Taredyrking som ny norsk næring

Transkript

1 Taredyrking som ny norsk næring Silje Forbord SINTEF Fiskeri og havbruk AS Oslo,

2 Dagens tekst: Kort presentasjon av SINTEF Eksisterende makroalgeproduksjon Hvorfor dyrke tare i Norge? Biomasseproduksjon Lab Sjø Kjemiske bestanddeler/biodrivstoff Integrerte multi-trofisk akvakultur (IMTA) Rapporten "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050"

3 Organisasjon

4 SINTEF Fiskeri og havbruk- Fem avdelinger Marin ressursteknologi Fiskeriteknologi Havbruksteknologi Prosessteknologi Internasjonale prosjekter og rådgivning

5 Marin ressurs teknologi 24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk, oseanografi og kybernetikk 3 faggrupper: Plankton- og yngelteknologi Marine modellering Anvendt økologi

6 Hva er forskjellen på tang og tare? Makroalger

7 Produksjon av makroalger globalt From: Y Lerat, CEVA, F

8 Dyrket vs høstet biomasse Globalt Europa Source: Y Lerat, CEVA, F Produksjon av makroalger er 15.8 million tonn per år Høsting av makroalger er 1.1 million tonn per år

9 Makroalgeindustri i Norge Art Høstet biomasse (tonn våtvekt per år) Region Bruksområder Firma Stortare Rogaland Alginat FMC Biopolymer Laminaria hyperborea Sør Trøndelag (7000 tonn) Grisetang Ascophyllum nodosum Midt-Norge - Troms Tangmel, ekstrakter (7000 tonn) Algea Økonomisk verdi: 1,2 mrd NOK (0,16 billion ) Foto: Mentz Indergaard

10 Dyrkning åpner for nye muligheter og økt anvendelse SINTEF En biomasse med stort potensiale 3.generasjons bioenergi Mat Fôr Bioaktive høyverdikomponenter Gjødsel Bærekraftig økning i bruk forutsetter dyrket biomasse, spesielt når store volum kreves Seaweed Energy Solutions Bioraffineri en forutsetning for lønnsomhet

11 Makroalgearter i Norge av spesiell interesse for industriell dyrking hurtigvoksende store brunalger (tare) BUTARE (Alaria esculenta) Biodrivstoff Fôr Mat SUKKERTARE (Saccharina latissima) Biodrivstoff Mat

12 Fordeler med makroalgedyrkning langs Norskekysten Geografi Lang kystlinje Stor økonomisk sone: km makroalgearter 205 røde 175 brune 100 grønne

13 Fordeler med makroalgedyrkning langs Norskekysten Kunnskap og kompetanse Akvakultur (fisk, skjell) Off-shore industri (fisk, olje/gass) Bioteknologi (fykokolloider) Mulighet for samdyrking med lakseindustri (IMTA) Design: Mats Heide, SINTEF

14 Tarens livssyklus

15 Produksjon av kimplanter

16 Tarelab I 6-8 mm tau UV-behandlet vann, kontinuerlig gjennomstrømming 16:8 t lys:mørke regime God vekst, men ikke plasseffektivt (27 m tau per tank) Kan settes rett ut i sjø

17 Tarelab II 1-2 mm tau UV-behandlet vann, kontinuerlig gjennomstrømming Bobling 16:8 t lys:mørke regime Plasseffektiv, 720 m tau per sylinder Må surres rundt bæreliner ved utsett i sjø

18 Gametofyttkulturer Enkelt å oppskaler til industriell skala Korter ned kimplantefase på lab Nødvendig for avlsarbeid Pågående forsøk med ulike vekst medium, hormoner og lysintensitet

19 Dyrking i sjøanlegg 10 kg m -1 tau etter 4,5 mnd i sjø

20 Effekt av utsettstidspunkt på vekst av sukkertare i Midt-Norge Sporophyte length (cm) Aug R 2 = m depth 20 0 Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

21 Effekt av utsettstidspunkt på vekst av sukkertare i Midt-Norge Sporophyte length (cm) Aug Nov R 2 =0.99 R 2 = Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

22 Effekt av utsettstidspunkt på vekst av sukkertare i Midt-Norge Sporophyte length (cm) Aug Nov Feb R 2 =0.99 R 2 =0.97 R 2 = Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

23 Effekt av dybde på vekst av sukkertare i Midt-Norge 2 m m 5 m 8 m a Sporophyte length (cm) ab b 5 m 80 8 m 60 Handå et al. submitted

24 Effekt av dybde på vekst av sukkertare i Midt-Norge * S porophyte length ( cm) * * * * * * * * * 2 m 5 m 8 m R 2 =0.99 R 2 =0.99 R 2 = Aug S ep Oct Nov Dec J an Feb Mar Apr May J un J ul Aug S ep Handå et al. submitted

25 Kjemiske bestanddeler i tare Tørrstoffinnhold varierer gjennom året (8-25 %) I tørrstoffet er det % karbohydrat Mannitol og laminaran er lagringskarbohydrater og kan lett omdannes til etanol Alginat er strukturkarbohydrat og tyngre å fermentere Karbohydratkomponenten er den mest interessante i biomassen for biodrivstoffproduksjon Tare har relativt lavt innhold av lipid og protein Fra Horn, 2000

26 Karbohydrater Carbohydrates (% of dw) Dw (% of ww) Alginate (RS) Laminaran (RS) Mannitol (RS) Col 1 vs Dry weight (RS 0 Apr May Jun Jul Aug Sep 0 Mai Juni August

27 Ulike typer biodrivstoff Figur hentet fra Nigam & Singh, 2010

28 Makroalger som 3. generasjons biodrivstoff Kjemisk sammensetning egnet til konvertering til biodrivstoff (etanol, butanol) og biogass (metan): 60% karbohydrater (av tørrstoff) Høy biomasse-produktivitet (ca 2 kg K m -2 år -1 ) CO 2 -opptak: 8-10 tonn ha -1 år -1 Sammenlignbart med tempererte skogsområder Ikke nødvendig med vanning, pestisider eller kunstgjøsel (NB! Ikke noe bruk av fosfat) Ikke bruk av verdifull dyrkbar jordbruksareal Ikke bruk av mat

29 Bioenergi potensialet i makroalger Biomasse produksjon 100 tonn biomasse (våt vekt) ha -1 år -1 (SINTEF) 20 tonn tørrstoff ha -1 år -1 Etanol utbytte (teoretisk) 80% konvertering: L etanol per kg tare (tørr vekt)(wargacki et al., 2012) 5,620 L etanol ha -1 år -1 Kraan, Potensiale for økning: Høyere biomasss produksjon ( tonn ha -1 ) - Avl og seleksjon - Forbedre dyrkningsteknologi og strategier 90% konvertering: 2,500 km 2 gir 2 milliarder L etanol (Kraan, 2010)

30 Dyrkningsstrategier: Miljøforhold Lavproduktivitetsområder Høyproduktivitetsområder

31 Modellering 3D koblet hydrodynamisk og biologisk modellsystem Høyproduktive kystvannsområder med naturlig upwelling SINMOD Total primærproduksjon i kystvannsområder utenfor Midt-Norge

32 Integrert multi-trofisk akvakultur med laks (Salmo salar), sukkertare(sacharina latissima) og blåskjell (Mytilus edulis) i Midt-Norge Handa, A., Min, H., Wang, X., Broch, O.J., Reitan, K.I., Reinertsen, H., Olsen, Y. 2012: Incorporation of fish feed and growth of blue mussels (Mytilus edulis) in close proximity to salmon (Salmo salar) aquaculture: Implications for integrated multi-trophic aquaculture in Norwegian coastal waters. Aquaculture, : Handå, A., Forbord, S., Wang., Broch, O.J.B., Dahle, S.W., Størseth, R.R., Reitan, K.I.R., Olsen, Y., Skjermo, J. Seasonal- and depth-dependent growth of cultivated kelp (Saccharina latissima) in close proximity to salmon (Salmo salar) aquaculture: Implications for macroalgae cultivation in Norwegian coastal waters. Submitted

33 Budsjett for næringsmassebalanse for norsk oppdrett av laks 1-5% Fôr (100% N) (100% P) Partikulær æringssalter ( 15% N) ( 44% P) Fisk (N 40%) (P 35%) Oppløste næringssalter ( 45% N) ( 21% P)

34 Lakseoppdrettere i Midt-Norge

35 Taredyrking i IMTA - potensial i Norge Grad av utnyttelse 10% av frigitt N 1 : 1 20% av frigitt N 2 : 1 Biomasse resultat Tarebiomasse : laksebiomasse Foto: Mentz Indergård, NTNU

36 Mikroalger 0 tonn tonn tonn Makroalger 0,2 mill tonn* 4 mill tonn 20 mill tonn Makroalger 2030: kr 2 pr kg gir 8 mrd. kr Makroalger 2050: kr 2 pr kg gir 40 mrd. kr Kr 2 pr kg forutsetter at en stor andel av produksjonen blir brukt til biobrensel/bioetanol, men ikke alt (som er bedre betalt) Olafsen et al., "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050".

37 Olafsen et al., "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050".

38 Hvorfor er det så viktig at vi begynner med tang- og taredyrking i Norge?

39 Takk for oppmerksomheten Takk til Jorunn Skjermo, Aleksander Handå, Ole Jacob Broch, Ingrid Ellingsen, Kristine Steinhovden Norsk senter for tang- og tareteknologi