#4
Materjalitehnoloogiate raport

Materjalitehnoloogiate raport

Nutika spetsialiseerumise ressursside väärindamise kasvuala raport: materjalitehnoloogiad

Kokkuvõte

Valdkonna kirjeldus

Materjalitehnoloogiad on tööstus- ja muude ettevõtlusharude toetavaks valdkonnaks, mille eesmärgiks on olemasolevate toodete omaduste parendamine või uute toodete väljatöötamine.

Materjalitehnoloogiad on seotud traditsiooniliste (looduslik tooraine, põlevkivi jne) ja/või uute materjalide (tehislikud nanomaterjalid, -pinnakatted, komposiidid, polümeerid jne) rakendamisega erisugustes toodetes. Kuigi tänapäeval leiavad uued materjalid ja tehnoloogiad kasutust mitmetes valdkondades alates meditsiinist lõpetades IKT-ga, on materjalitehnoloogia peamine ja kõige olulisem rakendusvaldkond töötlev tööstus.

Ressursside väärindamise materjalitehnoloogia valdkonnas on vaatluse all kaks erinevat suunda:

  • materjalitehnoloogiad töötlevas tööstuses;

  • põlevkivi, kui loodsuliku ressursi väärindamine.

Hetkeolukorra kirjeldus

Globaalsel tasandil materjalitehnoloogiate üha kiirenev ja laialdasem adapteerumine tööstusprotsessidesse (tööstus 4.0, automatiseerimine, kiirvalmistamine, sensoorika, energeetika jne) võimaldab energia ja ressursside efektiivsemat kasutamist.

Nii töötlev kui ka põlevkivitööstus on Eesti majanduse, ekspordi (vastavalt 70% toodangust ja 85% põlevkiviõlist) ja tööhõive osas väga olulised sektorid (töötlev tööstus u 19%). Kogu töötlevas tööstuses on hõivatud ligikaudu 115 000 inimest (tööhõivest u 19%) ja kolmes põlevkivi ettevõttes u 10 000 (EE, VKG, KKT). Sektori ekspordi (töötlev tööstus, põlevkiviõli) puhul ollakse tihedalt seotud traditsiooniliselt tugevate turgudega (EL, Skandinaavia).

Praegu iseloomustab sektoreid pigem madala lisandväärtusega toodete (allhanke suunitlus, vähe omatooteid) tootmine ja tooraine ressursi (2013 a. põlevkivi tooraine kasutamine otse elektritootmisel 73% ja 24% suurema lisandväärtusega põlevkiviõliks) vähene väärindamine.

Probleemid valdkonnas (Eestis)

Peamiseks probleemiks on töötleva tööstuse vähene suutlikkus laialdasemalt rakendada uuenduslikke materjale või -tehnoloogiaid tootmisprotsesside efektiivsemaks muutmiseks – puudu on nii spetsiifilisest oskusteabest, teadus- ja arendustegevuse ning innovatsiooni (TAI) valdkonna töötajatest kui ka rahalistest vahenditest.

Valdkonna üldisem probleem on ettevõtete (töötlev tööstus) ja ülikoolide TAI tegevuste vähene ühisosa ning järjepidevus tootearendusel. Tehnosiirde läbiviimiseks puudub võimekus st nii laboritasemelt pooltööstuslike lahenduste väljatöötamiseks kui ka uute tehnoloogiate esmaseks testimiseks (nn proof of concept).

Uute materjalitehnoloogiate levik tööstusesse on tingitud vajalike kogemustega spetsialistide puudusest ja oskusteabest Eesti ettevõtluses. Üha vananev insenertehnilise personali osakaal ja noorte spetsialistide ebapiisav järelkasv moodustab olulise kitsaskoha ka põlevkivi sektoris.

Eesmärgid, mis tuleb valdkonnas seada

Valdkonna arengustsenaariumis on kolm peamist eesmärki:

  • Kõrgtehnoloogiliste materjalitehnoloogiate arendamise soodustamine;
  • Materjalitehnoloogiate kasutamise suurendamine töötlevas tööstuses;
  • Põlevkivi ressursikasutuse ja -kaevanduse efektiivsuse suurendamine.

Lahendused (tegevused), mis aitaksid probleeme leevendada ja eesmärkideni jõuda

Soodustada ettevõtluse ja teadlaste tihedamat koostööd läbi tootearenduse ja tehnosiirde tegevuste, mh soodustada (stipendiumid, erakapital) uute innovaatiliste ettevõtete (start-up-, spin-off-tüüpi) esilekerkimist kiirelt arenevates ja eri niši(kasvu)valdkondi ühendavates sektorites. Siduda TA asutustes tehtavad teadusuuringud ning eri faasis ettevõtete tootearendus.

Välja töötada nn tehnotõlgid olemasolevate kompetentsikeskuste (TAK-d/tippkeskused) baasil, suurendamaks ettevõtete materjalitehnoloogia alast oskusteavet. Lisaks juhtide mentorlusele suurendada tehnoloogide, inseneride ja spetsialistide täiend- ja ümberõpet.

Põlevkivisektoris soodustada uute rakenduste/tehnoloogiate (peenkeemia) väljatöötamiseks vajalikku arendustegevust ning mitmekülgsete kompetentside kaasamist nii haridusse kui ka TA-sse. Motiveerivate stipendiumite abil tagada insenerialadele (põlevkivi, materjaliteadus) piisavad vastuvõtutasemed kõikides õpingu astmetes ja soodustada üliõpilaste interdistsiplinaarset koostööd (rahastused meeskondadele, töögruppidele jne).

1 SEKTORI ÜLEVAADE

1.1 SEKTORI ÜLDISED ANDMED

Materjalitehnoloogiate globaalseid trende iseloomustavad ja mõjutavad eri (tööstus)sektorite nõudluspooled ja üldsuundumused, mis sunnivad leidma uusi lahendusi kõrgtehnoloogiliste rakenduste näol. 7 Kuivõrd materjalitehnoloogiad on oma olemuselt interdistsiplinaarne valdkond, siis tähendab globaalne areng sektori sees pigem lõimumist teiste valdkondade suundumustega (nt IKT, biotehnoloogiad, meditsiin) kui iseseisvat progressi. Järgmise tööstusrevolutsiooni olulisimaks nurgakiviks saab veelgi enam olema piiride hägustumine eri valdkondade vahel ning globaalsetest turgudest tulenev kiirem innovatsioon, kommertsialiseerimine ja tootmine.

Suurimaks proovikiviks materjalitehnoloogia sektoris üldisemalt saab alt-üles-kontseptsiooni (bottom-up manufacturing) laiem kasutuselevõtt nii nanotehnoloogias, pinnakattetehnoloogiates kui ka tööstuses laiemalt. Tooraine ja energia säästlik kasutamine ning pidevalt karmistuvad keskkonnanõuded on üks peamisi motivaatoreid kõrgtehnoloogiliste materjalide ja materjalitehnoloogiate kasutuselevõtuks terves tööstussektoris. Kiirvalmistamise tehnoloogia (additive manufacturing) koos tööstusseadmete omavahelise paindliku juhtimise ja süsteemidevahelise suhtluse ning otsusvõimega (tööstus 4.0, ingl industry 4.0 8) hakkab ümber kujundama tervet tööstussektorit. Peale tootmispõhimõtete muutuste peab reageerima ka tooraine sektor, sest uued tehnoloogiad vajavad teistsuguseid lahendusi (joonis 1 9).

Joonis 1 Kiirvalmistamise tehnoloogia võimalused ja rakendused

Euroopa Komisjon on nimetanud materjalitehnoloogiad, sh nanotehnoloogia, üheks tuleviku võtmetehnoloogiaks ning sektori arengut iseloomustavad suurenevad tootmismahud ja kiirem uute (nano)materjalide/-tehnoloogiate kommertisaliseerimine. Aastaks 2020 prognoositakse nanotehnoloogiliste toodete globaalseks turumahuks ligi 3 triljonit USD. 10 Suurenevaid turumahte ja tõusvaid kasvutrende uute tehnoloogiate ning materjalitüüpide osas on näha terves sektoris mh ka NS nanotehnoloogiliste materjalide niššide alamvaldkondades: nanokomposiidid 11; nanofiibrid 12; süsiniknanotorud (CNT-carbon nanotube) – väga lai kasutusvaldkond (plastid, komposiidid, elektroonika, energeetika jne), prognoositav turumaht 2018. aastaks 1,49 mld dollarit. Märkimisväärne mahukasv on seotud elektroonikasektori suure nõudlusega. 13 Nanotehnoloogiad energeetikas – energiavaldkonnaga seotud nanotehnoloogiate rakenduste turupotentsiaal on 15 mld USD väärtuses (11,4% a/a). 14 Energeetikas üdisemalt muutub aina olulisemaks eri tehnoloogiate kasutamine sümbioosis (nt tuulikud + kütuseelemendid, et ühtlustada tuuliku energiatootmisest tulenevat kõikumist).

Pinnakattetehnoloogiatel ning eriti just õhukestel kiledel on suur potentsiaal mikro- ja nanoelektroonikas, sensoorika valdkondades ning multifunktsionaalsete pindade rakendustes (vt lisa). Praeguste suundumuste taustal võib eeldatav turumaht küündida ligikaudu 15 miljardi dollarini aastaks 2016. 15

Kogu maailma metallitööstuse ja külgnevate tööstusharude suurim proovikivi on vähendada materjali kvaliteedi ja tooteomaduste halvenemist, mis on põhjustatud korrosioonist. Hinnanguliselt põhjustab korrosioon 3–3,5% arenenud riikide SKP-st. Korrosiooni takistavate meetmete kasutuselevõtuga tekib  aastane kokkuhoid 20–25%. 16 Valdkonnas on suur vajadus ja nõudlus kõrgtehnoloogiliste pinnakattematerjalide järele, mis loob väga hea koostöövõimaluse TA ning metallitööstuse ettevõtete vahel.

Põlevkivi kui alternatiivne ressurss naftale ja gaasile on tähelepanu all kogu maailmas. Põlevkivivarud on väga suured ja nende energeetilist potentsiaali saab võrrelda tänapäeval kasutusel olevate naftaressurssidega. Globaalsel tasandil on põlevkivi kasutuselevõtust huvitatud paljud riigid (USA, Brasiilia, Saksamaa, Hiina, Austraalia, Jordaania jne). Arvestades võimalikke avanevaid turge on Eestil hea positsioon olemasoleva TA ja tehnoloogia kompetentside ekspordiks ning rahvusvaheliseks koostööks.

1.1.1 Eesti sektori ülevaade

Kuigi tänapäeval kasutatakse uusi materjale erinevates valdkondades alates toiduainetööstusest ja lõpetades IKT-ga, on materjalitehnoloogia peamine ning kõige olulisem rakendusvaldkond töötlev tööstus. Eesti kogu töötleva tööstuse sektori ettevõtetes töötab ligikaudu 115 000 inimest, mis moodustab kogu tööhõivest ligikaudu 19%. Tööstussektori osatähtsus on majanduses lisandväärtuse põhjal sama suur kui Euroopa Liidus keskmiselt (u 15%). Samas on hõivatute osatähtsus Eestis EL-i riikide seas üks kõrgemaid (umbes viiendik), mis näitab, et mujal suudetakse sama arvu töötajatega luua rohkem lisandväärtust. 17

Töötleva tööstuse sektor koosneb peamiselt väikestest ja keskmise suurusega ettevõtetest ning on suunatud pigem allhanke tegevustele. Materjalide valmistamises domineerib suhteliselt väikese lisandväärtuse ja uuenduslikkusega traditsiooniliste loodus- ja mõningate tehismaterjalide tootmine (puit, ehitusmaterjalide komponendid, põllumajandussaadused, metallitooted, plastmaterjalid). Valdkonnas peaaegu puudub kõrgtehnoloogiline ja innovaatiline materjalide valmistamise tööstus (nt süsiniknanotorude, nano- ja süsinikstruktuuride, ülipuhaste elektroonikatööstuse komponentmaterjalide jms süntees). Valdkonna tegevusi üldisemalt iseloomustab suhteliselt väike lisandväärtus ja hinnalae saavutamine.

Materjalide rakendamise TA tegevustes domineerib rakenduste arendamine, mis põhineb uute ja uuenduslike materjalide kasutamisel (nanostruktuurid, taastuvenergeetika materjalid, nano- ja mikrofiibrid jms). Vähem pööratakse rõhku traditsioonilistele materjalidele (puidu ja ehitusmaterjalide toorainete väärindamine jms), kuigi on ka erandeid (näiteks katsed põlevkivitööstuse jäätmeid kasutusele võtta, biomassi energeetikas kasutamise uuringud jms). Eranditena iseloomustab tegevusi suunatus uuendusmeelsetele ettevõtetele (Skeleton Technologies OÜ, AS Elcogen, Crystalsol OÜ jt).

On üksikuid näiteid suure potentsiaaliga kiirelt arenevatest valdkondadest, näiteks komposiitmaterjalide rakendamisel (taastuvenergeetika seadmed, veesõidukid, droonitehnoloogiad, tööriistad), kuid vastavaid tegevusi iseloomustab nõrk seotus TA tegevustega, mistõttu arendustööde maht ja tõhusus ei vasta valdkonna potentsiaalile. Eeltoodud uuenduslike materjalide rakendamise peamine kitsaskoht on skaleerimine laboritasandilt prototüüpide ja tootmistasandile, mille rahastamine ei ole ettevõtetele sageli jõukohane.

Eestis tegutsevad ettevõtted

Kogu töötlevas tööstuses tegutses 2013. aastal ligi 6000 ettevõtet. Vähemalt 100 töötajaga firmasid oli üle 200 ja neis oli hõivatud pool tööstussektori töötajatest. 2013. aastal jäi töötleva tööstuse ettevõtete kogu müügitulu ligikaudu 10 mld euro tasemele. Materjalitehnoloogias olulistes töötleva tööstuse harudes eksisteerivad üksikud ettevõtted (vt lisa 1), kes suudavad toota kõrget lisandväärtust. Väga paljude edukate VKE-de või suurte ettevõtete loodav lisandväärtus jääb vahemikku 20 000 – 30 000 eurot töötaja kohta, samas eksisteerib toote- ja tehnoloogiaarendusettevõtteid, kes suudavad luua lisandväärtust üle 50 000 – 70 000 euro töötaja kohta. Materjalitehnoloogia rakendamise võimekuse alusel võib ettevõtteid vaadelda järgmiselt:

  • Materjalitehnoloogiaid arendavad ettevõtted, kelle tooted või teenused põhinevad uudsel materjalil või arendataval tehnoloogial. Nendel ettevõtetel on üldjuhul teadmised ja kompetents firmas olemas ning tehakse väga palju TA koostööd nii riigisisesi kui ka välismaal. Peamiselt on tegemist TA kommertsialiseerimisega ja ollakse eranditult suunatud globaalsetele turgudele. Olulisemad ettevõtted on Skeleton Technologies OÜ – superkondensaatorid; AS Elcogen – kütuseelemendid; Crystalsol OÜ – PV päikesepaneelid; Visitret Displays – energiasäästlik ekraanitehnoloogia; Clifton AS – GaAs jõuelektroonika; valdkondlikud spin-off’id.
  • Uudseid materjalitehnoloogiaid kasutavad töötleva tööstuse ettevõtted. Nemad kasutavad juba olemasolevaid tehnoloogiaid/materjale tooteuuendusteks või oluliselt muudetud toodete valmistamiseks. Peamiselt on TA suunatud põhitegevuse/-toodete optimeerimiseks (tootlikkus, tooraine kasutusefektiivsus, energiakulu, uued omadused/funktsionaalsused jne). 18

Töötlevas tööstuses tervikuna kasvab üha rohkem ekspordi osatähtsus ja alates 2009. aastast on ekspordi maht pidevalt suurenenud, ulatudes ligikaudu 7 mld euroni aastal 2013. Eesti töötlev tööstus ekspordib umbes 70% oma toodangust, seega on välisturgude tundmine ja turumuutustele reageerimine selles sektoris väga oluline. Materjalitehnoloogia seisukohalt on suurimad eksportijad aparaadi-, puidu-, keemia-, metalli- ning kummi- ja plastitööstus, moodustades kogu ekspordimahust ligikaudu 60%.

Joonis 2. Eksporditurgude sihtkohad mõningate töötleva tööstuse harude kaupa.


Sektori suurust arvestades on eri tööstusharude eksportmaade varieeruvus küllalt suur, kuid olulise osa moodustavad siiski lähiriigid Soome ja Rootsi, kust on tulnud ka enamik (üle 60%) Eesti töötlevasse tööstusesse tehtud välisinvesteeringuid.

Globaalsete tehnoloogiatrendide taustal on töötleva tööstuse ettevõtete tehnoloogiline ja tootearenduse võimekus pigem tagasihoidlik. Samas haakuvad globaalsed kasvutrendid hästi ka Eesti vastavates valdkondades tegutsevate ettevõtete kasvuprognoosidega. Joonisel 3 on toodud Eesti Nanotehnoloogia Arenduskeskuse partnerettevõtete prognoosid 2013. aastal NanoTAK-i raames tehtava arendustegevusega seotud toodete ja teenuste müügipotentsiaali kohta.

Joonis 3 NanoTAK-i partnerettevõtete NanoTAK-i TA tegevusega seotud uute toodete ja teenuste müügiprognoos 2013 aastal

Põlevkivi sektoris tegutseb neli suuremat ettevõtet: Eesti Energia AS (EE), Viru Keemia Grupp (VKG), Kiviõli Keemiatööstuse OÜ (KKT) ja AS Kunda Nordic Tsement (KNT). Igal ettevõttel on oma kaevanduse (kaevemahud vastavalt 75%, 14%, 10%, 1%; kokku 20 mln tonni aastas 19), elektri- ja soojatootmise ning esimesel kolmel ka põlevkivi õlitootmise allharud (Eesti Energia Õlitööstus AS, VKG Oil AS, Kiviõli Keemiatööstuse OÜ 20). Põhiline osa põlevkivist tarbitakse elektrijaamades ja põlevkiviõli toorainena, seejuures toodeti 2013. aastal 85% elektrist põlevkivist.

Sektor on viimastel aastatel liikunud suurema põlevkivi ümbertöötlemise suunas (kasutatakse komplekssemaid väärtusahelaid, vt lisa) ja suurendatud on õlitootmise võimekust (EE Enefit 280; VKG 2 Petroteri seadet, kolmas valmib 2015. a). Aasta-aastalt on koos põlevkiviõlitoodangu kasvuga suurenenud ka põlevkivi tarbimine õlitööstuses. Praeguseks on VKG Eesti suurim põlevkivi ümbertöötlemise ettevõte (kütteõlid laevakütuse lisandiks, bituumen teedeehituseks, koks elektroodideks, fenoolid vaikudeks, tooraine keemiatööstusele, peenkeemia farmaatsia- ja kosmeetikatööstusele, polümeeride lisandiks jne). 2013. aastal tootis VKG ligi 60% Eesti põlevkiviõlist. KKT tegeleb peamiselt põlevkiviõlisaaduste tootmisega ning 2012. aastal moodustas müügitulust üle 80% põlevkiviõlide müük. EE on Eesti suurim põlevkivi kaevandaja, mille põhitegevusteks on elektrienergia ja soojuse tootmine, kusjuures elektrienergia moodustab üle 75% müügitulust. Seni on kasutatud põlevkivi peamiselt elektrienergia ja soojuse tootmiseks põlevkivi otsepõletamise teel, kuid viimastel aastatel on arendatud ka põlevkiviõli tootmist, mis 2013. aastal moodustas pisut üle 9% EE müügitulust. Suurem osa (u 85%) kogu sektori õlitoodangust eksporditakse Belgiasse (40%), Hollandisse (20%) ja Rootsi (18%). 21

1.2 HARIDUSE JA TAI ROLL VALDKONNAS

Üldistavalt võib öelda, et uuenduste läbiviimisel ja TA mahukuselt on USA, Saksamaa ja Jaapan materjalitehnoloogia valdkonnas kindlad liidrid. Väga kiiresti on viimastel aastatel arenenud ka Lõuna-Korea ja Hiina. Nendes riikides on kogu tugistruktuur hästi välja kujunenud, alustades akadeemilisest võimekusest, ambitsioonikatest tehnoloogiat tarbivatest ettevõtetest, kõrgelt kvalifitseeritud tööjõust ja hästi töötavast riskikapitali turust, mis võimaldab edukalt rakendada teadusmahukaid TA ning ettevõtluse tehnoloogiasiirdeid (vt lisa).

TA roll materjalitehnoloogiate arendamisel ja rakendamisel

Eesti TAI kogukulutused moodustasid SKP-st 2011. aastal 2,37%. Euroala (17) riikide keskmine oli 2,12% ja suurimatel TA-sse investeerivatel riikidel olid vastavad näitajad järgmised: Saksamaa 2,89%, Taani 2,98%, Austria 2,77% 22.

Eestis toimub materjalitehnoloogia TA tegevus peamiselt Tartu Ülikoolis (TÜ), Tallinna Tehnikaülikoolis (TTÜ) ja osaliselt ka Keemilise-Bioloogilise Füüsika Instituudis (KBFI). TÜ teadusrühmad on spetsialiseerunud nanotehnoloogia ja pinnakatete alastele uurimistöödele ning TTÜ-s on spetsialiseeritud peamiselt energeetika, pinnakatete, mehaanika, mehhatroonika ja põlevkivikeemiaga seotud uurimustele. KBFI tegevus on osaliselt samuti suunatud uute energeetikamaterjalide uurimis- ja arendustööle. Loetletud asutustel on tihedad sidemed nii Eesti kui ka rahvusvaheliste ettevõtetega ja TA-ga (vt lisa). Peamised rahvusvahelised partnerid asuvad EL-s ja lähiriikides (Soome, Rootsi) ning koostöö eri uurimisasutuste vahel on aastate jooksul hästi välja kujunenud. Lisaks koostööprojektidele ollakse seotud nii rahvusvaheliste (Science Link, 23 Technet_nano 24) kui ka riigisiseste koostöövõrgustikega (NAMUR 25), et ühtlustada ja suurendada piirkonna TA kompetentside ning taristu võimekust.

Võttes aluseks töötleva tööstuse laiemalt, on materjalitehnoloogia valdkonnas ettevõtete ja teadlaste koostöö tõhustamiseks Euroopa Liidu meetmetest loodud kaks tehnoloogia arenduskeskust (TAK):

  • Eesti Nanotehnoloogiate Arenduskeskus AS (NanoTAK, rajatud 2004. a, partnereid 13);
  • Innovaatiliste Masinaehituslike Tootmissüsteemide Tehnoloogiate Arenduskeskus (IMECC, rajatud 2009. a, partnereid 18).

NanoTAK on otseselt suunatud nanotehnoloogia ja pinnakatete TAI tegevustele, kuid IMECC-i fookus on pigem masinaehitusel ja tööstuse automatiseerimisel. IMECC-i tegevustest tulenevalt toimub tihe koostöö IKT sektoriga. Materjaliteadusliku poole pealt on suurim ühisosa kiirvalmistamise tehnoloogia (additive manufacturing, 3d printing) arendamisel ja rakendamisel. Aastail 2007–2013 moodustasid NanoTAK ja IMECC EAS-i jagatud tehnoloogia arenduskeskuse meetmest u 20% kogurahastusest (rahastatud TAK-e oli 8).

Peale TAK-de on materjalitehnoloogias üks interdistsiplinaarne tippkeskus "Kõrgtehnoloogilised materjalid jätkusuutlikuks arenguks" (periood 01.01.2011–31.12.2015, eelarve 6% kogu tippkeskuste 46,5 mln eurosest rahastusest), mis tegeleb uute materjalide arvutidisaini, sünteesi, karakteriseerimise ja rakendamisega, et lahendada jätkusuutliku kõrgefektiivse energeetika probleeme. Tippkeskusesse kuulub neli uurimisrühma: energia muundamise ja salvestamise seadmed (TÜ); superhapped ja -alused (TÜ), pinnakattematerjalid ja sensorid (TÜ), päikesepaneelid (TTÜ). 26 Biotehnoloogias on võrdlusena viis ja IKT-s kaks tippkeskust ning eelarvejaotus vastavalt 49% ja 19% kogu tippkeskuste rahastusest. 27

2007-2013 perioodil on EAS rahastanud ettevõtlusele suunatud materjalitehnoloogia TA põhiprojekte (12 projekti summas 4,6 mln eurot), eeluuringuid (25 projekti summas 416 377 eurot) ning TAK-e (summas 11 mln eurot). Väga suure tõuke materjaliteaduse ja -tehnoloogia arengule TA asutustes ning ettevõtluse ja TA koostöö arendamiseks andis materjalitehnoloogia programm (rahastaja SA Archimedes ERDF fondi kaudu). Selle programmiga rahastati 19 materjalitehnoloogia projekti summas 9,3 mln eurot. Kokku osales projektides ligikaudu 40 ettevõtet. 28

Materjaliteadust ja -tehnoloogiat õpetatakse Eestis Tartu Ülikoolis ja Tallinna Tehnikaülikoolis, kus on materjaliteaduse ja -tehnoloogia õppekavad kõikides õppeastmetes. Lisaks on TÜ ja TTÜ koostööprojektina loodud ühine rahvusvaheline õppekava “Materjalid ja protsessid jätkusuutlikus energeetikas”, mis on muu hulgas suunatud välistudengite kaasamisele. Õppetöö tõhustamiseks on asutatud TÜ ja TTÜ ühine doktorikool “Funktsionaalsed materjalid ja tehnoloogiad”, arendatud taseme- ja täienduskoolituse TTÜ magistriõppekava „Materjalitehnoloogia” ning loodud nanotehnoloogia moodulid TÜ füüsika magistriõppekava jaoks. Koostöös NanoTak-ga on alates 2011. aastast hakatud TÜ-s kaitsma materjaliteaduse doktorikraade. Praeguseks on kaitstud 11 väitekirja. Samas on ka paljud füüsika ja keemia doktorantuuri lõpetanute tööd tihedalt seotud materjaliteaduse ja/või ‑tehnoloogiaga.

Eeltoodud positiivsete suundumuste kõrval on huvi materjaliteaduse õppekava vastu aastatega langenud. Näiteks kui veel 2012. aastal võeti TÜ 16-le materjaliteaduse kohale 20 üliõpilast (s.t oli konkurss), siis 2014. aastal immatrikuleeriti 20 kohale 8 üliõpilast. Arvestades suurt väljalangevust (esimese aasta väljalangevus on umbes 40%), on tehnoloogiamahuka ettevõtluse tugevdamine doktorikraadiga tööjõu kaudu enam kui problemaatiline.

TA roll põlevkivi väärindamisel

TA&I strateegia 2007−2013 „Teadmistepõhine Eesti” ja selle rakendusplaani alusel käivitati energiatehnoloogia programm (ETP) ning keskkonnakaitse- ja tehnoloogia programm, mis on seotud põlevkivi kasutamisega ning tagajärgede mõju vähendamisega. 2010 aastast alates (osad projektid lõpevad 2015. a) on energiatehnoloogia TA projekte rahastatud (SA Archimedes) 3,9 mln euroga, mis moodustab 55% kogu rahastusest (16% biotehnoloogiale ja 26% materjalitehnoloogiale). Lisaks on TA strateegia võtmevaldkondade ja haridusteaduste eelisarendamine raames loodud energia- ja geotehnika doktorikool II (1,4 mln eurot, perioodil 2008-2015) ja kütuste keemia ja tehnoloogia magistriõppekava loomisprojekt (0,22 mln eurot 2010-2015 perioodil). Oluline rahastus põlevkivitööstuse keskkonnamõjude uuringutest on tulnud Keskkonna investeeringute keskuselt (KIK).

Põlevkivi arengukava 2016-2030 ja energiamajanduse arengukava 2030+ (ENMAK) raames arvestatakse põlevkivi osatähtsuse vähenemist elektritootmiseks ning samavõrra kasvamist õlitootmiseks. Seda kinnitavad põlevkivitööstuse ettevõtete kavad suurendada investeeringuid põlevkiviõli tootmisesse.

TA roll on töötada välja põlevkiviõli väärindamiseks kõrgema lisandväärtusega tooteid. Palju tähelepanu on pööratud mootorikütuste tootmisvõimaluste uurimisele rafineerimise teel. Lisaks on olnud ja on endiselt oluline teema õlitootmise kõrvalproduktide väärindamine, tuha- ja uttegaasi kasutus 29. Põlevkivi TA ja haridustegevus on praegu  seotud peamiselt TTÜ Virumaa kolledži, TTÜ mäe- ja soojustehnika instituudi ning Põlevkivi Kompetentsikeskusega (PKK). Virumaa kolledžis on põlevkivikeemiaga otseselt seotud üks rakenduskõrghariduse õppekava ja üks magistritaseme õppekava. TTÜ mäeinstituudis on alates 1996. aastast kaitstud 9 põlevkivialast doktoritööd (viimane 2011. a) ning osaletakse eri uuringutes ja projektides 30 31. Soojustehnika instituudis on kaitstud aastatel 2001-2014 vastavalt 4 doktoritööd.

PKK on sisuliselt valdkonna TAK (eelarve 16% kogu EAS kompetentsikeskuste 19,2 mln eurosest rahastusest) ja pakub labori- ja intellektuaalomandiga seotud teenuseid. Lisaks pakutakse ettevõtlusinkubaatori teenust, mida praegu kasutab üks ettevõte (Hydrogenatio R&D OÜ). 32 Hetkel on PKK tegevus suunatud pigem olemasolevate ettevõtete teenindamisele kui uute toodete/tehnoloogiate TA-le.

1.3 TUGEVUSED, NÕRKUSED, KONKURENTSIEELISED

Järgnev peatükk kirjeldab materjalitehnoloogia valdkonna SWOT analüüsi ja annab ülevaate peamistest teguritest. 33

Tugevused

Eesti olulisemad tugevused on ühelt poolt TAI taristuga seotud eeldused uuenduste toetamiseks ja ettevõtete suhteline avatus uutele lahendustele. Sõltuvalt valdkonnast on olemas vajalikud TA spetsialistid, teadus- ja arenduspotentsiaal ning kogemus uute lahenduste kasutamiseks ja juurutamiseks. Peale teadus- ja arendustegevuse potentsiaali on olemas suur- ja keskmiste ettevõtete võimekus ning avaliku sektori huvi uuendustealasteks investeeringuteks.

Nõrkused

Olulisemad nõrkused ja kitsaskohad on seotud tööjõu ning ettevõtete TA võimekusega. Sektori ettevõtetes on innovatsioonivõimekusega kvalifitseeritud tööjõudu väga vähe ja tippspetsialiste rakendatakse ebapiisavalt. Osaliselt on see tingitud vähesest teadlikkusest uutest tehnoloogiatest ning koostöövalmidusest sektori sees ja/või teiste sektoritega. Jätkuvalt on problemaatiline TA asutuste vähene võimekus ja huvi sektori ettevõtlusele vajalike rakendusuuringute tegemisel ning ebapiisav rahastus tootearenduseks. Ettevõtete profiilist (VKE) tulenevalt on lisakapitali kaasamine uuendustesse ja arendustegevuseks raskendatud ning olukorda võimendab finantssektori vähene huvi uudsete tootmistehnoloogiate arendamise toetamise vastu. Seepärast on osas tööstussektorites ettevõtete ja TA arendustegevus lühiajaline ning episoodiline.

Võimalused

Eesti võimalused on seotud valdkondliku TA rakendamisega ettevõtluses uute (materjali)tehnoloogiate/lahenduste või olemasolevate TA tulemuste/kogemuste ekspordi kaudu. Töötlev tööstus on tugevalt orienteeritud ekspordile ja on väga tihedalt seotud traditsiooniliselt tugevate turgudega (EL, Skandinaavia). Nendel eksporditurgudel on suur nõudlus kõrge uuendusliku materjalitehnoloogiaga toodete järele, mistõttu laialdasem ja mitmekesisem materjalitehnoloogiate rakendamine võimaldab tõsta ettevõtete üldist konkurentsivõimet eksporditurgudel. Uute tehnoloogiate rakendamisel saab liikuda väärtusahelas kõrgema lisandväärtusega toodete tootmise suunas ning palju rohkem tõhustada väärtusahela maksimeerimist riigis. Valdkonna tööjõuressursi vajadusi hinnates on põhjuslik võimalus eelisarendada loodusteadusi, materjalitehnoloogiat ja tehnikaharidust.

Ohud

Peamine oht on ettevõtete ja TA asutuste mugavustsooni säilimine, s.t ettevõtted keskenduvad endiselt pigem lühiajalistele probleemidele ning pikaajaline innovatsioonivalmidus väheneb; TA asutused tegelevad ainult neile huvipakkuvate uurimisteemadega ja fookus nihkub pigem fundamentaaluuringutele, vähendades veelgi enam koostöövõimalusi ning ettevõtete nõudlust TA järele. Töötleva tööstuse ja teiste tööstussektorite seisukohalt on ohuks olemasolevate eksporditurgude ammendumine ning suutmatus ümber positsioneerida või leida alternatiivseid turge uutele uuenduslikele toodetele/tehnoloogiatele, s.t eksporditurud, mis praegu toimivad, ei pruugi seda tulevikus. Lisaks on suur oht kõrgelt kvalifitseeritud tööjõuressursi juurdekasvu vähenemine, sest noorte spetsialistide ja tudengite motivatsioonisüsteem pole piisav, et tudengid ülikooli ja insenertehnilistele erialadele õppima asuksid, eriala edukalt lõpetaksid ja kõrgema astme kvalifikatsiooni saaksid (magistri- ja doktorikraad). Selle tulemusena väheneb ka TA asutustes uurimistööde maht ja kvaliteet, sest konkurents nõrgeneb ning pole piisavalt motiveeritud teadlasi.

2 VALDKONNA EESMÄRGID JA INDIKAATORID

2.1 KÕRGTEHNOLOOGILISTE MATERJALITEHNOLOOGIATE ARENDAMINE JA RAKENDAMINE

Töötlev tööstus on Eesti majandusele oluline ja suure potentsiaaliga sektor, mille eri valdkondades on võimekus arendada koostöös TA asutustega materjalitehnoloogiaid. Uute materjalide ja tehnoloogiate kasutuselevõtu peamised eesmärgid on suurendada märkimisväärselt tööstuse efektiivsust ja lisandväärtust, kasutada ressursse tõhusamalt ja säästlikumalt ning vähendada keskkonnamõju.

Indikaator nr 1 – töötleva tööstuse konkurentsivõime kasv

Töötleva tööstuse lisandväärtus töötaja kohta on praegu lähedane Eesti keskmisele (23 000 eurot). Eesmärk on tõsta lisandväärtus 41 500 euroni töötaja kohta aastas, mis haakub ka dokumendis “Eesti ettevõtluse kasvustrateegia 2014–2020“ seatud eesmärgiga jõuda 2020. aastaks 80% Euroopa keskmise tasemeni. 34

Põhieesmärki toetavad alameesmärgid:

Indikaator nr 2 – töötleva tööstuse ettevõtete protsessi- ja tooteinnovatsioon

Uute materjalitehnoloogiate intensiivse rakendamise tagajärjeks töötlevas tööstuses on uute või oluliselt muudetud toodete osakaalu suurenemine müügitulus. Eesmärk on suurendada eri sektorites 10–15% võrra uute või oluliselt muudetud toodete osakaalu müügitulus. Eurostati tehtav CIS uuring ei kajasta alla 10 töötajaga ettevõtete statistikat. Seetõttu on vaja indikaatori algtaseme määramiseks teha täiendav ettevõtete uuring ning seireks tuleb uuringut iga kahe aasta järel korrata.

Indikaator nr 3 – materjalitehnoloogia TA-s osalevate ettevõtete arvu kasv

Tööstussektori konkurentsivõime tõstmiseks on oluline suurendada TA-ga tegelevate ettevõtete arvu ning soodustada uute uuenduslike ettevõtete esilekerkimist. Algtaseme määramiseks tuleb teha ettevõtete uuring, et tekiks piisavalt täpne referentsväärtus. Esmase vihjena saab arvestada EAS ja Archimedese vastavaid ettevõtete ja TA vahelisi projekte. 35

Indikaator nr 4 – töötleva tööstuse TA kulutuste osakaal

Uued ja keerulised materjalitehnoloogiad eeldavad tihedat koostööd TA asutustega, mille aktiivsus on töötlevas tööstuses väga väike. Eesmärk on suurendada töötleva tööstuse TA kulutusi vähemalt 2 korda aastaks 2020 võrreldes 2014. a tasemega.

2.2 PÕLEVKIVI LAIALDASEM KASUTAMINE KEEMIATÖÖSTUSES

Põlevkivi väärindamise arendustegevuse tulemuslikkuse eesmärgiks nutikal spetsialiseerumisel on põlevkivi ressursside efektiivsem kasutamine ja kaevandamine.

Indikaator nr 5 – põlevkivi kaevandamise efektiivsus

2010. a alates on suurem osa põlevkivist saadud allmaakaevandamise (u 60% 2013. a) teel, mille puhul sõltuvalt tingimustest võib kaevanduskadu ulatuda kuni 35%-ni. 36 Tekkiv kadu tuleneb maapinna hoidmiseks jäetud tervikutest ning põlevkivi kaevandamise tõhustamise üks peamisi eeldusi on allmaakaevandamisel tekkiva kao vähendamine. Eesmärk on 2020. aastaks allmaakaevandamise kao osakaal 30%.

Indikaator nr 6 – põlevkivikeemiaalaste teadusuuringute osakaalu suurendamine

Rakendusuuringute osatähtsuse suurendamine uuringutes, fokusseeritult peenkeemia alastel rakendustel, arendab põlevkivi efektiivsema ja keskkonnahoidlikuma kasutamise tehnoloogiaid ning tõhustab erasektori ja ülikoolide koostööd. Eesmärk on suurendada 2020. aastaks rakendusuuringute kulutusi 50%-ni kogu põlevkivi alaste uuringute mahust.

3 KASVUALA JA NIŠŠIDE VALIKU SELGITUS

3.1 NIŠŠIDE VALIK

Niššide valiku metoodika valdkonnaülesed põhimõtted on toodud raportite üldosas. Nutika spetsialiseerumise ressursside väärindamise kasvuala niššideks valiti analüüside tulemusena:

  • põlevkivi keemiatööstuses;
  • nanotehnoloogiate rakendamine uutes materjalides;
  • pinnakattetehnoloogiate rakendamine.

Nišid valiti järgmistel põhjustel.

Põlevkivi kasutamine

Ressursside väärindamise üks alamvaldkondi on põlevkivi kui ühe peamise riikliku maavara kasutamine. Nutika spetsialiseerumise kontekstis peame silmas täiustatud tehnoloogiate abil suurema lisandväärtusega toodete tootmisel (põlevkiviõli, keemiatööstuse produktid, ehitusmaterjalid jne) ning põlevkivi väärtusahela maksimaalsel kasutamisel ja sellega lähedalt seotud TA-l. Põlevkivi sektor on riiklikult tähtis ja seetõttu tuleb seda sektorit vaadelda teistmoodi kui materjalitehnoloogia (nano- ja pinnakatete tehnoloogiad) valdkonda. Suuremate muutuste esilekutsumine sektoris ja arendustegevuseks olulised otsused ei ole niivõrd piiritletud nutika spetsialiseerumise meetmetega, vaid on seotud pigem riigi strateegiliste otsustega.

Põlevkivi kui alternatiivne ressurss naftale ja gaasile on tähelepanu all kogu maailmas ning Eesti potentsiaal seisneb eelkõige aastatepikkuses kogemuses ja pädevuses kasutada eri tehnoloogiaid. Mitmekülgse kompetentsi ja pikaajalise kogemuse väljavaateks on oskusteabe eksport, mida rakendatakse edukalt Jordaanias, kuhu rajatakse põlevkivi baasil töötav elektrijaam. Samas on valdkonna arendamine seotud konkureerivate tehnoloogiate edusammudega ning üha karmistuvate EL-i kliimapoliitikate ja keskkonnanõuetega, mis tulevikustrateegiaid arvestades on pigem taastuvressursse soosivamad. Siinkohal on riigil võimalus tasakaalustada vajaliku tööstusharu jätkusuutlikkust, luues soodsa ja stabiilse keskkonna investeeringuteks ning edasiseks arendustegevuseks.

Eestis on pikaajalised traditsioonid põlevkivist elektri, õli ja gaasi tootmisel. Tänu tehnoloogiate arengule on põlevkivi suuremaks väärindamiseks rohkem võimalusi. VKG on välja arendanud fenoolide, vaikude ja metüülresortsiinide tootmise ning suur potentsiaal on põlevkivi(peen)keemial. Põlevkivist toodetud õlist ja kõrvalproduktidest (uttegaas, tuhk) saab toota suurema lisandväärtusega tooteid. Samuti on lõplikult lahendamata kaevandamisel tekkiva aheraine kasutus.

Tehnoloogiaid, kuidas põlevkivist õli toota, on mitu, kuid arvestades iga põlevkivimaardla kivi koostise erinevust, ei ole neid tehnoloogiaid võimalik kõikjal ühtemoodi kasutada. Eesti on koos oma partneritega Vene- ja Saksamaalt utmistehnoloogiat pidevalt täiustanud. Samas on võimalik põlevkivist õli tootmiseks rakendada ka hüdrogeenimistehnoloogiat. Mitmekülgse kompetentsi ja pikaajalise kogemuse väljavaateks on oskusteabe eksport, mida rakendatakse edukalt Jordaanias, kuhu ehitatakse põlevkivi baasil töötav elektrijaam.

Põlevkivi valiti välja kasvuala nišina põlevkivi madala lisandväärtuse tõttu, mis kaasneb praegu kasutuses olevate tehnoloogiate rakendamisega. Samas on põlevkivi kõige enam kasutatav loodusvara Eestis.

Materjalitehnoloogiate (nano- ja pinnakattetehnoloogiate) rakendamine uutes materjalides

Eesti materjaliteaduse ja -tehnoloogia ning nende tööstusrakenduste kohta koostati 2011. aastal Soome teadlaste ja konsultantide abiga põhjalik ülevaade “Feasibility study for an Estonian Materials Technology Programme“ 37. Kauhanen jt (2011) kirjeldavad Eesti materjaliteaduse arenduse olemust ning küpsust (vt joonis 4). Uuringust selgub, et kõik olulisemad tooteahela etapid on valdkonnas kaetud ning TA alusuuringutest on jõutud liikuda ka turulähedaste toodeteni, mis praeguseks ajaks on realiseeritud või realiseeritakse peagi välisturgudel (nt Skeleton Technologies OÜ, AS Elcogen, Crystalsol OÜ).

Joonis 4 Uute materjalitehnoloogiate arendustase Eestis (vt lisa 3 tabel)

Selles analüüsis väljatoodud suurema potentsiaaliga valdkondadest käsitletakse siinse analüüsi osas kõrg- ja nanotehnoloogilisi materjale (päikeseelemendid, nanomaterjalid, muldmetallid, kütuseelemendid), põlevkivitehnoloogiaid ning pinnakattematerjale ja -tehnoloogiaid. Materjalitehnoloogiad on samuti väga tihedalt seotud teiste prioriteetsete NS kasvuvaldkondadega – IKT ja biotehnoloogiatega. Lisaks on Euroopa Komisjon seadnud nano- ja materjalitehnoloogiad ühtedeks võtmetehnoloogiateks 38 (ingl key enabling technology).

Kuna materjalitehnoloogiatega seotud valdkondi on väga palju, millest suur osa omavad olulist tähtsust või potentsiaali Eesti majanduse arengule, ei ole põhjendatud eri valdkondi eelisrõhutada (v.a põlevkiviga seotud valdkonnad). Peamine ja Eesti riigile majanduslikult kõige perspektiivikam materjalitehnoloogia rakendusvaldkond on töötlev tööstus (vt lisa 4).

Arvestades tehnoloogia arengut maailmas, Eesti TA asutuste võimekust ja arengukavasid ning tööstusharude potentsiaali, on materjalitehnoloogiate arendamise fookusniššideks valitud (vt lisa 4):

  • nanotehnoloogiate rakendamine uutes materjalides;
  • pinnakattetehnoloogiate rakendamine funktsionaalsete pindade valmistamiseks.

Eesti materjaliteadusliku TA kompetentside jaotust ja suutlikkust arvestades (vt joonis 4) saab välja tuua kitsamad valdkonnad, millele spetsialiseeruda. Arendatavate kõrgtehnoloogiliste materjalitehnoloogiate potentsiaalsed rakendustehnoloogiad ja -valdkonnad on järgmised:

  • Nanotehnoloogiate rakendamine uutes materjalides:
    • nanostruktuursed süsinikmaterjalid;
    • mikro- ja nanofiibrid;
    • komposiitmaterjalid;
    • haruldased muldmetallid;
    • energiatehnoloogiate materjalid.
  • Pinnakattetehnoloogiate rakendamine funktsionaalsete pindade valmistamiseks:
    • korrosioonikindlad pinnakatted;
    • kulumisvastased pinnatehnoloogiad;
    • elektrooptilised pinnakatted;
    • Multifunktsionaalsed pinnakatted, sh biotehnoloogilised pinnakatted (antibakteriaalsed, bioühilduvad jne).

Nano- ja materjalitehnoloogiad annavad väga hea võimaluse luua uued start-up/spin-off-tüüpi ettevõtted. Uute VKE-de valdkondlikkus on eeldatavasti väga lai ja annab võimaluse interdistsiplinaarseks koostööks näiteks IKT ja biotehnoloogia sektoritega. Uute materjalide ja tehnoloogiate kasutuselevõtt võimaldab saada konkurentsieelise kiirelt arenevates suure potentsiaaliga kasvuvaldkondades, mis kombineerituna IKT lahendustega loob head eeldused rahvusvahelise ulatusega majandussektorite tekkeks.

4 VALDKONDLIKUD BARJÄÄRID JA TEGEVUSED

Töötleva tööstuse ja põlevkivi sektori ettevõtlus ning arendustegevus on seotud suurte investeeringutega. Üldjuhul on kallis nii tööjõud (eeldab spetsiifilist kompetentsi ja oskuseid, pidevat täiendamist/ümberõpet tehnoloogiate arengu tõttu, teaduskraadi) kui ka ligipääs spetsiifilisele aparatuurile/tehnoloogiale ja/või oskusteabele. Tootearendus uue toote või teenuse puhul on pikemaajaline (võrreldes nt IKT-ga) ning arendamine on kapitalimahukas (sertifitseerimise protsessid, taristu ja aparatuur, arenduspersonal, intellektuaalomand jne).

Valdkondlikud barjäärid võtavad kokku olulisemad takistused valdkonnaeesmärkide täitmiseks, lähtudes peamistest valdkondlikest probleemidest. Tegevused (NS meetmed) on koostatud barjääride kõrvaldamiseks ja/või valdkondlike võimaluste realiseerimiseks. Tegevused (meetmed) jagunevad kaheks: NS meetmed 39 ja laiema ulatusega meetmed. NS meetmeid on põhjalikumalt kirjeldatud raportite üldosas.

4.1 KÕRGTEHNOLOOGILISTE MATERJALIDE JA -TEHNOLOOGIATE ARENDAMISE SOODUSTAMINE EELISTATULT NIŠIVALDKONDADES

Barjäär: TS ja tootearenduse võimekus

Eesti ettevõtete tootearenduse ja TAI tegevuse peamine pidur on ülikoolide ja ettevõtete vähene koostöö ning TAI tegevuste ühisosa. Põhjusteks on ettevõtete ja ülikoolide ressursside (sh ülikoolide funktsionaalse ja koostööd soosiva tegevusruumi) killustatus (ja/või nende juhtimine) ning ettevõtete lühiajaline ja episoodiline TAI tegevuste horisont. Uute tehnoloogiate esmaseks testimiseks (nn proof of concept) puudub piloottootmise võimekus, mis võimaldaks skaleerida tehnoloogiat laboritasemelt pooltööstuslike lahenduste väljatöötamisele.

Ettevõtetel on ülikoolide baasuuringutega võrreldes tootearenduseks ebapiisav kapitali kättesaadavus ja kaasamise võimekus, mis on eriti problemaatiline uute alustavate ettevõtete korral (nt uuenduslikud VKE-d, start-up’id/spin-off’id jne). Praegusest suurem vajadus on varase ja kasvufaasi kapitali järele, millega saab rahastada ettevõtte globaalse kasvu ettevalmistamist.

Endiselt on suur puudus kvalifitseeritud tehnoloogiaspetsialistidest (oskusteave ja kõrgtehnoloogia kogemus), kes oleksid pädevad ettevõtetele uusi tehnoloogiaid rakendama.

Tegevused

SIHTRÜHM: TA asutused ja materjalitehnoloogiaid arendavad ettevõtted, uued start-up’id/spin-off’id

AITAB SAAVUTADA EESMÄRKI: kõrgtehnoloogiliste materjalide/-tehnoloogiate arendamine

  • arendada pooltööstuslik laboribaas piloottootmiseks ja tehnosiirde tegevusteks ning tagada erasektori ligipääs teadustaristule;
  • luua ülikoolidele motivatsioonimudel, et kaasata rohkem kohalikke ettevõtteid TA projektidesse; suurendada ettevõtluses toimuva arendustegevuse mahtu ja siduda see paremini TA asutustes tehtavate teadusuuringutega;
  • toetada start-up-/spin-off-tüüpi ettevõtlust kiirelt arenevates ja eri nišivaldkondi ühendavates valdkondades;
    • suurendada VKE-de ja spin-off’ide teadlikkust riskikapitali kaasamiseks (SuE) ja ärimudelite/projektide rakendamiseks (EAF Founders Institute);
  • kaasata lisakapitali (kasvuperioodil ja/või eksportimisel mahtude suurendamiseks);
    • kaasrahastada fonde riigipoolse võimendamise kaudu;
    • kohandada riigi toetusi, arvestades valdkonna spetsiifikat, ning soodustada väliskapitali kaasamist koos riigikapitaliga.
  • täiendada õppekavu/-mooduleid:
    • täiendada insenertehnilisi õppekavu/-mooduleid (materjali)tehnoloogia valdkondade lisamisega;
    • mitmekesisem materjalitehnoloogia põhine rahvusvaheline õppekava/-moodul ja kaasata senisest rohkem välistudengeid;
  • luua motiveerivad stipendiumiprogrammid üliõpilastele/meeskondadele, et siduda juba varakult ettevõtlus ja praktika eri õppefaasides.

NS MEETMED: rakendusuuringud, TAK, Start-up Estonia (SUE), erialastipendiumid.

MEETMED: innovatsiooniosakud

4.2 MATERJALITEHNOLOOGIATE KASUTAMISE SUURENDAMINE TÖÖTLEVAS TÖÖSTUSES
  • Barjäär: tehnoloogia teadlikkus, oskused

Uute materjalitehnoloogiate ja kõrgema lisandväärtusega toodete väljatöötamine ning rakendamine töötlevas tööstuses on paljuski tingitud ettevõtete profiilist ja üldisest sektori allhanke suunitlusest. Rahvusvaheliste ettevõtete puhul on peamisteks takistusteks arendusüksuste puudumine Eestis, mis on üldjuhul emafirma strateegiline otsus. Eesti taustaga ettevõtetes on suurem osatähtsus pigem kompetentse tööjõu (juhid, spetsialistid jne) ja vajaliku oskusteabe ning kapitali puudumisel, et intensiivsemalt kasutada uusi (materjali)tehnoloogiaid. Vähese tehnoloogiateadlikkuse tõttu on ettevõtete koostöö teiste osalistega piiratud ja episoodiline.

Tegevused:

SIHTRÜHM: töötlev tööstus ja TA asutused

AITAB SAAVUTADA töötleva tööstuse lisandväärtuse, TA-mahukuse ja uute toodete EESMÄRKE:

  • arendada TAK-ide/tippkeskuste baasil välja kompetentsikeskused (nn tehnotõlgid), mis aitaks ettevõtlusel olla kursis globaalsete arengusuundadega vastava valdkonna teadus- ja arendustegevuses ning vastava ala võimekusega Eestis;
  • tõhustada VKE ning keskmiste ja suurettevõtete materjalitehnoloogia nõustamismeetmeid (konsultantide kaasamine);
  • kaasata TAK ettevõtlusele orienteeritud tehnoloogiaalaste täienduskoolituste, infopäevade, seminaride jms korraldamiseks;
  • toetada ettevõtluse TA töötajate osalemist valdkonna globaalsetel foorumitel (messid, seminarid, konverentsid), mis soodustaks uute tehnoloogiate kiiret ja efektiivset kasutuselevõttu;
  • rakendada laialdasemalt materjalitehnoloogia tööstusdoktorantuuri võimalusi (doktoriõpe koostöös ettevõtlusega);
  • algatada täiendus- ja ümberõppeprogramm ettevõtluses töötavatele keskastme spetsialistidele, tehnoloogidele ja inseneridele, mis suurendaks ettevõtete sisemist aktiivsust uute tehnoloogiate juurutamiseks ning innovatsiooniks;
  • toetused VKE-le materjali- ja uute tehnoloogiate rakendamiseks.

NS MEETMED: TAK, rakendusuuring, erialastipendium, nõudluspoole poliitikad.

MEETMED: MKM rätsepmeede, innovatsiooniosakud

4.3 PÕLEVKIVI RESSURSIKASUTUSE JA -KAEVANDUSE EFEKTIIVSUSE SUURENDAMINE

Barjäär: piiratud TA ja järelkasvu tagamise võimekus

Põlevkivi töötlemisel kõrgema lisandväärtusega toodeteks ja tooraine laialdasemaks väärindamiseks on vaja mitmekesistada uuenduslike toodete/tehnoloogiate teadusarendustegevust ning suurendada nii alus- kui ka rakenduslike uurimistööde läbiviimist.

Sektori jaoks olulise kitsaskoha moodustab üha vananev insenertehnilise personali osakaal ja noorte spetsialistide ebapiisav järelkasv. Valdkonnas on kõrgastmespetsialistide puudus, mis pärsib teadustöötajate järelkasvu ja kõrge kvalifikatsiooniga inimeste siirdumist ettevõtetesse tootearendust juhtima. Insenerierialade populaarsus langeb ja sektori jaoks vajalikel erialadel on vähe inseneriharidusega lõpetajaid.

Tegevused:

SIHTRÜHM: TA asutused ja põlevkivi sektori ettevõtted

AITAB SAAVUTADA EESMÄRKI: põlevkivi ressursikasutuse tõhustamine ja põlevkivikeemia alane TA

  • suurendada PKK teadusarenduse ambitsiooni ja võimekust, koondada kompetentse ja tihendada koostööd eri ülikoolidega (ka välisülikoolid)
  • kaasata väliseksperte/-professoreid, et luua mitmekesisem TA sünergia. Oluline on tekitada võimalus ja jätta piisav vabadus meeskonna kokkupanekuks ja kompetentside loomiseks nii riigisisesi kui ka väljaspool;
    • suurendada ning mitmekesistada mittetraditsiooniliste kütuste ja põlevkivi(peen)keemia alast TA-d;
  • töötada välja välisekspertide suurema kaasamise tegevuskava ja kaasata ettevõtluskogemusega eksperte õppekavadesse/-töösse;
  • analüüsida põlevkivi sektoriga seotud õppekavu/-mooduleid ja muuta/täiendada neid koostöös sektori ettevõtetega, et välja töötada õppekava/-moodul, mis arvestab tööjõu vajadusi ning jätkusuutlikkust;
  • motiveerida noori erialastipendiumi abil inseneriõpinguid alustama ning innustada üliõpilasi (koostöös ettevõtetega) rakendusprojektides osalema.

NS MEETMED: rakendusuuring, erialastipendium

MEETMED: MKM RÄTSEPMEEDE, KIK meetmed


Tutvu raporti lisadega siin >