Dyrking av alger Bioforsk Nord Bodø. Marte Meland, Celine Rebours, Christian Bruckner, Åsbjørn Karlsen og Margarita Novoa- Garrido

Transkript

1 Dyrking av alger Bioforsk Nord Bodø Marte Meland, Celine Rebours, Christian Bruckner, Åsbjørn Karlsen og Margarita Novoa- Garrido Algeseminar Dyrøy,

2 Hva er alger? Mikroalger Makroalger Foto: Kari Skjånes Foto: Celine Rebours Algeseminar Dyrøy,

3 Hva er alger? Grønnalger Chlorophyceae Rødalger Rhodophyceae Brunalger Phaeophyceae Havsalat Krusflik Grisetang Trewhella S. Wikipedia Ulva Lactuca Chondrus crispus Ascophyllum nodosum Algeseminar Dyrøy,

4 Algeseminar Dyrøy,

5 Innholdsstoffer i alger Protein Lipider- umetta fettsyrer Karbohydrater Fibre Vitaminer: A, C, E, B Mineraler Bioaktive molekyler Norwegian seaweed meal - Ascophyllum meal units Water-moisture (%) 12,0-17,0 %DW Ash %DW Crude / Total fiber 8 %DW Soluble fiber Insoluble fiber Total carbohydrates Alginic acid %DW Xylans Laminaran 2,0-5,0 %DW Laminarin Mannitol 5--8 %DW Fucoidan 10 %DW Floridoside Other carbohydrates Protein 5,0-10,0 %DW N N-free extractive %DW Fat ether extract 2,0-4,0 %DW Tannins FAO, 1987 references Algeseminar Dyrøy,

6 Bruk av makroalger Polymerer Mat Dyrefor Kosmetikk Biostimulanter landbruk Farmasi Rebours, 2005 Fiskeriforskning, S. Siikavuopio Algeseminar Dyrøy,

7 Mat i Asia Porphyra sp. 53 % Red Ringvold H. Ulva (Enteromorpha) Codium <1 % Green Trewhella S Algeseminar Dyrøy,

8 Mat i Asia Laminaria japonica 47 % Brown Pang S.J. Hizikia fusiformis Undaria pinnatifida Pang S.J. Pang, SJ Pang S.J Algeseminar Dyrøy,

9 Mat i Norge Algeseminar Dyrøy,

10 Muligheter for landbruks- og oppdrettsektoren Nye muligheter for utvidet næringsaktivitet (merverdi) Økt nasjonalt selvforsyningsgrad for fôrressurser ton soya importert i % protein (soya = 35 % protein) Algeseminar Dyrøy,

11 Fiskefôr opp til 15% algeinnhold algeandel er ofte ei kompleks blanding av forskjellige algearter bioaktive innholdsstoffer Algeseminar Dyrøy,

12 Rødalger i fiskefôr kan farge fiskekjøtt rødt Algeseminar Dyrøy,

13 Bioprospektering Antibakteriell Antiviral Antitumor Antioxidant Anti inflammatorisk Immunostimulant Vekst stimulant Trewhella S. Wikipedia Algeseminar Dyrøy,

14 Produksjon av makroalger Makroalgeproduksjon i verden(1000 t) tons Høsting fra naturlige ressurser Akvakultur Year Algeseminar Dyrøy,

15 Produksjon av makroalger i Europa United Kingdom; 0 Other EU members (Italy, Estonia, Denmark); 2883 Other (Iceland, Russia, Ukraine); France; Spain; 109 Portugal; 198 Ireland; Norway; * * Prod. of A. nodosum estimated to be tons Algeseminar Dyrøy,

16 Quantity and value of seaweed (A. nodosum and L. hyperborea) Quantity of seaweed Value of seaweed tons wet weight Millon Euro Year Algeseminar Dyrøy,

17 Produksjon av makroalger Region Production (tons/year) Harvest (main species) Method Employees Norway L. hyperborea, A. nodosum Seaweed trawl, vacum cutter Ireland A. nodosum Manual 450 United Kingdom? France L. digitata, L. hyperborea Scobidou, seaweed trawl Spain * Gelidium sesquipedale Manual and mechanical ** Portugal 250 Gelidium sp. Manual by foot, boat and diving *** Algeseminar Dyrøy,

18 Areas of harvest Laminaria hyperborea Ascophyllum nodosum Production sites Processing of A. nodosum Processing of L. hyperborea Collecting station, L. hyperborea Foto: Sander Andersen Foto: FMC Biopolymer Algeseminar Dyrøy,

19 Nettverk for makroalgeindustri Algeseminar Dyrøy,

20 Utfordringer for algekultivering Utvikle metoder for algeproduksjon - Okonomisk og økologisk bærekraft tilpasset Norge - Sykdomskontroll - Unngå invasjon av beitedyr - Automasjon Algeseminar Dyrøy,

21 Utfordringer for industri Teknologioverføring mellom forskningsmiljø og industri Oppskalering Senke kostnader i kommersiell produksjon Utvikling av innovative added value produkt Algeseminar Dyrøy,

22 Integrert multitrofisk akvakultur Bærekraftig og miljøvennlig havbruk Fiskeoppdrett Skalldyr/sjøpølse/ krepsdyr Tang og tare biomasse Algeseminar Dyrøy,

23 Integrert multitrofisk akvakultur i Norge Kultivering av makroalger Kontrollere produksjonssyklus Øke veksthastighet med tilførsel av næringssalter Produsere utvalgte arter med spesielle egenskaper Muligheter for planteforedling og avl Bruk av makroalger fra IMTA Aktive ingredienser i for, mat, medisiner, kosmetikk Biomasse til energiformål Algeseminar Dyrøy,

24 Integrert multitrofisk akvakultur Potensiale til å redusere oppløst nitrogen med % (Troell et al., 2003; Sanderson et al., 2008) God tilgang på næring og vokser 40-50% raskere en referanse alger (Lander et al., 2004) Karbon nøytral til karbon negative med CCS (Carbon capture and storage (Bellona source) Pierrick Stévant Kan benyttes i fiskefôr (Stefan Kraan pers. comm.) Bidrar til økt biodiversitet i området Algeseminar Dyrøy,

25 Integrert multitrofisk akvakultur Positive økonomiske og sosiale effekter av fiskeoppdrett i IMTA system Bedre bruk av lokalitet og fasiliteter Større produksjonsdiversitet som gir høyere profitt (3 produkter i stedet for 1) Flere arbeidsplasser Algeseminar Dyrøy,

26 Hvorfor Integrert multitrofisk akvakultur i Norge? Havbruk = viktig næring; ikke bærekraftig nok (Havsforskningsintitutet 2010) Fiskeproduksjon er firedoblet siden 1994 Store potensiale av marine råstoffer for produksjon av biomasse for mat, fôr og bioenergi Norge må redusere utslippene av næringsstoffer fra landbruk, avløp og fiskeoppdrett (KLIF 2011) Store muligheter til å dyrke makroalger i Norge Algeseminar Dyrøy,

27 Aktiviteter i Bioforsk Nord Dyrking av makroalger Bioprospektering Avl Integrert multitrofisk akvakultur (e.g. IMTA) Utvikling av kommersielle produkt Mat Fôr og tilsetningsstoffer til fôr (enmagede dyr, drøvtyggere og fisk) Resirkulering av avfallsstoffer Jordforbedringsmiddel Bioteknologiske og farmasøytiske produkt Bioenergi Forvaltning av ville og kultiverte alger Algeseminar Dyrøy, Photo: Pierrick Stévant

28 Prosjekter i Bioforsk Nord Bodø - Forskningsprogram for utvikling av nytt laksefor- TROFÔR - "Isolation and characterization of Norwegian red algae suitable for commercial mariculture - Establishing mariculture of red algae for food production in Northern Norway - Development of a new fish feed concept based on raw materials from aquaculture and fish industry - Aquaclimate - IDREEM Algeseminar Dyrøy,

29 IDREEM Increasing industrial resource efficiency in European mariculture Funded by Eu 7 Framework Programme Start 1. October 2012 Duration 4 years Total budget: 5,771,967 ERDF funding: 4,206,435 Partners: 5 RTD and 10 SMEs In Norway: GIFAS As & Bioforsk Representation of the inputs and outputs of a modern IMTA production process. Red boxes = inputs; blue boxes = outputs, yellow flows = waste; green flows = additional flows gained from the adoption of IMTA. Author: IDREEM Objectives Develop, demonstrate and benchmark value organism (against existing production techniques) innovative production technology for the European aquaculture industry Algeseminar Dyrøy,

30 Marte Meland Master i biologi Prosjektleder marte.meland@bioforsk.no, Tel.: Åsbjørn Karlsen Dr. scient agric Forskningsleder Celine Rebours PhD fykologi Forsker Michael Roleda Dr. rer. nat. Forsker Margarita Novoa-Garrido Dr. med. vet. Seksjonsleder og forsker Lill-Iren Dreyer Førstesekretær og forskningstekniker Christian Bruckner Dr. rer. nat. Forsker Per Magnus Hansen Forskningstekniker Algeseminar Dyrøy,

31 Takk for oppmerksomheten Algeseminar Dyrøy,

32 Kan alger bli næring? Kristine Braaten Steinhovden Forskningsdagene Dyrøy Teknologi for et bedre samfunn

33 SINTEF Fiskeri og havbruk 2012 Ansatte Finansiering Prosjekter 120 totalt 181 MNOK 436 Teknisk personell Ingeniører Forskere Administrativt Grunnbevilgning NFR 11,3% NFR prosjektbevilgninger 29,7% Offentlig forvaltning 8,0% Prosjekt i Forskningsrådet Offentlig forvaltning Industri og næringsliv Internasjonale oppdrag Andre inntekter Teknologi for et bedre samfunn 2

34 Fem avdelinger Marin ressursteknologi Fiskeriteknologi Havbruksteknologi Prosessteknologi Internasjonale prosjekter og rådgivning Teknologi for et bedre samfunn 3

35 Marin Ressursteknologi 24 forskere innen marinbiologi, biokjemi, matematikk, oceanografi and kybernetikk 2 team: Marin modellering Marin kultivering Teknologi for et bedre samfunn

36 Marin modellering SINMOD; potensielle bruksområder Effekter av klimaendringer på marine økosystemer Miljøeffekter av antropogene utslipp Identifisere områder med høy produktivitet Kunnskapsbasert akvakulturdrift Teknologi for et bedre samfunn

37 Marin kultivering Nye arter i havbruk Instrumentering og automatisering for kontrollert produksjon av levendefòr og yngel Teknologi for produksjon av levendefòr: Mikroalger Hjuldyr (Brachionus) and artemia Copepoder og annet zooplankton Forutsigbar produksjon av høykvalitets yngel: Torsk, kveite, piggvar, Blåskjell og kamskjell Hummer Laks og leppefisk Teknologi for et bedre samfunn

38 Marin kultivering Dyrkningsteknologi for makroalger Produksjonsteknologi for tang og tare Bioenergi (etanol) Mat- og fòringredienser Gjødsel Rekonstruksjon av økosystemer Integrated Multi-trophic aquaculture (IMTA) Laks, blåskjell, kamskjell og tang/tare Overvåkning av skadelige algeoppblomstringer Teknologi for et bedre samfunn 7

39 Verdiskapning basert på produktive hav 2050: Potensial for marin verdiskaping 600 Gjennomsnittlig årlig vekst 4.9 % Milliarder kroner Høyproduktive havområder Marine alger Nye arter Leverandørindustri inkl.fôrproduksjon Marin ingrediensindustri Havbruk, laks og ørret Fiskerinæringen Teknologi for et bedre samfunn

40 Marin verdiskaping i 2050 DAGENS KJERNEOMRÅDER NYE INDUSTRIER Fiskeri Lakseindustrien Ingredienser Havbruk, nye arter Fôr Leverandørindustri Kompetanse Marine alger Høyproduktive havområder Teknologi for et bedre samfunn

41 Diversification 50 Million t 1 Million t >90% Salmonids Norway (Chopin et al., 2008) Teknologi for et bedre samfunn

42 Harvesting of seaweed in Norway: Teknologi for et bedre samfunn 11

43 Hvorfor bør Norge dyrke tang og tare? SINTEF En biomasse med stort potensiale: 3. generasjons biodrivstoff Fòr til humant og animalsk konsum Høyverdige kjemikalier Mineraler og gjødsel Geografi Lang kystlinje og stor økonomisk sone Mange naturlig tilhørende arter Gjødsel fra lakseoppdrett (IMTA) Kunnskap og erfaring Aquaculture Off-shore teknologi (olje/gass, aquaculture) Bioteknologi (phycocolloids) Fordelaktige økologisk effekter? Regenerering og mulig økte fiskebestander Regenerering av tareskogen IMTA SINTEF Seaweed Energy Solutions 12 Teknologi for et bedre samfunn

44 Prosjekter og aktiviteter INTEGRATE ( ) MacroBiomass ( ) Exploit ( /15) Seminar "Dyrking av havet" (2012) Workshop om bærekraftig havbruk (2010) IMTA as a strategy for management of high productive aquaculture areas (2009)IMTA ) Teknologi for et bedre samfunn 13

45 Integrert multitrofisk akvakultur - IMTA o Overskuddsnæring fra fiskeoppdrett er en ressurs! Norsk akuacultur i dag: Intensiv monoproduksjon på et høyere trofisk nivå o Potensialet for økt produksjon på lavere trofiske nivåer er stort. Salmon o Økt etterspørsel for marine ressurser i sterk kontrast til de eksisterende ressursene. Integrert akvakultur: "grønn" tilleggsproduksjon av arter på et lavere trofisk nivå Mussels Kelp Teknologi for et bedre samfunn

46 Case: Dyrking av sukkertare og blåskjell i IMTA med laks i Midt-Norge Publikasjoner 1. Forbord et al Journal of Applied Phycology 24 (3), Broch and Slagstad Journal of Applied Phycology 24 (4), Handå et al Journal of Sea Research 66, Handå et al Aquaculture, , Handå et al Aquaculture, : Wang et al Aquaculture and Environment Interactions 2, Submitted 1. Broch et al. Aquaculture and Environment Interactions 2. Handå et al. Aquaculture 3. Wang et al. Journal of Applied Phycology Teknologi for et bedre samfunn

47 Næringsstoffer fra lakseoppdrett som ressurs i IMTA? Fôr (100% N) (100% P) Partikler ( 15% N) ( 44% P) Fisk (N 40%) (P 31%) Løste stoffer ( 45% N) ( 21% P) Teknologi for et bedre samfunn Wang et al Aquaculture and Environment Interactions, 2:

48 A NH + 4 -N ( mol L -1 ) NO - 3 -N ( mol L -1 ) Nitrat og ammonium Salmon Nitratefarm Reference Chlorophyll a Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Chl a ( g L -1 ) B L -1 ) Salmon farm (left axis) Reference (left axis) Salmon farm (right axis) Reference (right axis) 6 Handå et al., submitted 5 Teknologi for et bedre samfunn )4

49 Meget forenklet betraktning av sesongmessige forutsetninger for taredyrking Daglengde Nitrat Nitrate Tarevekst Utfôring av laksefôr Daylength N og P i IMTA? Teknologi for et bedre samfunn 18

50 A A Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) August-deployment August-deployment 2 m 2 m Salmon farm * Salmon farm * Reference Reference * * * * * * * * * Aug Aug Sep Sep Oct Oct Nov Nov Dec Dec Jan Jan Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep Fig. 7 D D Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) February-deployment February-deployment A) B) 2 m 2 m Salmon farm Salmon farm Reference Reference * * * * Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep August-deployment Inntil 50% lengre planter av sukkertare i IMTA B B Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) Salmon Salmon farm farm Reference Reference 5 m5 m * * * * * * * * * * * * * * Aug Aug Sep Sep Oct Oct Nov Nov Dec Dec Jan Jan Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep * * * * * * E E C) D) Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) m5 m Salmon Salmon farm farm Reference * * * * * * November-deployment Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep C C Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) m8 m Salmon Salmon farm farm Reference Reference Aug Aug Sep Sep Oct Oct Nov Nov Dec Dec Jan Jan Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep E) F) F F Sporophyte length (cm) Sporophyte length (cm) m8 m Salmon Salmon farm farm Reference * * February-deployment 0 Feb Feb Mar Mar Apr Apr May May Jun Jun Jul Jul Aug Aug Sep Sep Handå et al., submitted Teknologi for et bedre samfunn 19

51 Forskjell i DIN konsentrasjon med og uten taredyrking Teknologi for et bedre samfunn 20

52 The Project Teknologi for et bedre samfunn

53 Eksperimentet består av: Miljø Hydrografi Temperatur and salinitet Næringstoffer Partikler Klorofyll a Sediment Dyrking Atlantisk laks (Salmo salar) Sukkertare (Saccharina latissima) Blåskjell (Mytilus edulis) Kamskjell (Pexten maximus) Modellering Hydrodynamisk-biologisk modell FLÅTEGRUNNEN Hydrodynamikk (SINMOD) Økosystem og nitrogen (SINMOD) Vekst hos Sukkertare (Broch) Vekst hos blåskjell (DEB) Teknologi for et bedre samfunn

54 Experimental stations RW FI FO RE 1: Fish farm inside (in cage on west side - FI) 2: Fish farm outside (200 m away FO) 3: Reference East (1 km away RE) 4: Reference West (1.2 km away RW) 1 - FI Teknologi for et bedre samfunn

55 Experimental design (FO, RE, RW) 120 m 60 m 60 m Light 600 kg chain anchors Teknologi for et bedre samfunn

56 Experimental design (FO, RE, RW) 60 m 4 m 5 m 10 m 15 m 20 m Teknologi for et bedre samfunn

57 Teknologi for et bedre samfunn

58 Teknologi for et bedre samfunn

59 Kan IMTA bidra til miljøforbedring i lakseoppdrett? 1. Avfall og utslipp: Tare som biofilter (+ liftsystemer for slam) 2. Lakselus: Skjell som biofilter (+ lusegardiner) 3. Fôrressurser: Bærekraftig dyrking av marine fôrråstoff i IMTA (for eksempel skjell i hengekultur, makroalger og bunndyr) Teknologi for et bedre samfunn

60 Påsåingsteknologi: Teknologi for et bedre samfunn 29

61 Teknologi for et bedre samfunn 30

62 Dyrking av makroalger som råstoff i IMTA kan bli et viktig bidrag for miljøet og verdens matvareproduksjon Kontakt: Kristine B. Steinhovden Master of Science/Forsker SINTEF Fiskeri og havbruk AS Mob Kristine.Steinhovden@sintef.no Teknologi for et bedre samfunn 31

63 Kystplan Midt- og Sør-Troms Kystplan Midtog Sør-Troms Algeseminar Forskningsdagene, Dyrøy kl Malin Ek Kystplan Troms Karlsøy Kystplan Nord- Troms Kystplan Midtog Sør-Troms ( ) Dyrøy Kystplan Tromsøområdet Malin Ek 1

64 Kystplan Midt- og Sør-Troms Status i prosjektet Prosjektmål Ny/rullert kystsoneplan for kommunene Tilpassa nåværende og fremtidige behov Tilpassa forskjellige interesser Kunnskapsbasert, holdbar utvikling God prosess Samarbeid og kommunikasjon Høring og medvirkning i fokus Eierskapsforhold i den enkelte kommune og hos næringsutøvere og innbyggere Basis for fremtidig arbeid Kompetansebygning Verktøy og metoder Berg Dyrøy Kystplan Midt- og Sør-Troms Lenvik Sørreisa Torsken Tranøy Gratangen Harstad Ibestad Kvæfjord Lavangen Salangen Skånland Malin Ek 2

65 Kystplan Midt- og Sør-Troms Et felles prosjekt gir muligheter Felles innsamling av data og analyser Se fjorder og sjøområder i sammenheng Mindre arbeidsinnsats per kommune Kompetansehevning Gode medvirkningsprosesser Berg Dyrøy Kystplan Midt- og Sør-Troms Lenvik Sørreisa Torsken Tranøy Gratangen Harstad Ibestad Kvæfjord Lavangen Salangen Skånland ORGANISERING KYSTPLAN MIDT- OG SØR-TROMS Prosjekt / økonomi Troms Fylkeskommune Fylkesråd for næring Prosjektmidler, koordinering av «Kystplan Troms» Prosjektets styringsgruppe Utpekt av Sør-Troms og Midt-Troms regionråd Planprosess Kommunene Endelig politisk vedtak av plan Berg, Dyrøy, Gratangen, Harstad, Ibestad, Kvæfjord, Lavangen, Lenvik, Salangen, Skånland, Sørreisa, Torsken og Tranøy Interkommunalt kystsoneplanutvalg Planmyndighet i planleggingsprosessen «styre» i PBL, 1 representant med vara per kommune Prosjektleder Koordinering Kontaktgruppe Planarbeid Representanter fra administrasjonen i kommunene Arbeidsgrupper for relevante tema Konkrete forslag Representanter fra interessenter, næringsutøvere Malin Ek 3

66 Kystplan Midt- og Sør-Troms PBL Bestemmelser til arealformål etter 11-7 nr. 5 og 6 Til arealformålene nr. 5 og 6 i 11-7 kan det i nødvendig utstrekning gis bestemmelser om: 1. omfang, lokalisering og utforming av bygninger og anlegg til landbruk og reindrift som nevnt i 11-7 første ledd nr at spredt bolig-, fritids- eller næringsbebyggelse og annen bebyggelse kan tillates gjennom behandling av enkeltvise søknader eller reguleringsplan når formålet, bebyggelsens omfang og lokalisering er nærmere angitt i arealplanen 3. bruk og vern av vannflate, vannsøyle og bunn 4. å tillate nødvendige bygninger, mindre anlegg og opplag i 100-metersbeltet langs sjøen med sikte på landbruk, reindrift, fiske, fangst, akvakultur og ferdsel til sjøs 5. at det for områder inntil 100 meter langs vassdrag skal være forbudt å sette i verk bestemt angitte bygge- og anleggstiltak. I slikt område kan det også gis bestemmelser for å sikre eller opprettholde kantvegetasjon, og for å sikre allmennhetens tilgang til strandsonen 6. ferdsel i områder med spesielle vernehensyn og på sjøen 7. hvilke artsgrupper eller arter av akvakultur som enkeltvis eller i kombinasjon kan etableres GROV TIDSPLAN Vår Sommer Høst Vinter Vår Sommer Høst Vinter Vår Sommer Høst Vinter Delegasjon av planmyndighet Prosjektoppstart Planprogram Vedtak av planprogram, planoppstart Planprosess Vedtak av plan Videreføring Malin Ek 4

67 Kystplan Midt- og Sør-Troms Takk! Malin Ek 5