Nasjonal Algepilot Mongstad

Transkript

1 Nasjonal Algepilot Mongstad

2 Nasjonal Algepilot Mongstad for produksjon av mikroalger - utvikling av nye verdikjeder fra CO2 gjenbruk til fiskefôr Sats Marint, 15.mars 2017 Hans Kleivdal Senterleder NAM, Førsteamanuensis II, UiB Forskningsdirektør, Uni Research

3 Muliggjørende teknologier (KET) Bærekraftig industri Mat Energi Material Miljø Klima Samfunnsutvikling

4 Bioteknologi driver frem ny bioindustri CO 2 Forbedre utnyttelse av eksisterende biologiske ressurser bruk av naturens verktøy for smartere, mer effektivt og bærekraftig industri Utvikle nye biologiske ressurser

5 Behov for lavtrofiske fôrressurser

6 Omega-3 fettsyrer og marin proteiner

7 Bærekraftig fôrkilde nederst i næringskjeden Matproduksjon Omega-3 Protein & Omega-3 &Protein Omega-3 & Protein Laksefôr krever protein og omega-3 fettsyrer Protein og omega-3 kan produseres direkte av mikroalger Redusere bruk av fisk til fiskefôr

8 Marine mikroalger er havets regnskog CO 2 1,8 tonn CO 2 1 tonn alger O % olje & Omega % protein Antioxidanter mm Fôr Mat HVP Fotosyntese under vann Høy produktivitet omsetter solenergi effektivt til biomasse Hele algen er næringsrik og full av Omega-3 Innsatsfaktorer kan komme fra avfallsstrømmer (CO 2, N, P) Ikke behov for agri-land eller ferskvann

9 Hvordan mobilisere mikroalgenes potensial? CO 2

10 NPK Samspill mellom næringer CO 2 Sukker for produksjon ved fermentering? GMO? CO 2 Matavfall Avfall fra oppdrett

11 Utfordringene Price Volume 1. Dagens produksjon er for kostnadskrevende 2. Dagens produksjonsvolum er for små Schlarb-Ridley & Parker, 2013 (A UK Roadmap for Algal Technologies)

12 ProAlgae ( ) FHF prosj nr Algebiologi Seleksjon Utvikle nye stammer Vekstbetingelser Optimalisering Oppskalert produksjon Høsting Prosessering Formulering Utvikling av fôr Fôrforsøk Dokumentasjon Biologisk produktivitet Effektiv produksjon Effektiv prosessering Optimal funksjon som fôrkomponent Økonomisk potensial Vurdering av bærekraft Muligheter og utfordringer

13 1. Den ideelle produksjonsstammen 1. Stor gruppe av mikroorganismer med høy diversitet ( est arter) 2. Produktivitet og biomassens sammensetning avhengig av: den spesifikke algestammens egenskaper dyrknings-/produksjonsbetingelser 3. Produktivitet kan forbedres ved: screene etter nye stammer optimale produksjonsbetingelser Seleksjon og avl GMO

14 Finne nye stammer med høyt omega-3 innhold Hente prøver Finne gode algestammer Karakterisere de beste Oppskalere produksjonen De beste egenskapene De som vokser hurtigst For å teste bruken av de beste algestammene må vi oppskalere

15 2. Optimalisere teknologien

16 Miksetank Produksjon i lukkede reaktorsystem O 2 CO 2 Næring Sjøvann System kontroll

17 Miksetank Høsting og utnyttelse av verdifullt råstoff O 2 CO 2 Næring Sjøvann System kontroll Høste Fjerne vann Algebiomasse Prosessering og inklusjon i fôr Fôringsforsøk og dokumentasjon

18 Keeping a close eye on Techno-economics Reactor designs Bioprocess design Location Solar irradiation Temperature Cost-efficient Mixing and mass-transfer Input sources CO 2 Nutrients Properties of the specific system Strain improvements High biomass productivity Increased EPA/DHA content

19 USD per kg EPA/DHA ProAlgae Techno-economic analysis 80,00 70,00 70,13 60,00 55,31 50,00 Base case 40,00 30,00 20,00 39,06 26,68 14,85 11,88 21,34 38,26 30,60 increased PE 60%, Free CO2 & Medium, Reduced Mixing 16% share of EPA/DHA, Free CO2 & Medium, Reduced Mixing 10,00 0,00 Flat Panels Tubular Open Pond Raceway ProAlgae Report 2013, FHF

20 TEA & projected microalgae biomass production costs RW: raceway pond; HT: horizontal tubular photobioreactor; VT: vertically stacked horizontal tubular photobioreactor; FP: flat panels photobioreactor. Ruiz et al, Energy Environ Science, , 2036

21 3. Minimere prosessering & optimalisere fôrprod. Value the whole algae cell as a complex feed component National Infra structure project; AquaFeed Technology Centre ( ) Nutritional value Quality

22 Kontinuerlig evaluering av bærekraft Tekno-økonomiske analyser Livssyklus analyser Sikre økonomisk bærekraft Sikre miljømessig bærekraft

23 Hvordan utvikle en ny verdikjede? Algebiologi Seleksjon Utvikle nye stammer Vekstbetingelser Optimalisering Oppskalert produksjon Høsting Prosessering Formulering Utvikling av fôr Fôrforsøk Dokumentasjon University of Bergen Uni Research SINTEF F&A University of Tromsø SINTEF M&C NTNU NMBU UiS CORE NIVA MicroA Nasjonalt pilotanlegg - Koble forskning med industri - Styrke kompetanse & kapasitet - Produsere nok volum av alger for uttesting Nofima Polarfeed Skretting EWOS Biomar Marine Harvest NTNU

24 UiB Nasjonal Algepilot Mongstad Universitetet i Bergen FHF Stortinget Hordaland Fylkeskommune Nordhordlandsrådet 6 mill 3 mill 6 mill 2 mill 1 mill Nasjonal plattform for industriell utvikling av mikroalger Koble forskning med næringsbehov for nye verdikjeder Test ulike avfallsstrømmer (ulike kilder til CO 2, næring, lys m.m) Produsere nok alger for optimal utvikling og testing Kontinuerlig evaluere økonomisk og miljømessig bærekraft

25 Anlegget

26

27 4. Design av skalerbar prosess

28 Screening-, optimisation- & small-scale production Upscale at NAM

29 CO2Food WP9 Coordination WP1 Establish prod. strains WP2 Optimize productivity WP3 Upscale WP4 Processing WP5 Feed formul. & production WP6-7 Trials Salmon & Larvae WP8 Market aspects Project Owner: Project leader: Funding: Funding source: CO2Bio AS Uni Research 11,9 mill NOK CO2Bio, Innovation Norway, Seafood Innovation Cluster Funding Owner Research Industry partners

30 Algae2Future (NFR BIONÆR) Koordinator: NIBIO Budget: 40 mill

31 Norges to største næringer kobles ved sirkulærøkonomi - og legger grunnlag for fremtidens matproduksjon

32