Pohjoismaisen yhteistyön lisäarvo on korostunut veden roolia biotaloudessa tutkivissa huippuyksiköissä erityisesti tutkijoiden laajana verkottumisena ja yhteistyöfoorumien perustamisena. Huippuyksiköiden näkökulmasta tutkimuksen kapasiteetin laajentaminen on ollut erittäin tärkeää, ja tässä on onnistuttu varsin hyvin. Kaikkien huippuyksiköiden mielestä tutkimuksen laatu on myös noussut, mikä näkyy muun muassa runsaana tieteellisten artikkelien julkaisemisena. Lisäksi osaaminen on kehittynyt esimerkiksi vesiviljelyn, kalatalouden, hydrologisen mallinnuksen ja ekosysteemipalveluiden osalta. Kaikissa huippuyksiköissä on ollut myös vahva tieteidenvälinen lähestymistapa.

Yhteispohjoismainen tutkimusrahoitusorganisaatio Nordforsk avasi pohjoismaisen huippuyksikköhaun veden monimuotoisesta roolista biotaloudessa vuonna 2015. Haun avaamista edelsivät monipolviset neuvottelut eri pohjoismaiden kanssa. Biotalous nähtiin kaikissa pohjoismaissa erittäin ajankohtaiseksi teemaksi, mutta teeman rajaaminen tiettyyn kaikkia hakuun osallistuvia maita kiinnostavaan ja yhdistävään aiheeseen osoittautui vaativaksi. Loppujen lopuksi huippuyksikköohjelmaan osallistuivat kaikki muut pohjoismaat paitsi Tanska. Nordforsk, The Research Council of Norway, The Iceland Centre for Research Rannis, The Swedish Research Council for Environment, Agricultural Sciences and Spatial Planning ja Suomen Akatemia osallistuivat rahoittajina huippuyksikköhakuun. Haun kokonaisbudjetti oli 90 milj. NOK (9,7 M€).

Ohjelman yleisenä tavoitteena oli vauhdittaa siirtymistä biotalouteen tuottamalla uutta tietoa aiheesta. Tärkeä yhdistävä tekijä pohjoismaisessa yhteistyössä biotalous-aihealueella on pohjoinen kylmä ympäristömme. Tutkimus voidaan toistaa ja tutkimustuloksia hyödyntää kohtuullisen helposti, kun ympäristöolosuhteemme ovat suhteellisen samankaltaiset. Lisäksi maiden kulttuurinen samankaltaisuus ja samanlaiset hallinto- ja päätöksentekojärjestelmät tekevät yhteistyöstä joustavaa ja toimivaa. Siirtyminen biotalouteen on yhtäältä erittäin haastava askel yhteiskunnalle, toisaalta se edellyttää riittävää kriittistä massaa tutkimuspuolella. Pohjoismaisen yhteistyön kautta tutkijat voivat vaihtaa näkemyksiään ja levittää osaamistaan. Lisäarvona pidettiin myös sitä, että yhteistyön myötä biotaloudesta voidaan vahvemmin viedä pohjoismaiden yhteneväisiä näkemyksiä EU-yhteistyöhön, ja sitä kautta muun muassa EU:n tutkimus- ja innovaatio-ohjelman teemoiksi.

Huippuyksikköohjelman keskeisenä teemana oli veden rooli pohjoismaisessa biotaloudessa, mikä käsittää luonnonvesien, veden kierron, vesiviljelyn tai prosessivesien tutkimuksen biotaloudessa. Ohjelmalla on haluttu tukea tieteidenvälistä tutkimusta ja poikkisektoraalista yhteistyötä sekä tiivistää pohjoismaiden välistä yhteistyötä. Rahoitettavien huippuyksiköiden toivottiin vahvistavan syvällisen tutkimuksen lisäksi tutkijayhteisön ja yritysten välistä yhteistyötä, osallistuvan nuorten tutkijoiden kouluttamiseen sekä edistävän tutkijaliikkuvuutta pohjoismaiden välillä. Tässä onnistuttiinkin varsin hyvin huolimatta siitä, että covid-19-pandemia haittasi liikkuvuutta, sulki useat laboratoriot kuukausiksi ja hidasti tutkimuksen etenemistä. Huippuyksiköt saivat ylläpidettyä ja rakennettua yhteistyötä ja ajatustenvaihtoa uusien digitaalisten toimintatapojen avulla. Yhteensä väitöskirjoja valmistui huippuyksiköissä 29 kappaletta.

Hakemuksia huippuyksikköhaussa jätettiin ensimmäisessä hakuvaiheessa 30 kappaletta, joista ohjelman ohjausryhmä valitsi haun toiseen vaiheeseen kymmenen hakemusta. Kansainvälisen arviointipaneelin näkemyksen ja Bioeconomy-ohjausryhmän esityksen perusteella näistä kymmenestä hakemuksesta rahoitettiin kolme pohjoismaista huippuyksikköä − Biowater, Sureaqua ja NordAqua − viideksi vuodeksi. Hankkeet olivat käynnissä vuosina 2017–2022.

Maankäytöllä merkittäviä vaikutuksia vesistöjen laatuun

Biowater (An interating nexus of land and water management for a sustainable Nordic economy) -huippuyksikön päätavoitteena on tutkia biotalouden vaikutuksia maankäyttöön ja veden määrään sekä laatuun. Tutkimus painottuu biotalouden vaikutuksiin ainevirroissa ja vesistöissä. Työssä hyödynnetään muun muassa pitkiä veden laadun ja hydrologian aineistoja, eri tutkimusvaluma-alueita ja vesistökohteita. Lähtökohtana oli viisi erilaista biotalouden tulevaisuuden polkua. Näitä mallintamalla selvitettiin, millaisia vaikutuksia maankäytöllä ja ilmaston muutoksella on pohjoismaisiin vesiin.

Viidestä eri siirtymäpolusta vihreä siirtymä hiilineutraaliin biotalous-yhteiskuntaan on huippuyksikön tutkimusten perusteella suositeltavin. Maankäytöllä todettiin olevan suurempi merkitys vesiemme laatuun kuin ilmastonmuutoksella, ja tämä mahdollistaa paikalliset toimenpiteet vaikutusten minimoimiseksi. Vihreä siirtymä todettiin myös taloudellisesti mahdolliseksi, jolloin ei ole tarvetta valita ympäristön tai talouden hyvinvoinnin välillä.

Vesistövaikutusten taloudellista merkitystä tarkasteltiin arvottamistutkimuksen avulla. Luonnonvesillä on tärkeä rooli virkistyskäytössä, ja myös ihmisen kokonaisvaltaisen terveyden kannalta puhtaat vesiympäristöt ovat tulevaisuuden biotalousyhteiskunnassa hyvin merkittävät. Tärkeänä painopisteenä huippuyksikössä on ollut myös tutkijoiden jatkokoulutus ja heidän yhteiset työpajansa ja kurssit muun muassa mallintamisesta ja hydrologiasta. Huippuyksikössä on tekeillä 8–9 tohtorintutkintoa, joista viisi on jo valmistunut. Biowaterissa on ollut myös monipuolista sidosryhmäyhteistyötä: huippuyksikköön kuuluu kahdeksan pohjoismaalaista konsortion osapuolta ja viisi pohjoismaiden ulkopuolista yhteistyötahoa. Suomesta Biowater-huippuyksikköön kuuluvat Suomen ympäristökeskus (Syke), Oulun yliopisto ja Luonnonvarakeskus (Luke). Yksikön työ jatkuu EU-hankkeissa ja kansallisissa hankkeissa.

Kestävää biotaloutta edistämässä

Sureaqua (The Nordic Centre of Excellence for Sustainable and Resilient Aquatic Production) on monitieteinen huippuyksikkö, joka keskittyy ekologisesti kestävän akvaattisen biotalouden kehittämiseen Pohjois-Euroopan alueella. Huippuyksikkö pyrkii parantamaan pohjoismaista ruokaturvaa ja omavaraisuuden hallintaa, lisäämään raaka-aineiden tehokasta käyttöä ja kasvattamaan sinisen biotalouden sektorin työllistävyyttä. Lisäksi huippuyksikkö edistää ekologista, sosiaalista ja taloudellista kestävyyttä. Huippuyksikköön osallistuu 13 yliopistoa ja tutkimuslaitosta sekä useita yrityksiä. Suomesta huippuyksikköön osallistuu Itä-Suomen yliopisto.

Sureaqua-huippuyksikössä on keskitytty erityisesti vesiviljelyn kehittämiseen eri näkökulmista. Kalankasvatuksessa on selvitetty panimoteollisuuden jätemateriaalin sisältämän proteiinin hyödyntämistä kalanrehuna, kehitetty kalojen terveyden on-line-mittausteknologiaa sekä tutkittu makrolevien kasvatuksen mahdollisuuksia ja kasvatusolosuhteiden optimointia. Lisäksi on tutkittu kuluttajien asenteita levien hyödyntämiseen elintarvikkeina sekä kalojen, simpukoiden ja levien yhteiskasvatusta. Erityisesti on selvitetty, voidaanko simpukkakasvatuksen yhdistämisellä kalankasvatukseen vähentää kalankasvatuksen aiheuttamia ravinnepäästöjä vesistöön. Huippuyksikössä on saatu aikaan merkittäviä tuloksia, jotka on julkaistu noin 30 tieteellisessä artikkelissa. Huippuyksikön toiminnassa on ollut erityisen kiinteää yhteistyötä teollisuuden ja yritysten kanssa esimerkiksi hyönteisten ja panimoteollisuuden jätteiden hyödyntämisessä kalan rehuna. Huippuyksikössä on tähän mennessä valmistunut neljä tohtorin tutkintoa, ja opiskelijoiden yhteistyö eri seminaareissa ja työpajoissa on ollut vilkasta. Yksikön työ jatkuu useassa EU-rahoitteisessa hankkeessa.

Pohjoismaisen levätutkimuksen edelläkävijä

Nordaqua (Towards Versatility of Aquatic Production Platforms: Unlocking the Value of Nordic Bioresources) -huippuyksikkö on kymmenestä pohjoismaisesta yliopistosta ja tutkimuslaitoksesta koostuva verkosto, johon kuuluu lisäksi kymmenen teollisuuspartneria sekä useita muita yhteistyökumppaneita. Suomesta huippuyksikköön kuuluvat sitä koordinoivan Turun yliopiston lisäksi Helsingin yliopisto, Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Luke. Huippuyksikön tavoitteena on hyödyntää akvaattisia fotosynteettisiä organismeja kemikaalien, farmatuotteiden, biopolttoaineiden sekä ruoan ja rehun tuotannossa ja jäteveden puhdistuksessa. Yksikössä keskitytään erityisesti levien hyödyntämiseen biopohjaisten tuotteiden, kuten biopolttoaineiden ja hienokemikaalien sekä ravinnon ja rehun tuotannossa. Toisena keskeisenä tavoitteena on kehittää synteettisen biologian menetelmiä fotosynteettisten solutehtaiden luomiseksi. Laaja huippuyksikkö koostuu kuudesta klusterista.

Nordaquan keskeisenä tavoitteena on ollut vahvistaa pohjoismaista levätutkimusta ja sen kapasiteettia. Yksi esimerkki tästä on Pohjoismaisen levien kantakokoelman perustaminen. Huippuyksikössä on myös kehitetty infrastruktuuri, jossa kasvihuoneen jätevesien fosforia ja typpeä hyödynnetään ympärivuotiseen leväkasvatukseen. Lisäksi huippuyksikössä on tutkittu leväkasvatusta meressä, ja luotu siihen sopiva infrastruktuuri. Huippuyksikön pitkäaikaisena tavoitteena on kehittää fotosynteettisiä solutehtaita aurinkoenergian suoraan konversioon erilaisiksi kemikaaleiksi ja biopolttoaineiksi.

Huippuyksikössä on tehty merkittävää yritysyhteistyötä erityisesti niillä aihealueilla, joissa ollaan jo lähempänä sovelluksia. Lisäksi nuorten tutkijoiden koulutus ja verkottuminen on ollut toiminnan alusta lähtien hyvin aktiivista. Huippuyksikön toiminnan aikana on suoritettu yhteensä 16 tohtorin tutkintoa. Lisäksi nuorille tutkijoille on järjestetty kursseja, yhteisiä tapaamisia ja työpajoja eri teemoista. Yksikön tutkimus jatkuu muun muassa useissa EU-hankkeissa.

Biotaloustutkimuksen merkitys kasvaa

Tutkimuksen pitkäjänteisyys ja jatkuvuus ovat merkittäviä tekijöitä sen kannalta, että tutkimus on vaikuttavaa ja että se johtaa myös sovelluksiin ja uusiin toimintatapoihin. Veden roolia biotaloudessa tutkivien huippuyksiköiden toiminta ja yhteistyö jatkuvat monissa EU-hankkeissa, pohjoismaisena yhteistyönä sekä kansallisissa hankkeissa. Pohjoismaisen huippuyksikköohjelman avulla yksiköt ovat myös huomattavasti paremmassa asemassa tiukassa kilpailussa rahoituksesta. Vuosina 2014–2015 biotaloustutkimus oli vielä suhteellisen tuore tutkimusaihe. Tänä päivänä sen merkitys on erittäin suuri siirtyessämme vähitellen fossiilitaloudesta biotalouteen.