT är ett exempel på ett nytt sätt att tillverka bland annat papper och kartong. Vid skumformning blandas cellulosafibrerna med skum i stället för vatten. Vid traditionell papperstillverkning består 99 procent av massan av vatten. Vid skumformning blandas också luft in i massan.

Den nya tekniken sparar i bästa fall flera tiotals procent fiberråvara jämfört med de traditionella metoderna. Skumformning sparar vatten, men också energi som behövs för att torka massan.

Eftersom fibermassan innehåller mycket luft, ger skumformning bättre möjligheter att påverka slutproduktens egenskaper. Det kommer att ge oss bland annat allt kartongprodukter, hygienpapper, isolermaterial och filter som är lättare, ser bättre ut och håller en jämnare kvalitet än i dag.

Metoden för skumformning har redan flyttat ut från laboratorierna till industriella pilotprojekt. Metoden väntas vinna spridning inom produktionen i mitten av nästa decennium.

Ytterligare nya innovationer inom papper och kartong är formbar kartong och intelligenta papper och förpackningar. Kartong har många fördelar som material – den är ett miljövänligt, återvinningsbart, förnybart och värme- och köldbeständigt material som har en bra yta för tryck. Men däremot är det rätt svårt att forma detta material. Kartong tål inte stark bearbetning av dess form utan rivs lätt sönder vid formpressning.

Ett av de hetaste forskningsobjekten och diskussionsämnena inom kartongtillverkning är hur det vore möjligt att behandla kartong på samma sätt som plast i processer av djupdragningstyp. Detta skulle göra det möjligt att tillverka kartongförpackningar av en helt ny typ. Formbar kartong har goda möjligheter att ta marknadsandelar från plasten som material i förpackningsindustrin.

Förpackningar och papper kommer också att bli allt smartare. Det är till exempel möjligt att trycka strömkretsar på papper och kartong. QR-koder och rfid-koder som integrerats med förpackningarna finns redan i vår vardag.

Tillämpningsmöjligheterna är obegränsade. Man har redan lyckats trycka högtalare och mikrofoner på papper. VTT har tillverkat papper som anger om det finns hemoglobin i ett prov som droppats på det. Smarta förpackningar kan påminna användaren om när det är dags att ta läkemedel eller meddela om kylkedjan har blivit bruten under transporten av ett livsmedel som ska förvaras i kyla.

Hälften av alla textilfibrer som används i världen tillverkas av oljebaserade polyestrar och 40 procent av bomull. Bomull är ett ekologiskt problematiskt material eftersom dess tillverkning kräver stora mängder vatten, medan odlingen tar stora områden i anspråk. Priset på polyester har varit högt eftersom olja är dyr. Även polyester har sina egna miljöproblem.

Det börjar finnas behov av miljövänligare textilfibrer och av tillverkningsmetoder av en ny typ. Tyg har tillverkats av cellulosa redan en lång tid, men nu har forskare och produktutvecklare gjort stora framsteg på denna sektor.

En av de mest lovande innovationerna är Ioncellmetoden, som bygger på så kallade joniserande lösningsmedel och som kan användas för att tillverka högklassiga textilfibrer och olika tekniska material. Ioncellfibrer är lika starka som hampa och två gånger starkare än viskos.

Ioncellmetoden är mycket flexibel i fråga om dess utgångsämnen. Det är möjligt att tillverka textilier till exempel av pappersmassa, av återvinningsfiber såsom gamla tidningar och bomullskläder, eller av vilken som helst cellulosa som renats i någon omfattning.

Metoden fick stor publicitet för ett par år sedan när Marimekko presenterade det första plagget som tillverkats av Ioncelltyg, klänningen Allu. Industrialiseringen av metoden tar dock ännu flera år.

Nanocellulosa är ett mycket lovande framtidsmaterial. De första experimenten med tillverkning av cellulosa som spjälkats upp till enheter som är mindre än hundra nanometer gjordes redan i början av 1980-talet. På den tiden krävde tillverkningen av produkten dock mycket energi och därför var det inte hållbart att tillämpa produkten kommersiellt. Man har sedermera lyckats minska energiförbrukningen i processen och det har blivit möjligt att tillverka nanocellulosa i industriell skala.

Nanocellulosa har många nyttiga egenskaper – den är till exempel biologiskt nedbrytbar, stark och formbar. Tack vare sina unika egenskaper kommer materialet i framtiden att ersätta eller komplettera otaliga nuvarande material. Dessutom blir det möjligt att också tillverka produkter med helt revolutionerande egenskaper med hjälp av nanocellulosa.

Med nanocellulosa kan man göra papper, kartonger och olika kompositmaterial ännu starkare. Materialet kan också användas som tillsatsämne i betong, som förtjockningsmedel inom livsmedelsindustrin, som fyllnadsmaterial i kosmetikaindustrin och för att tillverka biologiskt nedbrytbar plast eller ersätta plast inom förpackningsindustrin Tillämpningar i elektronikindustrin är till exempel transparenta skärmar, böjliga solpaneler och utskrivbar elektronik.

Nanocellulosa lämpar sig bra som en komponent i kompositmaterial av olika slag. Kompositmaterial är kombinationer av två eller flera material där materialen fungerar tillsammans men inte har lösts upp i eller smält samman med med varandra. Exempel på traditionella kompositmaterial är armerad betong, glasfiber och bildäck.

Trä är ett naturligt kompositmaterial eftersom det består av cellulosa som bildar dess struktur och lignin som utgör dess bindeämne. Trä- och cellulosafibrer kan också användas för att ersätta traditionella fibermaterial, till exempel glasfiber och syntetiska fibrer.

Biokompositmaterial är lätta att forma och miljövänliga. Vid tillverkningen av dem är det också möjligt att använda avfallsfiber, som tidigare gått till spillo. Dessa biokompositmaterial kan användas på mycket varierande sätt, till exempel i inredningspaneler, altandäck, bilar, flygplan och biogips.

I takt med att olja blir dyrare och miljömedvetenheten ökar har man börjat ersätta fossila bränslen med biobaserade bränslen i trafiken. I millennieskiftet lanserades de så kallade första generationens biobränslen. Bioetanol har tillverkats av socker- och stärkelsehaltiga växter och diesel av biologiska råvaror.

Den första generationens biobränslen har kritiserats bland annat för att de tillverkats av råvaror som också kan användas som livsmedel. Detta är inte fallet med den andra generationens biobränslen, som tillverkas av växt- och träbaserad cellulosa och avfall. De förnybara träbaserade biobränslena gör det möjligt att minska trafikutsläppen betydligt samtidigt som produktionen kan bedrivas hållbart.

Finland är föregångare inom utvecklingen och tillverkningen av träbaserade bränslen för trafiken. Värdens första bioraffinaderi som tillverkar träbaserad diesel inledde sin verksamhet i Villmanstrand för drygt ett år sedan. Som råvara använder UPM:s raffinaderi tallolja som erhålls som biprodukt vid tillverkning av cellulosa. Anläggningen producerar cirka 120 miljoner liter förnybar biodiesel per år. Den globala efterfrågan på biodiesel väntas uppgå till 45 miljarder liter år 2020.

Är det möjligt att skapa betydande affärsverksamhet med de nya innovationerna inom skogsindustrin? En del av innovationerna, till exempel skumformning, nanocellulosa och Ioncell-metoden är fortfarande på forsknings- och produktutvecklingsstadiet. Andra innovationer, till exempel träbaserade kompositmaterial och den andra generationens biobränslen, tillverkas redan i industriell skala.

År 2013 var värdet på den finska skogsindustrins produktion 20,7 miljarder euro. I förhållande till detta är affärsverksamheten med de nya innovationerna ännu inte särskilt stor. Till exempel UPM:s bioraffinaderi har en omsättning i storleksklassen 160 miljoner euro. Bolaget har visserligen meddelat att det på längre sikt strävar efter en omsättning i miljardklass för förnybar diesel.

Metsä Fibres investering, som är den största i den finska skogsindustrins historia, visar dock att skogsindustrin tror på innovationerna. Biofabriken, som byggs i Äänekoski för 1,2 miljarder euro, producerar inte bara cellulosa och produkter som redan är i tillverkning i de existerande massafabrikerna, utan även nya förädlade produkter från produktionens biflöden. Bolaget har nämnt bland annat svavelsyra, metanol, textilfibrer, biokompositmaterial, förädlade ligninprodukter, gödselmedel och biogas som potentiella nya produkter. Beslut finns redan om produktion av biogas och biokompositmaterial. De tillverkas av de finska sm-företagen EcoEnergy SF och Aqvacomp.

För närvarande genereras cirka 10 procent av Metsä Fibres omsättning på cirka 1,4 miljarder euro inom bioprodukter. När den nya fabriken i Äänekoski blir färdig år 2017, fördubblas dessa produkters andel av omsättningen till 20 procent.

Metsä Groups bioproduktfabrik är ett utmärkt exempel på hur Finland kan klättra tillbaka upp i trädet när Kondratieffs sjätte våg ökar i styrka. Fabrikens verksamhet bygger nämligen just på den sjätte vågens främsta drivkrafter: energi- och resurseffektivitet och nya material. Bioproduktfabriken utnyttjar träråvaran och dess biflöden till hundra procent i form av produkter och bioenergi. Kring fabriken uppstår samtidigt ett ekosystem av affärsverksamhet som skapar och producerar framtidens bioprodukter i partnernätverk av olika slag.

Följande experter hjälpte till med att välja ut de innovationer som lyftes fram i artikeln:
Ali Harlin, forskningsprofessor, VTT
Ilkka Kilpeläinen, professor, institutionen för kemi vid Helsingfors universitet
Janne Laine, dekan, Tekniska högskolan vid Aalto-universitetet
Juuso Konttinen, VP Biochemicals, UPM
Markus Mannström, teknologidirektör, Stora Enso
Niklas von Weymarn, forskningsdirektör, Metsä Fibre

Finsk skogskompetens är i världsklass

Skogssektorn söker ny dynamik i sin verksamhet genom att satsa på forskning och produktutveckling, säger Ville Kantola, fondförvaltare för Placeringsfonden FIM Fenno. Ett viktigt drag hos de nya innovationerna är deras stora antal och variation.

1. Skogsbranschen blickar mot framtiden

De nya innovationerna i skogsindustrin visar att den finska skogskompetensen är i världsklass. Företagen satsar också aktivt på forskning och produktutveckling, vilket är mycket bra. Branschen ligger nu i framkant, söker ny dynamik i sin verksamhet och tar risker.

2. Betydande affärsverksamhet

Det går riktigt bra för skogsbranschen i dag. Samtidigt visar till exempel UPM:s resultat att de nya tillväxtprojekten börjat ge resultat. Det är uppmuntrande att se att en del av de nya innovationerna i skogsbranschen, till exempel den andra generationens biobränslen, redan är en betydande affärsverksamhet. Andra innovationer har i sin tur avsevärd potential för framtiden.

3. Många innovationer på bred front

Det är viktigt att lägga märke till att skogsindustrin utvecklar innovationer på en mycket bred front – från nanocellulosa till skumformning. Ett annat intressant fenomen är att det finns potentiella tillämpningsobjekt på väldigt många områden. Även om vi ännu inte vet vilka innovationer som kommer att leda till betydande affärsverksamhet, är jag övertygad om att sådan affärsverksamhet i alla fall kommer att uppstå.

Ville Kantola är fondförvaltare för Placeringsfonden FIM Fenno, som placerar i Finland.