Tallinna Tehnikaülikooli teede ja liikluse teadus- ja katselaboratooriumi juhataja Kristjan Lill uurib juba aastaid võimalusi, kuidas saaks puidust valmistatava ligniiniga asendada asfaldi tootmisel bituumenit.

Kirjeldage oma teekonda teaduse juurde: kuidas teist sai teadlane?

Tuleb tõdeda, et minu teekond teadlaseks ei olnud kuidagi planeeritud. 2013. aastal pärast aastat Kaitseväes oli vaja leida endale suveks töökoht. Kuna olin enne ajateenistust pool aastat tööl ühes tee-ehitusmaterjale katsetavas laboris, siis huvi oli selles valdkonnas ka jätkata.

Kuigi mul oli võimalus samasse laborisse tööle tagasi minna, siis töökoha asukoht oli ülikooliõpingute kõrvalt väga ebamugav. Seetõttu uurisin tolleaegselt Tallinna Tehnikaülikooli teede ja liikluse labori juhatajalt, kas mul oleks võimalik osakoormusega selles laboris töötada. Minu õnneks mulle tõesti seda kohta ka pakuti ja nii algas ka minu karjäär Tallinna Tehnikaülikoolis.

Aasta pärast tööleasumist tellis tolleaegne maanteeamet tehnikaülikoolilt põhjaliku uuringu bituumensideainete kohta. Mulle pakuti võimalus selles uuringus osaleda, millega ma loomulikult ka nõustusin. Selle uuringumeeskonnaga liitumist loen enda teadlasekarjääri alguseks.

Mis on teie praeguse teadusprojekti teema ja kuidas te selleni jõudsite? 

Olles nüüd juba kümme aastat Tallinna Tehnikaülikooli teede ja liikluse laborit juhtinud, siis on iseenesestmõistetav, et minu uurimissuunad on seotud tee-ehitusmaterjalidega. Peamisteks uurimissuundadeks on asfaltsegud ning nendes kasutatavad sideained.

Hetkel aktuaalseim uurimissuund on asfaltsegudes bituumensideaine osaline asendamine biopõhise ligniiniga (sh riigikantselei projekt). Kahjuks tuleb tõdeda, et selle teema juurde jõudsime 2022. aastal Ukraina sõja tõttu. Kuna asfaltsegudes kasutatud bituumen pärines meie regioonis peamiselt vene naftast, siis mõistetavalt hakati järjepanu ebasõbralike riikide tooteid sanktsioneerima.

See tingis asjaolu, et bituumen muutus oluliselt raskemini kättesaadavaks ning ühtlasi ka märkimisväärselt kallimaks. Et torm täiuslik oleks, siis Leedus paiknev rafineerimistehas oli 2022. aasta suveks planeerinud põhjaliku hoolduse, mistõttu kuu aega ei olnud bituumenit võimalik saada.

Kes natukenegi teedeehitusega seotud, siis need mäletavad, kui 2022. aasta suve kõige paremal asfalteerimisperioodil pidid asfalditehased end järjepanu sulgema, sest bituumenit ei olnud võimalik saada. Kõik see andis tugeva tõuke, et teadlasena otsida võimalikke lahendusi ning üheks suunaks saigi bituumeni osaline asendamine. Tänu tehnikaülikooli keemikutele jõudis kiiresti meie teadvusse ligniin, mida toodetakse kohalikust puidust ning nüüd oleme selle teemaga varsti juba kolm aastat tegelenud.

Kui kaua olete selle teemaga tegelenud ja millal loodate jõuda tulemusteni?

Bituumeni asendamist ligniiniga oleme uurinud 2022. aastast, kui ülalmainitud riigikantselei projektiga tegeleme 2024. aasta algusest. Riigikantselei projekti üheks täiendavaks ülesandeks on saavutada ka asfaltsegu süsinikneutraalsus.

Praegu oleme lõpetamas uuringu teist etappi, milles oleme nii laboratoorselt kui ka asfalditehase tasandil tõestanud, et ligniini abil on tõesti võimalik asfaltsegusid toota ning need on ka süsinikneutraalsed.

Kui tellija jääb kahes esimeses etapis tehtuga rahule, siis järgneb kolmas etapp, kus väljatöötatud asfaltsegudest valmistatakse katselõigud. Kuna kõnealuse uuringu eestvedajaks on Viimsi vald, siis loodetavasti kuulete juba sel suvel nende asfaltsegude paigaldamisest Viimsi keskuses. Selle projekti raames on asendusmäärad olenevalt asfaltsegust 25–30%.

Mis võiks olla projekti mõju?

Projekti peamine mõju on tõestada, et bituumen on tõesti vähemalt mingis ulatuses ligniiniga asendatav ning ligniinist tuleneva biopõhise süsiniku sidumisega on võimalik asfaltsegude globaalse kuumenemise potentsiaal (GWP – global warming potential) viia nulli või isegi negatiivseks.

Millised on olnud kõige keerulisemad väljakutsed praeguse teadustöö raames?

Kuigi ligniini nimetatakse puidurakus olevaks liimaineks, siis sellegipoolest on tegemist täiesti teist laadi materjaliga kui bituumen. Esiteks on ligniin pulbrilisel kujul, mis tekitab juba labori tasandil ebamugavusi, kuid tehase tasandil seab terve rea uusi probleeme, sest ükski asfalditehas ei ole sellist tüüpi materjali kasutamiseks konfigureeritud. Teine suurem probleem on kõrgete asendusmäärade saavutamine. See on ka teema, millega on soov tulevikus jätkata, et leida viise, kuidas asendusmäära veel kõrgemale saada.

Millised on olnud teadlasena teie põnevamad hetked?

Tõstaksin kindlasti esile nii konverentse kui ka külastusi teistesse teadusasutustesse. Kuigi teadlase igapäevatöö osaks on hoida end kursis teaduskirjandusega, siis kõige paremini on saad maailmas toimuvast aru, kui saad teistega kokku ja saad enda uurimisteemade üle arutada.

Millised on teie isiklikud eesmärgid teadlasena? 

Minu eesmärk on jätkata tee-ehitusmaterjalide valdkonna uuringutega, kusjuures lähitulevikus on soov just keskenduda keskkonnasõbralikele lahendustele. Lootus on, et suudame leida projekti, mille raames arendada täiesti fossiilivaba sideaine, mis saaks bituumeni täielikult asendada. Üks täiendav, aga vähemalt sama oluline eesmärk teadlasena on Tallinna Tehnikaülikooli teedeehituse suuna teadustegevuse arendamine ja nähtavaks tegemine.

Meie uurimisrühma (teedeehitus ja geodeesia) teedeehitajate pool on küll teinud pidevalt rakendusuuringuid, kuid seejuures on unarusse jäetud teadusmaailma ülioluline osa – teadusartiklite publitseerimine. Paljude uuringute puhul jõuame väga huvitavate tulemusteni, aga teadusartiklina publitseerimata jäävad need ülejäänud teadusmaailmale kättesaamatuks. Loodetavasti lähiaastatel on meil meeskond, kes lisaks uuringutele suudab ka järjepidevalt publitseerida.

Millisena näete TalTechi rolli tuleviku teaduses Eestis ja maailmas?

Maailm on pidevas muutumises ning TalTech peaks olema tehnika- ja tehnoloogiavaldkonnas suunanäitaja. Väidan, et juba täna tehakse TalTechis väga olulisi teadusavastusi, mis viib nii Eestit kui ka muud maailma edasi. Tuleb tunnistada, et ma kindlasti ei saa seda väita kogu meie ülikooli kohta, kuid kindlasti kehtib see teedeehituse kohta.

Kui soovime enda nähtavust maailmas suurendada, siis peame mõistma, mis suunda teadusmaailm liikunud on, me ei saa piirduda ainult kohalike rakendusuuringutega, vaid peame püüdlema ka üleeuroopaliste või ülemaailmsete teadusprojektide poole.